甚麼是人工智能?

人工智能(AI)是電腦系統執行通常需要人類智慧的任務的能力,例如學習、推理、解難、感知及決策。

認識人工智能

人工智能(AI)可簡單理解為一種幫助機器「思考」及解決問題,類似人類的技術。AI 是 Artificial Intelligence 的縮寫,意指由人類創造的智慧。現今,AI 無處不在,默默驅動我們日常生活中許多熟悉的應用。從手機上的虛擬助理、電影推薦,到自動駕駛汽車和機械人——這些都涉及 AI。

重點提示:本文將幫助你以最清晰和全面的方式了解甚麼是 AI,包括其定義、AI 類型、運作原理、實際應用,以及這項革命性技術的優勢、挑戰和未來。

甚麼是人工智能?— 定義與詞源

人工智能(AI)是電腦系統執行通常需要人類智慧的任務的能力,例如學習、推理、解難、感知及決策。

— 人工智能核心定義

換句話說,AI 是一種為機器編程以模擬人類思考的技術——能識別圖像、創作詩歌、根據數據作出預測等。AI 的最終目標是創造「智能」軟件,能自動化複雜任務並與人類自然互動。

學習

機器從數據和經驗中獲取知識

推理

邏輯分析及解決問題的能力

感知

理解及詮釋感官信息

歷史發展

1950

圖靈測試

電腦科學家艾倫·圖靈提出著名問題「機器能思考嗎?」並提出 圖靈測試 以評估機器智能。

1956

人工智能誕生

當人工智能作為獨立科學領域成立時,該詞正式出現。

2012

人工智能復興

得益於大數據機器學習算法及利用 GPU 加速的深度學習算法的結合,AI 強勢回歸。

2020年代

生成式人工智能熱潮

像 ChatGPT 這樣先進的生成式人工智能模型的出現引發新一輪「AI 熱潮」,同時也帶來倫理問題及治理需求。

現狀:此後,AI 經歷過起伏——既有樂觀突破期,也有資金和興趣減退的「AI 冬天」。然而,我們現正處於 AI 前所未有的發展和應用時代。
人工智能的定義與詞源
人工智能的定義與詞源

人工智能(AI)的類型

狹義(弱)AI 與通用(強)AI

狹義 AI(現時)

專門智能

  • 為特定任務設計
  • 在有限範圍內表現優秀
  • 虛擬助理(Siri、Alexa)
  • 自動駕駛汽車
  • 面部識別軟件
現實情況:現時大多數 AI 應用屬於此類——在其有限範圍內非常出色,但缺乏意識或類似人類的智慧。
通用 AI(未來)

人類水平智能

  • 具有人類水平的多功能智能
  • 具備自我學習能力
  • 跨領域解決問題
  • 理解與推理
  • 能完成任何人類能做的智力任務
重要提示:通用 AI 目前尚不存在——這是研究人員的長遠目標。近期大型語言模型如 ChatGPT 的進展帶來了對 AGI 的希望,但目前我們只達到狹義 AI。
超越 AGI:專家提及 超人工智能(ASI) 的概念——遠超人類智慧的 AI。這設想機器具備自我意識,且在各方面比人類更聰明。超級 AI 仍屬科幻假設;若實現,將帶來控制和與人類共存的重大挑戰。我們距離 ASI 尚遠,現階段研究重點是向通用 AI 進展。
人工智能的類型
人工智能的類型

人工智能發展的四個層次

密歇根州立大學教授 Arend Hintze 根據智能複雜度和「思考」能力提出四個 AI 演化層次:

