人工智能技术在医学中的应用.

论人工智能及其在医学上的应用

摘要

阐释了人工智能的概念，概括了人工智能的发展与起源，细数了人工智能已经取得的与人类智能相媲美的成就，最后对人工智能的发展前景与发展方向进行了探讨，并进一步展望了人工智能在医学领域的应用前景。

关键词：人工智能；医学；发展；前景。

1什么是人工智能

人工智能（Artificial Intelligence，简称AI）是在计算机科学、控制论、信息论、神经心理学、哲学、语言学等多种学科研究的基础上发展起来的一门综合性很强的交叉学科，是一门新思想、新观念、新理论、新技术不断出现的新兴学科以及正在发展的前沿学科。

自1956年正式提出人工智能这个术语并把它作为一门新兴科学的名称以来，人工智能获得了迅速的发展，并取得了惊人的成就，引起了人们的高度重视，受到了很高的评价，它与空间技术、原子能技术一起被誉为20世纪三大科学技术成就。有人称它为继三次工业革命后的又一次革命，认为前三次工业革命主要是延长了人手的功能，把人类从繁重的体力劳动中放出来，而人工智能则是延伸了人脑的功能，实现了脑力劳动的自动化。

关于“人工智能”的含义，早在它正式提出之前，就由英国数学家图灵提出了。1950年他发表了题为《计算机与智能》（Computing Machinery and Intelligence）的论文，文章以“机器机能思维吗？”开始，论述并提出了著名的“图灵测试”，形象地指出了什么是人工智能以及机器应该达到的智能标准，现在许多人仍把它作为衡量机器智能的准则。图灵在这篇论文中指出不要问机器是否能思维，而是要看它能否通过如下测试：分别让人与机器位于两个房间里，他们可以通话，但彼此都看不到对方，如果通过对话，作为人的一方不能分辨对方是人还是机器，那么就可以认为对方的那台机器达到了人类智能的水平。为了进行这个测试，图灵还设计了一个很有趣且智能性很强的对话内容，称为“图灵的梦想”。

2为什么要研究人工智能

人类，是大自然进化的最高产物，智能，是人类发展的至上精髓。在这个星球上，人类的许多能力(如体质和体力)都可以被其它许多生命系统(包括人造系统)所超越，唯独人类的智能，是其他一切生命系统所难以望其项背的"奇妙禁区"。永不满足地追求更加美好的生存和发展条件，是人类进步的固有天性，也是社会发展的永恒动力。为此，人类就必须不断向生产活动的深度和广度进军，从而，必然面临越来越复杂的问题和面对越来越严峻的挑战，为了应对挑战和赢得胜利，人类需要永不停歇地强化自己的能力，否则，就会被自然力所淘汰。

怎样才能实现人类能力的不断强化?实现这种强化的奥妙和途径是什么?

经过漫长而痛苦的摸索，人类终于逐渐醒悟，实现强化的唯一出路和有效途径是利用外部资源，创制先进工具，扩展自身能力，利用资源创制工具的道理就沉淀成为科学，利用资源创制工具的方法就凝练成为技术。科学和技术，就是在人类扩展自身能力这种强大需求的推动下逐渐发生和逐渐发展起来的。

今天，人类正在向信息时代迈进，信息科学技术、能源科学技术和材料科学正在帮助人们利用信息、能源和物质资源创制各种各样的智能工具，扩展人类的智力能力，建设信息时代的文明。因此，创制智能工具是当今时代的本质要求。

3如何研究人工智能

人工智能领域的研究是从1956年正式开始的，这一年在达特茅斯大学召开的会议上正式使用了"人工智能"(Artificial Intelligence AI)这个术语。随后的几十年中，人们从问题求解、逻辑推理与定理证明、自然语言理解、博弈、自动程序设计、专家系统、学习以及机器人学等多个角度展开了研究，已经建立了一些具有不同程度人工智能的计算机系统，例如能够求解微分方程、设计分析集成电路、合成人类自然语言，而进行情报检索，提供语音识别、手写体识别的多模式接口，应用于疾病诊断的专家系统以及控制太空飞行器和水下机器人更加贴近我们的生活。我们熟知的IBM的"深蓝"在棋盘上击败了国际象棋大师卡斯帕罗夫就是比较突出的例子。

当然，人工智能的发展也并不是一帆风顺的，也曾因计算机计算能力的限制无法模仿人脑的思考以及与实际需求的差距过远而走入低谷，但是随着硬件和软件的发展，计算机的运算能力在以指数级增长，同时网络技术蓬勃兴起，确保计算机已经具备了足够的条件来运行一些要求更高的AI软件，而且现在的I具备了更多的现实应用的基础。90年代以来，人工智能研究又出现了新的高潮。这一方面是因为在人工智能理论方面有了新的进展，另一方面也是因为计算机硬件突飞猛进的发展。随着计算机速度的不断提高、存储容量的不断扩大、价格的不

断降低以及网络技术的不断发展，许多原来无法完成的工作现在已经能够实现。目前人工智能研究的3个热点是，智能接口、数据挖掘、主体及多主体系统。

智能接口技术是研究如何使人们能够方便自然地与计算机交流。为了实现这一目标，要求计算机能够看懂文字、听懂语言、说话表达，甚至能够进行不同语言之间的翻译，而这些功能的实现又依赖于知识表示方法的研究。因此，智能接口技术的研究既有巨大的应用价值，又有基础的理论意义。目前，智能接口技术已经取得了显著成果，字识别、语音识别、语音合成、图像识别、机器翻译以及自然语言理解等技术已经开始实用化。数据挖掘就是从大量的、不完全的、有噪声的、模糊的、随机的实际应用数据中提取隐含在其中的、人们事先不知道的、但又是潜在有用的信息和知识的过程。数据挖掘和知识发现的研究目前已经形成了三根强大的技术支柱数据库、人工智能和数理统计。主要研究内容包括基础理论、发现算法、数据仓库、可视化技术、定性定量互换模型、知识表示方法、发现知识的维护和再利用、半结构化和非结构化数据中的知识发现以及网上数据挖掘等。

主体是具有信念、愿望、意图、能力、选择、承诺等心智状态的实体，对象的粒度更大，能性更高，且具有一定自主性。主体试图自治地、独立地完成任务，且可以和环境交互，其他主体通信，过规划达到目标。多主体系统主要研究在逻辑上或物理上分离的多个主体之间进行协调智能行为，终实现问题求解。多主体系统试图用主体来模拟人的理性行为，要应用在对现实世界和社会的模拟、机器人以及智能机械等领域。目前对主体和多主体系统的研究主要集中在主体和多主体理论、主体的体系结构和组织、主体语言、主体之间的协作和协调、通信和交互技术、多主体学习以及多主体系统应用等方面。

4人工智能在医学上有何应用

美国科学家和欧洲科学家已经成功的研制出用于人类血管治疗的微型机器人，不久的将来就会制造出可以在毛细血管里运动的机器人。而这种可以在毛细血管中运动的微型机器人的出现将彻底改变传统观念对人工智能的理解。因为这种通过毛细血管运动的机器人，以通过毛细血管进入人类大脑，器人可以通过控制人类脑细胞这样更高级的操作，到一种全新的"人工智能"概念。

科学家曾经认为人工智能机器人的瓶颈在于微型电脑芯片的运算速度无法适应机器人的体积，是这种可以在毛细血管中运动的机器人则成功的应用了最新的电脑芯片，过与人脑配合来处理高难度运算，决体积和运算速度矛盾的问题。