親愛的網友:
為確保您享有最佳的瀏覽體驗,建議您提升您的 IE 瀏覽器至最新版本,感謝您的配合。
大學考招
文教新訊
大學研究所
技職教育
中小學
國家考試
升大學甄選攻略
升學情報站
新知學習
觀點評論

就這樣懂AI—打敗職業級選手 什麼是「人工智慧」?

2019-07-08 15:25聯合新聞網 文章提供/黃福銘老師

分享

科普作者團隊:黃福銘教授、謝馨頤、蔡政宏、馮正毅、詹欣儒、吳岱恩、吳翊瑄、彭鈺湄(東 吳大學巨量資料管理學院)

指導計畫單位:科技部科教發展及國際合作司–前沿科技成果轉化暨應用推廣計畫

你看過電影《鋼鐵人》嗎?還記得鋼鐵人他的虛擬電腦助理Jarvis賈維斯吧!他的名字其實源自於“Just A Rather Very Intelligent System”這一句話的縮寫,中文是「只是個非常聰明的系統」。我們一直在講的AI也有一樣的效果呢!“Artificial Intelligence”就是人工智慧AI的全名,是近年最熱門的話題之一,現在很多東西都跟AI脫離不了關係,天上飛的、地上跑的,和手在用的等等,十之八九都有AI的參與。不過,AI到底是什麼?可以吃嗎?AI的應用又有哪些?它將來會不會反撲人類,搞個世界末日?讓我們繼續看下去。

人工智慧,顧名思義為人工的智慧,我們先來講一個故事。

從前從前,為了打仗需要破解敵方通訊密碼,電腦就被生出來了。

有了電腦,就要有語言能跟它溝通,於是程式語言被發明出來了;又過了幾十年的發展,才有今天我們比較熟悉的桌上型電腦、個人電腦。

「人工」應該很好理解,可是「智慧」就比較複雜啦。簡單來說,就是希望結合人類大腦的能力,舉凡思考、處理、操作、學習等等,再將兩個詞組合在一起,也就是說想要人工地做一個像人類一樣的大腦,聽起來或許很獵奇,但其實現在大家有的電腦和智慧型手機,基本上就算是「人工製作的大腦」。不過,你是否會想:「那已經成功了呀,我幹嘛不去滑IG跟FB 在這裡讀這個很Boring的文章?」事情沒那~麼簡單。事實上,連你自己要達成「學習」就已經沒這麼簡單了,更何況是電腦呢?想要「學習」得好也很困難,就更不用說讓電腦可以「思考」了。

你聽過「阿法狗」(AlphaGo)嗎?不是會玩你丟我撿的那種狗喔,是在圍棋界電爆天下無敵手的AI啦!2014年由Google DeepMind開發,主要是在學習西洋棋和圍棋的專業,自從開發出厲害的「阿法狗」,世界棋藝精湛的好手們,都對它又愛又恨,既很難在棋藝上贏過它,又覺得科技實在是太厲害了!另外,線上即時戰略遊戲「星海爭霸2」也有AI的參與,想不到吧。這遊戲遠比棋盤遊戲還要更複雜,然而AI依舊打敗了幾個世界級職業選手,除了真的非常強大之外,是不是有點可怕?

AI這個想法到底是怎麼來的呢?又或是具體的目的是什麼?

現在在資訊領域中,大數據和人工智慧是討論最頻繁的議題之一,人工智慧的需求性,在這個時代確實是不停地上升,它主要思想聚焦在「訓練」電腦擁有人類的智慧,或是模仿人類的智慧,要達到這個目標其中一種做法是讓電腦具備人類的感知能力,讓電腦有視覺、聽覺,甚至是觸覺、味覺,這樣電腦才有自動接收資料和資訊的機制。其中,視覺和聽覺的發展已經非常的強大,並且正繼續進步當中,通常我們將視覺和聽覺的學習稱作「影像辨識」和「語音辨識」

影像辨識的處理流程,是將電腦儲存的照片或影片,用像素的方式轉換成矩陣,矩陣是一種數學工具,將影像切分成數個方格,每個方格中的資訊轉換成數字,再把數字放到方格中,就構成了矩陣(圖二),有了數學工具的幫助,就可以透過演算法,運算出影像中有什麼樣的人事物,像是人臉辨識就是影像辨識一個應用喔!

分享

讓電腦「聽寫」或「讀懂」人類的語言的技術,分別叫做語音辨識及自然語言處理。所謂「聽寫」,就是電腦將人講的語句轉寫成文字。所謂「讀懂」,則是將一段文字輸入電腦,請電腦去理解裡面的人、事、時、地、物,以及這些元素的語意關係,例如情緒(高興的、生氣的,還是沮喪的)等等。當電腦有了理解人類文字的能力,它自然也有能力產生回應。像現在正夯的「聊天機器人」就能自動跟人聊天一樣,你講一句,我回一句的聊。

此外,有一種技術叫做文字轉語音。顧名思義,它是負責將輸入的一句或一段文字,轉成相對應的聲音。這現在也產生了很多應用,譬如Siri就有用到這個技術來產生回答的語音。

不過,要讓電腦「了解」或者是說「學習」我們的語言或圖片是需要大量的「訓練」(Training),就好像你並不是一出生就會叫爸爸和媽媽,而是他們不斷地在你面前告訴你他們是誰,感覺上是他們在「訓練」你,當你說錯的時候他們也會糾正你,這就是我們學習的過程;電腦也是如此,經過讀取大量的資料,汲取其中的智慧,這個過程就是所謂的「機器學習」(Machine learning),藉由這個過程讓機器(電腦)和人類一樣擁有學習的能力,並進而達到能自己做出適當決策的能力。

大家在談論AI的時候,常常會講到機器學習(Machine Learning)和深度學習(Deep Learning),這兩種學習方法,都是從人工智慧衍生出來的,不過它們之間的差別在哪裡呢?

