人工智能技術(shù)對材料學及個人職業(yè)發(fā)展前景的影響

摘要：人工智能（Artificial Intelligence），英文縮寫為AI。它是通過研究、開發(fā)主要用于進行模擬、延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用管理系統(tǒng)的一門新的技術(shù)發(fā)展科學。2017年人工智能將從實驗室走出來，和產(chǎn)業(yè)結(jié)合更加密切，出現(xiàn)“滲透360行”的現(xiàn)象。人工智能產(chǎn)業(yè)將在2017年進入一個更好的發(fā)展時期，錯過這波機遇將難以彌補。自20世紀以來，人工智能發(fā)展迅速，其對各個學科的影響備受關(guān)注。材料學作為我們當今中國工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)，小到手機芯片大到航天工程材料都與材料息息相關(guān)。當人工智能與材料科學相互作用時會發(fā)生什么？是相互促進嗎？還是去造成不可預(yù)知的危害？身為材料學的學生對于我們中國又該何去何從？本文將從從個人和人工智能兩個方面來探討人工智能對材料科學的影響，請您往下面看

關(guān)鍵詞：材料學 人工智能 未來前景

1.人工智能技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

1.1人工智能的定義

人工智能在我們大多數(shù)人看來是計算機科學的一個分支，它本身的目的是在了解智能的本質(zhì)，然后試圖創(chuàng)造一種能夠像人類一樣思考的機器，并且能夠去解決一定的問題，該領(lǐng)域的研究包括機器人、語言識別、圖像識別、自然語言處理和專家系統(tǒng)等。人工智能從誕生以來，理論和技術(shù)問題日益成熟，應(yīng)用研究領(lǐng)域也不斷進行擴大，可以設(shè)想，未來人工智能企業(yè)帶來的科技創(chuàng)新產(chǎn)品，將會是我們?nèi)祟惿鐣腔鄣摹叭萜鳌?。人工智能可以模擬人類的思考以及判斷的過程。但這只是一個模擬。人工進行智能發(fā)展不是人的智能，但人工智能可以像人那樣思考，甚至也可能超過人的智能。

1.2人工智能的發(fā)展簡史

“人工智能”一詞最初是在1956年達特茅斯（Dartmouth）學會上提出的。自那時以來，研究人員已經(jīng)發(fā)展了許多理論和原則，人工智能的概念也有所擴展。人工智能是一類涉獵非常廣泛的科學，從事這方面工作的人不僅僅需要精通計算機，甚至還需要懂得心理學和哲學。不僅僅如此人工進行智能涵蓋的學科研究范圍很廣泛，這就需要要求以及人們在學習中國人工智能時要學習更的東西。下面讓我們借此來回顧一下計算機的發(fā)展歷史。1941年，第一臺由美國和德國開發(fā)的計算機誕生了，從那時起，人類儲存和處理信息的方式開始發(fā)生巨大變化。世界上第一胎電腦可以說是“胖”了，占地一座房子那么大，但確實是又胖又精致，需要在有空調(diào)的房間里工作。如果你想讓它處理一些事情，你需要重新連接線路。這肯定不是什么省力的工作，也肯定省不了力氣。重焊數(shù)千行。終于在1949發(fā)明了我們可以進行存儲系統(tǒng)程序的計算機，這樣，編程語言程序總算可以通過不用焊了，相比于以前是好的多了。由于編程變得如此容易，計算機理論的發(fā)展最終導(dǎo)致了人工智能理論。雖然現(xiàn)在看來，新機器已經(jīng)能夠達到一些人類的智能，直到20世紀50年代，人類的智能才與這臺新機器聯(lián)系在一起。

1.3人工智能的重點領(lǐng)域

人工進行智能技術(shù)研究的領(lǐng)域發(fā)展極為廣泛，幾乎沒有涉及到人類可以創(chuàng)造所需要的諸如數(shù)學、物理、信息管理科學、心理學、生理學、醫(yī)學、語言學、邏輯學以及中國經(jīng)濟、法律、哲學等重要基礎(chǔ)學科。人工智能分為五個領(lǐng)域:自然語言處理、計算機視覺、語音識別、專家系統(tǒng)和交叉領(lǐng)域。