反應型機器

這是 最簡單的 AI 形式,沒有 記憶,只對當下做出反應。這些 AI 系統根據當前「看到」的資訊處理特定任務,沒有 從過去經驗中學習

例子:IBM 的深藍
能分析棋盤並選擇走法擊敗國際象棋大師卡斯帕羅夫,但不會「記住」過往對局,也不會隨時間改進策略。此類 AI 純粹對當前情況作出反應。

有限記憶

此層次的 AI 具備記憶並利用過去經驗來輔助當前決策。現今許多 AI 系統屬於此類。

例子:自動駕駛汽車
自動駕駛技術利用有限記憶存儲觀察(交通標誌、遇到的障礙物),並根據累積數據逐步改進駕駛。因為有記憶,類型 2 AI 比類型 1 更聰明,能在有限任務中學習。

心智理論

這是 目前仍在研究中的 AI 層次,尚未完善。「心智理論」指 AI 能理解人類情感、意圖和思想,或其他實體的心理狀態。

發展狀況:此層次 AI 能推理他人心理狀態(例如猜測某人快樂或悲傷、想要甚麼)並預測行為。目前類型 3 AI 尚不存在,但人機互動和情感識別的進展正朝此目標邁進。

自我意識

這是 最高且仍屬假設的層次自我意識 AI指機器具備自我意識,能理解自身狀態為獨立實體。

現狀:自我意識 AI 會有「自我」,知道自己快樂或悲傷,理解自己在做甚麼及原因。這幾乎是最完美的人工智能,但目前尚無系統達到此層次。類型 4 主要出現在科幻作品中,例如具備情感和意識的機械人。
現有 AI 發展(類型 1 及 2) 40%
研究階段(類型 3) 15%
假設階段(類型 4) 5%

總體而言,現今大多數 AI 屬於類型 1 和 2,即反應型或有限記憶。類型 3 和 4 尚屬未來。此分類幫助我們想像 AI 的發展路線圖:從只能反應的機器,逐步進化到能理解甚至具備自我意識的機器——這是人類對人工智能的終極期望。

核心技術及 AI 運作原理

談到 AI,人們常提及「機器學習」「深度學習」。事實上,機器學習是 AI 的重要分支。若 AI 的目標是讓機器變得智能,那麼機器學習就是達成此目標的方法——它包含使電腦能從數據中學習,而非被明確編程的技術和算法。

人工智能

讓機器智能化並能執行類似人類任務的總體目標

機器學習

通過算法從數據中學習,無需明確編程以實現 AI

深度學習

利用多層神經網絡,靈感來自人腦的專門分支

深度學習是機器學習的專門分支,使用多層人工神經網絡(受人腦啟發)從數據中學習複雜特徵。過去十年深度學習的爆發推動 AI 取得顯著進展,機器開始能「從數百萬個範例中學習」,實現高精度的圖像識別和自然語言理解等任務。

AI 運作原理

1

輸入數據

AI 需要輸入數據(圖像、音頻、文本)作為學習原料

2

模式分析

算法分析並從數據中提取規則或模式

3

應用知識

應用學到的規則處理新情況並作出預測

例子:為教 AI 識別貓的圖像,開發者提供數萬張貓的照片(數據),AI 分析以「學習」貓的共通特徵(機器學習尋找模式),遇到新圖像時,AI 可根據學到的知識預測是否含有貓。
核心技術及 AI 運作原理
核心技術及 AI 運作原理

與傳統編程(撰寫固定步驟指令)不同,AI 編程專注於創建能通過經驗提升準確度的模型

AI 的核心組件

算法與模型

AI 的「大腦」,決定 AI 如何學習和做決策

  • 神經網絡
  • 決策樹
  • 遺傳算法

數據

AI 的「燃料」——數據越多、質量越高,AI 學習越好

  • 感測器數據
  • 文本與圖像
  • 用戶行為

計算能力

硬件進步使訓練複雜 AI 模型所需時間縮短

  • GPU 加速
  • TPU 用於 AI 工作負載
  • 雲端計算

人類專業知識

人類在設計、訓練及監督 AI 系統中扮演關鍵角色

  • 算法設計
  • 數據準備
  • 訓練監督

主要 AI 領域

機器學習與深度學習

現代 AI 的核心,使機器能從數據中學習並隨時間提升表現,無需為每項任務明確編程。

計算機視覺

幫助機器「看見」並理解圖像/視頻,應用涵蓋面部識別、醫療影像分析及自動駕駛等。

自然語言處理(NLP)

