计算机的发展将趋向超高速、超小型、平行处理和智能化,量子、光子、分子和纳米计算机将具有感知、思考、判断、学习及一定的自然语言能力,使计算机进入人工智能时代。这种新型计算机将推动新一轮计算技术革命,并带动光互联网的快速发展,对人类社会的发展产生深远的影响。
计算机的发展将趋向超高速、超小型、并行处理和智能化。自从1944年世界上第一台电子计算机诞生以来,计算机技术迅猛发展,传统计算机的性能受到挑战,开始从基本原理上寻找计算机发展的突破口,新型计算机的研发应运而生。未来量子、光子和分子计算机将具有感知、思考、判断、学习以及一定的自然语言能力,使计算机进人人工智能时代。这种新型计算机将推动新一轮计算技术革命,对人类社会的发展产生深远的影响。
智能计算机(intelligent computers)
迄今未有公认的定义 。
A.图灵定义计算机为处理离散量信息的数字计算机。而对数字计算机能不能模拟人的智能这一原则问题,存在截然对立的看法。1937年A.丘奇和图灵分别独立地提出关于人的思维能力与递归函数的能力等价的假说。这一未被证明的假说后来被一些人工智能学者表述为:如果一个可以提交给图灵机的问题不能被图灵机解决,则这个问题用人类的思维也不能解决。这一学派继承了以逻辑思维为主的唯理论与还原论的哲学传统,强调数字计算机模拟人类思维的巨大潜力。另一些学者,如H.德雷福斯等哲学家肯定地认为以图灵机为基础的数字计算机不能模拟人的智能。
他们认为数字计算机只能做形式化的信息处理,而人的智能活动不一定能形式化,也不一定是信息处理,不能把人类理智看成是由离散、确定的与环境局势无关的规则支配的运算。这一学派原则上不否认用接近于人脑的材料构成智能机的可能性,但这种广义的智能机不同于数字计算机。还有些学者认为不管什么机器都不可能模拟人的智能,但更多的学者相信大脑中大部分活动能用符号和计算来分析。必须指出,人们对于计算的理解在不断加深与拓宽。有些学者把可以实现的物理过程都看成计算过程。基因也可以看成开关,一个细胞的操作也能用计算加以解释,即所谓分子计算。从这种意义讲,广义的智能计算机与智能机器或智能机范畴几乎一样。
对智能计算机的不同看法还来源于不同的目标和出发点。一种是科学研究的观点,强调理解人脑的机制,要求计算机按照人脑的工作方式表现出智能行为。另一种是工程的观点,强调用计算机解决需要人的智慧才能解决的实际问题,不管人脑和计算机的工作方式是否相同。从工程观点看智能计算机,所关心的是它具有的功能而不限制其实现途径。也就是说,所谓智能计算机就是指具有感知、识别、推理、学习等能力,能处理定性的、不完全不确定的知识,能与人类以自然语言、文字及图形图像通信并在实际环境中有适应能力的计算机。要达到这一目标需要长时期的努力。
密码学 - 应用
1. 数位签章(Digital Signature):
这是以密码学的方法,根据EDI讯息的内容和发信有该把私钥,任何人都无法产生该签名,因此比手写式的签名安全许多。 收信人则以发信人的公钥进行数位签章的验证。
2. 数位信封(Digital Envelope):
这是以密码学的方法,用收信人的公钥对某些机密资料进行加密,收信人收到后再用自己的私钥解密而读取机密资料。除了拥有该私钥的人之外, 任何人即使拿到该加密过的讯息都无法解密,就好像那些资料是用一个牢固的信封装好,除了收信人之外,没有人能拆开该信封。
3. 安全回条:
收信人依据讯息内容计算所得到的回覆资料,再以收信人的私钥进行数位签章后送回发信人,一方面确保收信人收到的讯息内容正确无误, 另一方面也使收信人不能否认已经收到原讯息。
4. 安全认证:
