1.1 概述

1.1.1 人工智能的定义与分类

1. 人工智能的定义

目前，人工智能（AI）没有统一的定义标准。在AI的发展过程中，不同学科背景的学者在不同发展阶段对AI有着不同的理解。综合起来，可以从“能力”“学科”和“实用”三个方面对人工智能进行定义。从能力角度看，人工智能是指用人工的方法在机器上实现的智能；从学科角度看，人工智能是研究如何构造智能机器或智能系统，使它能模拟、延伸和扩展人类智能的学科；从实用角度看，人工智能是指用机器实现所有目前必须借助人类智慧才能实现的任务。

人工智能的定义示意图如图1-1所示。

图1-1 人工智能的定义示意图

当使用人工智能技术时，经常涉及机器学习和深度学习这两个术语。如何理解人工智能、机器学习和深度学习的关系呢？

人工智能是让计算机以某种方式模仿人类行为；机器学习是人工智能的一个子集，它指通过数据训练出能完成一定功能的模型，是实现人工智能的手段之一，也是目前最主流的人工智能实现方法；深度学习是机器学习的一个子集，它是利用深度神经网络来解决特征表达的一种学习过程，其动机在于建立、模拟人脑进行分析学习的神经网络，从而模仿人脑的机制来解释数据，如图像、声音、文本等。一般超过8层的神经网络模型就叫深度学习。

机器学习是一种实现人工智能的方法，深度学习是一种实现机器学习的技术，三者之间的关系如图1-2所示。

图1-2 人工智能、机器学习和深度学习的关系

2. 人工智能的分类

人工智能分为弱人工智能、强人工智能和超人工智能。

（1）弱人工智能 弱人工智能只专注于完成某个特定的任务，例如语音识别、图像识别和翻译等，是擅长于单个方面的人工智能。它们只是用于解决特定的具体类的任务问题，大都是统计数据，以此从中归纳出模型。弱人工智能的产生减轻了人类智力劳动，类似于高级仿生学。无论是阿尔法围棋（Alpha Go），还是能够撰写新闻稿和小说的机器人，目前仍然还只属于弱人工智能范围，它们的能力仅在某些方面超过了人类。

（2）强人工智能 强人工智能属于人类级别的人工智能，在各方面都能和人类比肩，它能够进行思考、计划、解决问题、抽象思维、理解复杂理念、快速学习和从经验中学习等操作，并且和人类一样得心应手，可以让机器人全方位实现类人的能力。

（3）超人工智能 超人工智能在几乎所有领域都比最聪明的人类大脑要聪明许多，包括科学创新、通识和社交技能。在超人工智能阶段，人工智能的计算和思维能力已经远超人脑。此时的人工智能将打破人脑受到的维度限制，其所观察和思考的内容，人脑已经无法理解，人工智能将形成一个新的社会。

现有的科技发展水平还处于弱人工智能阶段，但正逐渐向强人工智能发展。

3. 人工智能的层级

人工智能可以分为四个层级，分别是算法、研究方法、技术领域和应用领域，如图1-3所示。

图1-3 人工智能的层级