围棋,曾经一度被视为智力游戏的“最后堡垒” 。即便当“深蓝”击败卡斯帕罗夫后,围棋也凭借自身千变万化的变局,让无数人工智能“棋手”望而却步,让无数人工智能研究者捶胸顿足 。但技术的发展,从来就没规定过只能匀速发展 。
随着技术上的突破,被俗称为“阿法狗”的人工智能棋手AlphaGo及其后续升级版本,成功征服了围棋游戏 。
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AlphaGo的出现让围棋走向了人工智能的时代|Wikipedia public domain
是什么让它成为“围棋之神”呢?
人工智能在20世纪后半叶诞生以后,主流发展方向一直是高度适于处理特定问题的“专家系统” 。而在上个世纪60年代开始,神经科学也迎来了大发展 。尤其是大卫·休伯尔(David Hubel)与托斯坦·维瑟尔(Torsten Wiesel),他们对哺乳动物视觉皮层信息处理通路的研究,在相当程度上启发了人工智能学者 。我们耳熟能详的“神经网络”一词,作为一种人工智能设计方案,就此诞生 。
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神经网络作为一种人工智能设计方案,已经诞生|Pixabay
这种一定程度上模仿大脑内部“天然神经网络”的“人工神经网络”算法,同样把运算结构划分为一个个“神经元” 。其中,“前排”神经元负责接收并处理加工外界输入的信息,然后再将结果交由“后排”神经元进行整合并输出结果 。
不过,在上个世纪80-90年代的计算机浪潮中,率先崭露头角的人工智能方案却并不是神经网络 。当时的研究人员开发了一类算法,模仿人类在解决谜题或进行逻辑推理时使用的“逐步推理” 。这类算法,通过层层设置选择条件,来根据现有局面构建尽可能全面的发散状选择树,并在运算能力和反应时间允许的极限内,尽可能检索出已知范围内的最优解 。
显然,相比于死板地依照预设代码执行“如果……那么……”式命令的传统计算机程序,这种能够主动进行逐步推理算法,在处理不确定性问题或面对信息不完整局面时,会有更灵活的反应 。在国际象棋领域终结人类统治的“深蓝”,其基本运行原理就是基于这类算法 。在与人类对弈时,“深蓝”会基于已经学习的海量对局,为当前局面进行分析,快速检索出各种主要选择,然后在有限的时间中内尽快挑选出最优解,作为下一手打出 。
简而言之,“深蓝”最核心的部分,就是一个“局面”检索算法 。
当然,这种人工智能有一个明显的弱点,就是当它们面对足够复杂的大型推理问题时,会遭遇名为“组合爆炸”的叹息之墙,找出最优解的速度急速下跌 。
因此,可以在国际象棋赢下人类顶级大师的“深蓝”,并不适合应付围棋这样变局数量近乎无穷的思维游戏 。这也是演化赋予人脑智能的特点——追求效率,但不求尽善尽美 。
此时,经过进一步演化的神经网络算法开始重出江湖 。经过“超进化”的新一代神经网络,在原本只有输入和输出两层的神经元结构中间,塞进去了大量名为“隐层”的神经元 。这一模仿人类神经网络逐层加工信息的“三明治”设计,极大增强了神经网络算法的信息处理能力 。位于输入层与输出层中间的“隐层”神经元,可以将输入信息进一步加工——“卷积神经网络”中的“卷积”一词,就是在数学上描述这种“信息叠加” 。
简而言之,隐层神经元就像人脑中那些处理输入信息的生物神经元,可以根据各自不同的“偏好”(数学上表述就是“卷积核”)来对输入信息进行过滤和加工 。如此一来,神经网络对输入信息关键特征的抽取和整合能力得到了空前的增强 。
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