人工智能在軍事領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)用前景
本文主要介紹了當(dāng)今世界及俄羅斯本國(guó)人工智能技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀以及未來(lái)該技術(shù)在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用前景,文章還重點(diǎn)分析了人工智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)的可能途徑以及人工智能技術(shù)對(duì)人類戰(zhàn)爭(zhēng)活動(dòng)的可能影響。
文章編譯如下:
目前,關(guān)于人工智能的說(shuō)法和文章很多,這讓人覺(jué)得,人工智能早已研究成熟且無(wú)處不在。事實(shí)上并未如此。雖然自動(dòng)化早已成為生產(chǎn)和指揮過(guò)程的一部分,而且計(jì)算機(jī)已經(jīng)學(xué)會(huì)語(yǔ)音和臉部識(shí)別,操控汽車(chē)和分析大量數(shù)據(jù)。圖像識(shí)別或者自動(dòng)翻譯屬于利用人工智能方法并在完成類似任務(wù)時(shí)選擇存儲(chǔ)結(jié)果的機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)。
人工智能目前還未實(shí)現(xiàn),還需要進(jìn)行研究,它的應(yīng)用領(lǐng)域確實(shí)非常廣泛。國(guó)防領(lǐng)域也在其中。發(fā)展人工智能成為了保障國(guó)家安全的任務(wù)。美國(guó)和中國(guó)希望在人工智能研究中占據(jù)領(lǐng)先地位并率先將其運(yùn)用到網(wǎng)絡(luò)武器和既可用于監(jiān)視敵人,也可用于襲擊敵人的自主式武器的研制當(dāng)中。
美國(guó)國(guó)防部在2017年開(kāi)始抓緊落實(shí)所謂的“第三次抵消戰(zhàn)略”,該文件中提出的主要目標(biāo)是“必須集中力量進(jìn)行創(chuàng)新,旨在通過(guò)創(chuàng)新發(fā)展美國(guó)近年來(lái)與對(duì)手和敵人已經(jīng)接近的關(guān)鍵能力,保持并恢復(fù)傳統(tǒng)遏制力”,這里說(shuō)的對(duì)手和敵人指的也就是俄羅斯和中國(guó)。
實(shí)際上,世界上已經(jīng)開(kāi)始了創(chuàng)新武器競(jìng)賽,全部主要大國(guó)都將卷入其中。此外,西方已經(jīng)被普京總統(tǒng)2017年9月1日在雅羅斯拉夫爾公開(kāi)講話中提到的內(nèi)容所震撼:“人工智能不僅僅是俄羅斯的未來(lái),也是全人類的未來(lái)。這包含著巨大的機(jī)遇和當(dāng)今難以預(yù)測(cè)的威脅。誰(shuí)能成為該領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者,誰(shuí)就將主宰世界”。
著名商人伊隆·馬斯克稱,人工智能最終將消滅人類。因此,他和另外116名專家、學(xué)者、新技術(shù)領(lǐng)域公司代表向聯(lián)合國(guó)發(fā)出請(qǐng)求書(shū),呼吁禁止研制任何類型使用人工智能技術(shù)的武器和自主技術(shù)裝備。部分商業(yè)人士和學(xué)者強(qiáng)調(diào),運(yùn)用自主技術(shù)相當(dāng)于繼火藥和核武器出現(xiàn)之后,戰(zhàn)爭(zhēng)中出現(xiàn)的第三次革命,毫無(wú)疑問(wèn),他們說(shuō)的沒(méi)錯(cuò)。
但顯而易見(jiàn),聯(lián)合國(guó)開(kāi)始的關(guān)于禁止此類武器公約的討論不是為了別的什么目的,而是美國(guó)及其盟友以討論普世價(jià)值為掩護(hù),阻止其地緣政治對(duì)手,首先是俄羅斯和中國(guó)研制人工智能武器。
