1.3 大数据与人工智能的机遇与挑战

1.3.1 大数据与人工智能面临的难题

人工智能的发展过程是曲折上升的，虽然在研究解释和模拟人类智能、智能行为及其规律上取得了很大的进展，但同样面临着不少难题有待思考解决。

（1）机器翻译

机器翻译容易遇到歧义性问题。如何理解构成句子的单词和如何消除歧义性问题是自然语言理解（NLU）中很大的难题。不同的使用场景，句子的含义可能天差地别。要想消除歧义，正确解释句子语意必须结合具体语境。但现有的翻译方式通常将句子甚至词组作为理解单元，翻译结果往往忽视具体语境。另外，即使对原文语意理解到位，如何将其正确地表示成另一种语言，也是一个难题。现有的NLU系统由于学习深度不够，无法随着时间增长而提高解读能力。

（2）自动定理证明

自动定理证明需要机器拥有一套智能系统，不仅能够依据现有条件进行合理演绎，而且能够做出正确判定。1965年鲁宾孙提出的归结原理，对该领域做出了重大的贡献。归结原理采用演绎的方法，简单易行，但此演绎非彼演绎，与人类的自然演绎推理方法完全不同。归结原理演绎将逻辑公式转化为子句集合的同时，丧失了其固有的逻辑蕴含语意。

（3）模式识别

模式识别已经在生活中有广泛的应用，其研究与开发已取得大量成果。然而，模式识别的理论方法和人认识外界的感官机制有很大的差别。人认识事物的方法，所拥有的形象思维能力，是世界上任何先进的计算机识别系统无法比拟的。而且，生活不像计算机世界，不是一项严谨的任务。但技术毕竟还是在发展进步的，人工智能未来的发展是不可估量的。就目前而言，人工智能可以向以下几个方面发展：模糊处理、并行化、神经网络和机器情感。

（4）大数据的隐私和安全

数据已经是人们的重要资产之一，随着大数据的爆炸式增长，其重要性还会进一步加强。如果没有对安全性和隐私要求的正确理解，数据可能会被滥用。在没有适当的安全基础结构的情况下，共享数据和运行分析过程时，数据所有者和用户可能会面临信息安全和隐私方面的风险。数据中一般包含大量的安全性内容，因此，安全性是大数据发展需要着重关注的问题。如果对某些数据忽略或者无法进行可靠的分析，则会造成一定的安全隐患，无法真正实现安全性。因此，获取实时可靠可操作的数据至关重要。尽管大数据分析具有广阔的前景，但要实现其真正的潜力，必须克服许多挑战。

（5）人工智能的是非判断和安全性问题

人工智能和机器学习并不像理论上那么完美，并且极有可能带来一些意料之外的事，甚至做出危害人类的事情。当下，全球在发展AI，有研究人员发现，机器学习系统的学习有了一定的自主性，能自发地学习一些知识，但不可避免地摄入了一些不好的东西，如性别歧视与宗族歧视。此外，人工智能可能被人为利用，如某些黑客通过特定信号操纵人工智能内部的部件，来实现自己的邪恶目的，对企业甚至国家安全造成威胁。

1.3.2 大数据与人工智能的前景

虽然人工智能为人类的生活带来了极大改变，但它的研究离人们的期望还有很长的一段路。人工智能将在以下几个方面有新的突破。

（1）自动推理是人工智能经典、热门的内容之一，其基本理论是人工智能其他分支的共同基础，而知识系统的动态演化及可行性推理的研究又是自动推理的热点之一。

（2）机器学习取得了长足发展。各种各样学习方法不断产生，如增强学习（reinforcement learning）算法等，而且得到了成功应用。但这些方法在处理在线学习方面不够有效，人们渴求一种新的方法，能够解决移动机器人、自主代理、智能信息存取等研究中的在线学习问题。这是研究人员比较关心和重视的点，同时是有望突破的点。

（3）自然语言处理是AI技术在实际生活中很成功的案例。这一领域在AI研究人员的不懈努力下取得了瞩目的理论成就和应用成果。许多产品进入了众多领域。信息检索技术取得了很大的发展，成了AI的一个独立研究分支。信息获取与检索技术已成为当代计算机科学与技术研究中迫切需要研究的课题。AI技术如何在这一领域得到应用，将关系到人工智能能否从理论走向实际的应用。

（4）人工智能和云计算的结合。随着企业业务的不断扩大，许多企业对自身的IT基础设施进行了加强。即使这样，海量的数据还是给本地服务器带来了很大的挑战。越来越多的企业选择把越来越多的业务转向云端。云计算结合人工智能，能在降低成本并且保持数据有序的情况下，满足和管理不断增长的需求。

（5）暗数据的新纪元。暗数据是指商业上一些无法被直接变现获利的数据。企业在正常的商业活动中能收集到大量的数据，但并不是所有的数据都能直接获得商业利益。随着人工智能和大数据的不断发展，这些暗数据被逐渐证明了它们的存在价值。随着企业和人工智能结合力度的加强，将会有越来越多的人投身数据的挖掘中。

（6）医学方面的进一步应用。目前，基于人工智能和增强现实技术的手术导航系统已经被广泛地用在临床的医疗中，如神经外科、脊柱外科、腹腔镜外科和整形外科。人工智能可以通过学习大量有关患者的信息和医生提供的信息来为患者诊断疾病，并为患者提供最佳治疗，从而帮助医生更好地诊断疾病并对患者进行手术，从而加快发展侵入性手术。

另外，在气象预测、股票预测、医学检测、风险评控、智能家居、智能导航上，人工智能也有显著的优势和进步的空间。与人类相比，人工智能可以更好更快地完成任务，而且不会感到疲劳。人工智能是计算机技术的前沿技术，同时对计算机发展的方向有着强烈的影响。人工智能给人类的生活带来了翻天覆地的变化，未来将会给更多的行业带来更大更深远的影响。

尽管有很多挑战，但机器学习极具潜力，并开始加快发展的步伐。未来几年或是十几年中，人工智能会保持着强劲的势头一直向前发展。