人工智能對社會產生的影響范文
時間:2024-01-09 17:34:26
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篇1
人工智能和機器學習的進步速度如此迅猛,我們的社會將迎來一些重要的倫理和經濟問題,應對這些問題恐怕會費心費力。
總體而言,人工智能(AI)和物聯網將同時改變互聯網和全球經濟。在未來5年內,我們可以預期人工智能和機器學習將會被整合到各種各樣的技術中,這些技術包括數據交換和分析。這將帶來巨大的機遇,如全新的服務和科學突破,人類智力的提升,以及它與數字世界的融合。
在人工智能領域存在相當大的不確定性,如決策轉由機器執行,缺乏透明度,技術變革將超過治理和政策規范的發展。自動化可能會深刻地改變行業,影響就業和公共服務的交付。政府和社會需要為其影響做好準備:
經濟和社會必須為人工智能以及物聯網帶來的顛覆做好準備。
在人工智能的設計和部署中,必須優先考慮倫理問題。
人工智能和自動化將帶來全新的社會經濟機會,但對個人和社會的影響和取舍還不清楚。
人工智能正改變著我們的決策方式,我們必須確保人類仍然處于“駕駛座”的主導位置。
在社會內部和社會之間,人工智能的益處分配將不均衡,進而加劇當前和未來的數字鴻溝。這種現象發生的風險極高。
人工智能世界的治理與倫理問題
人工智能引發了對倫理問題的廣泛擔憂。技術人員表示,這項技術需遵從人類的價值觀,在人工智能系統的設計、開發和部署的每一個階段,都必須優先考慮倫理層面的問題。
目前,人工智能和相關技術正在開發和部署,短期內將需要大量的投資和努力,以避免對社會和人類造成意想不到的影響。在未來,我們需要把焦點放在研究上以及有效的管理架構上,以確保人工智能技術帶來的是契機,而不是損害。目前,開發算法的工作仍然由人類完成。對我們所做的事,我們仍擁有些許控制。
然而,如果我們把這類工作拱手相讓給中介機構,而中介機構又讓算法來設計算法。那么在五年內,開發算法的工作可能就不是人類在做了,而是人工智能在掌控。是否將出現這樣的前景:我們打交道的中介機構將被人工智能替代。
此外,人工智能引發的重要考慮事項涵蓋了隱私、透明度、安全性、工作性質,以及整體經濟。例如,基于面部識別技術可以提升用戶在社交媒體上的體驗。但同樣的技術也可以用來提升監視效果,犧牲個人隱私。亦或是,如果人工智能成為社交媒體網絡和在線平臺的永久功能,在這些平臺上,算法被用來管理在線體驗、有關自由選擇和偏見的問題將會加劇。人們將對數據收集和決策的透明度和責任性感到擔憂。這種擔憂將會加速倫理原則的制定。而這些原則的作用是什么?用以指導人工智能的設計和部署。
一個社會如果完全以數據收集為基礎,那么從商業角度來看,在沒有適當的民主監督和平衡的情況下,將助長社會過度依賴監督。機器提供了太多自動選擇,人類無需過多思考,從而失去了某些自我決策的機會。
數據分析技術產生的自動化將對人類行為和決策產生更大的影響。
政府將如何應對人工智能帶來的更大的經濟和社會影響?政府是否具備這樣做的能力和資源?在政府內部,由于政策的制定和調整越來越多地受到數據的驅動,人工智能可能會帶來一種根本性的決策調整。此外,人工智能可能成為未來政策選擇的一種決策工具,而且使用起來可能會草率而不透明。
物聯網和人工智能的發展將為政府決策提供科學依據,并幫助它們快速應對民眾的需求。
許多人預見,未來幾年將展開一場激烈的競爭,以爭奪商業人工智能領域的霸主地位。盡管這可能會推動創新,并有可能顛覆當前的市場結構,但也存在競爭方面的擔憂。預測者認為,在可預見的未來,如今的領先科技公司將會控制人工智能市場。
人工智能對互聯網經濟的影響
一些人認為,預測人工智能是一種營銷炒作,但很多業內人士和政府都在為人工智能的普及做準備。CB Insights估計,2016年超過50億美元的風投資金流向了人工智能創業公司,比前一年增長了62%。人工智能為創造新工作、新產業和新溝通方式提供了巨大機遇。
隨著人工智能和自動化在各個行業推動重大結構變革,工作的本質將發生改變。隨著人工智能獲取用戶數據,改變產品和服務的交付方式,許多現有的工作崗位可能會被取代。如何適應變化的步伐將是未來一項重大的全球性挑戰。
與人工智能和物聯網相關的項目引領了我們很長一段時間,提升了我們現有的技術,讓普通人生活更加方便。
人工智能系統和技術可以改變工作的性質,讓員工能力得到提升,從而減少人類之間和國家之間的不平等。人工智能讓我們承擔和解決更大的挑戰。正如一份調查報告所顯示,“人們的大腦和互聯網之間的距離會變得越來越近,而兩者之間的交叉會變得越來越復雜。”
機器與機器之間的通信增加了成本壓力,人們正在被取代。這只會隨著時間的推移而不斷增加,這對經濟有好處,但會對就業提出挑戰。
人工智能為科學研究、交通運輸和服務提供帶來了巨大潛在收益。如果可訪問性和開源開發勝出,人工智能有可能給發達國家和發展中國家帶來紅利。例如,依賴農業生產的國家可以利用人工智能技術分析作物產量,優化糧食產量。在醫療保健領域使用人工智能可能會改變低收入地區的疾病檢測方法。
人工智能是一種創造性的毀滅,它將淘汰許多工作崗位,但也將創造新的角色和工作崗位。
但是,社會本身是否已經準備好接受這種變化,我們是否為新型經濟做好了充分的準備?對于發展中經濟體而言,新技術總是能創造出更多的可能性,盡管部署人工智能(以及物聯網)的基礎設施非常重要。人工智能的好處也可能不均衡:對于依賴低技能勞動力的經濟體,自動化可能會挑戰它們在全球勞動力市場中的競爭優勢,并加劇當地的失業形勢,影響經濟發展。
用于管理制造業或服務業的智能和服務,可能仍集中在發達國家。人工智能可能會在很大程度上加劇數字鴻溝,這將會帶來政治上的影響。
確保互聯網技術創造市場就業機會,且不會對就業市場造成損害,這是未來5年必須解決的一個挑戰,也是國際上一個緊迫而嚴重的問題。
人工智能對互聯網安全和網絡智能的影響
算法開始做出決策,它們比人類決策更快,并且可以代表我們的意志。此外,系統越來越不透明。我們不知道他們在哪里,他們在做什么決定。
雖然安全與信任對人工智能的未來至關重要,但這項技術也可以幫助解決安全挑戰。隨著網絡和信息流變得越來越復雜,人工智能可以幫助網絡管理人員理解交通模式,創建識別安全威脅的方法。在基本的企業層面上,人工智能可以執行由IT幫助臺執行的任務,比如解決員工的電腦問題。
這將為企業IT專業人員提供更多的時間來實現安全最佳實踐,并更好地保護公司系統和網絡。除了人工智能決策,人工智能還可以在網絡上對日益增長的安全威脅進行分類。
篇2
關鍵詞:人工智能;會計行業;影響
一、研究背景及意義
在剛剛過去的2016年,圍棋領域的“人機大戰”掀起一股人工智能的浪潮,以“阿爾法狗”為代表的人工智能戰勝了韓國的圍棋高手李世石,由此人工智能的發展引人深思。很多人會覺得人工智能是一個很遙遠的事情,始終抱以一種懷疑的態度去看待人工智能。其實不然,人工智能從上世紀40年展至今,且不說現在家家都在使用,但是在我們的生活中至少是隨處可見的,比如,計算機行業、銀行業、會計業等都在使用的智能處理系統,而且范圍越來越廣,技術越來越具有深度。在傳統的會計行業中,會計核算工作從憑證到報表都是由人工來完成的,但是現如今財務會計中的大部分工作都可以由財務軟件來完成,大大的解放了會計中的人力。也是在去年的3月份,著名的會計師事務所德勤對外宣布將人工智能引入會計行業,這一宣布也是幾家歡喜幾家愁。雖然人工智能讓會計實務變得更加便捷、精準,但是傳統會計行業中那些被人工智能替代的手工記賬人員將何去何從?筆者從一個會計人的角度對人工智能時代下的會計行業進行探討,目的是明晰人工智能對會計行業的影響,以及傳統的會計人員如何應對人工智能時代的到來。
二、我國人工智能在會計行業的應用現狀和展望
(一)我國人工智能在會計行業的應用現狀會計行業主要涉及的是企事業單位、政府機構和會計師事務所,這三大類是有會計核算系統的主要主體。就我國來說,很多涉及會計工作主體對于人工智能的應用僅限于會計系統,而且在會計系統中一些類似于審核、判斷等主觀行為還是要財務人員手工進行操作。目前市場上已經存在各種可以滿足不同類型組織結構會計主體業務需求的會計軟件,可以說應用已經十分廣泛了。但是就會計師事務所來說,作為主要業務之一的審計業務在人工智能方面應用的稍微較少,因為對于上市公司審計業務而言,需要填制大量的審計工作底稿,包括電子版和紙質版,這些數據的錄入目前還是依賴于手工。
(二)對人工智能在會計行業中應用的展望任何一位會計人都清楚地知道,會計行業是一種具有嚴瑾性、及時性的行業,并且會計工作程序多,處理起來比較繁雜。所以對于會計人員來說加班是家常便飯,從某種程度上來說,會計人員也希望有一天能有人工智能來替代這繁瑣而枯燥的工作。目前已經應用的人工智能解決了一些基本的操作,比如憑證和報表的生成等等,但是還遠遠不能滿足目前會計主體多樣性的需求。比如人力資源會計,就需要一個適合企業特點的模型來對企業的人力資源進行計量和報告,此模型可以對企業的人力資源進行大數據的分析,從而可以合理的進行人力資源管理,這也是有效降低成本的途徑之一。這樣的需求在管理會計,環境會計等眾多會計的分支中都是需要的,因為現在會計的職能越來越傾向于決策,決策過程中就需要會計提供相應的資料,這些資料通過會計的手工計算和分析往往難以獲取,如果人工職能可以進一步運用科學知識來解決這個難題就再好不過了。
三、人工智能對會計行業的影響
(一)提高了會計信息的及時性和精準性不管是企事業單位還是政府機構或者會計師事務所,在運用會計軟件之后,一方面對于當日發生的各項經濟業務都能及時的進行處理。因為會計人員的只需要登錄系統進行相關事務的選擇或者審核就可以了,期末系統會根據已經有的數據自動生成相關報表,相比較傳統會計的手工填制憑證和編制報表要及時得多。另一方面,在傳統的會計業務處理時,會計員手誤記錯賬是常有的事,雖說現在的財務系統也需要手工錄入一些數據,但是當錄入出錯時系統給予提示,所以這種情況下,大大降低了數據出錯的概率,即提高了會計信息的準確性。
(二)一定程度上抑制了財務信息造假在提高準確性和及時性的基礎上,人工智能在會計行業中的應用還可以相對防止財務信息造假。在特定的會計核算系統下,每一位登錄系統的人員都會有唯一的賬號和密碼,以及自己的權限,可以說分工明確,相比較傳統的會計核算中崗位相容現象十分嚴重,尤其是在中小企業里,人工智能的應用對于職能清晰劃分有助于遏制信息的人為造假。但也不是說人工智能可以杜絕財務造假,因為盡管大部分工作在系統中完成,每個人只能進行自己職能范圍內的操作,但是系統終歸還是由人來控制的,還無法應對管理層凌駕于會計人員之上的內部操縱現象。
(三)會計行業中傳統崗位需求減少隨著人工智能在會計行業的應用領域越來越廣,傳統會計崗位就不需要那么的職員了,這是顯而易見的變化。會計電算化早在上世紀八十年代就在我國有所發展和普及,發展至今,已經商品化,為各種會計主體所使用,使得原本那些簡單的會計記錄和核算工作被人工智能所取代,相應的,這些崗位上的會計人員也就不再需要。
(四)會計信息安全性受到威脅目前應用廣泛的各種電算化核算系統,都是以電子形式對會計主體的各種財務數據進行保存,電子存儲的數據保存形式有很多優點,比如保存方便,數據容量大,便于查找和使用等。另一方面,現在的系統如果防護措施不到位很容易被黑客攻擊,同時目前網絡的安全性也大大降低,信息在網絡傳輸過程中可能會被攔截,所以企業的財務信息就會被泄露出去,嚴重的話,還會造成重大商業秘密的外泄,給企業帶來損失。
四、會計人員如何應對人工智能的“入侵”
(一)學習會計電算化處理,跟上人工智能的步伐作為一名會計人員,如果在智能時代還停留在傳統會計處理方法上,那只能被時代所淘汰,這個社會本來就是優勝劣汰,新的技術方法已經產生,你沒掌握那你就是被打敗的那個,至少要跟上時代的步伐。國家目前對于會計人員有接受繼續教育的要求,會計人員可以借助這一平臺學習當前的人工智能在會計領域的應用,也可以自主的學習會計電算化的相關應用。
(二)由簡單的財務會計向綜合型會計人才轉變雖然人工智能時代減少傳統會計崗位的需求,但是隨著國家近幾年來對于管理會計的發展的鼓勵,各會計主體尤其是企業對于管理會計的需求增加,而目前管理會計的工作是人工智能無法完成的,因為這其中涉及大量的職業判斷以及包括審計業務里也是含有很多的會計估計。所以會計人員應該在人工智能時代努力學習會計其他方面的知識,比如管理會計和審計業務的內容等,掌握多方面知識,使自己成為一名復合型會計人才。
(三)以積極的視角來看待人工智能現實中有很多會計從業人員狹隘的認為人工智能可以取代他們,甚至完成他們完成不了的工作,于是乎就開始說會計行業沒有前景,進行轉行,而不去想著提升自己的執業能力。從以上的分析可以看出,這種消極的觀點是不對的,不僅不利于會計人員自身的發展,也不利于整個會計行業的發展。五、結論總的來說,人工智能日益蓬勃的發展固然是好事,應該把此作為提升自我的動力,而不是避而遠之。就會計行業而言,由于其中涉及的大量會計判斷和會計估計,以及管理會計越來越突出的地位等多種客觀因素的存在,所以不需要抱以一種人工智能摧殘了工作崗位的態度來考量,大可不必擔心會計人員的工作會被人工智能所取代,這是我們必須明確的一點。轉變自己傳統的職業發展觀,向復合型人才轉變才是硬道理。
參考文獻:
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[2]張威.人工智能對會計行業人力資源的影響[J].財會學習,2016(13).
