人工智能导论 第 8 章 · 第十二节
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第 8 章 人工智能前沿技术 · 第十二节

通用人工智能的能力

从看懂听懂到会做会创造,八项能力
本 节 知 识 点
  1. 88能力之一:视觉感知
  2. 89能力之二:听觉与音频理解
  3. 90能力之三:精细运动与物理操作
  4. 91能力之四:自然语言理解
  5. 92能力之五:复杂问题求解与推理
  6. 93能力之六:空间导航与环境适应
  7. 94能力之七:创造性思维与创新
  8. 95能力之八:社会认知与情感交互
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第 8 章 · 第十二节

能力之一:视觉感知

八项能力里的第一项,看懂这个世界。

第 88 页课件

重 点要求有多高

系统应能够识别物体、理解场景结构与空间关系,并在光照变化、遮挡或噪声干扰下保持稳定感知能力。同时还需理解动态环境中的运动规律,实现对外部世界的整体认知。

打个比方图上那两张对照

左边是把街景里的车辆、行人、交通标志一个个框出来,右边是把整个画面按类别涂成不同颜色。前者是识别物体,后者是理解场景结构,两件事的难度不一样。

知道更多稳定这个词是关键

天气好的时候认得准不算本事,逆光、下雨、被挡住一半时还认得准才算。第 4 章讲的鲁棒性和本章讲的对抗攻击,说的都是这件事。

想一想

一辆车被树挡住了一半,你怎么知道那是一辆车?

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能力之二:听觉与音频理解

不只是听清,还要听懂语气和情绪。

第 89 页课件

重 点两条

不仅要区分语音与噪声,还需理解语气、情绪及非语言声音信息。通过整合语义与声学信息,实现自然、情境化的人机交互。

打个比方语气有多重要

同一句你行啊,可以是称赞,也可以是讽刺。字面完全一样,只能靠语气分辨。现在的语音识别把它转成文字之后,这个信息就丢了。

知道更多非语言声音是什么

叹气、笑声、停顿、犹豫。这些不是词,但携带的信息量很大。人天然会注意这些,模型要专门学。

想一想

同一句话用不同语气说,意思能差多少?

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能力之三:精细运动与物理操作

智能从认知向行动的延伸。

第 90 页课件

重 点要求是什么

系统应能够完成抓取、组装等复杂操作,并在新环境中快速适应物理变化。第一句是能做,第二句是换个地方也能做,后者难得多。

打个比方图上那两张

左边是从一堆杂乱的日用品里挑出指定的东西放进碗里,右边是工业机械臂在流水线上作业。工业场景物体固定、位置固定,家庭场景什么都在变。

知道更多为什么家务机器人这么难

工厂里的零件永远在同一个位置、同一个姿态。你家的碗每次摆的位置都不一样,还可能是湿的、油的、缺了个口的。这就是第 19 页讲具身智能时说的物理世界的复杂性。

想一想

工厂机械臂已经很成熟,为什么家务机器人还没普及?

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能力之四:自然语言理解

在多语言、多语境中理解语义、语用与隐含意图。

第 91 页课件

重 点语义和语用的区别

语义是这句话字面说了什么,语用是这句话在这个场合实际想表达什么。你说这屋里有点冷,语义是陈述温度,语用可能是让人关窗。

打个比方隐含意图为什么难

人说话大量依赖共同的背景知识。你说明天再说吧,对方就知道今天这事到此为止。这层意思一个字都没说出来,全靠语境。

知道更多这一项现在做得最好

八项能力里,自然语言理解是大模型进展最快的。这也是为什么第 87 页那张雷达图里语言流利度那一项几乎满格。

想一想

这屋里有点冷这句话,可能是什么意思?

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能力之五:复杂问题求解与推理

在信息不完整的情况下抽象建模、逻辑推理与多路径决策。

第 92 页课件

重 点图上那条链路

复杂问题、信息整合、推理分析、方案生成、评估选择、最优决策与执行,底下还有一条反馈与迭代优化的回路。这和第 6 章讲的智能体闭环几乎一样。

打个比方信息不完整是关键难点

考试题的条件都给全了,现实问题从来不给全。医生看诊时病人说不清楚,工程师排故时数据缺失。要在缺信息的情况下先做个合理假设再往下推,这是人的强项。

知道更多多路径决策是什么

图上方案生成那一格列了方案A、B、C。不是想出一个就照做,而是同时准备几套,比较之后再选。这和第 5 章讲的思维树是同一个思路。

想一想

条件不全的题,人是怎么做出来的?

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能力之六:空间导航与环境适应

感知障碍物、地形变化并进行路径规划与风险预测。

第 93 页课件

重 点两条

系统应能够感知障碍物、地形变化并进行路径规划与风险预测。在复杂动态环境中实现自主决策与持续调整。关键在动态两个字,环境一直在变。

打个比方图上那两张

左边是无人艇在海面上规划航线,粉色的带子是它算出来的路径。右边是室内机器人的二维点云地图,黄线是从起点到目标的全局路径。一个在开阔水面,一个在狭窄室内,问题形态完全不同。

知道更多风险预测是加分项

单纯避开当前的障碍不难,难的是预判那个正在移动的东西下一秒会到哪。这需要对环境有预测能力,也就是第 86 页讲的世界模型。

想一想

规划一条路和走完这条路,哪个更难?

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能力之七:创造性思维与创新

跨领域重组知识,在未知问题中生成原创方案。

第 94 页课件

重 点页面的要求很高

需能够跨领域重组知识,在未知问题中生成具有原创性与实用性的解决方案。其创造能力应超越简单数据组合,实现真正意义上的创新生成。

打个比方重组和创造的界限在哪

把两个已知的东西拼在一起算不算创造,这是个很难回答的问题。第 43 页的 AlphaTensor 找到了人类没发现的矩阵乘法算法,第 42 页的 ESM3 生成了自然界没有的蛋白质。这两件事看起来已经越过了简单组合。

知道更多争议还在

有人认为这仍然是在已有的解空间里搜索,只是搜得比人快、比人全,算不上真正的创新。这个争论目前没有定论。

想一想

把两个已有的想法拼在一起,算不算创造?

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能力之八:社会认知与情感交互

识别面部表情、语调与肢体语言,并理解人类情绪状态。

第 95 页课件

重 点两条

系统应能够识别面部表情、语调与肢体语言,并理解人类情绪状态。在交互过程中调整行为方式,实现符合社会规范的自然沟通。第二条比第一条难得多。

打个比方符合社会规范是什么意思

识别出对方在生气不难,难的是知道这时候该说什么、不该说什么。同一句安慰的话,对不同的人、在不同的场合,效果可能完全相反。

知道更多图上那两张

左边是人机交互中的表情识别系统,把面部表情分成愤怒、中性、开心、恐惧、惊讶、悲伤、厌恶几类。右边是给一张笑脸打的各项分数。识别到这一步已经比较成熟,理解和应对还差得远。

想一想

知道对方在生气,和知道该怎么办,差多远?

保山学院·人工智能教研室·曹鼎鼎