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人工智慧 (AI):簡單易懂的指南

您是否曾好奇,手機如何辨識您的臉部、影視串流服務如何準確預測您接下來會喜歡的電影,或是汽車如何自動駕駛?答案是人工智慧 (AI)。

AI 不僅是科幻小說情節,也不僅限於我們熟悉且喜愛的聊天機器人,而是以無數方式融入我們的日常生活。AI 是當今最具變革性的技術之一,也是現代創新的引擎。但「人工智慧」究竟是什麼意思?

生成式 AI 簡介

重點整理

讓我們以簡單易懂的方式介紹 AI。

  • 定義:AI 是電腦科學領域,著重於打造智慧機器,執行通常需要人類智慧才能完成的工作,例如學習、推論和解決問題。
  • 運作方式:AI 系統會從大量資料中學習,找出模式來做出預測或決策,無需針對每個情境進行明確的程式設計。這就像是展示一百萬個範例來讓電腦學習,而不是撰寫一百萬條規則。
  • 應用範圍:AI 已融入日常生活,例如 Google 地圖等導航應用程式、購物網站的個人化推薦、電子郵件的垃圾郵件篩選器,以及 Gemini Live 等虛擬助理。
  • 重要性:AI 有助於解決全球最棘手的難題,例如加速醫學研究、打造更有效率的供應鏈,以及應對氣候變遷。

什麼是人工智慧 (AI)?

人工智慧 (AI) 是一套技術,可讓電腦學習、推論及執行各種進階任務,這些任務過去需要人類智慧才能完成,例如理解語言分析資料,甚至提供實用建議。這項革新技術可帶來實質正向的轉變,造福民眾、社會和世界。

AI 涵蓋許多不同的專業領域,包括電腦科學、資料分析與統計資料、硬體與軟體工程、語言學、神經科學,甚至是哲學和心理學。

AI 是指教導電腦執行人類大腦的驚人能力,包括瞭解周遭世界、學習新事物,甚至是提出新想法。舉例來說,光學字元辨識 (OCR) 技術會運用 AI,從各種圖片和文件擷取文字與資料。這個程序會將非結構化內容轉換為符合企業需求的結構化資料,協助發掘寶貴的洞察資訊。

AI 的運作方式為何?

人工智慧技術雖然種類繁多,但基本上都仰賴資料、演算法和運算能力。AI 系統可透過暴露在大量資料中來學習和改善,識別人類可能遺漏的模式和關係。這些資料是訓練素材,其品質和數量對 AI 的效能至關重要。

如先前所述,AI 不是單一技術,而是涵蓋多個重要領域的廣泛領域:

  • 機器學習 (ML)這類 AI 系統會從資料中學習,找出模式並做出預測或決策,無需直接進行程式設計。想像一下,如果我們向電腦展示數千張鳥類圖片,教導它辨識鳥類,電腦就會自行學習鳥類的樣貌。
  • 深度學習 (DL)機器學習的子領域,深度學習使用多層人工類神經網路 (因此稱為「深度」),從資料中學習。這類網路的靈感來自人腦結構,特別擅長圖像和語音辨識等複雜工作。
  • 自然語言處理 (NLP)NLP 可讓電腦理解、解讀及生成人類語言。Siri、Alexa 等語音助理、翻譯服務和聊天機器人都是以這項技術為基礎。
  • 電腦視覺這個領域讓電腦能「看見」並解讀真實世界的視覺資訊,例如圖片和影片。從臉部辨識到自動駕駛汽車,各領域都能看到它的身影。

