人工智能五大研究方向-从生成式人工智能到量子机器学习，这些趋势正在塑造

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从生成式人工智能到量子机器学习，这些趋势正在塑造人工智能的未来。

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作者 |Alexander Glukhov

编译 | YIFEI

没有人能够预料到围绕 OpenAI 的所有讨论，这使得2022年成为生成式AI之年。但是人工智能领域的发展速度并没有放缓的迹象。在这篇文章中，作者将探讨人工智能未来的五大趋势，强调推动这个仍然充满希望的领域向前发展的关键发展和创新。从生成式人工智能到量子机器学习，这些趋势正在塑造人工智能的未来。

01

生成式人工智能

虽然传统的人工智能系统被设计用于执行特定任务或识别现有数据中的模式，但生成式人工智能能够创建文本、图像、视频或音频等新内容。生成式人工智能的主要特征是，它不会复制训练它的现有数据，因此并不局限于。这使得它对于文案等任务特别有用，在这些任务中，系统可以生成新的类似人类的文本版本，而不仅仅是源文本的字面副本。生成式AI在现实生活中的应用包括：

OpenAI，该公司使用生成式人工智能开发机器学习算法，可以生成类似人类的文本。这种技术的一个主要例子是ChatGPT，它在最近几周引起了很大的轰动。

在金融领域，生成式人工智能正被领先的银行机构用于将复杂的金融流程自动化，例如风险管理。通过生成神经网络，可以创建对预测金融市场未来有用的经济场景。

Gradient Music是第一个AI音乐流媒体平台，所有曲目都由人工智能创作。但该平台上仍然有不同风格的“音乐艺术家”人工智能五大研究方向，这意味着人工智能可以模仿各种类型的音乐风格进行生成。这使得Gradient Music更接近真正的流媒体服务商和真实的艺术家。

生成式人工智能的技术堆栈与传统人工智能类似，它通常涉及到机器学习算法和深度学习等技术的使用，但生成式AI专注于生成新内容，因此需要使用更先进的技术，例如变分自编码器和生成式对抗网络，这些技术是专门为内容生成而设计的。

随着技术的发展，生成式人工智能有可能通过创造新内容而引起各个行业的内容革命。自2020年以来，生成式人工智能领域的风险投资增长了425%，去年更是达到了21亿美元。因此，尽管大多数人都在谈论生成式人工智能，但2022年只是一个开始。

02

人工智能与医疗保健

人工智能显著提高了医疗流程的准确性和效率，其医疗保健领域的关键应用之一是制定个性化治疗方案。通过分析患者的病史和其他相关数据，AI系统能够确定最有效的治疗方案，并提供个性化的建议，这可以改善患者的治疗效果并降低出现不良反应的风险。

例如，Insilico Medicine开发的人工智能驱动平台PandaOmics，被用来分析与 DNA 修复疾病相关的数据集，以找到新的生物标志物，能够对具有不同生存结果的癌症患者进行分层。

人工智能也被用于提高药物发掘和开发的有效性。通过分析各种化合物对人体影响的大量数据，AI能够识别潜在的新药，并预测其可能的影响。这可以减少开发新药的时间和成本，并提高其安全性和有效性。例如，在2020年，Exscientia已经在人工智能的帮助下发现了第一种药物——一种治疗强迫症(OCD)的药物，但尚未通过临床试验。但根据最近的一项研究，截至2022年8月，已有23种人工智能驱动的候选药物进入临床试验。毕竟，临床试验是一个漫长的过程，可能需要10到15年，耗资数十亿美元。

03

人工智能编码助手

AI编码助手是帮助程序员编写、调试和优化代码的工具。这些工具有潜力通过将许多繁琐和耗时的编码任务自动化来提高软件开发的效率和生产力。

AI编码助手可以提供广泛的用处，包括：

一些相关应用包括：

AI编码助手具有巨大的潜力，它们很可能成为软件开发过程中的重要工具。

04

可解释人工智能

人工智能的黑匣子问题指的是许多人工智能系统无法为它们的决定和行动提供清晰易懂的解释。这种缺乏透明度和可解释性的情况可能使人们难以理解人工智能系统如何作出决定，也可能使人工智能系统难以识别和纠正错误或偏见。

可解释人工智能是指机器学习模型为其预测和决策提供解释的能力。这可以通过使用线性回归、决策树和随机森林等技术来实现。例如，SHapley Additive exPlanations (SHAP)和 LIME 是可解释性工具人工智能五大研究方向，允许使用局部解释来解释机器学习模型所做的决策。

这就是人工智能可以做到的。AI驱动的自动驾驶汽车能够高精度地感知周围环境，并做出安全、实时的决策。然而，对于这些车辆来说，重要的是能够向人类解释它们的决策过程，以获得信任并遵守法规。这些解释可以以视觉解释的形式出现，它显示了图像的哪些部分影响了AV的决定，也可以以文本解释的形式出现，它为AV的行为提供了自然语言解释。

另一个案例涉及风险评估。例如，人工智能信用评分系统可能会解释某个申请人的信用评分很低，因为他们有逾期还款的历史，而且债务收入比很高。

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量子机器学习

量子机器学习指在机器学习程序中集成量子算法。虽然机器学习算法用于计算大量数据，但量子机器学习是专门的量子系统，用于提高程序中算法执行的计算和数据存储速度。量子机器学习的未来有几个很有前景的方向：

然而，到2030年，可能只有大约2000到5000台量子计算机投入使用，而能够处理最复杂问题的量子计算机可能要到2035年或更晚的时候才会出现，但世界各地的研究人员一直致力于推动技术的发展。021年3月，来自奥地利、荷兰、美国和德国的一组研究人员报告了一项实验证明，量子效应有助于加速强化学习，而在经典版本中，强化学习可能需要非常长的时间.

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