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關鍵詞:HPS教育;小學科學;人工智能
隨著我國教育的迅猛發展,作為科學教育重中之重的小學科學教育逐漸開始被大眾所關注,所以探索小學科學教育的新思路已成為教育改革的關鍵之一。多年來,我國不斷借鑒發達國家的教育改革理念與經驗,并進行本土化研究,促進我國教育發展。
一、研究背景
HPS教育作為西方20世紀80年代盛行的理論,引入中國已有20余年。作為極其受歡迎的教育理念,憑借著自身優勢在中國教育課程改革中占據了一席之地,也為中國科學教育提供了新思路。
(一)HPS的概念界定
HPS的提出源自科學內部對科學反思和科學外部人員對科學本質認識的思考。最初,HPS指的是科學史(HistoryofScience)和科學哲學(PhilosophyofScience)兩大學科領域,但在20世紀90年代科學建構論流行后,科學社會學與科學知識社會學被引入科學教育,HPS逐漸演化成科學史(HistoryofScience)、科學哲學(PhilosophyofScience)和科學社會學(SociologyofScience)三者的統稱[1]:科學史即研究科學(包括自然科學和社會科學)和科學知識的歷史;科學哲學則是對科學本性的理性分析,以及對科學概念、科學話語的哲學思辨,比如科學這把“雙刃劍”對人類社會的影響;科學社會學則討論科學處在社會大系統中,社會種種因素在科學發展過程中的地位和作用,這包括了政治、經濟、文化、技術、信仰等因素[2]。在國外,德國科學家和史學家馬赫最早提倡HPS教育,突出強調哲學與歷史應用至科學教學中的作用。我國HPS相關研究開始晚且研究規模較小,首都師范大學的丁邦平教授認為HPS融入科學課程與教學是培養學生理解科學本質的一個重要途徑[3]。
(二)HPS教育理念融入小學科學課程的必要性
運用科學史、科學哲學等進行教學是目前國際上小學科學教育改革的一種新趨勢。2017年,教育部頒布的《義務教育小學科學課程標準》標志著我國科學教育步入了新階段,其不僅要求達成科學知識、科學探究的相應目標,也要養成相應的科學態度,思考科學、技術、社會與環境的融洽相處。該標準提出了“初步了解在科學技術的研究與應用中,需要考慮倫理和道德的價值取向,提倡熱愛自然、珍愛生命,提高保護環境意識和社會責任感”。HPS教育與小學科學課程的結合是教學內容由知識到能力再到素養的過程,是小學科學教育的新維度,改變了小學科學課程的教學環境。將科學課程中融入HPS教育的內容,可以幫助學生理解科學本質,研究科學知識是如何產生的,科學對社會的多方面影響以及科學和科學方法的優、缺點等。當《小學課程標準》將科學態度和價值觀視為科學教育的有機組成部分時,小學科學課程就有望成為HPS教育的天然載體,同時為小學科學課程滲透HPS教育提出了挑戰。目前,我國小學科學課程雖已有部分設計融入了HPS教育理念,但該融入過程仍停留在表面,融入程度低,融入方式單一。所以,研究HPS教育理念融入小學科學課程十分有必要。
(三)HPS教育理念融入小學科學課程的可行性
縱觀國內外已有的研究,將HPS教育融入小學科學課程可分為基于傳統課堂模式的正式教育課程和基于科技館、研學機構等的非正式教育課程。由皖新傳媒、中國科學技術大學先進技術研究院新媒體研究院、中國科學技術大學出版社三方通力合作、聯合打造的《人工智能讀本》系列叢書自出版以來已發行八萬套,在安徽省多個市區的小學得以應用,是青少年人工智能教育上的一次全新探索。該套叢書分三年級至六年級共四套,涵蓋了16個人工智能前沿研究領域知識點,每一節課都設有場景引入、讀一讀、看一看、試一試4個模塊。小學《人工智能讀本》作為闡述新興科技的讀本,以親切的場景對話和可愛幽默的插畫等形式吸引了眾多小學生的興趣,不僅可作為學校科學課讀本,也可以應用于課外場景。本文則以小學《人工智能讀本》為例,對HPS教育進行初步摸索與實踐,以期對小學科學教育帶來教益。
二、HPS教育理念融入小學科學的典型案例
《人工智能讀本》作為HPS教育理念融入小學科學實踐的典型案例,側重引導學生多維度、科學辯證地認識人工智能,內容包括機器學習、決策職能和類腦智能,以及人工智能的不同發展階段,帶領學生思考人工智能帶來的倫理問題以及其他挑戰,培養學生正確的世界觀、人生觀和價值觀。本研究將以《人工智能讀本》六年級第四單元“人工智能倫理與其他挑戰”為例,分析HPS教育理念融入小學科學的實踐。
(一)科學史:提升課程趣味性
小學科學教育作為培養具有科學素養公眾的重要步驟,提升過程的趣味性則十分重要。過去傳統的小學科學教育注重知識的傳遞而忽略了學習過程,填鴨式教學導致學生失去對科學的興趣與探索欲,不利于公民科學素養的整體提高。而科學史作為研究科學(包括自然科學和社會科學)和科學知識的歷史,已經逐漸滲透到科學教育中來。科學史常常介紹科學家的事跡,某一知識誕生所面臨的困難和曲折過程,而將科學史融入課程可以帶學生重回知識誕生的時刻,切身體會科學。讀本作為在小學科學教育中不可或缺的工具,利用科學史內容,以敘事方式可以將科學哲學與科學社會學的思想融入教學過程中,在讀本中融入歷史,可以提升課程趣味性,幫助學生更加容易探求科學本質,感受科學家不懈努力、敢于質疑的精神,提升科學素養。例如《人工智能讀本》六年級第四單元“人工智能倫理與其他挑戰”引入部分即以時間順序展開,介紹人工智能的發展與面臨的困境。在“看一看”中機器人索菲亞是否可以結婚的故事不僅為本章節提供了豐富的內容,提升了課程的趣味性,而且還融入了科學與哲學,引發讀者對于人工智能的思考。
(二)科學社會學:提升課程社會性
科學社會學是研究一切科學與社會之間的聯系與影響,包含科學對社會的影響和社會對科學的影響。科學是一種社會活動,同時也受到政治、經濟、文化等多方面影響,比如蒸汽機的誕生表明科學促進社會的發展。在科學教育的課堂中融入科學社會學不僅可以幫助學生理解科學問題,還可以通過介紹科學與社會之間的復雜關系,培養學生靈活、批判看待科學問題的思維能力。如六年級第四單元“人工智能倫理與其他挑戰”中,在介紹個人與技術的基礎上引入了政府和環境這兩個要素,使學生在更宏觀的背景下,獲得這樣一種認知:環境與技術之間有一把“雙刃劍”,個人與技術、政府與技術之間是相互促進的主客體關系。《人工智能讀本》并不全是說教性質的文字,在“試一試”中的辯論賽環節讓同學通過親身實踐,更加了解人工智能對于社會的多方面影響。通過對于科技是一把“雙刃劍”這一事實的了解,同學們可以更好地將學習知識與社會的背景聯系在一起,深刻體會科學中的人文素養,增強社會責任感。
(三)科學哲學:提升課程思辨性
以往研究發現,國內學科教材中關于科學史和科學社會學內容較多而且呈顯性,而對于科學哲學的融入內容不夠,且不鮮明。[3]科學哲學融入科學教育無疑可以提升學生的思辨性,幫助學生建立起對于科學正確而全面的認識。例如,《人工智能讀本》六年級第四單元“人工智能倫理與其他挑戰”中,引入人工智能倫理,通過介紹人工智能面對的挑戰、人工智能的具體應對策略,讓小學生了解人工智能技術發展的同時也要重視可能引發的法律和倫理道德問題,明白人與人工智能之間的關系以及處理這些關系的準則。通過“讀一讀”先讓學生明白倫理概念,再用一幅畫讓學生思考在算法的發展下,人類與機器人的關系如何定義,向學生傳遞樹立人類與人工智能和諧共生的技術倫理觀。通過這種方式,可以幫助學生逐步建立完整的科學觀,全面且思辨地看待科學,提升學生思辨性,進而提升科學素養。
三、HPS教育理念融入小學科學課程的實踐建議
《人工智能讀本》作為一套理論與實踐相結合,具有知識性與趣味性的兒童科普讀物,著重引導小學生培養科學創新意識,提升人工智能素養,產生求知探索欲望。但《人工智能讀本》作為HPS融入小學科學課程的初始,仍存在教育資源不充分、內容結合較淺等不足,為了將HPS教育更好融入小學科學課程,可從以下三方面加以改進。
(一)開發HPS教育資源
HPS教育需要教育資源的支撐。HPS教育資源來源廣泛,無論是學生的現實生活,還是歷史資料,都可以提供契機和靈感。《人工智能讀本》中收集了大量與人工智能相關的故事和現實案例,都可以作為教育資源,從各個角度達到科普的目的。在新媒體時代,進行HPS教育資源開發時,應當注意借助最新的信息與通信技術增強資源的互動性,如互動多媒體技術、虛擬現實技術、增強現實技術、科學可視化技術等。在傳統的科學課堂教學中,主要是通過圖片文字講解,實驗演示及互動來開展。這種形式對于現實中能接觸到的實驗內容,如常見的動植物、可操作的物理化學實驗等,比較容易開展。而對于地球與宇宙科學領域的知識,或者一些已經不存在的動植物,則只能通過圖片視頻進行展示,不容易進行實驗展示。通過虛擬現實技術、增強現實技術等,則可以虛擬出世界萬物,如不易操作的物理化學實驗、已消失的動植物等都可以通過虛擬現實的手段得以呈現。這些技術或能使教學內容變得生動形象,或通過營造沉浸感以使學生有更佳的情境體驗,或讓學生與教學資源進行交互從而自定義內容,服務于學生科學素養提升的終極目的。