然而,履帶式裝甲車(chē)和打擊無(wú)人機(jī)并非戰(zhàn)略武器,而是戰(zhàn)術(shù)武器。這些武器對(duì)人類不構(gòu)成任何威脅。“殺手機(jī)器人”的形象被好萊塢復(fù)制了無(wú)數(shù)遍,但現(xiàn)實(shí)中的戰(zhàn)斗系統(tǒng)未必與之有什么共同點(diǎn)。
為了弄清楚,所謂的戰(zhàn)斗機(jī)器人會(huì)不會(huì)對(duì)人類構(gòu)成威脅,首先必須弄清,什么是人工智能,它與機(jī)器智能,超級(jí)計(jì)算機(jī)的深度學(xué)習(xí)有什么不同,還有最主要的是人工智能在軍事領(lǐng)域的地位和運(yùn)用范圍。
國(guó)家安全領(lǐng)域人工智能的任務(wù)
在可預(yù)見(jiàn)的未來(lái),新的世界技術(shù)競(jìng)賽將導(dǎo)致最新的技術(shù)革命延伸至軍事領(lǐng)域。所有主要世界大國(guó)都將如此,因?yàn)槿魏温浜笥趯?duì)手的情況都可能導(dǎo)致薄弱環(huán)節(jié)的出現(xiàn),而使用常規(guī)類型武器很難對(duì)其進(jìn)行彌補(bǔ)。此外,新技術(shù)的出現(xiàn)可能導(dǎo)致戰(zhàn)略,武裝力量活動(dòng)的計(jì)劃和組織出現(xiàn)明顯變化。
因此,俄羅斯為了維護(hù)主權(quán)和保持國(guó)防能力,必須盡快在部分關(guān)鍵領(lǐng)域獲得一定優(yōu)勢(shì),或者至少與潛在敵人不相上下,才能部分彌補(bǔ)當(dāng)前俄羅斯經(jīng)濟(jì)的不足以及大量工業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)落后。
阻止將人工智能用于軍事目的是不可能的
目前,武器領(lǐng)域的關(guān)鍵方向包括:人工智能,人機(jī)交互系統(tǒng),無(wú)人戰(zhàn)車(chē)和機(jī)器人,自主武器,高超音速武器,定向能,甚至還包括民用技術(shù),比如人才管理,就是吸引軍人參與創(chuàng)新過(guò)程,提升俄羅斯國(guó)防部軍官和文職人員的創(chuàng)造力。
回到人工智能,它的任務(wù)主要包括四個(gè)方面:信息任務(wù)、戰(zhàn)術(shù)任務(wù)、戰(zhàn)略任務(wù)和經(jīng)濟(jì)任務(wù)。人工智能大大提升了對(duì)數(shù)據(jù)的收集和分析能力,使得在處理信息的速度和質(zhì)量方面取得一定優(yōu)勢(shì)。在軍事情報(bào)領(lǐng)域,將出現(xiàn)更多的可能性和各種信息源,還包括對(duì)敵人掩蓋真像的可能性。在“虛假新聞”方面,人工智能能夠向信息空間投放大量人為制造的數(shù)據(jù)、假象,這一方面迷惑了敵人,另一方面則增加了政治風(fēng)險(xiǎn)。
即便是目前機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域和人工智能領(lǐng)域已經(jīng)達(dá)成的技術(shù),也對(duì)保障國(guó)家安全具有巨大的潛力。
現(xiàn)有的圖像識(shí)別技術(shù)能夠保證分析衛(wèi)星地圖和雷達(dá)數(shù)據(jù)時(shí)的高自動(dòng)化水平。人工智能能夠提升導(dǎo)彈襲擊預(yù)警系統(tǒng)雷達(dá)站的運(yùn)行效率以及像“樹(shù)冠”太空目標(biāo)無(wú)線電光學(xué)識(shí)別系統(tǒng)這樣的無(wú)線電光學(xué)識(shí)別系統(tǒng)的信息處理效率。此外,目前衛(wèi)星微型化以及軌道衛(wèi)星數(shù)量的提升將對(duì)快速識(shí)別技術(shù)出現(xiàn)需求。