幫助機器理解及使用人類語言,應用於機器翻譯、虛擬助理、聊天機器人及情感分析。

專家系統

基於規則和領域知識做決策的 AI 系統,如根據症狀進行醫療診斷。

機械人學

專注於建造能與現實環境互動並代替人類執行任務的智能機械人。

這些分支的共同目標是幫助機器變得更「聰明」,有效協助人類解決問題。

AI 在生活中的實際應用

理解甚麼是 AI的一個簡單方法是看看AI 在實踐中做甚麼。現今,人工智能廣泛應用於幾乎所有領域,從日常生活到商業生產。

日常 AI:我們常常甚至察覺不到 AI 的存在——因為當一項技術變得普及,我們往往視其為理所當然,不再標籤為「AI」。

搜尋引擎

Google 利用 AI 從數十億網頁中尋找相關資訊

推薦系統

YouTube、Netflix、Facebook 推薦符合用戶喜好的內容

虛擬助理

Google Assistant、Siri、Alexa 回答問題並支援任務

自動駕駛汽車

Waymo 及其他公司開發自動駕駛車輛

AI 內容創作

ChatGPT 用於文本,AI 藝術生成器用於視覺內容

遊戲智能

AI 系統在國際象棋、圍棋及其他策略遊戲中擊敗人類
AI 在生活中的實際應用
AI 在生活中的實際應用

按行業分類的 AI 應用

醫療革命

AI 通過先進的診斷和治療支持系統革新醫療保健。

  • 診斷支持:AI 分析醫療影像(X 光、MRI)更準確地檢測早期癌症等疾病
  • 虛擬醫療助理:IBM Watson 理解自然語言並搜索大量醫學文獻,建議治療方案
  • 醫療聊天機器人:指導患者、安排預約、提醒用藥
  • 藥物研發:AI 加速新藥開發

商業與金融

企業利用 AI 自動化流程,獲得競爭優勢。

  • 流程自動化:自動執行重複任務,釋放人力從事創意工作
  • 預測分析:機器學習算法預測商業趨勢,更好理解客戶
  • 欺詐檢測:分析異常交易行為防止金融犯罪
  • 信用評分:更準確評估貸款風險
  • 自動交易:高速股票交易算法
  • 客戶支持:24/7 聊天機器人回答基本問題

教育創新

AI 在教育領域潛力巨大,從自動評分到個性化學習支持。

  • 自動評分:評分選擇題和基礎作文,減輕教師負擔
  • 個性化學習:追蹤學生進度,建議量身定制的學習計劃
  • AI 輔導員:與學生互動,回答問題,指導練習
  • 自適應內容:根據學生表現調整難度
未來潛力:AI 可能部分取代基礎教學角色,讓教師專注於更具創意和人際互動的工作。

交通演進

交通行業明顯受益於 AI,通過自動駕駛和智能交通管理。

  • 自動駕駛車輛:結合視覺、機器學習和決策算法
  • 交通管理:分析實時交通數據,預測並協調交通信號
  • 路線優化:通過智能路由減少擁堵和事故
  • 車隊管理:優化配送排程和需求預測

智慧農業

AI 通過感測器和機器學習系統參與智慧農業。

  • 作物監測:感測器和 AI 系統監控植物健康和生長
  • 天氣預報:預測天氣模式以作最佳農業決策
  • 資源優化:根據土壤和氣候數據優化灌溉和施肥
  • 自動收割:AI 機械人識別雜草並自動收割作物
成果:AI 幫助農民提高產量和作物質量,同時更有效利用資源。