(二)對小學科學教師進行培訓
HPS教育的關鍵是從社會、歷史、哲學等角度對自然科學內容進行重新編排,并不是將大量的內容或學科知識簡單相加,這對教師能力也提出了更高要求。目前,人工智能教學領域常常出現“學生不會學、老師不會教”的狀況,《人工智能讀本》作為內容翔實有趣的讀本可以彌補一部分缺失。但與此同時,也需要提升教師的教學能力與知識儲備。HPS教育理念不僅僅針對歷史中的科學人物,所有的學生主體也是歷史中的主體,他們也身處于社會中,并且對于生活中的各種科學現象有著自己的思考。所以教師身為引導者,需要注意到學生的思考,深入挖掘,鼓勵他們對所思內容進行反思并付諸實踐。科學史和科學哲學應當成為科學教師教育項目中的一部分,這能讓科學教師更好地理解他們的社會責任。為此,對職業科學教師進行HPS培訓便是必要的。
(三)多場景開展小學科學教育
科學素養不是空洞的,它來自學生的認識體驗,并從中獲得生動、具體的理解和收獲。《人工智能讀本》作為方便攜帶的讀本,不僅可以在小學科學課堂中作為教材使用,也可以應用在其他場景,如研學旅行、科技館等場所。課堂學習只是小學科學教育中的一個環節,家庭、科技館等也可以進行科學教育。例如,科技館與博物館可以以科學家和歷史科學儀器為主題舉辦展覽,展覽中融入HPS教育理念,學生在參觀和學習過程中學習有關科學內容。一些歷史上大型的科學實驗,學校教室或實驗室無法滿足條件,但在大型的場館中可以實現。例如,研學旅行作為目前科學教育中最受歡迎的方式之一,已被納入學校教育教學計劃,列為中小學生的“必修課”,正逐漸成為學生獲得科學知識的另一個途徑。研學旅行作為一種集知識性、教育性、趣味性和娛樂性為一體的旅游形式,通常伴隨著知識教育的過程,包括科學知識的普及,所以也是開展小學科學教育的重要場所。在該場景下,運用《人工智能讀本》等新興手段進行科學教育往往取得事半功倍的效果。
結語
目前,HPS教育理念已經積極嘗試運用到小學科學教育中,包括學校內的正式學習以及學校外如科技館、博物館、研學旅游中的非正式學習之中。其中,科技史以時間維度為線索創造豐富資源的同時也可以提升課程趣味性;科學社會學以科學與社會之間的相互關系幫助學生理解科學本質,提升科學素養;科學哲學則以哲學的視域審視科學的誕生提升學生思辨能力。未來,HPS教育結合小學科學則需要更深入,在資源開發、教師培訓以及應用場景等方面加以改進,為提升國民科學素養做出努力。
參考文獻:
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關鍵詞:人工智能;人類智能;思維;技術元素
1 基本概念界定
1.1 人工智能
人工智能是在20世紀中期以后產生的學科,人工智能就是用機器模擬人類的智能活動,從而用機器代替人類行使某些方面的職能。人工智能是通過探索人的感覺和思維的規律來模擬人的智能活動,電子計算機是人工智能的媒介和基礎。阿倫?圖靈說:“如果一臺計算機能騙過人,使人相信它是人而不是機器,那么它就應當被稱作有智能。”如果以此為標準來界定機器的智能,那么人工智能的發展之路仍然任重道遠。
1.2 人類智能
智能簡單地說就是智慧與能力,是綜合、復雜的精神活動功能,是人運用自己已有的知識和經驗來學習新知識、新概念并且把知識和概念轉化為解決問題的能力。智能活動往往和記憶力、感知力、思維、判斷、聯想、意志等有密切的聯系,人類的智能表現在能夠進行歸納總結和邏輯演繹,人類對視覺和聽覺的感知以及處理都是條件反射式的,大腦皮層的神經網絡對各種情況的處理是下意識的反應。
1.3 什么是思維
思維是事物的一般屬性和內在聯系在人腦中的間接的、概括的反映。思維的形式包括概念、理解、判斷、推理等。思維往往借助于語言來表達,由直接的感受即感性思維轉化為理性,透過現象看到事物的本質,發現普適性的規律。芒福德說人類是“精神的制造者”而不僅僅是“工具的制造者”,因為人類具備思維能力。
2 基于“技術元素”視角下的人工智能
“技術元素”這一說法是凱文?凱利提出的,技術元素就是從人類意識中涌現出的一切東西,包括技術具象的工具,也包括文化、 法律、社會機構和一切智能創造物。凱文?凱利說:“科技是人類的發明,也是生命的產物。”居所是動物的技術,是動物的延伸部分,人類的延伸部分是技術元素,科技發明是我們基因創造的軀體的外延。
2.1 人工智能是技術進化的成果
凱文?凱利認為人類的延伸由思維產生,因為思維具有創造力,才促使了技術的進步,才創造出了以往沒有創造出的東西,所以,“如果說科技是人類的延伸,那也與基因無關,而是思維的延伸。因此科技是觀念的延伸軀體”。
技術元素伴隨著語言、工具的誕生成為人類不可或缺的伙伴,從古至今,除了極少的例外,各種技術都沒有消失,而是進化成不同形態的技術。人工智能作為一種科技物種,隨著技術的進步而產生發展,是技術進化的成果。
2.2 人類與技術共同進步
一切生物都有天然的借助外力的本領,從鉆木取火到航空航天,人類經歷了漫長的發展,或者說是進化,技術作為一種手段、一種工具從來都與人類相伴相生。“技術元素”賦予技術以生命,人是技術進化的動力,而技術的進化也促進了人類社會的發展,二者是密不可分的。科技與人類正在逐漸融合,或者說人類已經成為科技最適合的載體;“技術元素”的發展雖然具有一定程度的自主性,但是它的發展軌跡從某種意義上來說也是人類意志的體現。人作為技術發展的動力之一與“技術元素”同步運動。
3 人工智能能否超越人類
對于這個問題人們有兩種極端的看法:一是認為人工智能必將取代人類,不久的將來人類會淪為機器的奴隸;二是對人類的主體地位有著極度的自信,認為機器始終都是被人控制。前者的依據是人工智能的發展極其快速,超越了人類智能的進化速度,人工智能取代人類只是時間問題。后者的依據是人工智能不具有生命特征,無法融入生物圈從而和自然發生聯系,只能作為人類活動的工具而存在。我更偏向于第二種觀點,是基于以下幾個原因:
3.1 缺乏創造性的“特長生”
人工智能開發出的機器可能是某一個領域的“特長生”卻不是全才。比如AlphaGO是圍棋特長生卻不能唱歌,計算器是數字計算的天才卻不能陪人聊天,情感機器人負責陪伴和情感安慰卻不能真正懂得人類的喜怒哀樂,如此等等,它們按照既定的程序運行,各司其職、各得其所,不會偏離軌道也不懂得創造。
塞繆爾說:“機器不能輸出任何未經輸入的東西。”目前最先進的機器人也是依賴于軟件運行,軟件是通過人來完成更新升級,人工智能實際上是人類智能的外在表現。人體是一個復雜而龐大的系統,人有特定的背景和生活習慣,人腦的發育會受到所經歷的事件和社會環境的影響,能夠靈活運用,組合所接受的信息,具備綜合分析問題的能力。人腦的控制系統復雜和精密程度遠遠超過智能機器人,因此,人工智能在技術上不及人類智能,它依賴人類智能而進化,能夠勝任人類制定的任務,卻缺乏人類智能的創造性。
3.2 不能思維的人工智能
在回答“機器能否思維”的時候,我們首先應該對思維進行界定,思維是人腦特有的功能。人腦是一個高度發達的系統,是人類意識活動的物質載體。“電腦思維”在功能上會向人腦思維不斷接近,但是兩者之間存在不可消除的界限,“電腦思維”是一個簡單的邏輯過程,模擬人腦思維功能和思維信息過程,它在本質上區別于人類思維。人腦思維除了能夠接受外部信息以外,還能對信息進行主觀的加工。人們已經能制造出類人機器人,可是它不能和人一樣思維嗎,因為思維不僅僅是人腦的生理機能,離開社會實踐和人際交往是不能產生思維的。
3.3 是輔助而非替代
人工智能簡單明了地說就是人類用來改造世界的技術手段,是輔的工具,而不是對人類的替代。人工智能出現的歷史并不久遠,前文說到了技術和人類的共同進化,當人類有能力利用工具來處理復雜繁瑣的工作時,這是人類的進化,也是工具的進化。
人工智能被用于幫助人類進行某項工作,才能解放人力,人類智能才可以更好發揮主動性和創造性。人工智能承擔了人類活動中基礎的、不可或缺的、復雜的工作,從而使人類智能轉向更核心的科研創造以及思維和判斷上來。在人與人工智能的關系上,二者是相輔相成、相互補充的,而不是互相排斥、完全替代
4 結束語
人工智能與人類智能的關系是互為補充、相互制約的,人與技術的融合是必然的。目前人工智能的更新升級必須依賴與人類智能,人類智能的進化程度關系到人工智能的先進程度“技術元素”的進化也要受到社會條件的制約。人工智能可能在某一方面出強大的功能,但是它缺乏思維和創造性,這一點是致命的缺陷,工具作為人類器官的延長,是人類智能的外化之物,被人類智能的發展程度所局限。
參考文獻
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[2]尹傳紅.當機器智能超越人類[N].中國科學報,2015,04(03).
