人工智能系列报告综述篇：人工智能发展史及算法介绍

策略点评报告 请务必阅读正文后的声明及说明 2 / 16 目 录 1. 人工智能概念 . 3 2. 人工智能发展历史 . 3 2.1. 形成阶段（ 1956-1961） .3 2.2. 黄金时代（ 1961-1973） .3 2.3. 第一次发展低谷及复苏（ 1973-1987） .5 2.4. 第二次发展低谷（ 1987-1993） .6 2.5. 现代人工智能（ 1993-至今） .7 3. 人工智能算法 . 8 3.1. 感知器 .9 3.2. 聚类算法 .10 3.3. 决策树 . 11 3.4. 支持向量机 . 11 3.5. 卷积神经网络 .12 4. 在金融领域的应用 . 13 5. 总结 . 15 策略点评报告 请务必阅读正文后的声明及说明 3 / 16 1. 人工智能概念 什么是人工智能？按照李开复博士的解释， 人工智能指的是获取某一领域的海量信息，并利用这些信息对具体案例做出判断，达成特定目标的一种技术 。举个例子，比如说互联网贷款，计算机通过海量的贷款记录训练模型，对能否对某一用户进行贷款这一事件做出判断，想达到的目标就是放贷人利益最大化。 早期人工智能的研究是基于一个很基本的假设，就是人的思维活动可以用机械的方式进行表达。 在上世纪五十年代，有人断言只需要经过一代人努力，就可以创造出与人类同等智力水平的计算机机器，然而直到 20 世纪 70 年代，人工智能技术才开始扩展到各个研究领域，包括数学定理证明、机器翻译、机器人技术等。近年来，随着深度学习的发展和计算机硬件技术的提高，人工智能又进入新的发展高潮。耳熟能详的例子就是 AlphaGo 战胜李世石，之后又有 Master 以 60 连胜的记录横扫中日韩的围棋高手。 2017 年 5 月份 AlphaGo 又 3 比 0 战胜了柯洁。 2017 年 7 月 20 日国务院正式印发了新一代人工智能发展规 划，明确指出到 2030 年之前我国人工智能核心产业规模或超 1 万亿元。 这是人工智能首次上升到国家战略高度。 可以想象，人类在经历了 PC 时代，网络时代，智能手机时代之后，必将进入人工智能时代。 2. 人工智能发展历史 我们认为人工智能发展至今，可以分为 5 个阶段，分别是人工智能的形成阶段，发展的黄金阶段，第一次发展低谷及复苏、第二次发展低谷，以及目前由深度学习引领的第五个发展阶段 现代人工智能。 2.1. 形成阶段（ 1956-1961） 人工智能（ Artificial Intelligence， AI）的形成阶段，是从 1956 年到 1961 年 。人工智能概念的正式确立是在 1956 年达特茅斯学院的一次学术会议上，参会人员希望将人工智能作为一门独立科学，确立其任务和发展路径。与会者们宣称，人工智能的特征都可以被精准逻辑运算描述，精准描述后就可以用机器来模拟和实现。会议相关的摩尔 (Trenchard More)、麦卡锡（John McCarthy ）、明斯基（Marvin Minsky ）、塞弗里奇（ Oliver Selfridge）、所 罗门诺夫（ Solomonoff）作为 AI 领域的开创者，日后数十年间成为了 AI 领域研究的领军人物，此次会议第一次正式使用人工智能这一术语，其中参会的两人塞弗里奇 (Oliver Selfridge)和纽厄尔 (Allen Newell)，塞弗里奇发表了一篇模式识别的文章，而纽厄尔探讨计算机模拟人类下棋，他们分别代表两派观点。讨论会的主持人，神经网络鼻祖之一的皮茨 (Pitts)最后总结时说： “(一派人 )企图模拟神经系统，而纽厄尔则企图模拟心智 (Mind) 但殊途同归。 ”皮茨预示了人工智能随后几十年按照符号计算和 神经网络的两个路径发展。 