利用10米以上波長(zhǎng)無(wú)線電波電離層空間傳播原理或者波長(zhǎng)更短無(wú)線電波地面繞射傳播原理的超地平線雷達(dá),其信息處理系統(tǒng)的任務(wù)量更大。這些雷達(dá)能夠“看見(jiàn)”所有移動(dòng)目標(biāo),其中包括民用技術(shù)裝備,因此,擺在面前的任務(wù)是要在全部獲取的數(shù)千個(gè)甚至數(shù)百萬(wàn)圖形中識(shí)別出軍事目標(biāo),以及地面和空中的異?;顒?dòng)。這是數(shù)量龐大的信息和圖形,沒(méi)有機(jī)器的幫助是不可能完成的。此外,軍隊(duì)將獲得所謂的“目標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)”,這將對(duì)識(shí)別和引導(dǎo)系統(tǒng)具有幫助作用。如果說(shuō)為應(yīng)對(duì)帶紅外自動(dòng)尋的頭的便攜式防空導(dǎo)彈系統(tǒng),飛機(jī)或者直升機(jī)只需要發(fā)射假熱輻射目標(biāo),應(yīng)對(duì)雷達(dá)站,只需要釋放干擾就已經(jīng)足夠的話,那么,人工智能系統(tǒng)即便不是在導(dǎo)彈里,而是在操作員的手中,它也能完全“看見(jiàn)”飛行器。
其次,超地平線雷達(dá)存在與標(biāo)準(zhǔn)“敵-我”雷達(dá)識(shí)別系統(tǒng)不兼容問(wèn)題,因此,在分析空情時(shí),人工智能能夠起到很大的幫助作用。人工智能同樣能夠用于對(duì)付敵方雷達(dá),研究敵人雷達(dá)的運(yùn)行情況并選擇壓制無(wú)線電信號(hào)的方法。
網(wǎng)絡(luò)空間的運(yùn)行以及對(duì)不斷出現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)威脅的不間斷跟蹤需要大量的高技術(shù)專家。人工智能同樣能夠分擔(dān)部分任務(wù),因?yàn)槿斯ぶ悄軐ふ衣┒?,編?xiě)代碼和機(jī)器算法的速度要快得多。尋找到的“弱點(diǎn)”數(shù)量將非常眾多并對(duì)人為控制的防御手段構(gòu)成威脅。那么到時(shí)候,網(wǎng)絡(luò)攻擊將變得更加復(fù)雜和危險(xiǎn),相關(guān)技術(shù)落入犯罪分子之手的風(fēng)險(xiǎn)也會(huì)劇增。
機(jī)器人技術(shù)裝備和自主武器
自主系統(tǒng)的能力目前還很有限。雖然對(duì)“發(fā)射后不管”系統(tǒng)已經(jīng)研究了數(shù)十年,但仍然需要人的參與,人需要直接定下使用武器的決心。重型航空技術(shù)裝備也一樣,雖然存在自動(dòng)駕駛,傳感器,自動(dòng)打開(kāi)炸彈艙門(mén),導(dǎo)彈引導(dǎo)和目標(biāo)跟蹤系統(tǒng),仍然需要飛行員,攻擊無(wú)人機(jī)也需要操作員的跟蹤。
但普通人與現(xiàn)代軍用技術(shù)裝備的能力相比,只能說(shuō)是渺小、脆弱和糊涂的有機(jī)體,而在定下戰(zhàn)斗決心環(huán)節(jié),則是最慢的一環(huán)。人工智能用于將人從決策體系中完全解放出來(lái),同時(shí)也保全了軍人的生命。
在戰(zhàn)斗條件下,定下決心更快并首先實(shí)施打擊的一方具有優(yōu)勢(shì),因此,完全自主的系統(tǒng)在未來(lái)將獲得巨大發(fā)展。
此外,已經(jīng)出現(xiàn)了“反自主性”概念,根據(jù)這一概念,人工智能(武器)在遭到襲擊但未被摧毀的情況下,能夠迅速學(xué)習(xí)并得出結(jié)論,之后對(duì)敵人實(shí)施致命的最后一擊。
戰(zhàn)術(shù)武器運(yùn)用人工智能的可能性很多,指的是能夠獨(dú)立尋找目標(biāo)并定下摧毀決心的無(wú)人飛行器,裝甲車(chē),導(dǎo)彈艇。
目前,無(wú)人機(jī)的成本變得越來(lái)越低,產(chǎn)量也越來(lái)越大。利用人工智能能夠?qū)?shù)千架無(wú)人機(jī)聯(lián)為一個(gè)巨大的可控“蜂群”,用于發(fā)起大規(guī)模攻擊。