娛樂與內容創作

AI 在個性化體驗和創意內容生成中扮演重要角色。

  • 內容推薦:音樂和視頻串流服務利用 AI 推薦符合個人口味的內容
  • 創意 AI:製作音樂、創作藝術、撰寫劇本
  • 動態內容:根據文本描述生成插圖
  • 互動娛樂:角色和故事情節動態回應玩家
創意夥伴:雖然 AI 無法完全取代人類創造力,但已成為幫助創作者更快嘗試新想法的強大工具。

總結來說,AI 幾乎存在於生活的每個角落。從過濾垃圾郵件、推薦歌曲等小任務,到支持醫療手術和管理智慧城市等重要角色——AI 默默提升人類效率和便利。了解 AI 的實際應用,有助我們更好掌握AI 帶來的價值,並為與這些「智能機器夥伴」共存的未來做好準備。

AI 對生活與社會的益處

AI 在個人和組織層面帶來許多重大益處。以下是人工智能的一些主要優勢

任務自動化

自動化重複性手動任務,釋放人力從事創意工作

  • 全天候生產線
  • 自動數據輸入
  • 郵件分類

速度與效率

處理數據和計算速度遠超人類

  • 數秒內分析數百萬條記錄
  • 更快決策
  • 降低運營成本

持續學習

AI 系統通過經驗變得越來越智能

  • 從新數據中學習
  • 隨時間提升質量
  • 適應用戶反饋

個性化

創造針對個人的產品和服務

  • 個性化推薦
  • 定制學習路徑
  • 提升用戶滿意度

大數據分析

從海量數據中提取意義並預測趨勢

  • 發現隱藏模式
  • 天氣預測
  • 市場預測

提升準確度

在基於規則的任務中比人類更準確和一致

  • 醫療影像分析
  • 精密製造
  • 減少人為錯誤
生產力提升 85%
成本降低 70%
品質提升 90%
突破推動者:AI 不僅優化現有事物,還幫助人類發現未知。通過模擬和分析,AI 支持科學家尋找新藥物、材料;幫助建築師測試設計;幫助藝術家創作新作品。AI 正將人類的邊界推向新領域。

憑藉這些益處,現今大多數行業在某種程度上已實施 AI。AI 有助提升生產力、降低成本、改善產品和服務質量。對個人用戶而言,AI 帶來更便利的生活:更個性化的娛樂、更好的醫療、更安全的交通等。然而,益處伴隨挑戰,需要我們負責任且有效地理解和使用 AI。

AI 對生活與社會的益處
AI 對生活與社會的益處

AI 的挑戰與限制

儘管 AI 潛力巨大,其應用也帶來許多挑戰和擔憂。以下是一些主要問題:

高昂的實施成本

高額初期部署成本:構建有效的 AI 系統需要在基礎設施(伺服器、專用計算設備)和專業人員(開發及維護)上投入大量資金。並非所有組織都能負擔。此外,作為 AI 原料的數據需收集和標準化,耗時且費用不菲。