1.3.1語音識別

語音識別技術(shù)，也被稱為自動語音識別Automatic Speech Recognition，(ASR)，其目標是將人類的語音中的詞匯內(nèi)容轉(zhuǎn)換為計算機可讀的輸入，例如按鍵、二進制編碼或者字符序列。與講話者識別驗證和說話人驗證不同，后者試圖識別或確認說話人是誰，而不是其中包含的詞匯內(nèi)容?，F(xiàn)如今語音進行識別技術(shù)已經(jīng)在我們學習生活中得到廣泛應(yīng)用，例如對于我們所熟知得蘋果的siri，華為的小藝。在騰不出手時，我們可以對著手機說“嘿siri”來進行我們所需要的操作。

1.3.2專家系統(tǒng)

關(guān)于人工智能代替人類的討論越來越激烈，仔細考慮之后會很焦慮。只有不斷學習新事物，我們才能跟上這個瞬息萬變的世界。很多人會把人工智能與專家進行系統(tǒng)搞混，其實專家管理系統(tǒng)設(shè)計只是通過人工智能中的一環(huán)而已。專家系統(tǒng)是一種電腦程序系統(tǒng)，包含了各行各業(yè)不同專業(yè)資深專家的知識，能夠幫人們解決一定的問題。

2.1材料學分類

材料學可以分為這幾個比較大的學科，材料科學與工程、高分子材料與工程、復(fù)合材料。我學的是高分子材料和工程，和他們不一樣。目前高分子材料已被廣泛應(yīng)用于我們生活、生產(chǎn)、科研和國防等各個領(lǐng)域，成為影響我國經(jīng)濟科學發(fā)展研究的一個國家重點領(lǐng)域。現(xiàn)代科學技術(shù)和工業(yè)的進步，為高分子材料的發(fā)展開辟了更加廣闊的前景。聚合物材料已從傳統(tǒng)的有機材料擴展到具有光、電、磁、生物和分離效果的功能材料。高分子結(jié)構(gòu)進行材料正朝著高強度、高韌性、耐高溫、耐極端條件的高性能材料技術(shù)發(fā)展，為航天航空、近代通訊、電子信息工程、生物系統(tǒng)工程、醫(yī)療衛(wèi)生和環(huán)境資源保護等各個管理方面可以提供學習各種新型建筑材料。

2.2高分子材料與人工智能的關(guān)系

2.2.1智能高分子材料的率先發(fā)展

無論科學如何發(fā)展，人工和模擬的“智能”與自然和原始的“智能”還是有質(zhì)的區(qū)別的。從當?shù)氐慕嵌葋砜?，人工智能可以取代人類的一些腦力勞動。然而，從本質(zhì)說起，人的創(chuàng)造力是無限的。歸根結(jié)底，即使是最好的人工智能，也是由人類創(chuàng)造、操縱和使用的，為了向前發(fā)展，人工智能必須首先依靠人類。在與化學教學有著非常密切相關(guān)關(guān)系的材料進行科學領(lǐng)域中，率先全面發(fā)展并已經(jīng)初見成效的當推智能高分子材料，這是企業(yè)因為與人工智能生產(chǎn)關(guān)系最密切的是功能，而在中國化學教育功能材料中，高分子材料的研究最廣。

2.2.2高分子薄膜的智能化

生物分子具有特殊的識別能力，可以作為發(fā)出智能指令的特征。如果將生物分子或復(fù)雜的生物體系與聚合物膜結(jié)合，可以利用生物分子的識別能力使膜具有選擇性穿透和選擇性吸收的功能，從而達到材料分離的目的。LB膜是使高分子薄膜智能化的重要問題研究分析對象，它可以通過獲得光學記憶、光電信息交換、選擇性傳質(zhì)、選擇性傳感等功能，用于設(shè)計制作需要人工視網(wǎng)膜以及發(fā)展具有嗅覺和味覺功能的高分子薄膜，使高分子智能建筑材料提供更多地用于醫(yī)用功能主要材料。

2.2.3高分子復(fù)合材料的智能化

合成的智能復(fù)合材料被稱為精明的材料。根據(jù)響應(yīng)方式的不同，智能材料可分為主動控制型和被動控制型。主動控制式機敏材料發(fā)展具有中國先進和復(fù)雜的功能，可自動進行檢測技術(shù)材料的動力和靜力，在允許范圍內(nèi)比較分析測定研究結(jié)果,經(jīng)過篩選確定一個適當?shù)捻憫?yīng)，控制不希望學生出現(xiàn)的動態(tài)特性。被動控制智能材料只能傳輸位移、應(yīng)變、溫度、壓力、加速度等信息，是一種低水平的智能材料。兩家美國航空公司開發(fā)了“智能飛機蒙皮”，植入微型傳感器、微處理器、微型天線、發(fā)射器、接收器等。進入由導(dǎo)電復(fù)合材料制成的飛機蒙皮，實現(xiàn)電子設(shè)備與飛機機身的一體化。