截止不久前,洛克馬丁公司的F-35第五代戰(zhàn)斗機(jī)的造價(jià)為1億美元。而高質(zhì)量的四軸飛行器成本為1000美元。這意味著,美國(guó)國(guó)防部可以用一架戰(zhàn)斗機(jī)的價(jià)格訂購(gòu)十萬(wàn)架小型無(wú)人機(jī)。而敵人不可能同時(shí)對(duì)付得了十萬(wàn)架裝滿炸藥的無(wú)人機(jī)。
蘇聯(lián)和俄聯(lián)邦已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)將一次齊射的數(shù)枚導(dǎo)彈聯(lián)為能夠相互之間交換目標(biāo)信息的“狼群”,制定行動(dòng)戰(zhàn)略并獨(dú)立選擇攻擊目標(biāo)。這里指的是P-500“玄武巖”,P-700“花崗巖”和P-1000“火山”反艦導(dǎo)彈系統(tǒng)。我們的技術(shù)很有發(fā)展前景。
美國(guó)海軍正在研制將無(wú)人巡邏艇聯(lián)成“群”的系統(tǒng),這就是所謂的CARACaS(機(jī)器人代理指揮和感知控制架構(gòu))技術(shù)。另外,該系統(tǒng)可安裝在美海軍研究局研制的獨(dú)立平臺(tái)上,也可安裝在各種小型船只上,將它們變成自主的無(wú)人運(yùn)輸工具。CARACaS系統(tǒng)的軟件基于美國(guó)航空航天局(NASA)為火星車(chē)研發(fā)的技術(shù)。軍人在帶CARACaS系統(tǒng)便攜式設(shè)備的幫助下,將能夠輕易并迅速地將飛行器,裝甲車(chē)和快艇變成統(tǒng)一的自動(dòng)化戰(zhàn)斗群。
人工智能在太空的前景更加廣闊??梢越M建不需要連續(xù)監(jiān)控和從地面指揮中心進(jìn)行指揮的自主跟蹤衛(wèi)星或者反衛(wèi)星衛(wèi)星集團(tuán)。
將來(lái),在人工智能的幫助下,能夠大幅提升特種部隊(duì)和空降分隊(duì)的效能。即便規(guī)模不大的特種小組在使用無(wú)人平臺(tái)的情況下,也能夠以類似的形式控制敵方大片區(qū)域,并在自主交互戰(zhàn)車(chē)的幫助下攻擊各種目標(biāo),或者阻止敵軍分隊(duì)進(jìn)入某一區(qū)域,以此來(lái)扼守主力登陸基地。
基于坦克和裝甲輸送車(chē)(對(duì)于俄羅斯來(lái)說(shuō)就是“阿爾馬塔”多用途履帶式平臺(tái))的無(wú)人地面作戰(zhàn)系統(tǒng),能夠?yàn)榈顷懕鴾?zhǔn)備登陸場(chǎng),對(duì)敵開(kāi)火,運(yùn)送彈藥及特種部隊(duì)必須的設(shè)備。
自然會(huì)出現(xiàn)一個(gè)疑問(wèn):這種具備人工大腦的坦克會(huì)不會(huì)對(duì)己方登陸兵開(kāi)火?答案顯而易見(jiàn):戰(zhàn)車(chē)擁有“目標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)”和人臉識(shí)別系統(tǒng)的情況下,可以避免這種情況的發(fā)生?;蛘邽樘箍思友b基于普通處理器,能夠限制人工智能行動(dòng)的機(jī)器智能,作為能夠取代坦克車(chē)長(zhǎng)、駕駛員和瞄準(zhǔn)手定下決心的人工智能的補(bǔ)充,就像負(fù)責(zé)反射的脊髓不允許人觸碰滾燙的武器或者從陽(yáng)臺(tái)上跳下去一樣。
需要注意的是,現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)的實(shí)施戰(zhàn)略要求改變部隊(duì)的展開(kāi)方法,而且現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)將在敵人的全境同時(shí)舉行:陸地、空中,近地空間,以及信息空間和網(wǎng)絡(luò)空間,戰(zhàn)士自主機(jī)器人技術(shù)支援系統(tǒng)在近期也將獲得發(fā)展。有人作戰(zhàn)行動(dòng)向無(wú)人作戰(zhàn)行動(dòng)的轉(zhuǎn)變速度將會(huì)加快。