2.2. 黄金时代（ 1961-1973） 在达特茅斯会议之后的数十年间，人工智能迎来了高速发展 ，计算机解决了一些数学证明以及学习使用英语等问题， AI 的快速发展使得研究人员乐观情绪高涨，认为 策略点评报告 请务必阅读正文后的声明及说明 4 / 16 具备人类思考能力的机器在不久的将来就会出现，与此同时，国防机构也对 AI 充满浓厚兴趣，对这一领域投入大量资金 ,希望获得军事上的领先。在这一时期研究成果呈井喷态势涌现。 1956 年 IBM 小组设计了一个具有自学习、自组织、自适应能力的西洋跳棋程序 , 这个程序可以像一个优秀棋手那样 , 向前看几步来下棋，它还 能学习棋谱, 在分析大约 175000 幅不同棋局后 , 可进行棋局走步预测 , 准确度达 48%。这是机器模拟人类学习过程卓有成就的探索。 1959 年这个程序曾战胜设计者本人 , 1962 年还击败了美国一个州的跳棋大师。 1957 年纽厄尔和赫伯特 ·西蒙等人的心理学小组编制出一个称为逻辑理论机LT( The Logic Theory Machine) 的数学定理证明程序 , 这是世界上第一个人工智能程序，有能力证明罗素和怀特海数学原理第二章中的 38 个定理。 1958 年在MIT 小组的麦卡锡（ Mccarthy） 建立的行动计划咨询系统以及 1960 年明斯基（ Minsky）的论文“ 走向人工智能的步骤 ”, 对人工智能的发展都起了积极的推动作用。 1959 年麦卡锡发明的函数式处理语言 LISP, 成为人工智能程序设计的主要语言 , 长期垄断人工智能领域的应用开发，至今仍被广泛采用。 1961 年，第一台工业机器人开始在新泽西州通用汽车工厂的生产线上工作。介于以上卓越的成果和人工智能整个领域的快速发展， 1965 年，赫伯特 ·西蒙（ Herbert Simon）预测 20 年内计算机将能够取代人类智力。同年诞生了历史上第一个专家系统，费根鲍 姆 (Edward Feigenbaum)、布鲁斯 .布坎南（ Bruce G.Buchanan）、莱德伯格（ Joshua Lederberg）和卡尔 ·杰拉西（ Carl Djerassi）在斯坦福大学研究的 DENDRAL 系统，使有机化学的决策过程和问题解决自动化。而后，机器人也开始出现，日本早稻田大学在 1970年造出第一个人形状机器人 WABOT-1。这些早期成果 , 充分表明人工智能作为一门新兴学科正在茁壮成长。 1950-1973 年人工智能发展早期和黄金阶段主要研究工作成果如表 1 所示。 表 1： 1950-1973 年人工智能主要研究成果 时间 主要事件 1950 年 阿兰 ·图灵（ Alan Turing）发表计算机械与智力一文。系统性提出了甄别机器是否具有人类智能的 “图灵测试 ”方法 1951 年 马文 ·明斯基（ Marvin Minsky）和迪恩 ·爱德蒙（ Dean Edmunds）用 3000 个真空管来模拟 40 个神经元规模的网络建立了人类历史上第一个人工神经网络。 1952 年 阿瑟 ·萨缪尔（ Arthur Samuel）开发第一个计算机跳棋程序和第一个具有学习能力的计算机程序 1955 年 “人工智能 ”（ artificial intelligence）一词在一份由约翰 ·麦卡锡（达特茅斯学院）、马文 ·明斯基（哈佛大学）、纳撒尼尔 ·罗彻斯特（ IBM）和克劳德 ·香农（贝尔电话实验室）联合递交的关于召开国际人工智能会议的提案中被首次提出。 1955 年 赫伯特 ·西蒙（ Herbert Simon）和艾伦 ·纽厄尔（ Allen Newell）开发出世界上第一个人工智能程序 “逻辑理论家 ”，证明了罗素和怀特海数学原理第二章中的 38 个定理。