篇5
關鍵詞:精品課程;視頻公開課;課程建設;人工智能
一、引言
中南大學的人工智能課程是國內高校最早開設的該課程之一。1987年清華大學出版社出版了我校蔡自興和清華大學徐光編著的《人工智能及其應用》,成為國內率先出版的具有自主知識產權的人工智能教材,為人工智能課程提供了一部好教材,對人工智能在中國的傳播和發展起到重大推動作用。
我校人工智能課程自開設以來已培養約30屆學生,培養人數超過3000人。授課對象包括計算機、自動化專業的本科生和電子信息類等專業的研究生。2001年,我們研發的“人工智能網絡課程”被評為優秀網絡課程。2003年和2007年“人工智能”分別被評為首批國家精品課程和全國雙語教學示范課程。同時,課程的相關網絡資源和知識表示方法的課堂錄像陸續上網,向全社會開放,成為學生復習和自學的有力手段和特色環境。
近年來隨著國外名校的視頻公開課風靡網絡,建設我國自己的視頻公開課已勢在必行。在這種背景下,人工智能課程的等一批國家精品視頻公開課應運而生。我們的“人工智能PK人類智能”的視頻公開課入選國家精品視頻公開課建設計劃,已成為首批播出的課程之一,受到公眾歡迎與好評。
二、講授內容選定
人工智能是一門前沿交叉學科,也是一門與人類生活息息相關和公眾頗感興趣的科學。網絡視頻公開課是以大學生為服務主體,同時面向社會大眾,是免費開放的科學與文化素質教育的網絡視頻課程與學術講座。由于人工智能屬于專業基課程,如何在有限的時間內講述一個完整的專題,避免艱深的專業知識,讓大多數人都能聽懂并感興趣,是安排視頻課程內容時需要首先考慮的問題。為此,在內容安排上將重點放在專業史和熱點研究介紹上,其目的是通過介紹學科的發展史和一些經典或熱點問題的研究情況,激發大家對人工智能研究的興趣,增進對人工智能知識的了解,認識到前沿科學其實離現實并不遙遠。
在上述理念指導下,本視頻課程并沒有照搬平時上課的內容,而是精選了人工智能領域中一些具有代表性的內容進行介紹。首先概述人工智能的起源與發展歷史,以及人工智能領域影響最大的三大流派及其認知觀等。然后介紹人工智能中幾種經典技術,包括推理證明技術、問題求解技術等。此外,對人工智能中公眾最感興趣的一個應用領域――機器人學進行闡述。最后,對人工智能的一些最新研究發展領域,如計算智能和群智能技術等進行討論。具體內容安排如下:
第一講:人工智能的誕生
長期以來人工智能充滿了激烈爭論,其發展過程不是一帆風順的,在中國也歷經了質疑、批評甚至打壓,直至出現希望的曙光,形成今天的可喜局面,其過程可謂艱辛。該講從不同角度對人工智能的定義進行介紹,分析其異同,介紹人工智能的起源與發展過程,特別是在中國的發展情況,讓聽眾對什么是人工智能有個大致的了解。
第二講:人工智能的學派
從符號主義為代表的經典人工智能到連接主義、行為主義,人工智能的研究可以說是從一家獨秀走向百家爭鳴。該講介紹人工智能的主要學派,各自的理論基和認知觀,并論述人工智能對社會、文化、經濟等層面的影響。
第三講:經典人工智能的推理技術
經典人工智能的有關推理技術和方法是早期人工智能研究的主要手段,用于研究基于經典邏輯的自動定理證明等問題,對人工智能學科的發展產生了深遠的影響。本講主要介紹基于數理邏輯方法的推理證明技術,尤其是定理證明方法的代表之一――消解原理。
第四講:問題求解與搜索
問題求解技術是人工智能研究領域的一個核心問題,涉及問題表示和求解搜索兩部分內容。這一講主要介紹問題求解中的一種常用方法――狀態空間法,闡述圖搜索方法和求解策略,特別是引入啟發式信息的啟發式搜索方法。
第五講:機器人學
機器人是人們聽到人工智能時幾乎第一時間聯想到的事物。機器人學作為一門學科,該講介紹機器人學的發展過程和機器人的分類,探討機器人學與人工智能的關系,說明研究開發機器人技術的動機。
第六講:人工智能的新領域――計算智能
經典人工智能雖在早期占有統治地位,但目前已經不再是研究熱點。而計算智能則異軍突起,成為智能學科中新的增長點。本講主要介紹計算智能的幾個主要分支神經計算、進化計算、模糊計算和人工生命的一些基知識。
第七講:人工智能中的仿生學――群智能
人工智能是一門信息科學與生命科學等高度交叉的科學,不僅涉及到計算機、自動化、數學、信息學等學科,還涉及到心理學、腦科學、仿生學等各種學科。群智能就是仿生學在人工智能中應用的典型。該講主要介紹受到蟻群和鳥群社會行為啟發而構建的蟻群算法和粒群算法,將其轉換為可計算模型,引入到問題優化求解中。
三、課程建設經驗
由于授課對象的不同和授課時間的限制,在只有30分鐘的一講一主題情況下,要像平時上課那樣詳細講解是不可能的,為此需要對視頻公開課的材料進行重新組織。我們的人工智能課程作為首批國家精品課程,其教學資源還是比較豐富的,具有一定優勢。
首先,使用主講人編著的《人工智能及其應用》作為課程教材。根據教學對象不同,編撰了不同類型的教材,以適應不同層次學生的要求。2003年和2004年在清華大學出版社先后出版了《人工智能及其應用》第三版“本科生用書”和“研究生用書”。2005年在高等教育出版社出版了面向大專院校和網絡課程的《人工智能基》,以及在國防科技大學出版社出版了面向管理類學生的《人工智能及其在決策系統中的應用》。2010年又出版了“十一五”規劃教材《人工智能及其應用》第四版及《人工智能基》第二版,使教材與時俱進,不斷創新,更好地為人工智能教學改革和人才培養服務。這些教材已為高水平課程建設和學科建設做出了重要貢獻,也為視頻網絡課程提供了豐富的素材。
其次,教學資源豐富,知識融會溝通。課程主講人也是國家級教學團隊“智能科學基系列課程教學團隊”的負責人,團隊成員除承擔人工智能課程教學外,還負責智能控制、機器人學等相關課程的教學。這些課程也都有對應的自編優秀教材,都可直接作為課程的參考資料。
“人工智能網絡課程”具有明顯特色(網絡化、智能化和個性化),得到專家和同行的認可和肯定,被教育部評為國家級優秀網絡課程。特別是更新后的向導學習、個性化以及算法實驗,采用了人工智能技術本身來實現人工智能網絡課程,具有顯著的特色和先進性。網站上課程的教學大綱、教案、課件、實驗指導書、課堂錄像和參考文獻一應俱全。人工智能相關的網絡資源,如網站、新聞組、BBS等,包括了大量的文獻資料、討論、本領域研究的前沿動態、人工智能課程相關的演示動畫
和實驗等。
雖然有相當豐富的教學資源,但為了適應視頻公開課的需要,在視頻公開課材料的組織上仍然花費了大量的時間和精力。本視頻公開課課程具有下列主要特色:
(1)材料翔實、圖文并茂
人工智能的發展經過幾代人的努力奮斗,其在中國的發展尤其曲折。在課程資料組織過程中,對許多重要理論與方法的提出者以及一些會議與紀念活動等介紹,基本上都配以圖片。這些圖片有的是自己的第一手資料,有些則是從網絡搜索得到。這些圖片的引入,給本來相當枯燥無味的文字和概念增加了趣味性和對觀眾的吸引力,也是視頻教學優勢的一個體現。
(2)深入淺出、直觀生動
人工智能作為一門講述前沿理論的專業基課,其復雜的技術、算法、理論是一般觀眾很難理解的。視頻課程不可能在較短時間內將這些問題講透,而是通過形象的動畫說明基本原理和概念,激發學生進一步學習的興趣,真正起到帶“入門”的作用。這也是視頻課程的優勢所在。
(3)精選題材、注重趣味
人工智能是一門高度交叉的科學,涉及面極廣。為了讓觀眾盡可能全面地了解這門學科,公開課著力于講授內容的精選。從人工智能的起源開始,分別介紹了經典人工智能的搜索推理技術、當前的研究熱點計算智能和群智能技術,以及人們對人工智能最直觀的印象――機器人學,形成一定的體系。在這些題材中包括了邏輯學、生物學、腦科學、神經學乃至仿生學等不同的學科交叉,力求使枯燥的科學理論變成美味的知識盛宴。
四、問題與體會
經過緊張的準備和拍攝過程,“人工智能PK人類智能”精品視頻公開課終于上網與廣大觀眾見面了。由于時間倉促和經驗不足等原因,本視頻課程仍存在一些不足之處,值得今后彌補。
(1)考慮到比較通俗易懂的要求,使沒有相關專業基的公眾也能夠基本上聽懂,因而將很大一部分內容的重點放在了專業史上,其專業深度不夠。
(2)由于每講必須在30分鐘內講完一個專題,因此難以對相關技術進行深入探討,只能簡要介紹其原理和概念,使觀眾能知其然,卻沒法知其所以然。
(3)國外的公開課基本上都是隨堂錄像,視頻課講的內容就是平時課堂講授的內容。而我國的視頻公開課課程卻強調普及性,相應的犧牲了部分專業性,在定位上仍有猶豫。這可能是我們的公開課與國外公開課的一個重要差別。
要把我國的視頻公開課建設好,不能盲目追求觀看率和點擊率。從課程性質上看,文史類課程由于受眾面廣,容易被更多的人群接受和理解,觀看的人就自然會多。理工類課程由于受限于領域基知識,受眾面相對較窄,其接受程度肯定較低。要真正建設一門好的視頻公開課,還是應該明確定位,內容貴精不貴多,完整清晰的講述好若干知識點,讓觀眾真正有所收獲就是成功的。
參考文獻:
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[3]蔡自興,徐光,人工智能及其應用(第三版),本科生用書[M],北京:清華大學出版社,2003
[4]蔡自興,徐光,人工智能及其應用(第三版),研究生用書[M],北京:清華大學出版社,2004
[5]蔡自興,蒙祖強,人工智能基[M],北京:高等教育出版社,2005
[6]蔡自興,人工智能及其在決策系統中的應用[M],長沙:國防科學技術大學出版社,2005
篇6
關鍵詞:人工智能;電氣工程;自動化;應用策略
中圖分類號:TU74文獻標識碼: A
伴隨著人們生活水平的不斷提高,電氣設備已經深入到人們的生活當中,在電氣工程運行的過程中,人工智能被廣泛的運用于電氣自動化中,從而提高了工作效率以及工作安全。
一、人工智能概述
(一)應用理論
人工智能的概念在l956年首次提出之后,在研究領域得到了飛速的發展,逐漸形成了一套以計算機為主,包含了自動化、控制論、信息論、生物學、仿生學、心理學、語言學、數理邏輯、哲學和醫學的一門綜合性的科學。人工智能就是通過利用各種類似人類思維的機器進行實際工作的操作,從而代替人類完成工作任務。人工智能理論是開發、研究如何延伸、模擬人的智能的理論。作為新興的計算機科學的一個分支,人工智能技術解釋了智能的實質,并在此基礎上生產出一種與人類智能有相類似反應的智能機器。在人工智能領域中,主要可以包括機器人、語言識別等系統。電氣工程主要是研究和電氣工程有關的自動控制、系統運行、信息處理、電子電氣技術、研制開發、信息處理和計算機與電子應用等。隨著科學技術的不斷發展,計算機技術已經開始應用在我們生活的每個方面。在計算機技術快速發展的今天,各種與計算機編程技術有關的技術也在快速的傳播與發展著。人類大腦作為最精密的儀器,計算機編程也只能模仿其對信息進行分析、處理、交換、收集和回饋,所以對人類大腦技能的模仿會促進電氣工程自動化的發展。人工智能系統在電氣自動化中的運用,可以減低成本,使整個操作系統可以有效的提高。
(二)優越性
需要有針對性的對人工智能控制進行分析,比如遺傳算法和模糊神經都作為一種非線性的函數近似控制器,這樣以來方便對總體了解,而且有利于實現對控制策略的綜合研究開發。傳統的計算工具已經不具備這種優勢,并且其準確度很低,所以很難形成對整個設備運行狀況的精確掌握。通過人工智能控制器的使用,就無需控制對象的模型,根據下降和響應的時間,人工智能控制器可以根據需要進行必要的調整以提高自身的性能。比如模糊控制邏輯控制器在對下降時間的控制方面比最有效的PID 控制器還要高出四倍以上普通的控制器就更不用說了。模糊控制器在上升時間方面的控制比最好的PID控制器要好兩倍以上。人工智能控制器和傳統的控制器相比更容易調節,在沒有專家指導時,也能根據相應的數據、信息和語言等完成設計。人工智能控制器可以將驅動器所產生的影響忽略掉,隨便輸入一些數據其都能估計出來。其中有些控制對象如果短時間沒有采用人工智能控制器效果也較好,但是有些控制對象則不一定會有較好的效果,所以在設計要視不同的情況對待。在模糊化和反模糊化時,如果使用適應模糊神經控制器、隸屬函數以及規則庫,可以實現實時確定。以上所敘述的這些方法中,基本上都不能對整個系統的操作參數得到正確的數據,所以想要使整個工程可以穩定的運行,就需要對技術進行改進與發展,將先進技術運用到運行系統當中,使得整個系統可以穩定運行。