軍隊(duì)?wèi)?yīng)當(dāng)關(guān)注并作為近期優(yōu)先發(fā)展方向的是,具備網(wǎng)絡(luò)支持的自主武器技術(shù),人機(jī)協(xié)同系統(tǒng),其中包括定下決心時(shí)的人機(jī)交互,具備人工智能功能的自主學(xué)習(xí)系統(tǒng)以及改進(jìn)的無(wú)人系統(tǒng)。
至于機(jī)器人本身來(lái)說(shuō),在可預(yù)見(jiàn)的將來(lái),未必會(huì)出現(xiàn)人形機(jī)器人,機(jī)器人多半看起來(lái)像火星車(chē)一樣,或者類似星球大戰(zhàn)電影中的R2-D2機(jī)器人。小型自主機(jī)器人能夠成為理想的狙擊手,可以在陣地上等待必要且足夠長(zhǎng)的時(shí)間。部分類型的飛行或者爬行機(jī)器人能夠進(jìn)入房間,在不被發(fā)現(xiàn)的情況下,向目標(biāo)注入致命性毒劑或者噴撒神經(jīng)麻痹毒氣。
自然還會(huì)出現(xiàn)一個(gè)疑問(wèn):如果黑客侵入人工智能戰(zhàn)車(chē),對(duì)其進(jìn)行破壞,甚至讓?xiě)?zhàn)車(chē)向己方軍人或者民用目標(biāo)開(kāi)火怎么辦?答案顯而易見(jiàn):黑客什么也不能破壞,因?yàn)槿斯ぶ悄芘c機(jī)器智能和超級(jí)計(jì)算機(jī)不同,能夠獨(dú)立為自己生成行為算法,并非在普通計(jì)算機(jī)硬盤(pán)或者內(nèi)存上進(jìn)行穩(wěn)定存儲(chǔ),而是利用瞬間產(chǎn)生,而后又消失的神經(jīng)聯(lián)絡(luò)鏈條。
人工智能還有另外一項(xiàng)戰(zhàn)略任務(wù),在該項(xiàng)戰(zhàn)略任務(wù)中,人仍然發(fā)揮著自身特殊的作用。俄聯(lián)邦武裝力量總參謀部未來(lái)將出現(xiàn)具備超大計(jì)算能力的自主戰(zhàn)術(shù)武器,用于實(shí)施“智能”偵察,分析敵人和己方部隊(duì)行動(dòng),尋找最優(yōu)方案,這意味著軍隊(duì)展開(kāi)和指揮的戰(zhàn)略和方法將發(fā)生變化。概念性武器中的人工智能將成為與核武器一樣的戰(zhàn)略遏制因素,因此創(chuàng)新競(jìng)賽將會(huì)提速。
21世紀(jì),大國(guó)之間的競(jìng)爭(zhēng)仍在繼續(xù),恐怖組織甚至能夠召集一整支軍隊(duì),因此,軍事技術(shù)裝備應(yīng)當(dāng)不斷進(jìn)行改進(jìn)和完善。完全有可能,如果一個(gè)國(guó)家借助人工智能技術(shù)控制對(duì)手的全部系統(tǒng),假想的“第三次世界大戰(zhàn)”可能在數(shù)秒內(nèi)就已經(jīng)結(jié)束。關(guān)于這一點(diǎn),需要思考的不僅僅是軍人,也包括國(guó)家政府。
在國(guó)家層面作出決策的政治家也必須了解創(chuàng)新性變化的意義,因?yàn)椴粌H出現(xiàn)了實(shí)施新型戰(zhàn)爭(zhēng)的可能性,還出現(xiàn)了在各國(guó)之間挑起現(xiàn)實(shí)沖突的可能性。人工智能同樣能夠被運(yùn)用到國(guó)家管理和鞏固政權(quán)的方法中,成為內(nèi)政的工具。人工智能還能夠成為國(guó)家機(jī)關(guān)在控制災(zāi)難性風(fēng)險(xiǎn)和預(yù)防人為災(zāi)難時(shí)的幫手。
人工智能研究的進(jìn)步將對(duì)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生最重大的影響,并可能導(dǎo)致新的工業(yè)革命。首選運(yùn)用人工智能的大國(guó)將對(duì)其余國(guó)家形成信息,甚至軍事政治優(yōu)勢(shì)。發(fā)展人工智能正在成為21世界超級(jí)大國(guó)的戰(zhàn)略任務(wù)。與此同時(shí),下面這個(gè)問(wèn)題的答案也很重要:我們?cè)跒樽约号囵B(yǎng)什么樣的助手——無(wú)恥和慘無(wú)人道的人工“靡菲斯特”,還是電子版的天使?
