人工智慧包括約束求解器嗎?

2021-09-20 05:12:55 字數 2482 閱讀 8196

以下是翻譯optaplanner創始人geoffrey de smet

的一篇文章《does a.i. include constraint solvers?

》。因為英語及中文表達習慣的差異,以該博文發表示optaplanner

官網,其描述的問題及概念具有一定的上下文關聯性;因此,為了認還不太熟悉optaplanner的同學更容易理解,令文章更符合中文母語讀者的閱讀習慣,我並沒有完全按字面生硬直譯。其中新增了一些擴充套件性的意譯,基本上能在脫離optaplanner官網上下文情況下,一定程式上表達到geoffrey的意思吧,有不正之處請大家多多指點。為謝!

人工智慧的寒冬已經過去,這幾年以來,人工智慧技術的關注點又出現了增長。不僅僅是我們這些人工智慧方面的極客,商界也因看到了其潛力,而進行了投資。為了獲得資本青睞,一些研究專案也被重新塑造,貼上人工智慧技術的名頭。那麼,約束求解器能否也使用人工智慧的標籤呢?

近20年以來,人工智慧是個不太受人待見的語彙,要了解其原因,我們需要回到2023年,當時日本決定大力投資第5代計算機

- 乙個人工智慧平台,將要超越現有的計算機,並打破ibm的壟斷。作為應對與跟進措施,其它國家也啟動了類似的計畫,突然間,研究經費從天而降,引致80年代的人工智慧熱潮。

最終計畫還是失敗了。儘管獲得了近10年的資助,但第5代計畫的研究中,幾乎沒有展示出任何實用的成果。之前的一些研究,包括:大資料,智慧型**和更高速的計畫機,均未達到可行。其它一些研究則完全無用。

這些研究失敗以後,在上世紀90年代及2023年代初,人工智慧的概念被徹底敗壞了,人們都認為人工智慧是不可行的。技術開發界很快結束了他們的人工智慧技術名頭。約束求解器則加強了與運籌學的相關性;搜尋引擎只扮演了乙個簡單的字典搜尋功能;規則引擎則側重於決策表方面的發展。這些領域都避免提及它們與人工智慧相關。而神經網路研究是個例外。

過去幾年間,神經網路算法令人工智慧技術再次神奇起來。神經網路演算法模擬我們大腦中的神經元(其實不如你想象那樣).它是乙個黑盒,可以將輸入資料轉換成你想要的輸出資料,這功能主要通過多層神經網路的加總相乘演算法實現。數十年來,這類演算法均存在精度過低的問題,但近期興起的大資料,及對更好反向傳播演算法的發現,此情況出現了翻天覆地的變化。其中後者使用了多層神經網路,神經網路層越多,則相當於實現了一種深度學習。

時至今日,神經網路演算法已經可以進行人臉和聲音識別,若與其它人工智慧技術(例如:極小極大演算法,澤者注:一種博弈演算法 )混合使用,這些程式甚至可以擊敗(象棋)世界冠軍,聽起來非常神奇。但終究到底,這些都屬於模式識別問題;若面對其它(澤者注:非模式識別)問題,這些技術是處理不了的。例如,神經網路演算法無法找到一條從羅浮宮到羅馬鬥獸場的最快路徑,無法建立一套美國公路旅行指南。

神經網路並不是一種普適的人工智慧演算法, 也不是一種約束求解器或生產規則系統。就此而言,每一類演算法,只能解決人工智慧領域中的一些部分問題。這也許是一件好事:不存在哪一種演算法會把自己訓練成天網(譯者注:電影《終結者》中的人工智慧防禦系統),進而對人類構成威脅。

因此,通過智慧型軟體去解決業務問題,需要根據具體用例來選擇合適的演算法:

借用的原文圖

但這(譯者注:神經網路的模式識別侷限性)並沒有阻止學者們的嘗試,有很多關於使用神經網路演算法去解決車輛路線規劃

或雇員排班

的研究,只是其符合度還不如約束求解演算法,例如:禁忌搜尋法和模擬退火法。當有15%的行駛時間節省量時,為什麼要滿足於1%的節省量呢(譯者注:在車輛路線規劃案例中,通過約束求解演算法能得到15%的行駛時間節省,為什麼還要退而求其次,滿足於神經網路演算法得到的1%節省量呢)

相反,約束求解演算法卻無法解決臭名昭著的關於熱狗的影象識別

問題。儘管計算1234乘以5678的結果並不容易,但我們並不認為這個計算方法是一種人工智慧。同理,那些排序演算法也不是人工智慧,為什麼呢? 

也許是因為這些問題都不存在誤差容限,但人工智慧卻存在,例如:你給出一張哈仕奇的,有人把它識別為狼;當你給出乙個tsp問題,需要畫出最短旅行路線時,人們會給出不同質量的確定性的結果集

。或者那些計算和排序演算法是可以被人類理解得到的,這些演算法並不是乙個黑盒,它可以相當容易地知道,計算機是如何把輸入資料,乙個指令接著乙個指令地轉化為輸出結果。

從歷史上看,約束求解器(如optaplanner

)明顯是運籌學的乙個分支領域,同時也不能排除它屬於其它領域(澤者注:約束求解器不僅僅屬於運籌學領域).我認為約束求解器也可以納入人工智慧領域,不僅僅是一些**和書刊

如是說,主要是因為掌握約束求解器的應用案例,本身就是已經是乙個複雜問題。無論是人類的規劃師排出來的解決方案,還是特定演算法得出來的解,其質量者具有巨大的不確定性。若給定乙個足夠大的資料集(譯者注:問題資料集),是不可能找到乙個絕對最優解的。此外,儘管現有的一些演算法已有40年歷史了,但研究 人員仍在尋找並發現一些新演算法。

你覺得呢?約束求解器是不是人工智慧的其中乙個分支?

源文《does a.i. include constraint solvers?》:

乙個it老農,先盡力擔好當兒子、丈夫和父親的責任,然後做點有趣的事。

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