(三)現狀
智能化技術是隨著科學技術的發展不斷演化而成的,具有行為能力、感知能力以及思維能力,智能化技術的發展使得我國電氣工程自動化的辦公效率得到有效地改善。在經濟的推動下,我國的智能化技術也在不斷的提高。作為一門新型科學的電氣自動化技術在我國的發展過程中,起到了非常中要的作用,所以將人工智能技術運用到電氣自動化中也是非常必要的。目前智能化技術已經成熟起來,人們在信息的處理、農業灌溉、電氣工程、電子行業以及企業管理中利用智能化技術,有效地改善了企業的工作環境,帶來了經濟效益。隨著智能化技術的不斷推廣,在我國各行各業中都有了比較廣泛的利用,智能化技術為企業帶來了經濟效益,方便了人民群眾,為經濟的發展提供了技術支持。
對于智能化技術來說,計算機技術是對其最好的體現,利用這種技術,可以大大的提高工作效率,還可以在一定程度上改變工作的環境,使整個工作的工作質量有所提高。隨著智能化技術的普及,人們利用計算機技術實現可視化的科學計算,使得信息交流的方式多種多樣,智能化技術在發展的同時,自身也在不斷的應用中自我更新,朝著高速化、集成化、網絡化、多功能化的方向發展。
二、應用策略
由于目前人工智能技術的飛速發展,各個科研單位也對這種技術進行了研究工作,特別是將人工智能技術運用到電氣自動化當中。在電氣方面的研究工作主要有電氣設備故障的預測、診斷、電氣產品的優化設計、控制以及系統保護等方面。
(一)設計
在進行電氣設備設計的過程中,有很復雜的工作需要完成,例如在電路、電磁場進行設計的過程中,要具備大量的基礎知識,還要有豐富的實踐經驗。以往的產品設計中根據經驗在實驗室通過人工手動制作的方式進行,所以要想獲得最優方案是很難的。計算機技術迅猛發展的今天,電氣產品的設計中的手工設計方式逐漸被計算機輔助設計(CAD)所替代,產品開發周期得到極大縮短。通過在CAD技術里引人人工智能,幫助設計人員提升所設計產品質量和設計的效率。用于電氣產品的優化設計的人工智能應用主要集中在遺傳算法和專家系統兩方面。對于傳統的運算方法來說,遺傳算法有著其自身的先進性,其運算的結果準確率通常都很高,所以這種運算方法被廣泛的應用到電氣產品中。另外使用較多的優化設計方法是專家系統。電氣設備發生故障一般是不確定和非線性的,但在故障之前有著一定的預兆,而這些預兆和故障之間又有著很緊密的聯系。通過人工智能加入可以使用專家系統得到最大限度的發揮。除以上兩種方法外,還有很多方法正在進行優化與改進當中。
(二)診斷
在電氣工程中,很多時候會因為發電機、發動機等的故障引起整個電氣工程無法正常運行,所以要加強對于整個工程的診斷工作,但是傳統的診斷方法根本不能準確的診斷出故障的所在。例如傳統的方法是通過對收集的變壓器油產生的氣體進行分析,然后根據氣體樣本的分析結果來對故障是否存在做出判斷。不僅消耗大量的時間,而且還很費人力,時效比較低下,所以并不方便在平常的診斷中應用。其中原因也是紛繁復雜多變的,很多電氣工程中的運行故障都是突發的,因此,要對故障能夠有一個準確的判斷,從而能及時的對其進行解決,否則就會造成嚴重的后果,更可能產生嚴重的經濟損失。所以他們處理起來一般是非常棘手的。在電氣故障和事故診斷中有效的運用融入了人工智能技術的神經網絡、模糊理論和專家技術主要技術可以很好解決傳統方法遇到的問題,大幅提升故障診斷準確率,進而成倍的提高生產效率,減少損失。
結束語:
綜上所述,伴隨著人類社會快速發展的腳步,人們對于科學技術的應用也越來越廣泛。同時在各類科學技術不斷進步,人工智能化也在快速的發展,并且被運用于各個領域,其中電氣自動化就是其中最為突出的。人工智能化的應用不僅大大的提高了工作的效率,還在一定程度上改變了電氣工程的現狀,使得整個電氣工程能夠快速健康的發展。
參考文獻
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篇7
智能醫療的興起
人機大戰1∶4的比分讓相當多的人感到失望和悲觀,還有人感到了恐懼,認為人工智能戰勝人和主宰人類社會的時代已經開啟。
然而,即便“阿爾法圍棋”最終以5∶0的大比分大勝李世石,也不意味著人工智能主宰世界和人類被奴役時代的到來,理由也并非只是“阿爾法圍棋”是人類設計出來的,而是因為,“阿爾法圍棋”其實開啟了人類利用人工智能的新時代,準確地說,是拓寬了讓人工智能為人類干活的新天地,并有可能深入而廣泛地讓人類文明迅速發展。
“阿爾法圍棋”是靠深度學習、蒙特卡洛樹搜索算法和自我進化三招戰勝人類棋手的,這三大功能也是人類駕馭人工智能為人類服務的途徑。由于人工智能能夠自我學習,學習能力會越來越強,而且搜集和貯存的數據會越來越多,將會在更多的方面成為人的助手或替代人的工作。例如,除了替代一些體力勞動以及低級崗位外,會學習的人工智能還會接手一些需要創造性、技術性和復雜運算的工作。此外,在各個領域的新產品的研發、預測分析、推廣等方面,人工智能也能產生巨大的作用,創造不可估量的效益。
設計“阿爾法圍棋”的深度思想公司(Deep Mind)的CEO杰米斯?哈薩比斯提出了人工智能的通用性,即通用人工智能,這種智能與人類專家協作可以解決和處理更多需要智慧才能解決的問題,如診治疾病,處理氣候變化、能源、基因組學、宏觀經濟學、金融系統、物理等方面的幾乎所有問題。哈薩比斯稱,人類想要掌握的學科越來越復雜,即使是最聰明的人,窮其一生也難以掌握其中一個領域。如果將“阿爾法圍棋”看成一個能夠自動將非結構化信息轉化為可用知識的過程,那么通過篩選泛濫的數據得出合理的觀點就指日可待。研究人員正在努力研究的是一種可以解決任何問題的人工智能超級解決方案。
具體而言,如果“阿爾法圍棋”的自我學習能力、大數據存儲和分析功能應用到醫藥領域,將誕生一種新的醫療和醫藥模式,即智能醫療(有人稱智慧醫療,但由于智慧似乎為人類所特有,以人工智能為基礎的新型醫療稱智能醫療更好)。
智能醫療是指通過打造健康檔案區域醫療信息平臺,利用最先進的計算機和互聯網技術,實現患者與醫務人員、基礎研究(醫學和藥物研究)與臨床治療、醫療機構、醫療設備之間的互動,逐步達到信息化防治疾病和健身強體的目標。
例如,通過無線網絡,使用掌上電腦便捷地聯通各種診療儀器,醫務人員能隨時掌握每個病人的病案信息和最新診療報告,隨時隨地快速制定診療方案;在醫院任何一個地方,醫護人員都可以登錄距自己最近的系統查詢醫學影像資料和醫囑;患者的轉診信息及病歷可以在任意一家醫院通過醫療聯網方式調閱;任何科學研究,包括醫學和與醫學相關的物理、化學等領域的研究最新成果能在互聯網上及時公布等,讓診斷、治病和用藥以及公眾的保健得到最有效、最迅速、最適宜、最廉價和最科學的處理。
智能醫療的具體表現
以“阿爾法圍棋”為例,可以知道什么是智能醫療。
研發出“阿爾法圍棋”的深度思想公司并非只是專注于讓“阿爾法圍棋”與人類棋手過招,而是注重把人工智能通過學習解決實際問題的能力貫穿應用到醫學領域。2016年2月深度思想公司就已經了在醫護領域使用的深度學習程序――深度思想健康(Deep Mind Health)。這是一款手機應用程序(APP),包括“識別風險病人”(Stream)和“早期臨床護理管理”(Hark)兩個模塊。
這種手機應用程序當然也是一種人工智能,它們需要學習和幫助醫護人員監護一些表面上不嚴重但實際很危險的病人,或者一些急性發病者。例如,深度思想健康的“識別風險病人程序”可以及時發現急性腎衰竭高風險病人,以便讓醫生及時治療并改善對病人的護理。這個程序是通過檢讀血液檢查報告,以辨別哪些病人存在風險。結果表明,有25%的急性腎衰竭死亡可以通過這個程序避免。“早期臨床護理管理程序”則能幫助醫生制定治療方案和采取行動。使用該項程序能避免38%的患者病情惡化。
當然,這些只是人工智能開發和應用的冰山一角。實際上,在醫藥領域利用計算機技術和人工智能最早和進展較大的是藥物的研發與監控。計算機和人工智能對于藥物的研發在很多方面都起到了作用,如研發新藥、老藥新用、藥物篩選、預測藥物副作用、藥物跟蹤研究等。這實際上已經產生了一門新學科,即藥物臨床研究的計算機仿真(CTS)。
一種新藥的開發一般估計需要15年時間,耗資10億美元,但最近的估計是可能耗資40億~120億美元,還不能保證成功。因為,除了要求新藥要有療效外,還需要安全性的保障。如何監控和預測藥物的副作用或不良反應就成為研發一種新藥或老藥新用的重要保證。
對于傳統的藥物研發來說,一種藥物必須經過動物試驗和人體的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ期臨床試驗。而且,即便Ⅲ期試驗后批準上市,還有Ⅳ期臨床研究,即新藥上市后進行的臨床研究,而且一類新藥要求進行2000個病例的IV期試驗。這也是造成藥物研發周期長、費用高的重要原因。
但是,在今天有了計算機程序,特別是以“阿爾法圍棋”為代表的能自我學習的計算機程序(軟件),就為人們提供了一個檢測藥物的人工智能安全專家。首先是在新藥篩選時可以獲得安全性較高的幾種備選物質。當很多個甚至成千上萬個化合物都對治療肝癌顯示出某種療效,但又對它們的安全性難以判斷時,便可以利用“阿爾法圍棋”的策略網絡和評價網絡,以及蒙特卡洛樹搜索算法來挑選最具有安全性的化合物,成為新藥的最佳備選者。
同樣,對于尚未進入動物和人體試驗階段的藥物,也可以利用類似“阿爾法圍棋”這樣的人工智能來檢測新藥的安全性。因為,每一種藥物作用的靶向蛋白和受體都并不專一,如果作用于非靶向受體和蛋白就會引起副作用。類似“阿爾法圍棋”的程序可以通過對既有的數千種已知藥物的副作用進行篩選搜索,以判定一種藥物是否會有副作用,或副作用的大與小以及最小,由此選擇那些副作用概率最小和實際產生副作用最小的藥物進入動物和人體試驗,就會大大增加成功的概率,節約時間和成本。當然,利用“阿爾法圍棋”等程序還可模擬和檢測藥物進入人體內的吸收、分布、代謝和排泄、給藥劑量-濃度-效應之間的關系等情況,讓藥物研發進入快車道。
大數據和信息共享
大數據和信息共享同樣是智能醫療的核心。信息共享成為智能醫療的重要性在于,全球的科研人員只有科研共享,才能對各種危害人們健康的疾病和頑癥,如艾滋病、癌癥等進行有效的治療,挽救人們的生命。這一點在突發公共衛生事件,尤其是暴發危害人們生命的疾病時,具有重大的作用,例如最近在南美爆發的寨卡病。
由于醫護人員對寨卡病的發病機理、傳播途徑和危害胎兒和孕婦的機理并不清楚,對待這種疾病既無有效的藥物,也沒有疫苗,因此需要更多更新的研究結果來指導防治疾病,而對于最新研究信息的共享,則有助于指導全球醫務人員和公共衛生專業人員,并通過醫護人員向公眾提供科學的防治方法。
正是在寨卡病的防治上,信息共享得以突破。現在,美國威斯康星大學麥迪遜分校病毒學家康納研究團隊用寨卡病毒感染猴子進行試驗,并在網上公開了首批數據。這一行為改變了過去研究人員只是在學術期刊發表研究結果和數據的傳統做法。美國研究人員在網上的是2016年2月15日他們將寨卡病毒注射進3只印度恒河猴體內獲得的血液、唾液和尿中所檢測到的病毒數量的原始數據。這些數據能讓每個人都看到,并且每天都會更新研究結果。