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人工智慧類型

依據開發階段或正在執行的動作,人工智慧可透過多種方式分類。

各 AI 類型的功能

這項分類是根據 AI 模型的智慧程度和解決問題的能力而定。

  • 狹義人工智慧 (ANI):這是目前唯一存在的 AI 形式。ANI 模型的設計目的是執行單一特定工作,例如辨識圖像、進行對話或篩選電子郵件。例如語音助理、臉部辨識技術,以及 Gemini 和其他大型語言模型 (LLM) 等生成式 AI 模型。不同於名稱給人的觀感,ANI 並不具備推論或自我意識能力,而是結合資料與演算法,在預先定義的參數內進行預測。雖然 ANI 有許多優點,但也存在風險,例如訓練資料品質不佳,可能導致輸出內容有偏誤或不準確,這對核貸、聘僱和預測式治安維護等應用影響重大。網路罪犯也可能利用 ANI 打造精密的 AI 詐騙手法。
  • 通用人工智慧 (AGI):未來預計往這個方向發展 AI 技術。理論上,AGI 能夠執行各種任務,並運用類似人類的推論能力學習、適應和進步。AGI 目前並不存在。與 ANI 不同的是,AGI 預計能適應環境、自主運作,並從自身行動中學習。虛構的例子包括《星際大戰》中的機器人。不過,AGI 可能會引發嚴重的安全和倫理問題,因為惡意行為人可能會以有害意圖編寫 AGI,導致 AGI 在不受監管的情況下,擁有無限的破壞能力。
  • 超級人工智慧 (ASI):這是理論上最先進的 AI 形式。ASI 是具備自我意識的實體,運作方式超出人類控制,在推論、創造力,甚至是情緒智商方面,都遠遠超越人類。如同其他形式的 AI,ASI 也可能對人類構成生存威脅,部分 AI 研究人員認為,ASI 導致極糟結果 (包括人類滅絕) 的機率不容忽視。

依功能區分的 AI 類型

這項分類是根據 AI 在特定情境中的運作和互動方式而定。

  1. 被動機器:能力有限的 AI,僅依據預先編寫的規則回應不同類型的刺激。由於沒有記憶體,因此無法從新資料學習。IBM 的「深藍」(Deep Blue) 就是一個著名的例子,它在 1997 年擊敗了西洋棋冠軍 Garry Kasparov。
  2. 有限的記憶體:現代大多數 AI 的記憶體有限。可運用新的資料訓練,並使用記憶體隨著時間不斷改善。通常會運用人工類神經網路或其他訓練模型來進行訓練。這類記憶是短期的,通常在工作階段結束後就會重設。例如,自動駕駛汽車會觀察其他車輛,而 Gemini 等聊天機器人則會記住對話中的先前訊息。
  3. 心智理論:目前還沒有心智理論型的 AI 技術,但這是研究方向之一。這類 AI 技術可模擬人類的思維,並且具備與人類同等的決策能力,包括識別和記住情緒,以及在社交情境中做出回應,就像人類一樣。

比較 AI 的迷思與事實

讓我們釐清一些關於 AI 的常見誤解。

事實:AI 系統可以處理甚至模擬情緒,但沒有意識、自我認知或真實感受。AI 系統是複雜的模式比對機器。

事實:AI 的成效取決於訓練資料的品質。如果資料反映人類偏誤,AI 就會學習並延續這些偏誤。

事實:AI 確實會自動執行許多工作,但更可能的是,AI 會強化人類能力,讓我們有更多時間從事更具創意、策略性及同理心的工作。

AI 技術的優勢

自動化

AI 可以自動化處理工作流程和程序,或是在人工團隊之中獨立處理工作。舉例來說,AI 可以持續監控及分析網路流量,藉此協助自動化網路安全的各個層面。同理,智慧型工廠可能有許多不同的 AI 技術,例如讓機器人運用電腦視覺技術在廠區空間行進、檢查產品有無瑕疵、建立數位攣生,或者使用即時分析評估效率和輸出。

減少人為疏失

透過自動化和每次遵循相同程序的演算法,AI 得以在資料處理、分析、製造業組裝作業和其他任務上,將人工錯誤降到最低。

排除重複性任務

AI 可用於執行重複性任務,讓人們專心處理更複雜的問題。無論是分析資料、驗證文件、轉錄通話內容、審核內容,還是回答「您的所在位置?」等簡單的客戶問題,AI 擅長自動執行這些重複或繁瑣的工作。

快速準確

AI 可以比人類更快處理更多資訊,從資料中找出人類可能遺漏的模式及關聯。

無限可用性

AI 不受時間、休息需求或其他人類需求的限制。在雲端環境執行時,AI 和機器學習能「隨時保持開啟」,並持續處理受指派的工作。


加速研究與研發

快速分析大量資料的能力,可以加快研究與開發帶來突破性發展的速度。例如,AI 可用於為潛在的新藥品治療方式建立預測模型,或量化人類基因體。

AI 應用實例:改變世界

AI 的影響力廣泛且持續擴大,幾乎觸及我們生活和產業的各個層面。以下是 AI 發揮作用的領域:

  • 日常生活:智慧型手機的虛擬助理、影視串流服務的個人化推薦內容、電子郵件的垃圾郵件篩選器,以及 Google 地圖等導航應用程式,都仰賴 AI 運作。
  • 醫療照護:AI 正在徹底改變醫療領域,協助醫師分析醫學影像來早期診斷疾病、制定個人化治療計畫,並大幅加快藥物研發速度。
  • 交通運輸業:自動駕駛車輛運用 AI 導航、偵測物體,並即時做出決策,確保行車安全。
  • 業務營運:公司將 AI 用於各種用途,包括客戶服務聊天機器人、金融詐欺偵測、供應鏈最佳化和個人化行銷廣告活動。
  • 娛樂:在電玩遊戲中,AI 可創造出更逼真且更具挑戰性的角色。在內容創作方面,生成式 AI 現在可以作曲、撰寫腳本,以及創作令人驚豔的視覺藝術。