2.3人工智能對高分子材料未來發(fā)展的影響

未來，基礎(chǔ)教育科研技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展將構(gòu)筑于數(shù)據(jù)與人工進行智能的基礎(chǔ)之上。對此，我應(yīng)該抓住AI 2.0時代的發(fā)展契機，積極進行構(gòu)建社會基礎(chǔ)教育科研數(shù)據(jù)庫，高效利用人工智能信息技術(shù)，搶占技術(shù)企業(yè)創(chuàng)新高地，實現(xiàn)建筑材料作為基礎(chǔ)科研工作領(lǐng)域的“彎道超車”。材料基礎(chǔ)科學研究領(lǐng)域的研究過程充滿了“大數(shù)據(jù)”，從設(shè)計、實驗、試驗到論證，科學家離不開數(shù)據(jù)的收集、選擇和分析。人工進行智能信息技術(shù)（機器可以學習算法）擅長在海量數(shù)據(jù)中尋找“隱藏”的因果關(guān)系，可用于企業(yè)解決經(jīng)濟基礎(chǔ)教育科研中的種種社會問題，因此得到了科研工作者的廣泛關(guān)注。不難發(fā)現(xiàn)，在未來的材料科學中，人工智能將占據(jù)一個相對重要的位置。

2.4高分子材料研究是否會被人工智能所代替

盡管近年來人工智能發(fā)展迅速，但它不太可能取代高分子材料。人是富有創(chuàng)造性的生物，而人工進行智能技術(shù)不能。只能通過現(xiàn)有數(shù)據(jù)運行。簡而言之，如果有人鋪路，只需要沿著路走就行了。然而，高分子材料的研究卻不是這樣的，它需要我們不斷的去做實驗，去發(fā)現(xiàn)問答題，找到問題所在，并盡力解決問題。同時，人腦的創(chuàng)造力是不可替代的，我們可以走一條新的道路。我們可以創(chuàng)新，而不是守舊，創(chuàng)造不只是人工智能代碼可以解釋的。一個人他所經(jīng)歷進行不同國家那么他的創(chuàng)造我們就不一樣。頭腦不同，所以我說人腦很棒。正如之前的研究所說，人類的大腦發(fā)育不到20%，所以我們的創(chuàng)造力也取決于大腦的發(fā)育。而材料學卻恰恰也是如此啊，我們需要去分析發(fā)現(xiàn)新的材料，比如一個電阻更小的電線，更輕的卻又更堅硬的合金，亦或是能與教育我們通過人體沒有完美社會融合的物質(zhì)去進行設(shè)計人造器官的研究。簡而言之，材料科學需要創(chuàng)造精神，這是人工智能所不具備的，也是我們?nèi)祟愃氂械模晕也徽J為材料科學在未來會被人工智能所取代。

3.人工智能環(huán)境中個人就業(yè)和職業(yè)發(fā)展規(guī)劃

3.1學習方法的改進

人們常說仰望天空需要很長時間。為什么這么說？就像像小時候因為我們常聽的故事井底之蛙，青蛙只是呆在井里，所以對于它所需要看到的太空技術(shù)只有一個那么一井之大。當我們年輕的時候，我們可能會把它當作一個故事一笑置之?；叵肫饋硪彩沁@樣嗎？我們不能只沉浸于自己的世界，只是單純的去仰望著井外的世界，跟上時代的發(fā)展。強如我們民族偉大復(fù)興祖國，在清朝時已天朝自居，閉關(guān)鎖國與外界環(huán)境隔絕，讓西方發(fā)達國家發(fā)展?jié)u漸變強，自己卻還在抱著一個落后的知識沾沾自喜。因此，我不應(yīng)該這樣做。在我未來的學習生涯中，我不僅要學習知識，還要學習周圍世界的變化。我不僅要沉浸在自己的舒適區(qū)，還要走出自己的舒適區(qū)，去了解世界上發(fā)生的大事，而不是被世界拋棄。當我們從這個世界的輪子上掉下來的時候，就很難追上了。當然不僅僅是要走出舒適區(qū)，也要打好基礎(chǔ)知識，為學習更高水平的知識打好基礎(chǔ)。更要從我們現(xiàn)在開始做起認真對待每一個不同學科，不論是必修課還是公選課，擴展到了自己進行學習的知識光度。只有當我們的知識足夠廣泛時，我們才能更好地認識到自己的缺點。學習是終身的事情，不是一時的考試。我們應(yīng)該為自己學習，而不是為別人學習。首先要認識到這一點。