如果俄羅斯能夠研發(fā)出突破性技術(shù),在該方面集中主要精力和資源,那么就能保證在新一輪軍事技術(shù)發(fā)展中保持與美國(guó)和中國(guó)的平等地位,尤其是當(dāng)世界領(lǐng)導(dǎo)者發(fā)現(xiàn),自己開(kāi)始失去權(quán)力并成為大國(guó)之一時(shí),這也就意味著世界將出現(xiàn)不穩(wěn)定局勢(shì),可能發(fā)生沖突,包括軍事沖突。
美國(guó)為了保持自身優(yōu)勢(shì),將繼續(xù)激化沖突,早晚會(huì)向?qū)で蟀詸?quán)地位的國(guó)家發(fā)動(dòng)按照21世紀(jì)全新規(guī)則實(shí)施的戰(zhàn)爭(zhēng)。
鑒于俄羅斯經(jīng)濟(jì)上的落后以及科學(xué)教育多年來(lái)的退化,我國(guó)在研制新一代導(dǎo)彈,反導(dǎo)導(dǎo)彈,突擊系統(tǒng)和防護(hù)裝備方面的財(cái)政、技術(shù)能力目前要落后于潛在的敵人,恰恰人工智能將成為我們的盟友,作為對(duì)亞歷山大三世說(shuō)過(guò)的我們的兩個(gè)盟友(陸軍和海軍)的補(bǔ)充。人工智能將成為定下戰(zhàn)略決心時(shí)的助手,因?yàn)槿魏螒?zhàn)略和國(guó)防任務(wù)都意味著大量的工時(shí)、分析和模擬。人工智能將能夠分析我方敵人的行動(dòng),收集科學(xué)信息,尋找先前我們因信息、數(shù)據(jù)或者跨學(xué)科領(lǐng)域科學(xué)知識(shí)不足而未能解決的復(fù)雜工程任務(wù)的合理解決方法。人工智能能夠獲取人類在整個(gè)文明存在歷史中存儲(chǔ)的全部科學(xué)、政治、軍事等信息,并能夠創(chuàng)造性地訪問(wèn)信息,發(fā)現(xiàn)隱藏含義,整合知識(shí)并幫助我們?cè)诤宋锢?,量子化學(xué),生物技術(shù)等的進(jìn)一步發(fā)展中取得突破。
人工智能是未來(lái)的戰(zhàn)略項(xiàng)目,其研發(fā)方面的競(jìng)爭(zhēng)將與20世紀(jì)中期的核競(jìng)爭(zhēng)不相上下,而目前僅解決了數(shù)據(jù)分析,圖像識(shí)別和文本翻譯等部分任務(wù)。重要的是要知道,人工智能不是超級(jí)計(jì)算機(jī),它是按照完全不同的原理運(yùn)行的。關(guān)于機(jī)器技術(shù)奇異點(diǎn)和機(jī)器人起義的討論目前還僅僅是科學(xué)幻想。
主要的任務(wù)還未完成——如何研制出性能與人類大腦相當(dāng)?shù)挠?jì)算機(jī)。
如何研發(fā)人工智能?
計(jì)算機(jī)和現(xiàn)代機(jī)器人根據(jù)程序算法運(yùn)行,也就是根據(jù)系列連續(xù)的命令。在同一種環(huán)境下,算法運(yùn)行將得出同一個(gè)結(jié)果。
人工智能是一種機(jī)器系統(tǒng),能夠?qū)W習(xí),獲得并使用客觀知識(shí)和經(jīng)驗(yàn),作出不同的決策(每次都會(huì)變得更加合理),制定戰(zhàn)略,使用抽象的概念并像人腦一樣完成創(chuàng)造性任務(wù)。
當(dāng)工程師和科研人員試圖研制出自然界中的類似物體并在機(jī)器和機(jī)械中實(shí)現(xiàn)人們所須要的功能時(shí),他們就會(huì)研究標(biāo)本。
以航空技術(shù)裝備研制的各個(gè)階段為例。人類從古時(shí)候就已近幻想飛行(關(guān)于伊卡洛斯和代達(dá)羅斯的神話),工程師研究了翅膀以及鳥(niǎo)類和飛鼠的解剖。在中世紀(jì),當(dāng)時(shí)像萊昂納多·達(dá)·芬奇這樣杰出的天才嘗試制造撲翼機(jī),在文藝復(fù)興時(shí)期和20世紀(jì)初也一樣。雖然現(xiàn)在的飛機(jī)與鳥(niǎo)類大不相同,且飛行的方式也不一樣,然而,鳥(niǎo)類翅膀的特點(diǎn)是,上表面凸起,下表面平順,氣流通過(guò)時(shí)能夠產(chǎn)生氣壓差(下方氣流速度更快,壓力更大),從而產(chǎn)生了升力。
工程師正是將這一特性運(yùn)用到了飛機(jī)上,研制了機(jī)翼和滑翔機(jī),增加了發(fā)動(dòng)機(jī),人類便獲得了飛行的能力。夢(mèng)想從此實(shí)現(xiàn)。飛機(jī)還被區(qū)分為軍用和民用飛機(jī)。
人工智能也一樣。為了研制人工智能,必須了解人類思考的方式,研究人類大腦的神經(jīng)生物活動(dòng)?,F(xiàn)代電子顯微鏡,腦電描記器,X線體層照相機(jī)等能夠在細(xì)胞和分子層面“探察”大腦,了解什么是大腦神經(jīng),中樞神經(jīng)系統(tǒng)生物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行方法。
大腦神經(jīng)的活動(dòng)