整合複雜性

對現有流程的整合要求:應用 AI 需企業改變或調整工作流程。新技術整合初期可能帶來干擾,需要重新培訓員工和適應時間。若無適當策略,AI 可能短期內影響業務運作。

數據與隱私問題

數據與隱私問題:AI 需要大量數據,包括個人數據(用戶行為、健康資訊、面部圖像、聲音)。收集和處理這些數據引發隱私擔憂

風險因素:若管理不善,AI 可能被用於監控或侵犯隱私。此外,訓練數據若不多元和平衡,易引入偏見,導致 AI 決策對某些群體不公平。
透明度問題

透明度與可解釋性:許多複雜 AI 模型(尤其是深度學習)運作如「黑盒」,難以理解其決策原因。這在需要明確決策解釋的領域帶來挑戰。

例如,若 AI 拒絕貸款申請,銀行需向客戶解釋原因,但 AI 算法可能無法提供易懂的理由。缺乏透明度也降低用戶信任,尤其在醫療診斷或自動駕駛等關鍵情況。

工作取代風險

自動化導致工作取代:AI 自動化許多任務,意味著部分傳統工作可能被取代。這引發某些勞工的失業擔憂。重複性工作(裝配線、數據輸入、基礎客服)風險較高。

長遠觀點:雖然 AI 長期會創造新的高技能工作,但社會需為勞動力再培訓和職業轉型做好準備。
倫理與安全問題

倫理與安全問題:這是最大的社會挑戰。AI 可能被惡意利用:製造假新聞(深偽技術)散播錯誤信息、自動化網絡攻擊、致命自主武器等。

意外後果:即使無惡意,AI 也可能造成意外傷害——如自動駕駛車因突發狀況出事,或社交媒體算法無意中放大錯誤信息以吸引用戶點擊。

這些風險迫切需要AI 倫理:確保 AI 合乎道德、符合法律並尊重人類價值。專家亦警告若 AI 超越人類控制,存在生存風險,雖遠但不可忽視。

過度依賴風險

依賴與失控:過度依賴 AI 可能導致人類喪失部分技能和直覺。例如,依賴 GPS 會削弱導航能力;依賴 AI 推薦可能減少獨立思考。

此外,若關鍵 AI 系統失效或遭攻擊,後果嚴重(人類因委託 AI 而失去及時干預能力)。因此,保持人類監督至關重要,尤其在 AI 尚未完善時。

挑戰類別 影響程度 時間範圍 緩解策略
實施成本 即時 逐步採用,雲端解決方案
隱私問題 關鍵 持續 監管,數據保護
工作取代 中期 再培訓計劃
倫理問題 關鍵 長期 AI 治理框架

這些挑戰顯示 AI 的發展和應用需謹慎和負責。部署 AI 的組織必須仔細考慮法律和倫理層面;需要國家及國際的法律框架和 AI 管理標準。用戶也應提高意識,安全使用技術。無論多智能,人工智能必須由人類引導,以確保其服務於社會共同利益。

AI 的挑戰與限制
AI 的挑戰與限制

AI 的未來 — 趨勢與展望

毫無疑問,AI 將持續強勁發展,並日益影響人類未來。根據現有趨勢,我們可以想像未來幾年 AI 的主要趨勢與展望:

AI 越來越智能

AI 模型將持續提升理解和內容創作能力,變得更自然且具上下文感知

普及應用

AI 將成為所有行業的必備標準,如同電力或互聯網

創意 AI 革命

AI 將與人類共同創作藝術和設計,產生意想不到的創意

倫理 AI 聚焦

建立負責任 AI 發展與部署的法律和倫理框架

主要未來趨勢

AI 變得越來越智能

AI 模型(尤其是生成式 AI)將持續提升理解和內容創作能力。新版本的大型語言模型將能更自然對話,甚至記憶長期上下文並擁有更廣泛知識。

  • 真正傾聽、共情並支援生活多方面的個人虛擬助理
  • 用於心理健康護理和減壓的數碼伴侶
  • 更自然的人機互動
  • 增強的上下文理解

AI 普及整合

雖然 AI 目前是部分先行企業的競爭優勢,但不久將來AI 將成為必備標準。如同電力或互聯網,AI 將默認整合於產品和服務中。

  • 智能工廠由 AI 管理最佳運營
  • 智能農場利用 AI 監控作物和牲畜
  • 智能城市由 AI 協調交通、公共設施和安全
  • 勞動力需具備 AI 操作知識