每个人在产生自己的公钥之后,向某一公信的安全认证中心申请注册,由认证中心负责签发凭证(Certificate),以保证个人身份与公钥的对应性与正确性。
如今机器人发展的特点可概括为:横向上,应用面越来越宽。由95%的工业应用扩展到更多领域的非工业应用。像做手术、采摘水果、剪枝、巷道掘进、侦查、排雷,还有空间机器人、潜海机器人。机器人应用无限制,只要能想到的,就可以去创造实现; 纵向上,机器人的种类会越来越多,像进入人体的微型机器人,已成为一个新方向,可以小到像一个米粒般大小;机器人智能化得到加强,机器人会更加聪明。
我们从广泛意义上理解所谓的智能机器人,[1]它给人的最深刻的印象是一个独特的进行自我控制的“活物”。其实,这个自控“活物”的主要器官并没有像真正的人那样微妙而复杂。
智能机器人具备形形色色的内部信息传感器和外部信息传感器,如视觉、听觉、触觉、嗅觉。除具有感受器外,它还有效应器,作为作用于周围环境的手段。这就是筋肉,或称自整步电动机,它们使手、脚、长鼻子、触角等动起来。由此也可知,智能机器人至少要具备三个要素:感觉要素,运动要素和思考要素。
我们称这种机器人为自控机器人,以便使它同前面谈到的机器人区分开来。它是控制论产生的结果,控制论主张这样的事实:生命和非生命有目的的行为在很多方面是一致的。正像一个智能机器人制造者所说的,机器人是一种系统的功能描述,这种系统过去只能从生命细胞生长的结果中得到,现在它们已经成了我们自己能够制造的东西了。
智能机器人能够理解人类语言,用人类语言同操作者对话,在它自身的“意识”中单独形成了一种使它得以“生存”的外界环境——实际情况的详尽模式。它能分析出现的情况,能调整自己的动作以达到操作者所提出的全部要求,能拟定所希望的动作,并在信息不充分的情况下和环境迅速变化的条件下完成这些动作。当然,要它和我们人类思维一模一样,这是不可能办到的。不过,仍然有人试图建立计算机能够理解的某种“微观世界”。比如维诺格勒在麻省理工学院人工智能实验室里制作的机器人。这个机器试图完全学会玩积木:积木的排列、移动和几何图案结构,达到一个小孩子的程度。这个机器人能独自行走和拿起一定的物品,能“看到”东西并分析看到的东西,能服从指令并用人类语言回答问题。更重要的是它具有“理解”能力。为此,有人曾经在一次人工智能学术会议上说过,不到十年,我们把电子计算机的智力提高了10倍;如维诺格勒所指出的,计算机具有明显的人工智能成分。
可分为一般机器人和智能机器人。
一般机器人是指不具有智能,只具有一般编程能力和操作功能的机器人。
到目前为止,在世界范围内还没有一个统一的智能机器人定义。大多数专家认为智能机器人至少要具备以下三个要素:一是感觉要素,用来认识周围环境状态;二是运动要素,对外界做出反应性动作;三是思考要素,根据感觉要素所得到的信息,思考出采用什么样的动作。感觉要素包括能感知视觉、接近、距离等的非接触型传感器和能感知力、压觉、触觉等的接触型传感器。这些要素实质上就是相当于人的眼、鼻、耳等五官,它们的功能可以利用诸如摄像机、图像传感器、超声波传成器、激光器、导电橡胶、压电元件、气动元件、行程开关等机电元器件来实现。
对运动要素来说,智能机器人需要有一个无轨道型的移动机构,以适应诸如平地、台阶、墙壁、楼梯、坡道等不同的地理环境。它们的功能可以借助轮子、履带、支脚、吸盘、气垫等移动机构来完成。在运动过程中要对移动机构进行实时控制,这种控制不仅要包括有位置控制,而且还要有力度控制、位置与力度混合控制、伸缩率控制等。智能机器人的思考要素是三个要素中的关键,也是人们要赋予机器人必备的要素。思考要素包括有判断、逻辑分析、理解等方面的智力活动。这些智力活动实质上是一个信息处理过程,而计算机则是完成这个处理过程的主要手段。