神經(jīng)元由神經(jīng)元細(xì)胞核、細(xì)胞體和特殊的突起構(gòu)成:數(shù)個(gè)接受信息的樹(shù)突和向其它神經(jīng)元或肌肉細(xì)胞傳遞信號(hào)的軸突。每個(gè)神經(jīng)元與其它的神經(jīng)元通過(guò)專門(mén)的電和化學(xué)信號(hào)協(xié)同,也就是通過(guò)電來(lái)刺激細(xì)胞。兩個(gè)神經(jīng)元之間相連的部位被稱為突觸。突觸是神經(jīng)元之間信息傳遞的部位,構(gòu)成聯(lián)系。我們的大腦中的神經(jīng)元超過(guò)1千億,它們相互聯(lián)系,構(gòu)成神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。突觸中的信號(hào)借助化學(xué)神經(jīng)介體(氨基酸和各種固有化合物)進(jìn)行傳遞,或者通過(guò)電信號(hào)進(jìn)行傳遞,鈣離子通過(guò)通道蛋白由一個(gè)細(xì)胞進(jìn)入另一個(gè)細(xì)胞。
雖然信號(hào)傳輸機(jī)制已經(jīng)研究得很清楚了,但科研人員和工程師的問(wèn)題在于,1千億神經(jīng)元中的每個(gè)神經(jīng)元與其它神經(jīng)元形成1000至20000個(gè)聯(lián)接,累積大量的信息,達(dá)2-5拍字節(jié),而這一過(guò)程伴隨著放電現(xiàn)象以及離子和能夠加強(qiáng)或削弱信號(hào)的復(fù)雜分子的參與。重現(xiàn)數(shù)十億細(xì)胞組成的網(wǎng)絡(luò)及數(shù)千細(xì)胞之間不斷出現(xiàn)并消失的聯(lián)系是不現(xiàn)實(shí)的。必須發(fā)明另外一種具備自身要素的結(jié)構(gòu)。
人工智能的研發(fā)問(wèn)題之所以迫切,還在于人腦無(wú)論如何也不能與計(jì)算機(jī)相比。大腦不是計(jì)算機(jī)。大腦中的信息,記憶,經(jīng)驗(yàn),圖形,聲音等并非以字母、數(shù)字、音符、圖像或者二進(jìn)制代碼的形式存儲(chǔ)。大腦中沒(méi)有中央處理器所需要的存儲(chǔ)器,沒(méi)有能夠通過(guò)算法提取和處理的物理內(nèi)存。信息在我們需要的時(shí)候,通過(guò)神經(jīng)元聯(lián)系恢復(fù)。大腦中沒(méi)有軟件。大腦是一個(gè)能夠?qū)W習(xí)的系統(tǒng),但與此同時(shí),對(duì)于我們來(lái)說(shuō),認(rèn)識(shí)比記憶要更加容易。我們與外部世界或者想象中的世界有直接關(guān)聯(lián)。我們看到一個(gè)物體并認(rèn)識(shí)它。通過(guò)產(chǎn)生的圖像,我們知道,這是什么物體。但如果我們不能認(rèn)識(shí)一個(gè)物體的形狀,那么我們就需要記憶額外的東西或者學(xué)習(xí)新的信息。視覺(jué)記憶非常重要,聽(tīng)覺(jué)記憶和音樂(lè)記憶也一樣。當(dāng)人用上全部記憶類型時(shí),記憶會(huì)更快和更有效。重要的是要知道,系統(tǒng)的完整性和大腦的健康需要通過(guò)積極活動(dòng)來(lái)維持。
人類正面臨一項(xiàng)最復(fù)雜的任務(wù),其難度與20世紀(jì)核物理發(fā)現(xiàn)以及核武器的研制相當(dāng)。目前,任何一個(gè)國(guó)家都還沒(méi)能完成人工智能的研發(fā)。只有虛擬生物神經(jīng)元運(yùn)行的數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)模型。
第一批研究嘗試
最常見(jiàn)的模型是能夠?qū)W習(xí),記憶并重建圖形的神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò),它可以進(jìn)行分析并給出答案。美國(guó)學(xué)者W·麥克卡洛和W·匹茨早在1943年就首先嘗試研制人工神經(jīng)元和機(jī)器智能,與N·維納共同奠定了一門(mén)新科學(xué)——控制論的基礎(chǔ)。之后,在1957年,F(xiàn)·羅森布拉特發(fā)明了視感控器——一種使用大腦接受信息的計(jì)算機(jī)模型。工程師和數(shù)學(xué)家提出研制一種輸入端存在像通過(guò)突觸向生物神經(jīng)元樹(shù)突傳輸信號(hào)的處理器,作為輸入設(shè)備,然后信號(hào)傳向相聯(lián)存儲(chǔ)器部位,然后再?gòu)脑摬课粋飨蚍磻?yīng)部位。
俄羅斯科學(xué)界的貢獻(xiàn)