3.2 知識廣度的擴展

培根說過“書籍是人類進步的階梯”在這個信息爆炸的時代，我個人認為還是紙質(zhì)圖書更為具有優(yōu)勢它能使我們更好的去與作者交流，只有多讀書方可豐富我們的知識廣度能夠讓我們了解得更多，站在巨人的肩膀上看世界也能讓我們看世界看的更加廣闊，這是一個急躁的時代，我們需要在書中尋找我們的安靜。為了擴大知識的廣度，我們不僅需要從書本上獲得，還需要我們平時的積累來做一些有意義的活動，這樣我們才能從中獲得一些寶貴的東西。當然我認為可以擴展學生知識的廣度主要問題還是從書中，因為它沒有進行任何的限制，他不需要你付出什么，僅僅一個需要你的時間，去真正的投入使用其中，這樣你才能不斷獲得相關(guān)書籍的饋贈。書籍是人類智慧的結(jié)晶。養(yǎng)成閱讀習慣，自我是個人健美拼圖的終身事件：對于一個國家和民族來說，這是關(guān)系到國家前途、民族和命運的民族大事。歐陽修說:“立身以立學為先,立學以讀書為本”。一個人的生命是有限的，但我們應(yīng)該思考怎樣使這有限的生命學習到更多無限的東西，就算像他人學習也僅僅只是學習到他人有限的經(jīng)驗，但是通過閱讀像別人學習這是無限的。讀古書如與圣賢對話，讀現(xiàn)代書如與智者對話。

3.3人工智能發(fā)展下所需的技能

談及人工智能發(fā)展下所需的技能不得不首先想到的就是審美了。單從工業(yè)生產(chǎn)的角度來看，目前我國產(chǎn)品生產(chǎn)功能不落后，許多技術(shù)先進甚至先進，真正的差距在于產(chǎn)品設(shè)計意識，它構(gòu)成了產(chǎn)品質(zhì)量的核心競爭力。蘋果公司產(chǎn)品能抓住消費者的心不僅可以在其技術(shù)，更在其藝術(shù)設(shè)計方面，它那富有藝術(shù)氣息的產(chǎn)品造型深深地抓住了顧客的心。其次是創(chuàng)新，創(chuàng)造能力。目前，機器雖然是智能的，但真正意義上的創(chuàng)新、創(chuàng)造仍然是人類的強項，因為人類的大腦很奇妙，我們充滿了情感。未來，廣告公司將能夠利用大數(shù)據(jù)等人工智能，準確計算針對不同消費者的屏幕廣告，但要想讓一個真正能喚起情感、喚起回憶、令人難忘的口號發(fā)揮作用，需要想象力、智慧以及對人性和人類情感的深刻理解。第三是基于學生情感的溝通、表達自己能力。我們與人工智能最大的區(qū)別就是我們富有情感，盡管機器已經(jīng)學習了各種表達能力。當我們需要與他人建立情感聯(lián)系，真誠地表現(xiàn)出同情心時，機器是無法代替人的。因此，我認為目前我們應(yīng)該把我的工作放在那些需要我們?nèi)祟惽楦械墓ぷ魃稀?/p>

4未來人工智能發(fā)展前景

未來發(fā)展人工智能技術(shù)替代一部分人工，這是一個無可厚非的。但是，當我們大張旗鼓地開發(fā)人工智能時，我們還需要意識到的是，我們有一些局限性，比如黑客帝國，發(fā)展人工智能，以更好地為人類服務(wù)，而不是受到限制，我們需要記住我們發(fā)展時的第一個想法。

文獻參考：

1.《人工智能》(美)尼爾森鄭扣根譯機械工業(yè)出版社

2.人工智能智能系統(tǒng)指南(英文版·第2版)(澳)尼格內(nèi)維特斯基(Negnevitsky,M.)機械工業(yè)出版社

3.《人工智能:理論與實踐》(美）迪安等著，顧國昌等譯電子工業(yè)出版社