此次康納等人首先在網上公布動物試驗的數據意味著,生物醫學已經正式踏入智能醫療門檻。與此同時,中國研究人員也借寨卡的防治和研究而跨入智能醫療和大科技的門檻。中國疾控中心與江西省疾控中心、浙江省疾控中心、軍事醫學科學院等單位合作,分別對寨卡病毒感染病例血液和尿液標本中的寨卡病毒基因組進行了全面解析,獲得病毒全基因組序列,并到網上。
這種科研的資源共享顯然為人們認識寨卡病的病理、研制藥物和疫苗奠定了基礎。而且,基于對不同來源的寨卡病毒特點的認識,將進行針對性的藥物和疫苗研發。例如,中國疾控中心和江西省疾控中心合作測序的寨卡病毒基因組有10676個堿基,與目前在美洲的流行病毒株具有高度同源性。但是,浙江省疾控中心測序的寨卡病毒核酸序列與太平洋島國法屬波利尼西亞地區報道的病毒基因組序列高度同源,而與中國其他省份報告的輸入病例的病毒核酸序列存在差異。
不過,美國研究人員在網上公布恒河猴試驗的數據還具有更多的意義。寨卡病是一起非常緊急的公共衛生突發事件,所有人都在與寨卡病毒賽跑,也與時間賽跑。除了不應讓科學家的競爭成為保密理由而延緩對寨卡病的認知和防治外,還要意識到,對人的研究有很多倫理限制而無法獲得相應的數據和知識。
由于寨卡病毒感染的形式和機制在人和恒河猴體內相似和相同,研究人員能通過向猴子體內注射不同劑量的寨卡病毒而獲得該病有價值的第一手相關信息。科學家能對懷孕恒河猴體內的羊水反復取樣,以判斷寨卡病毒能否以及多染胎兒。這些數據一方面不可能從人身上快速且合乎倫理地獲取到,另一方面也可能因此而延誤人們對寨卡病毒是否導致小頭兒等的認知。
有了對恒河猴的研究結果,并且能在網上,就能較快地獲得諸如寨卡病毒是否與小頭兒關聯的確切信息和機理,例如,正在發育的胎兒可能何時會被寨卡病毒侵襲而導致出生缺陷,也就能為人們提供防治的線索和方式。
此外,由于世界一些國家反對動物試驗,尤其是反對用靈長類動物進行醫學試驗的呼聲越來越大,浪潮越來越高。歐洲一些國家,如德國已經在減少靈長類動物的醫學試驗,美國國立衛生研究院(NIH)也已決定結束其下屬一家實驗室存有爭議的猴子試驗,并終止了對黑猩猩侵入性試驗的經費支持。
在這樣的情況下,美國研究人員在網上公布寨卡病毒感染猴子的數據就更具有意義,因為這是在實現一個共同的目標,資源共享能讓那些并沒有進行動物試驗的研究人員了解動物試驗的情況和數據,也就會減少使用靈長類動物進行試驗。
當然,大科技時代的資源共享也會讓科研人員產生疑慮,其中最核心的是,研究成果的界定和歸屬,以及其他研究人員是否采信網上的動物和其他研究數據及結果。
對于第一個問題,也許可以用網上公布的時間來判斷一項研究結果的最早時間和進行研究的科研人員,至于對網上公布的研究結果的采信與否,可能會隨著大科技時代的進展由實踐做出回答。無論其他研究人員是否采信網上公布的結果和數據,都會進行驗證,因此,可能會有效地檢驗網上公布的研究結果。
患者也要利用智能醫療
一般而言,智能醫療通常指的是計算機、大數據和互聯網+如何讓醫生和專業機構對病人的疾病診治更準確和更科學,讓人們既能看病有效,又能少花錢。
例如,現在飛利浦公司設計了一個智能軟件飛利浦健康套件數字平臺,希望將消費者、患者和醫療服務人員三方進行串連,在互聯的護理領域進行嘗試。這個平臺是一個基于云技術的開放安全平臺,能夠收集和分析從健康手表、血壓計、耳式體溫計和身體分析儀等多個設備源頭的健康數據。醫生也可以在第一時間了解到患者的情況并做出醫療判斷和治療方案,從而大大降低醫療成本和漏診誤診的發生率。
智能醫療的另一個維度是患者和家屬,以及需要保健的正常群體,他們也需要大數據和智能分析來選擇自己所需的診治疾病的方式和程序,以及正常人需要選擇的保健措施。
在這方面,利用大數據設計成智能軟件,為患者和公眾提供就醫和保健的信息也格外重要。現在,美國已經出現了主流醫院評價平臺的智能軟件,供廣大公眾選擇。這個平臺對美國近5000家醫院、約14萬醫生以及16個醫療領域的137家專業醫院排名。這個排名對醫院聲譽、患者存活率、患者安全性以及其他醫療相關指標在內的數十項評價指標進行綜合排序,由第三方公司或組織進行多方位、多元化評價,更加關注醫療產出以及患者滿意度。如此,這種智能平臺可以向公眾提供他們可以選擇和信賴的醫院進行就診和治病。
現在,中國對醫院和醫生的評價還是采用最普遍的醫院等級劃分標準(3級10等)。醫院評審分級標準包括醫院的規模、技術水平、醫療設備、管理水平、醫院質量等5個標準,但由于其他評審內容設置缺乏直觀指標,容易量化的硬件標準(床位、科室設置、醫療設備、人員配備等)成為劃分醫院等級的決定因素,暫時未能考慮醫院的綜合醫療效果、患者存活率、患者安全性等。
現在,中國研究人員意識到醫院評價和大數據的重要性,復旦大學醫院管理研究所已經邀請全國30個臨床專科的幾千位著名專家學者共同參與評審中國最佳醫院排行榜。其中,醫院專科聲譽主要由專家提名心目中名列前茅的醫院,而在科研學術方面,得分主要來自于國家級獎項和科學引文索引(SCI)影響因子。
篇8
技術視角下人工智能的真實水平
截止2016年3月人工智能在語音和圖像上已經取得了階段性成果,但語義上暫時還看不到能徹底解決的跡象:
1.語音識別--形象來講是這是一個最近幾年已經被深度學習攻克的領域,只要花足夠的錢,那識別精確度可以達到99%。在語音識別這種領域,最后幾個點精度的提升很可能比前面達成90%精度還要費勁,但最后這幾個點的精度往往正是跨越能用和不能用的關鍵。沒有深度學習之前,人們已經嘗試攻克語音識別很多年,一般來講1952年貝爾實驗室研究的第一個能識別10個英文數字發音的語音識別系統被認為是語音識別的起點,這樣算起來人類已經在這事上努力了60多年。在上個世紀70年代搞定了小詞匯量的語音識別,在80年代搞定了大詞匯量的語音識別,然后精度就卡在那里了,大概在85%左右徘徊,一卡就接近30年。微軟、IBM當年都曾經嘗試把這技術應用起來,但顯然沒什么后果,好多人甚至不記得他們干過著件事情。深度學習導入語音識別后,使事情有了根本性的變化,現在只要有足夠的數據進行訓練,大多的公司自己都可以訓練出足夠精確的語音識別模型。這技術基本上要貨品化了,越來越可以認為這是一種不要特別多的投入就可以搞定的技術。
2.圖像識別--圖像識別比語音識別要麻煩一些,因為語音識別的對象總是各種有限的語言。但圖像里人臉和貓的識別落到具體實現上還不能用一個模型來處理。當前的狀態是如果選定一個點比如人臉識別,砸入幾十個PhD,幾百塊GPU,那花個一到兩年,如果還能找到落地點不斷獲得數據,那就可以做到非常高的精度(99%以上),但這種精度眼下還沒辦法一下子就覆蓋到其它領域,只能一個點一個點來搞定。像人臉這種領域因為有切實的落地場景(銀行等),所以一下子就發展起來了,其它的領域要想都達到同樣的水平,那還需要一點時間。
3.語義理解--和語音識別與圖像識別不一樣,語義理解處在一種基本沒搞定的狀態。很多時候我們看演示的時候能看到一個機器人或智能型產品與人進行流暢的交流。達成這狀況有兩種可能,一種是作弊,后面放了個人,屬于人工的人工智能;一種是對話被限定在特定的場景下,比如汽車里打電話,讓地圖導航等。語義理解的難度與所要處理的概念數有關,當要處理的概念數在幾千個以下的時候,那針對特定場景按照基于規則的方式還是可能搞定,做的比較流暢的。但一旦這個范圍擴大到整個社會生活,那最多也就是Google Now和Siri那個樣子。與這點密切相關的應用一個是各種智能語音助手在對話時的智能程度,一個則是翻譯。
在這些里程碑被陸續達成的過程中,世界也會改變它的樣子,恰如汽車的出現帶來了馬路和交通規則一樣。而要想理解這種影響的范圍,那就要考察人類與人工智能的分工邊界。
人類與人工智能的分工邊界
如果有一天我們想種什么植物,那只要對著身邊的智能助手說一聲;我們想生產什么東西,只要選定好樣式和材料工廠就可以按需生產;我們想吃什么,機器人都可以幫我們做好;我們想出門的時候,自動駕駛汽車就會等在門口;想看病的時候,身體的各種參數就會和過往的病例自動對比分析。那人類到底還應該做點什么?
由這點可以引出曠日持久的各種爭論,比如軟件在吞噬世界、人工智能在吞噬世界、機器人在吞噬世界等等,但這并沒價值,其關鍵在于既然有些崗位注定被消滅,那就要知道究竟究竟什么樣的工作會是人類的保留地。當然這里用工作可能不太準確,古代富家翁也種花,但這和花農種花其實有著本質的區別。
要想弄清上面說的這問題,其實需要回到此前提到的問題:到底什么是人工智能?如果說人工智能就是抽調了欲望和激情的超人,那顯然凡是不依賴這兩者的事情上人類都不再有工作的價值。很不幸的是我們今天所看到的絕大部分工作其實都更多的依賴于理智、感知和體力,而非欲望和激情,當信息足夠充分后都是很容易就會被人工智能所取代。
種地這事在發達國家現在已經足夠機械化,人工智能發達之后只要在地形的識別上做到足夠精確,技術成本又足夠低,那播種、收割、打農藥等根本不可能難的住人工智能,比較容易就可以實現徹底的自動化。一旦自動駕駛得以徹底實現,那類似的技術應不應用到農業領域唯一的關鍵點就是經濟上劃不劃算,而不是能不能搞定。這也是正在發生的事情,總部在加利福尼亞圣迭戈的Vision Robotics研發了一種章魚模樣的采橘子的機器人,這機器人使用3D視覺傳感器建立橘子樹的模型,然后存儲每個水果的位置,接下來就用來指導8個機械手臂采橘子。此外、用于修建葡萄藤的、在大棚里工作的機器人也都在向人類狂奔而來。
建筑方面也是同樣的情形,更為激進的是已經有創業公司在做這件事情,它們一邊利用無人機隨時監控地形和進度,一邊自動控制挖土機進行施工。蓋摩天大廈這事暫時還無法用機器人來搞定,一是機器人本身的靈活性還不好,一是高空作業還是需要面對比較復雜的操作環境,但這不是一個人工智能搞不定的領域,只是需要更長一點的時間。
制造業里用機器人替代工人近乎成為一種浪潮,但當前的浪潮其實不過是剛剛開始,當前的很多機器人并不具有太多的智能,一旦制造型機器人的智能得到足夠的提升,那我們更可能會面對工廠里空無一人的情形。一家叫Rethink Robotics的美國公司做了一款叫Baxter的機器人,目標就是解決過去的機器手過于死板的問題,任何人都可以訓練這種機器人做范圍很寬泛的工作,當然當前它工作的精度還不如傳統的機械手。而被Google收購又要賣出的波士頓動力已經做出了踹一腳不會摔倒,即使意外摔倒的也能自己爬起來的機器人。
如果問在10年之內究竟什么時候這些機器人能徹底取代工人、能徹底取代物流倉儲過程中的搬運工人,眼下其實是很難回答,但如果把眼光放長一點,問在20~30年后這些機器人會不會取代相關的崗位,那答案顯然是肯定的。與此相類似的還有送餐、安保、零售、教師、廚師等這些往往吸納非常多人的領域,看穿現象后我們會發現這些崗位在人工智能面前,其抵抗力脆薄如紙。這里面有一個非常關鍵的點往往被大家忽略,我們上面所有說的事情其實是應用的場合,而它們其實依賴于共通的幾個技術比如計算機視覺等,一旦這些技術取得突破,那各種機器人一定會雨后春筍一樣出現。這就好比手機大發展后,故事機、Pad、智能電視、智能投影儀等都能很快的出現一樣,因為他們依賴于很多共通的技術。也正因此前面才提到各種技術上的里程碑才非常關鍵,因為它可以代表著共通技術何時可以走向商用。
至于愛情、親情這些領域顯然會是人類的保留地,即使一個機器人能很好的照顧年邁的老人,能輔導小孩接受教育,但顯然這不可能取代子女的陪伴,父母的實時關懷,因為這些事情關乎心靈。與此相類似,現在從各個地方冒出來的網紅反倒是安全,因為網紅也更多的基于情感。
篇9
比照科學哲學建立學科體系的方法和將技術哲學作為一門哲學學科來建設,我認為在技術哲學的研究中應該注意以下三個問題:第一,研究技術哲學應該注意技術史的研究;其二,研究技術哲學應該注意技術哲學的哲學基礎的研究;第三,研究技術哲學應重視技術實踐。
一.