假設我們有一組貓跟狗的資料,裡面的資訊可能包含牠們的長相、品種的研究等等。接著,經過我們自己的判斷,知道貓跟狗哪裡不一樣,他們各自的特徵是什麼形狀、花紋和聲音,也就是說這些「特徵」是我們自己辨別出來的。然後,我們藉由這些整理出來的「特徵」去建立「模型」,當我們把資料丟進去模型之中,他就會利用這些學習到的「特徵」去判斷是貓還是狗——這個是機器學習。那深度學習的差別在哪呢?它最大的差別就在我們不需要先告訴電腦貓和狗的特徵是什麼,而是在我們將資料丟進模型時,電腦能夠自己學習將貓狗的特徵找出來,很厲害吧!

那是不是只要餵給它們的資料越多,它們就長得越好,各個頭好壯壯、冰雪聰明呢?這是肯定的,只不過前提是這些資料的「質量」要好才有用啊!而這些資料對於一些企業來說,例如:購買紀錄、交易紀錄和瀏覽的歷史紀錄等等,都有可能藉由人工智慧的技術,提升他們在商業上的利益喔,接下來的文章我們將會陸續介紹人工智慧在各種領域的應用,像是推薦系統、金融科技、智慧下棋、數位人文、空污預報、自動駕駛、機器人學、教育科技、智慧城市等各式各樣的領域唷。

另外,人工智慧在技術層面上,大致可以分為兩種學習技巧——監督式學習和非監督式學習,我們透過想像一個情境,去分辨他們有什麼不同吧!

當你還是一個三歲的小朋友,媽媽帶著你來到動物園,看到大象的時候跟你說「你看這是大象喔。他是一種動物,鼻子長長的,走路慢慢的」,看到河馬的時候說「這也是動物喔。他叫做河馬,嘴巴很大」,接著為了讓你知道差別,媽媽指向在天上飛的飛機、動物園裡的樹木和椅子,和你說這些都不是動物,慢慢的你終於找到規則,漸漸可以判斷什麼是動物,這個就是監督式學習。

那非監督式學習呢?如果媽媽今天沒有帶你去動物園,也沒有告訴你什麼動物長什麼樣子,而是買了一組動物玩具讓你自己玩,你就透過自己的觀察,按照自己喜歡的動物玩具形狀、特徵,將他們分門別類的放在不同的玩具盒裡,這個就是非監督式學習,不必透過媽媽在旁邊「監督」,你就可以自己去學習裡面的隱含規則。

介紹完基礎架構後,我們來談談應用的方面。除了很會下棋的狗——「阿法狗」(AlphaGo)外,還有其他很厲害的應用喔。像是Google母公司Alphabet的無人駕駛汽車、無人商店和機器人蘇菲亞,再從醫療到製造等等,生活每個層面都有AI的涉及。人工智慧的大幅進步,讓許多人開始擔心是不是未來某一日電腦或者機器人將超越人類的智慧,甚至會統治、取代人類!

當我們在學習新事物時,能夠將知識或經驗內化為個人涵養,藉以未來協助我們判斷該如何處理應對。如果我們可以將「智慧」獨立抽取出來,配置於現今發達的科技之中,小至協助人類日常生活事務,大至影響整個社會發展都有可能,那不是很美好嗎?像是虛擬助理、翻譯、服裝建議搭配和生活智能系統等等,這些技術不正是為人類提供協助嗎?也就是說,這樣的進步並不會對普羅大眾構成威脅,反而讓人工智慧成為人類生活上的得力助手呢!接下來,我們將透過一系列的文章,帶領大家窺探人工智慧的世界。

本系列科轉整合型計畫團隊簡介

◉總顧問:許永真教授。國立臺灣大學/資訊工程學系

◉顧問群:中華民國人工智慧學會理監事群

◉顧問:張羽祈(科普顧問/資料科學家)

◉總計畫:前沿人工智慧科研成果轉化:轉譯、呈現、與評估

(黃福銘教授。東吳大學/巨量資料管理學院)

◉子計畫一:人工智慧成果影響評估與轉譯及人工智慧知識圖譜之生成

(黃福銘教授。東吳大學/巨量資料管理學院)

◉子計畫二:視覺敘事:以資訊圖像與動態圖像敘述人工智慧

(林廷宜教授。國立臺灣科技大學/設計系)

◉子計畫三:前沿人工智慧科研成果轉化之成效評估與教育推廣

(吳穎沺教授。國立中央大學/網路學習科技研究所)

◉子計畫四:人工智慧科技轉化之教材/教案資源開發

(田曉萍教授。國立臺灣科技大學/應用外語系)

AI機器學習Alphabet人臉辨識人工智慧

熱門文章

遠見調查/多花兩年唸碩士有用嗎?十年數據告訴你18學群起薪

2019-09-19 10:07

反送中引發港生、陸生校園衝突 校方:雙方已握手言和

2019-09-19 12:36

十年磨一劍 台灣送出首批德國名校雙聯學位留學生

2019-09-19 11:18

清大材料系迎新宿營爆A型流感 系上停課不計缺勤

2019-09-19 11:42

海大馬祖校區揭牌 馬祖高等教育立下新里程碑

2019-09-19 12:18

北科大攜手美國UC 創雙聯學制新方案

2019-09-19 12:41

弘光科大「彩弘時裝週」迎新 彩虹大使挺平權

2019-09-19 13:49

戲迷敲碗...交大自製布袋戲電影「劍塵」周日台北加映

2019-09-19 11:36

商品推薦

贊助廣告

商品推薦

留言


Top