杰出的蘇聯(lián)數(shù)學(xué)家安德烈·尼古拉耶維奇·科爾莫戈羅夫和弗拉基米爾·伊戈列維奇·阿諾爾德在1957年證明了以下定理:任何多變量連續(xù)函數(shù)都能夠表現(xiàn)為少變量函數(shù)有限數(shù)組合的形式,這成為構(gòu)建神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。還證明,各種集合或者函數(shù)相關(guān)元之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系能夠表現(xiàn)為與一定數(shù)量輸入層“神經(jīng)元”,更多數(shù)量具有一定激活功能的各潛層“神經(jīng)元”,輸出層具有未知激活功能“神經(jīng)元”直接相聯(lián)的定值神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。而且神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)還能夠調(diào)整或者“學(xué)習(xí)”。
對(duì)于不了解數(shù)學(xué)理論的人來(lái)說(shuō),這些聽(tīng)起來(lái)有些復(fù)雜, 但這對(duì)于回答人工智能能否實(shí)現(xiàn)這一問(wèn)題具有重要意義。
蘇聯(lián)數(shù)學(xué)家從理論上證實(shí),是的,這是可能的。而在1964年舉行的因此以“機(jī)器能否思考”為題的辯論中,A·N·科爾莫戈羅夫表示,研制完全建立在數(shù)字信息處理和控制機(jī)構(gòu)基礎(chǔ)上的,完全意義上的生物是絕對(duì)可能的,這符合唯物辯證法的原則。
如果回到大腦的計(jì)算機(jī)模型,那么可以想象,人腦中有數(shù)十億緩慢運(yùn)行的處理器,且它們的數(shù)量如此之多,使人腦比當(dāng)今任何超級(jí)計(jì)算機(jī)都要更強(qiáng)。從控制論觀點(diǎn)來(lái)看就很簡(jiǎn)單了。人工智能是線路信號(hào)和非線性函數(shù)和激活算法的總和。借助非線性函數(shù),處理器將輸入信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)檩敵鲂盘?hào),并進(jìn)入下一網(wǎng)格——下一個(gè)處理器并繼續(xù)轉(zhuǎn)化。人工神經(jīng)元形成層,而神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)具備學(xué)習(xí),恢復(fù)和破壞聯(lián)系的能力。
理論上,這一切貌似都不復(fù)雜,但問(wèn)題在于,人腦的突觸能夠放緩信號(hào),能夠加強(qiáng)信號(hào),也能夠不失真地選通或者完全不作出任何反應(yīng),選通或者不選通。這樣一來(lái),至少是一個(gè)三進(jìn)制邏輯“+1,0,-1”,因此借助二進(jìn)制和現(xiàn)在的處理器模擬神經(jīng)元網(wǎng)格是不太樂(lè)觀的。俄羅斯在這方面具有一定的經(jīng)驗(yàn)。三進(jìn)制邏輯的處理器(trit和trait代替比特和字節(jié))在蘇聯(lián)的導(dǎo)彈-太空技術(shù)裝備中就已經(jīng)成功運(yùn)用。
工程師繼續(xù)推進(jìn)并開(kāi)始研究光信號(hào)系統(tǒng),回到了模擬信號(hào)和帶內(nèi)存的系統(tǒng)。如果說(shuō)電信號(hào)能夠交互并相互干擾的話,那么光信號(hào)不會(huì)混亂,因?yàn)楣庾硬豢赡艹霈F(xiàn)交互。或許,光學(xué)人工智能系統(tǒng)與蘇聯(lián)80年代研制的東西類似,將能夠建立近似合理的神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
量子計(jì)算機(jī)之路
人工智能研究人員多半會(huì)關(guān)注量子物理。包含信息并參與信息傳輸?shù)牧W邮欠肿雍驮?,雖然它們很微小,但交互還是很明顯,人類可能不得不研究大腦量子理論并使用量子計(jì)算機(jī)來(lái)研究人工智能。
而量子計(jì)算機(jī)的研制是一項(xiàng)工作量特別巨大且非常復(fù)雜的任務(wù)。
目前,我們離人工智能的實(shí)現(xiàn)還很遙遠(yuǎn),因?yàn)槲覀冞€不能完全了解突觸的工作方式,信號(hào)的傳輸方法,以及記憶是如何產(chǎn)生的。須要研究出意識(shí)的數(shù)學(xué)和物理模型。未來(lái)人類還有很多工作要做,這些工作完成的質(zhì)量越高,人們活到下個(gè)千年的可能性就越大。
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人工智能
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機(jī)器學(xué)習(xí)
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原文標(biāo)題:俄羅斯智庫(kù) | 人工智能在軍事領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)用前景
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