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AI 的歷史

機器能自主思考的概念並不新穎。人工智慧的概念早在數十年前就已出現,但現代 AI 領域真正成形是在 20 世紀中葉。接著來看看我們所知的 AI 發展史:

  • AI 的萌芽期 (1940 年代至 1950 年代):1940 年代可程式化電腦的發明,激發了人類的想像力。1950 年,艾倫圖靈提出「圖靈測試」,用來評估機器是否能展現與人類難以區分的智慧行為。這是重要的哲學和科學步驟。
  • 學科誕生 (1956 年):由 John McCarthy 等先驅舉辦的「達特茅斯夏季研究計畫」(The Dartmouth Summer Research Project),普遍被視為 AI 正式成為學科的開端。「人工智慧」一詞就是在這裡誕生。
  • 早期成功與挑戰 (1960 年代至 1970 年代):研究人員開發出早期的 AI 程式,例如能模擬對話的聊天機器人 ELIZA,以及最早能推論周遭環境的機器人之一 Shakey。不過,由於創造真正智慧的過程十分複雜,AI 發展曾一度停滯,資金也隨之減少,這段時期被稱為「AI 寒冬」。
  • 復興與成長 (1980 年代至 2000 年代):專家系統的開發,以及後來機器學習興起,為 AI 研究注入了新活力。1997 年,IBM 的「深藍」(Deep Blue) 擊敗西洋棋特級大師,這類里程碑展現了 AI 日益增長的能力。
  • 現代 AI 蓬勃發展 (2010 年代至今):運算能力進步、大量資料集可用,以及深度學習 (尤其是類神經網路) 的突破,推動了當前的 AI 革命。這個時代出現了許多強大的工具,正在改變各行各業。

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最先進的技術:生成式 AI、LLM 和 AI 代理的崛起

近年來,AI 領域最令人振奮的兩項進展是生成式 AI 和大型語言模型 (LLM)。不過,隨著 AI 代理和代理式 AI 的出現,AI 的新領域正迅速擴大,這代表 AI 系統朝著更自主和更強大的方向邁出重要一步。

  • 生成式 AI:這類 AI 不僅能分析資料,還能生成新內容。可以將其視為 AI 藝術家、作家,甚至是程式設計師。生成式 AI 會從大量資料 (文字、圖片、程式碼等) 中學習模式和結構,然後根據提示詞,運用所學知識生成全新的原創內容。DALL-E (適用於圖片) 和 ChatGPT (適用於文字) 等工具就是最佳範例。
  • 大型語言模型 (LLM):這是支援現今許多最先進 AI 應用程式的引擎,尤其擅長處理文字相關工作。大型語言模型是大型 AI 模型,由龐大的語料和程式碼資料集訓練而成。這類模型擅長理解、生成和處理人類語言。由於處理過大量資訊,這些模型可以回答複雜問題、總結文件、翻譯語言、撰寫創意內容,甚至生成電腦程式碼。這些模型的能力日益提升,甚至發展出「湧現的能力」,例如解決數學問題和編寫程式碼。不過,開發人員最好還是審查並驗證 AI 生成的程式碼。LLM 也逐漸具備多模態能力,可以理解和處理文字,甚至是圖像、音訊和影片。
  • AI 代理:這類 AI 系統能感知環境、做出決策,並採取行動來達成特定目標。與回應直接指令的簡單聊天機器人不同,AI 代理可以:
  • 規劃:將複雜目標分解為一系列較小且易於管理的步驟
  • 推論:運用知識和理解能力,在每個步驟做出決策
  • 行動:透過 API 或機器人介面與數位或實體環境互動,執行計畫
  • 學習/調整:可能從經驗中學習,隨著時間的累積提升效能
  • 代理式 AI:指能以上述方式自主運作的 AI 系統。

對軟體開發人員來說,這項技術可能特別有趣,因為 AI 代理可透過程式設計,與軟體開發工具、API 甚至現有程式碼集互動。這代表 AI 有可能協助處理更複雜的開發工作,例如自動測試新功能、重構大量程式碼,甚至是管理專案工作流程。目前的研究重點是讓這些代理更可靠、有效率且安全,同時獲得更多自主權。

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