近日，日本研究人員公布了一款名為To-Robo的人工智能軟件測(cè)試結(jié)果。在解答標(biāo)準(zhǔn)化高考英語(yǔ)試卷時(shí)，To-Robo得了95分，打敗日本高中生的平均分93.1分。在人們?yōu)樗膶W(xué)霸本色感嘆的時(shí)候，不禁會(huì)聯(lián)想起《哆啦A夢(mèng)》里面的那款“電腦鉛筆”，難道動(dòng)畫(huà)片要變成現(xiàn)實(shí)了嗎？

機(jī)器人擁有學(xué)習(xí)能力

這項(xiàng)名為“機(jī)器人考東大”的研究項(xiàng)目由富士通實(shí)驗(yàn)室與日本國(guó)立科技研究所于2011年聯(lián)合推出，旨在創(chuàng)立一款可自主考試并通過(guò)東京大學(xué)入學(xué)考試的機(jī)器人，又名“人造大腦”科研工作。

據(jù)報(bào)道，解題機(jī)器人今年共參加了英語(yǔ)、國(guó)語(yǔ)、數(shù)學(xué)等5個(gè)科目的模擬考。To-Robo不能像人一樣閱讀試卷，試題需要由研究人員轉(zhuǎn)化為軟件能識(shí) 別的數(shù)據(jù)。研究人員輸入題目后，由機(jī)器人選出合適的選項(xiàng)。結(jié)果在作為文科考生成績(jī)標(biāo)準(zhǔn)的7科目（滿分900分）中得到了386分，標(biāo)準(zhǔn)分為47分，在4所 國(guó)立大學(xué)和472所私立大學(xué)獲得“A”級(jí)判定。

最重要的是，這款解題機(jī)器人相比之前的實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō)，在成績(jī)上有了較大提高，尤其在英語(yǔ)方面，標(biāo)準(zhǔn)分較去年提高近10分。“這得益于它的學(xué)習(xí)能力，這個(gè)能力跟我們的大腦很像，技術(shù)基礎(chǔ)就是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法。”山東大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院博士朱國(guó)卿說(shuō)。

除了統(tǒng)考模擬試題，今年機(jī)器人還挑戰(zhàn)了東京大學(xué)的數(shù)學(xué)模擬試題，但成績(jī)不及去年，標(biāo)準(zhǔn)分為55分左右，得到的評(píng)語(yǔ)是“擅長(zhǎng)的領(lǐng)域偏少，需要克服不擅長(zhǎng)的領(lǐng)域”。

“這個(gè)機(jī)器人就是通過(guò)學(xué)習(xí)以前的考試，通過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，將以前的考試題目與試題之間建立一種非線性聯(lián)系。當(dāng)需要考試的時(shí)候?qū)㈩}目作為這種非線性聯(lián)系的輸入，而輸出就是題目的答案。”朱國(guó)卿說(shuō)。

據(jù)她介紹，其學(xué)習(xí)的過(guò)程就是不斷擴(kuò)充數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)據(jù)庫(kù)越大，考試成績(jī)?cè)胶茫?ldquo;不停地搜索數(shù)據(jù)，也就是我們說(shuō)的先驗(yàn)學(xué)習(xí)”。

模擬人類形象思維方式

思維學(xué)普遍認(rèn)為，人類大腦的思維分為抽象（邏輯）思維、形象（直觀）思維和靈感（頓悟）思維三種基本方式。“解題機(jī)器人所依靠的網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)算法就是模擬人思維的第二種方式。”朱國(guó)卿說(shuō)。

邏輯性的思維是指根據(jù)邏輯規(guī)則進(jìn)行推理的過(guò)程。它先將信息轉(zhuǎn)化成概念，并用符號(hào)表示，然后，根據(jù)符號(hào)運(yùn)算按串行模式進(jìn)行邏輯推理。這一過(guò)程可以寫成串行的指令，讓計(jì)算機(jī)執(zhí)行。而直觀性的思維是將分布式存儲(chǔ)的信息綜合起來(lái)，結(jié)果是忽然間產(chǎn)生想法或解決問(wèn)題的辦法。

“要想使這個(gè)解題機(jī)器人真正具有學(xué)習(xí)的能力，關(guān)鍵的就是建造一個(gè)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。”朱國(guó)卿說(shuō)。

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是由大量簡(jiǎn)單的基本元件—神經(jīng)元相互聯(lián)接而成的自適應(yīng)非線性動(dòng)態(tài)系統(tǒng)。每個(gè)神經(jīng)元的結(jié)構(gòu)和功能比較簡(jiǎn)單，但大量神經(jīng)元組合產(chǎn)生的系統(tǒng)行為卻非常復(fù)雜。

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)反映了人腦功能的若干基本特性，但并非生物系統(tǒng)的逼真描述，只是某種模仿、簡(jiǎn)化和抽象。

據(jù)朱國(guó)卿介紹，與數(shù)字計(jì)算機(jī)比較，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在構(gòu)成原理和功能特點(diǎn)等方面更加接近人腦，它不是按給定的程序一步一步地執(zhí)行運(yùn)算，而是能夠自身 適應(yīng)環(huán)境、總結(jié)規(guī)律、完成某種運(yùn)算、識(shí)別或控制過(guò)程。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)首先要以一定的學(xué)習(xí)準(zhǔn)則進(jìn)行學(xué)習(xí)，然后才能工作。一般說(shuō)來(lái)，網(wǎng)絡(luò)中所含的神經(jīng)元個(gè)數(shù)越 多，它能記憶、識(shí)別的模式也就越多。

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)也具有初步的自適應(yīng)與自組織能力。通常，它的學(xué)習(xí)訓(xùn)練方式分為兩種，一種是有監(jiān)督學(xué)習(xí)或稱有導(dǎo)師學(xué)習(xí)，這時(shí)利用給定的樣本標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行 分類或模仿；另一種是無(wú)監(jiān)督學(xué)習(xí)或稱無(wú)導(dǎo)師學(xué)習(xí)，這時(shí)，只規(guī)定學(xué)習(xí)方式或某些規(guī)則，具體的學(xué)習(xí)內(nèi)容隨系統(tǒng)所處環(huán)境（即輸入信號(hào)情況）而異，系統(tǒng)可以自動(dòng)發(fā) 現(xiàn)環(huán)境特征和規(guī)律性，具有更近似人腦的功能。