為什么在技術哲學的研究中應該加強技術史的研究呢?一方面,這是因為對現實的曲解必然是由于對過去的無知,“為了理解技術及與技術有關的社會準則的演變,必須考察人類最古老夢想及連續形態”(參見R舍普等,1999年,第3-4頁)只有在技術的歷史中找到技術的根源和原因,才會更好地理解技術。另一方面,這是從科學哲學的產生和發展中得出的經驗。現在研究技術哲學家們都想像科學哲學一樣,建立技術哲學的“研究綱領”。那么,我們就來看看科學哲學是如何建立自己的“研究綱領”的。
拉卡托斯曾說,“沒有科學史的科學哲學是空洞的;而沒有科學哲學的科學史是盲目的。”(參見拉卡托斯,1999年,第102頁)他認為,科學哲學和科學史是密切聯系不可分割的。拉卡托斯身體力行,通過科學史案例分析(case studies)方法揭示并論證了自己的科學哲學的一般原則。另一個重要的科學哲學家托馬斯庫恩在哈佛大學讀研究生時,就開始研究科學史,學習了柯瓦雷的《伽利略研究》等科學思想史的著作,同時還學習了心理學、科學社會學等方面的著作。1957年,庫恩出版了自己的第一部著作《哥白尼革命:西方思想發展中的行星天文學》,這是一部經典的科學思想史著作。正是在上述科學史工作的基礎上,庫恩才在1962年出版了《科學革命的結構》這一“學術史上的一個里程碑”似的著作。庫恩一直以來是美國歷史學會的會員,而不是哲學學會的會員,對哲學一直是他的主要的業余愛好。他認為,科學史可以啟發科學哲學家的洞察力,“有助于填補科學哲學家與科學本身之間頗為特殊的空缺,可為他們提出問題,提供資料。”(參見庫恩,1981年,第13頁)拉卡托斯和庫恩的這些研究科學哲學的方法可以完全移植到技術哲學的研究中來。
我們可以從制作玻璃的技術發展史和這種技術對人類社會的影響這一實例來說明研究技術史的重要性。我們都知道,古希臘人創造了光輝燦爛的文化,其中包括哲學、文學、歷史、物理學、天文學、建筑、醫學等眾多領域,這些領域幾乎包括了現在的所有主干學科。但是,奇怪的是古希臘的化學卻不發達,這是為什么呢?對此,美國人文學者芒福德(Lewis Mumford)在他的《技術與文明》中提供了一個解釋。他說,“考古學家邁瑞斯(J.L.Myres)認為,古希臘在化學上的缺陷源于缺少好的玻璃。”(見Lewis Mumford,1934,P127)玻璃的物理性質穩定,是絕緣體,可耐高溫,對化學實驗不起反應,而且它還是透明的,允許觀察者從外部觀看,是制作化學試管的良好材料。化學是一門實驗科學,正是由于古希臘缺少良好的玻璃來制造試管做化學實驗,才使得古希臘的化學不發達。從這里我們也就可以看出技術與科學的關系:技術的不發達限制了科學發展,技術不是單純的應用科學,科學從開端處就與技術緊密相連。
玻璃發展到伽利略時代,一個瑞士的眼鏡商偶然間發明了望遠鏡,伽利略知道后,自己制造了一臺望遠鏡,他由此先發現月亮上的山脈和火山口,后來又發現了木星的四顆衛星,這些發現都有力地支持了哥白尼地學說。因此,美國哲學家唐伊德(Don Ihde)認為,庫恩的所謂的“科學范式的轉變”不是簡單的知識革命,“在這里,劇烈的范式轉變發生在視覺中,但是這種范式轉變同時也是知覺的和包括技術的。”(見Don Ihde,1990,P54)由此我們就可以看出,科學革命和技術革命往往是交叉的。
隨著玻璃技術的完善,玻璃被用到日常生活中,它對人類產生的影響就更大了:眼鏡矯正了近視眼,延長和豐富了人類的智力年限,顯微鏡使人看到了一個微觀的世界,鏡子改變了人的自我意識等等。特別是當玻璃用于門窗上時,人們從通過玻璃窗看到的景象中發展出了文藝復興時期繪畫的透視法,這種繪畫方法完全不同于中國畫技,它使得時間和空間早在牛頓力學誕生前就發生了分離,正如瓦赫特勒(Edward Wachtel)所說的,“我認為,為機械世界圖景提供基礎的空間和時間的徹底分離從15世紀就在油畫布和大教堂實現了。在牛頓時代,這種存在的觀點滲透到西方意識的最深層,這就是說變成了一種常識。”(見Joseph C. Pitt,1995,P55-56)由此可以看出,透明的玻璃窗在藝術和科學中培育了西方的世界觀。
從上述例子不僅可以看出研究技術史對技術哲學的重要性,而且為了研究技術哲學來研究技術史并不是要像一般的科學技術史一樣,按時間的順序堆積一些歷史史料,而是要以一定的哲學思想和歷史觀點出發,從具體的技術是如何改變人類生活和影響人類文明發展處著眼。庫恩在談到科學史家與哲學的關系時曾說,“科學史家需要哲學……一個人如不能掌握他所研究時期和領域中主要哲學流派的思想,要想對科學史中的許多問題研究得好,那是不可能的。”(參見庫恩,1981年,第10頁)在研究技術史上,法國年鑒歷史學派布羅代爾等人的歷史觀和芒福德對技術史的研究方法值得我們借鑒。只有在充分研究技術史的基礎上,借助于各種哲學思想,我們才能提煉出自己的技術哲學研究綱領,避免“沒有技術史的技術哲學是空洞的;而沒有技術哲學的技術史是盲目的”這種狀況。
二.
技術哲學不管是作為哲學的一門分支學科也好,還是作為哲學的發展方向也好,必須把自身當作一門哲學學科來建立。因此,不管我們是從哲學、中國哲學還是從西方哲學入手來研究技術哲學,必須要加強技術哲學的哲學基礎研究。
與目標的不確定相對應,在技術哲學中卻有將研究領域泛化的趨勢,比如將研究的重點放在了技術產生的后果而不是技術本身上,使技術哲學成了一種技術社會學和技術經濟學,這再一次印證了技術哲學的研究目標的不確定性和體系的不成熟性。唐伊德認為,哲學的任務是有限的,哲學家不能給問題提供公式化的或簡單的答案。在他看來,哲學能做的事情有兩件:首先,“它可以為研究領域提供視角——在這里的領域就是技術現象,或更好地說,人類-技術關系的現象。其次,哲學可以為理解提供構架或‘范式’。”(Don Ihde,1990,P9)我們以海德格爾的技術哲學為例來說明這一點。
海德格爾作為二十世紀最重要的哲學家之一,同時也是首先將技術作為哲學關注的主題和將技術提高到從存在論上來認識的先驅。從早期《存在與時間》中對工具“上手狀態”的現象學分析,到后期《技術的追問》等文章中得出技術的本質是“座架”的結論,海德格爾用他所提出的這些哲學概念為我們認識技術提供了新的向度。但是我們要看到,海德格爾之所以能夠得出這些結論是與他對整個西方哲學史的批判密切相關的。他認為,“技術在本質上是存在史上建立在遺忘中的存在的真理的命運。……作為真理的一種形態,技術建立在形而上學的歷史中。”(參見岡特紹伊博爾德,1993年,第120頁)因此,對事物的技術的揭示方式并不是從現代社會中產生的,而是始于他所稱為的從古希臘開始的“生產性形而上學”。當柏拉圖用永恒不變的“形式”即“理念”(Idea)來作為萬物的存在基礎、從人類生產的術語來設計實體的存在時,事物本身就從“去存在”轉變為“去被生產”。隨著這種認識方式的發展,特別是到了笛卡兒那里,理性主體成為認識事物的中心,與作為對象的客體處于對立狀態,主體-客體的兩元對立思維方式得以確立。從十九世紀開始,科學逐漸脫離哲學,建立了自己在各門學科中的主導地位,但是主體-客體的思維方式依然保留。隨著工業化和現代化的發展,科學與技術聯盟,科學成為服務于對事物的技術的揭示的工具,由此使生產性的形而上學發展到了高峰,而技術也就是一種“完成了的形而上學”。
理查德羅蒂(Richard Rorty)認為,自己喜歡海德格爾的方法,但是海德格爾脫離了西方具體的歷史,對現代性、工業技術的批判太天真,特別是在對啟蒙的批判中,沒有看到啟蒙政治、經濟的發展,促進了人類的自由。因此,我們可以不同意海德格爾的結論,但是我們卻一定要重視他的方法。西方哲學界曾有人說,“海德格爾思想的特色在于他將最深刻的實踐意義歸之于顯然是最抽象、最縹緲的理論思考。”(參見列奧施特勞斯等,1993年,第1051頁)海德格爾技術哲學的深刻和影響深遠的原因就在于此。
海德格爾之后的許多技術哲學家都是沿著海德格爾的思路,將技術哲學的研究引向深入。當代西方的技術哲學有一種融合早期技術哲學中人文主義傳統和工程主義傳統的趨向,技術哲學家們開始脫離像海德格爾等人從總體上看待技術的傳統,不再局限于僅僅從人文主義的視角對技術進行批判。他們首先接受和承認技術,面對現代社會中具體的技術和技術產品,從哲學的角度來研究技術。正如皮特(Joseph C. Pitt)等人在《哲學與技術文集》第11卷《技術哲學的新方向》的序言中所說的,“在過去,技術哲學的很多工作是‘技術’(Technology)對人類價值(通常訴諸于人類存在的某些理想的烏托邦狀態)的影響(一般總是否定的)。哲學家現在開始研究特殊的技術如何從物質上和觀念上影響我們的生活。”(見Joseph C. Pitt,1995,Pvii)由此形成的也就是當代美國技術哲學中的“經驗主義轉向”。
但是,我們應當看到,當代的美國技術哲學家們并沒有完全脫離經典技術哲學中人文主義的傳統,他們只是在前人的影響下,以對具體技術的哲學分析為基礎,將技術哲學向更深層次延伸和發展。如果熟悉了美國技術哲學的文獻,就可以看到,美國技術哲學的“經驗主義轉向”早在芒福德那里就開始了,在《技術與文明》(《Technics and Civilization》,1934)、《機器的神話》(《The Myth of the Machine》,1967、1970)等著作中,芒福德就是從具體的技術出發來研究技術在人類生活和文化中產生的影響。所以,我們可以說,當代美國技術哲學的“經驗主義轉向”發生的整個大背景是美國的實用主義傳統,它的理論基礎是歐洲大陸的現象學和存在主義,它所面對的是具體的技術和技術產品,而它所用的方法是20世紀在英美國家沉淀了一個世紀的分析哲學的方法。因此,不管是從技術哲學的歷史上看,還是從它的現實發展中來看,都需要加強技術哲學的哲學基礎的研究. 當代技術哲學中人文主義與工程主義的融合是為了雙方的溝通,加強對話,從而使得技術哲學在實踐中產生一定的影響。如果技術哲學家們的理論和思想沒有一定的深度和哲理性,工程師寧肯去請教別的工程師也不會去請教技術哲學家。芒福德在城市規劃方面的研究工作值得技術哲學家學習。芒福德除了上面提到的技術哲學方面的著作外,他還研究城市建設和規劃理論,他在這方面的著作像《城市發展史》、《城市文化》等著作已經稱為了城市規劃理論的經典書目。
但是,另一方面,技術哲學家如果不熟悉技術和工程知識,又很難做到與工程師之間的對話,因此,研究技術哲學必須重視技術實踐。
三.