創意 AI 的崛起

AI 不僅協助,還將與人類共同創作,在藝術和設計領域產生更多創新。越來越多 AI 創意工具支持藝術家在音樂、繪畫、電影製作、寫作上更快完成作品或提出新想法。

音樂與音效

AI 作曲與音效設計

視覺藝術

AI 生成的藝術作品與設計

電影與視頻

動態故事情節與角色

遊戲

自適應遊戲體驗

聚焦倫理 AI

鑑於 AI 力量日增,全球將特別關注建立法律和倫理框架以負責任地發展和部署 AI。各國政府和國際組織正討論AI 治理規範

  • 確保技術用於良善目的,避免歧視
  • 尊重隱私和安全標準
  • 對 AI 錯誤的透明度、可解釋性和問責制
  • 部署前的 AI 認證標準
  • AI 開發者的專業行為準則

邁向通用人工智能(AGI)

雖然 AGI 尚遠,OpenAI、DeepMind、Meta 等大型科技公司正努力追求此目標。狹義 AI 的每次進步都是邁向 AGI 的基石。

未來可能:我們或將見證更通用的 AI 系統,例如能回答知識問題、駕駛無人機和編程的 AI 助手——能完成多種任務,而非單一任務。
關鍵挑戰:創造安全的 AGI 是人類最大的挑戰。對 AGI 有樂觀與悲觀兩種預測。邁向 AGI 的路需全球合作,確保利益大於風險。

對勞動市場的影響

在不久的將來,AI 將改變許多工作的性質。重複性任務將逐漸由機器完成,但同時,AI 勞動力需求將激增。

風險職位
自動化任務
  • 裝配線工作
  • 數據輸入
  • 基礎客服
  • 例行分析
新機會
新興職位
  • 算法開發者
  • 數據工程師
  • AI 分析師
  • AI 訓練師與審核員
適應需求:人類需學習新技能以適應,強調教育和再培訓在 AI 時代的重要性。
AI 的未來 — 趨勢與展望
AI 的未來 — 趨勢與展望

總結,AI 的未來既充滿巨大機遇,也面臨重大挑戰。這項技術有望幫助人類實現前所未有的成就,並通過人工智能力量解決複雜問題(氣候變化、疫情、貧困)。

同時,它也迫使我們嚴肅思考賦能機器時的責任與倫理。AI 的未來將由今日人類的選擇塑造。憑藉智慧與全球合作,我們能駕馭 AI,創造人類與人工智能共存共榮的光明未來。

結論

人工智能(AI)不再是科幻中的遙遠概念,而已成為現代生活不可或缺的一部分。通過模擬人類智慧,AI 幫助機器完成許多從簡單到複雜的任務——從回答日常問題到駕駛、分析大數據及支持重要決策。

關鍵收穫:透過本文,INVIAI 希望你能以最清晰的方式掌握甚麼是 AI:簡單來說,就是人類如何讓機器變得智能,能學習並自動化過去只有人類能完成的任務。

實用應用

AI 在各領域有許多實用應用,帶來效率、準確度和個性化體驗的巨大益處

真實挑戰

AI 帶來技術、經濟和倫理挑戰,我們必須共同面對

負責任使用

每項技術都有兩面;關鍵是人類以智慧和責任心使用它

未來,AI 預計將更強大、更智能、更貼近人類。人工智能數碼轉型和科學進步中扮演核心角色。從現在起正確認識 AI,有助我們每個人準備迎接 AI 帶來的變革,並懂得如何在學習、工作和生活中有效且安全地應用 AI

AI:未來的鑰匙

AI 是開啟未來之門的鑰匙。憑藉知識、準備和正確方向,我們能將人工智能變成強大盟友,攜手征服新高峰,為所有人創造更美好生活。AI 是人類的創造——最終應服務於人類的最佳目標。這是理解 AI 的核心。

外部參考資料
本文章內容參考以下外部資源整理而成:
96 內容創作者及部落格貢獻者
Rosie Ha 是 Inviai 的作者,專注分享人工智能的知識與解決方案。憑藉在商業、內容創作及自動化等多個領域應用 AI 的經驗,Rosie Ha 將帶來易明、實用且具啟發性的文章。Rosie Ha 的使命是協助大家有效運用 AI,提高生產力並擴展創意潛能。
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