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人工智慧物聯網AIOT-029
先知科技總經理 高季安
September 05, 2024
在我們前一篇深入討論了SECS/GEM這一半導體設備通信的核心標準後，今天我們要打開一扇新的窗口，探索人工智慧的奧秘。人工智慧，一詞常令人聯想到高科技與未來科技，其實它的應用已經滲透到我們日常生活的各個角落，從智慧手機的語音助手到智能家居系統，再到大型製造業的自動化生產線。
在這篇開始的系列文章中，我們將深入探討如何通過精確的數據搜集和處理，使AI技術得以實現更智能的決策支持。從基礎的機器學習算法到更深層次的深度學習網絡，我們將一一解析這些技術背後的原理及其在實際應用中的區別和聯繫。
讓我們帶著好奇的心，一起走進人工智慧的世界，看看這些令人驚異的技術如何為現代產業帶來革命性的變化，並預見它們將如何塑造我們的未來。跟隨這篇文章，您將會對人工智慧有一個全新的理解。
一、人工智慧AI(Artificial Intelligence) 的發展
自從十六世紀以來，科學的進展大致可分為幾個階段。最初，科學主要是以實證科學為主，依賴觀察和實驗來獲得知識。進入十九世紀，理論科學開始崛起，物理學、生物學及化學等領域發展出全面的理論框架。而到了二十世紀中葉，計算科學的出現，使得模擬和機械化模型成為可能，為科學研究提供了全新的視角。
最近幾十年，隨著物聯網、通訊技術、大數據和機器學習技術的進步，我們進入了被稱為「大數據驅動的科學」的第四階段。這一階段特別強調利用大數據發掘模式和異常，以及透過視覺化技術提高數據的可理解性。而人工智慧，尤其是機器學習（ML）、深度學習（DL）等技術，正在這一階段扮演著核心角色(如圖1)。這些技術不僅加速了科學發現的速度，更推動了從實驗室到工業生產的各種創新應用。
圖1. 大數據驅動的科學的歷史與演進
例如，AlphaGo的出現不僅是一個遊戲的勝利，更象徵著AI的戰略思考和學習能力已達到新的高度。而隨著技術如ChatGPT和AutoGPT的開發，AI的應用正從單一功能向多場景、多領域拓展，這些AI模型能夠生成文本、代碼，甚至參與創造性的問題解決，徹底改變了人們與機器的互動方式，並持續推動著科技創新的邊界。
二、人工智慧AI的歷史演進
在我們深入探討人工智慧的歷史演進中(如圖2)，從1950年代初期的初步概念，到如今的深度學習及自動化技術，AI已經經歷了重大的變革。本文將聚焦於AI各階段的發展，尤其是機器學習和深度學習在現代技術中的應用及其相互之間的差異。
圖2.人工智慧的歷史演進
一開始的人工智慧是基於規則和邏輯演算法，這種方法在1950年代至1970年代非常流行。這時期的AI系統，如早期的棋類遊戲AI，主要依靠硬編碼的規則來做出決策。進入1980年代後，隨著計算能力的提升和數據可用性的增加，機器學習開始興起，使得AI能夠透過數據學習，從而自我進化，而非完全依賴預設的規則。
機器學習的一大突破是其能力在接收新信息後自我調整和改進，這在2000年代初期逐漸發展成深度學習技術。深度學習利用神經網絡模擬人腦分析和處理信息的方式，特別擅長從大量數據中識別模式和規律，這使得它在圖像和語音識別領域表現出色。
AI的這三個階段不是獨立的，而是相互關聯和疊加的。早期的AI關注於模擬人類決策過程，機器學習引入了從數據中學習的概念，而深度學習則進一步提高了處理複雜數據的能力。這些技術的發展推動了科學方法從單一的觀察實驗到利用計算模型，再到當前的大數據驅動科學，不斷加速科學發現的速度和精度。
如今，AI的應用已經遍及各個領域，從自動駕駛車輛到精確醫療，從智能製造到個性化學習，AI正塑造著一個智能、高效和更加互聯的未來世界。隨著AI技術的不斷演進，我們可以預見一個由數據驅動、自動化和智能化更加深入的科學和產業變革。
Ref: Pyzer-Knapp, E.O., Pitera, J.W., Staar, P.W.J. et al. Accelerating materials discovery using artificial intelligence, high performance computing and robotics. npj Comput Mater 8, 84 (2022). https://doi.org/10.1038/s41524-022-00765-z
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