人工智能是什么
从理性行动、任务环境与可验证目标理解人工智能,而不是把 AI 等同于单一模型。
学习目标
- 能把一个 AI 任务拆成输入、输出、行动范围和可检查的完成标准。
- 能区分规则、搜索、机器学习、生成模型和 Agent 在系统中的作用。
- 能说明为什么“回答很流畅”不能代替正确性、可靠性与成本评估。
学习前需要掌握
背景与问题
“这个产品用了 AI”往往没有说明真正解决了什么问题。识别图片中的物体、规划一条路线、预测订单量、根据资料回答问题,输入输出和失败代价都不同,不能只靠一个模型名称比较。
学习 AI 的第一步,是把模糊目标改写为可检查的任务。例如“自动处理发票”还不够具体:系统需要识别哪些字段、允许多大金额误差、什么时候转人工、是否有权修改账目,都应先明确。
概念定义
人工智能研究和构建能够利用感知、表示、推理、搜索、学习等机制完成任务的系统。一个系统是否属于 AI,并不取决于它是否会聊天,也不要求它像人一样解释自己的内部过程。
本课程采用任务与系统的视角:先给定环境、可获得的信息、允许的行动和成功标准,再讨论合适的方法。机器学习是其中一类方法,深度学习是机器学习中的一组模型技术,Agent 则描述系统如何组织观察与行动。
直观理解
把 AI 想成一套“解决问题的工具箱”,比想成一个什么都懂的人更有帮助。路线规划可能主要依赖搜索;垃圾邮件分类可以从标注数据学习;知识库问答还需要检索、生成与引用核对。
同一个系统常常同时使用多种工具。发票系统可以用视觉模型识别文字,用规则校验税额,再把无法确认的记录交给人工复核。模型只负责其中一部分能力,不等于完整业务已经自动完成。
对照案例:同样叫“智能客服”,实际上是三类任务
| 需求 | 可能采用的机制 | 应当怎样检查 |
|---|---|---|
| 根据固定营业时间回答“几点关门” | 结构化规则或直接查询 | 是否读取了正确门店、日期和时区 |
| 把工单分成退货、发票、售后等类别 | 用历史标注工单训练分类器 | 在未见工单上是否分类正确,少见类别是否被忽略 |
| 根据多份制度解释一个复杂退款问题 | 检索与生成,必要时人工复核 | 引用是否支持结论,制度是否适用,是否越过操作权限 |
这张表是在比较任务与证据,不是在给技术排高低。固定规则能稳定完成的问题,没有必要仅为了“用了大模型”而增加不确定性。
核心原理
先定义任务,再选择技术。要把“效果好”拆成可观察指标,例如字段识别是否正确、路线是否合法、问题是否有证据支持、错误是否能够被发现;不同任务不必使用同一组指标。
表示方式决定算法能处理什么。地图可以表示成节点和边,文本可以表示成符号或向量,用户目标可以表示成约束与验收条件;错误的表示会让后面的算法很难补救。
信息、算力和时间通常有限。理性行动强调在这些条件下选择预期结果更好的行动,而不是要求系统永不犯错。环境发生变化时,原来有效的策略也可能失效。
系统需要独立验证。生成的答案应与证据核对,预测模型应在未参与训练的数据上评估,能执行操作的系统还要检查执行结果。语言流畅、演示成功或单次得分高,都不足以证明长期可靠。
理解与实践步骤
- 定义任务环境与用户目标
- 确定可观察信息和行动范围
- 选择规则、搜索、学习或生成方法
- 执行并收集反馈
- 按验收标准评估和改进
实际应用
- 发票处理:识别字段、校验格式与金额,低置信度或规则冲突时转人工。
- 路线规划:在道路约束下搜索可达路径,区分最短距离、最短时间与避开特定区域等不同目标。
- 知识库问答:检索相关资料、生成有依据的回答,并明确缺失或相互冲突的信息。
常见错误
- 把 AI 等同于聊天机器人,忽略搜索、规划、规则和感知等方法。
- 一开始就决定使用最大的模型,却没有先定义输入输出、数据条件和验收标准。
- 用“它理解了”“它想要这样做”代替可检查的机制解释。
- 只展示成功案例,不检查失败样本、分布变化、处理成本和人工复核需求。
安全风险与信任边界
风险
- 输入资料可能错误、过期或包含诱导性内容;必须区分资料内容与系统允许执行的指令。
- 能执行操作的系统需要限制行动范围,不能把模型生成的文本自动当成已获授权的操作。
信任边界
- 外部信息需要核对,内部判断需要通过规则或实际结果验证。
性能与失败模式
性能考虑
- 先比较真实任务上的正确率、失败类型、响应时间与成本,再决定是否需要更复杂的方法。
- 当输入超出已验证范围时,应能说明不确定性或请求补充信息,而不是强行给出确定答案。
推荐学习资料
CS50’s Introduction to Artificial Intelligence with Python
通过搜索、知识表示、概率、优化、机器学习与语言项目学习 AI 基础。
Brian Yu / David J. Malan · Harvard CS50
资料笔记
Artificial Intelligence: A Modern Approach
以统一框架组织搜索、知识、推理、规划、学习、智能体和机器人等主题。
Stuart Russell / Peter Norvig · AIMA