對目前技術哲學領域的研究,國際哲學院管理委員會主任羅歇萊加爾評價道:“就我個人而言,我從未見過有什么人在寫論文之前一趟又一趟地跑研究所、實驗室和車間。因而他們的論文常常以詮釋他們的師長和同輩的文章為出發點,這樣做的結果就是他們所進行的思考從與當代的技術進步相距遙遠的地方滑過,可以說是落在了‘沉積層’的薄層旁邊。他們缺乏通過接觸日新月異的技術來‘磨練自己的大腦’的強烈愿望。如果他們不覺醒的話,技術就會獨自前行,把他們甩在一邊,使他們遠離一種從自己身上汲取創造力的強大的原動力。”(參見R舍普等,1999年,前言第4頁)一定程度上我們可以說,技術哲學不同于科學哲學的地方在于科學哲學仍然可以只將理論作為研究對象,這些研究對象依然是抽象的,而技術哲學卻是理論與實踐的結合,我們的生活世界就是一個技術的世界,如果技術哲學的研究范圍僅僅局限在從理論到理論,必然會走入研究的誤區。
當代技術哲學的研究重點已經從研究技術的后果轉移到技術本身上來了,其中的一個重要的方面就是與工程師和技術專家的對話。庫恩在研究科學哲學時,也比較強調要理解科學家的實際工作,特別是科學家在實驗室里的工作。將這種方法應用到技術哲學中來,就要求技術哲學家不能僅僅從外部來看待技術,工程設計和技術發明要成為技術哲學的一部分,換句話說,“技術哲學家必須開始就他們的技術的哲學分析與工程師對話,而為了做到這一點他們必須學會工程師的語言。”(見Peter Kroes,2001,Pxviii)
研究技術實踐對技術哲學的意義有兩方面:其一,加強與工程師和技術專家的交流和對話,使技術哲學能對他們產生一定的影響,并且通過對具體技術的分析,使大眾對技術有更深刻和清醒的認識,從而發揮技術哲學在實踐和日常生活中的作用;其二,會更好的促進技術哲學的研究,因為對技術的認識論研究、方法論研究都奠基于具體的技術實踐中,而如果要研究技術的倫理后果,更需要對技術的認識的“第一手”資料,所有這些都需要技術哲學要深入到具體的技術實踐中。
由于技術有著不同的部門學科,像生物技術知識、計算機技術知識等,這說明技術不是一個統一的整體,我們需要將技術分成不同的部門,技術哲學家根據各自的不同背景知識和感興趣的問題入手,對技術進行獨立地分析,或者說要像拉卡托斯一樣,對具體的技術做“案例分析(case studies)”,然后從哲學的角度對技術進行分析。這里我們可以美國哲學家休伯特德雷福斯(Hubert Dreyfus)對人工智能的分析為例來闡釋這一點。
哈佛大學艾肯計算實驗室的安東尼-奧廷格爾(Anthony G. Oettinger)教授曾說,“德雷福斯對于我們來說是一位富有批判精神的旁觀者,一位熱心于探究和分析知識基礎問題的專業哲學家。他勇敢地步入了一個神秘的技術領域。”(參見德雷福斯,1986年,前言第1頁)當二十世紀六十年代人工智能在美國興起時,德雷福斯正在麻省理工學院教現象學。他的學生告訴德雷福斯,如果人工智能成功了,他所教授的哲學將被淘汰。這使得德雷福斯開始關注人工智能的研究。恰好德雷福斯的弟弟賽利特德雷福斯(Stuart Dreyfus)在蘭德公司(Rand Corporatin)屬下研究人工智能。德雷福斯因為這層關系被聘請為哲學顧問,來研究為什么當時的人工智能沒有達到與預期的效果。德雷福斯很快從現象學上發現了人工智能的缺陷。他認為,人工智能的前提還是笛卡兒的理性主義,認為現實有獨立的理性結構,人用同樣的理性結構來把握現實,人的智能就是理性的形式規則對現實進行符號操作的過程。德雷福斯借助于胡塞爾、海德格爾、梅洛龐蒂等人的觀點,從現象學的角度對人工智能提出了質疑。現象學的產生是為了克服傳統笛卡兒主義的主客兩分,現象學認為,主體和客體并不能獨立地存在,人是通過與世界的關系而認識自身和世界的,現實的結構是由人的需要和活動共同決定的,因此獲得知識的最基本的方式是知覺而不是理性。知覺有意向性的結構,知覺總是對某物的知覺,知覺的產生要是通過人的身體在具體的情境中產生的,這些都不是將一切都形式化和符號化的機器所能具有的。人的智力不僅在大腦中,人的身體對智力的形成和發展也有一定的影響。另外,知識的運用涉及到具體的情境和人的需要,需要將過去的知識和現實情景結合起來進行創造性地運用,而這些能力都不可能被機器形式化地處理。德雷福斯認為,只有在能被形式化處理的知識才能被計算機掌握。
德雷福斯對人工智能的批評使他的聲望不僅限于哲學界,而且也引起了人工智能領域專家的注意。后來的事實證明德雷福斯的有些預言是正確的,人工智能的研究越來越沿著德雷福斯預言的方向前進。很多人工智能研究的專家認為,他們從德雷福斯的批評中獲得很多靈感,極大地影響了他們的研究。因此,國外哲學家對德雷福斯評價到:“德雷福斯是哲學家能確實在科學和技術的實踐中發揮批評家和評論家作用的鮮活實例。”(見Hans Achterhuis,2001,P61)
如果德雷福斯沒有深入到當時的技術實踐中,如果他不是有深厚的哲學功底(德雷福斯是不僅是美國著名的技術哲學家,而且是也是著名的現象學家,他寫過和主編過許多有關海德格爾、胡塞爾的著作),他也就不可能在技術哲學和人工智能領域中取得如此顯著的成績。從這里我們不僅可以看到技術實踐對研究技術哲學的重要性,而且也再次印證了技術哲學中加強哲學基礎研究的重要性。
四、
技術哲學是從十九世紀末葉在歐洲興起的一門學科。在它發展的早期,研究的中心主要是在歐洲。美國雖然從很早就有人關注對技術的研究,像芒福德,但是美國技術哲學的迅猛發展是從二十世紀六十年代興起的,并逐漸取代了歐洲成為了技術哲學研究的中心。時至今日,短短三十多年的時間,美國不僅有專門研究技術哲學的哲學家,出版了大量的技術哲學方面的專著,像上面提到的唐伊德、德雷福斯等人的《技術與生活世界》、《計算機不能做什么》、《計算機還不能做什么》等,而且技術哲學的著作已成系列,像唐伊德在美國印第安那大學出版社主編了一套“技術哲學叢書”,該叢書已經連續出版了十幾年,在西方技術哲學界影響深遠。美國的技術哲學之所以能取得如此的成就,我認為就是因為抓住了以上所說的三點,特別是能真正從哲學的角度來分析技術,由此找到了技術哲學的生長點,再向實踐、倫理等其他相關領域延伸。
相比之下,我國的技術哲學研究雖然從二十世紀八十年代初就開始發展,但是由于沒有能做好以上三點,特別是沒有能夠真正把技術哲學作為一門哲學學科來建立,從而使得我國在技術哲學領域中取得成績較小。因此,為了使我國的技術哲學能夠迅速發展,擺脫如今單一的和低水平重復的研究狀況狀況,必須加強上述工作。唯有此,技術哲學才真正會是“一門有著偉大未來的學科”。
參考文獻
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篇10
近些年,信息技術的發展為很多行業提供了迅速發展的機會,電力系統繼電保護技術乘上了這一趟快車,結合自身特點,將信息技術應用到自己的運行中去,很大程度上改善了我國電力系統繼電保護的技術現狀,奠定了電力行業發展的新基礎,大大提高了繼電保護效果,確保了電力運行的穩定性和安全性。
1 電力系統繼電保護新技術
1.1 信息技術
信息技術在電力系統繼電保護中的應用主要表現在兩個方面:
一是數字信號處理技術。尤其是DSP技術,數字信處理技術隨之信息技術的發展不斷成熟,應用在電力系統繼電保護設備中,影響深遠;
二是小波變換技術。小波變換是指劃分一個信號為不同的位置和尺度的小波總和,小波變換為震蕩波形,持續周期較短,最多為幾周,波形形式多樣,也可能有新小波或者小波函數產生。小波變化的優勢是時頻局部化分析性能較好,可將信號或者圖像中一些小細節精確分析出來。
1.2 自適應控制技術
自適應控制技術是指根據電力系統自身運行方式,結合現有的故障狀態,通過實施定值改變來保護電力系統性能或者特性的一種新型繼電保護技術。圖1是自適應控制模型。自適應控制技術的應用能夠根據電力系統發生的變化實施有針對性的保護措施,大大改善了保護性能和電力系統運行狀態,使電力系統運行更具經濟性和安全性。自適應控制技術還能夠削弱電力系統出現的振蕩、故障發展、系統頻率變化以及在單相接地短路時出現的過渡電阻等對電力系統產生的影響。自適應控制技術在輸電線路自動重合閘、距離保護、發電機保護以及變壓器保護等方面,應用前景良好。
1.3 人工神經網絡技術
人工神經網絡技術是人工智能技術的一種,通過模仿人的腦細胞結構和功能、腦神經結構以及思維方式等增強這項技術的智能程度,具備較為復雜的動力學特性,可并行處理出現的問題。人工神經網絡技術具備記憶、學習以及聯想等功能,適應力、自組織能力較強,可以分類識別收集上來的故障樣本,在電力系統繼電保護中的應用主要體現在非線性優化、人工智能、自動控制以及信息處理等方面。
1.4 模糊理論
模糊理論在電力系統繼電保護中的應用主要表現在四個方面:
一是區分出現的多模振蕩是同步振蕩還是失步振蕩;
二是可對一些復雜系統的失步震蕩進行區分,在此基礎上解列系統,確保更加穩定、可靠的解列;
三是提取特征的依據是小波理論,區分變壓器勵磁故障與涌流的依據是模糊集法,即在提取變壓器勵磁涌流間斷角特征時,以小波變極大值符號特征為依據,這種識別故障的方式提供給了研究新變壓器保護的人員新的且較為先進的指導思路;
四是收集整理振動中所存在的無功功率和阻抗中電抗分量之間的關系,確定好振蕩中不對稱故障的選相,在正確選相的基礎上,電力系統就能借助距離保護系統及時切除振蕩中存在的這種不對稱故障。
1.5 可編程控制器
可編程控制器可以看作是一種體系結構較為特殊的計算機,應用在工業生產中可以通過編程語言完成便捷的控制工作。電力系統繼電保護操作較為復雜,需要定期改變操作任務,實現復雜的邏輯關系的處理,應用可編程控制器可以使處理電力系統中復雜的問題變得簡單易行,通過過重編程軟件代替原先的各分立元件接線。此外,還可通過用可編程控制器內所定義的各輔助繼電器將以往的機械觸點繼電器代替掉的方式,實現減少占地面積的目的,完成更為復雜的邏輯關系的處理,減輕工作人員的工作壓力,提高工作效率,確保工作質量。
1.6 新型互感器
互感器在電力系統中的應用的目的在于實現電力運行的自動化,近年來,光電流互感器與光電壓互感器在電力系統中的應用推動了電力系統繼電保護技術的深入發展。這種新型互感器優勢明顯,具有完全將高壓與弱電絕緣、隔離的特點,還能夠通過應用光纖來實現無電磁干擾影響的數據測量和信號傳遞,與相對較寬的頻帶響應,能使各種保護技術的性能得到改善,使繼電保護應用的條件與方式得到改善,經其應用范圍拓寬。
1.7 廣域保護
廣域保護是指通過收集整理電力系統所產生的多點信息,對產生的故障實現精確可靠的切除,避免故障可能對系統產生的影響,以分析得出的結果為依據采取相應的解決或控制措施。廣域保護系統擁有較好的繼電保護功能,其構成部分包括電網安全穩定檢測和控制主站、相量測量、通信線路、資料分析站、安全穩定控制裝置、廠站安全穩定監控子站及網絡服務器等。當前的電力系統繼電保護的廣域保護系統包括兩種:
一是應用廣域信息對電力運行狀態進行估計和安全監視,計算穩定邊界,實現最終的控制。側重于應用廣域信息,提高安全性能;
二是應用廣域信息實現繼電保護的控制。
1.8 綜合自動化技術
在繼電保護中應用綜合自動化技術,能夠實現資源的集成、共享與遠程控制,將遠方終端單元與微機保護裝置作為控制的核心,可在計算機系統中納入變電所的計費、控制、測量以及信號等回路,和以往所用的保護屏相比能夠節約變電所設備投資和占地面積,并能夠強化系統二次運行的穩定性與可靠性。綜合自動化技術相較于傳統的變電所二次系統而言具有較多優勢,主要表現在以下三個方面:
(1)微機化的設備控制、監視與操作
綜合自動化技術最大的特點就是實現了各個子系統的信號數字化與系統功能軟件化等,體現了電力系統的微機化特征。將常規變電所中的模擬式設備、機電式設備等一并摒除,提高了二次系統電氣性能的可靠性。監視與操作的微機化的實現,促進了人機聯系,使人機聯系更為密切,可實現變電所監視與控制的智能化。
(2)智能化的運行管理
故障錄波、自動報警、事故判斷和處理、電壓調節等是常規的綜合自動化技術的自動化功能,它還具備較為先進的功能,如在線自診斷功能,是指將獲得的信息向控制中心傳輸,更加主動的進行運行管理。
(3)光纜化與網絡化的通信局域
綜合自動化技術隨著光纖通信技術與局域網絡技術的廣泛應用,其自身性能也不斷改善,其中抗電磁干擾性能得到了提升。當前電力系統繼電保護對通信局域提出了光纜化與網絡化的要求,能使繼電保護的實時性得到保證,同時,通信局域的光纜化和網絡化能夠提高數據的傳輸速度,更加靈活的實現系統組態,實現了電纜的簡化,為施工提供了便利。
2 電力系統繼電保護新技術的發展趨勢
電力系統繼電保護新技術的未來發展趨勢表現在兩個方面:
一是網絡化趨勢的不斷推進。電力系統繼電保護裝置可看成是一種集多種功能于一體的計算機設備,通過從網上獲取并收整理電力系統運行、故障等方面的信息了解電力運行狀況,并將接收到的被保護元件的相關數據輸送至網絡控制中心。電力系統的繼電保護裝置向著更自動化的測量、獲得和控制信息的方向發展,因此,必須有配套的網絡信息技術輔助其發展。當前我國的繼電保護信息系統自動化設備的發展已經相對成熟,在分析故障、計算數據、搜集保護信息、信息的網絡化傳輸等方面均有一定經驗。但是,需要在專業的技術層面繼續深入研究網絡化在繼電保護裝置的應用,當不管怎樣,網絡化是電力系統繼電保護新技術的未來發展趨勢;
二是人工智能將越來越多的在繼電保護裝置中發揮重要作用。目前已經應用到繼電保護技術中去的有人工神經網絡技術和模糊理論等。用人工神經網絡技術解決無法用方程式解決的非線性問題,因其具有自組織、分布式存儲的特點,在判斷故障類型、測定故障距離、保護主設備等方面應用廣泛。神經網絡技術可以通過分析大量故障樣本正確判斷故障類型,模糊理論、遺傳算法等其他人工智能技術也擁有各自獨特的求解能力,求解速度較快。正因為人工智能技術的獨特優勢,在為了的電力系統繼電保護技術的發展中,將呈現出應用越來越深入和廣泛的趨勢。