聽到人工智能這個詞你會聯(lián)想到什么？是冷冰冰的機(jī)器人，還是電影里催人淚下的故事情節(jié)？

電影人工智能

其實人工智能的概念早在上世紀(jì)50年代就出現(xiàn)了?？茖W(xué)家發(fā)明了第一款神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)感知機(jī)，將人們對人工智能的關(guān)注推向高峰，但到了70年代，計算能力的突破并不能使機(jī)器完成大規(guī)模的訓(xùn)練和復(fù)雜任務(wù)，人工智能發(fā)展進(jìn)入低谷。到80年代后期，反向傳播算法的發(fā)明，使原先不可訓(xùn)練的數(shù)據(jù)變得可訓(xùn)練，人工智能再次進(jìn)入黃金時期。但依舊受限于計算能力和大數(shù)據(jù)獲取，人工智能的浪潮很快又跌落低谷。

直到2012年，人們對人工智能的關(guān)注度再次爆 發(fā)性增長。2016 年，Alphago圍棋贏了李世石，這是對公眾而言的里程碑事件。

那么，到目前為止，人工智能有哪些成熟的運(yùn)用呢？在圖片分類上，人工智能可以做社交網(wǎng)站的圖片審查、圖片檢索、人臉識別、身份證驗證、安防監(jiān)控等，同樣也可以做文字識別、文件和證件的自動校驗。在語音識別方面，現(xiàn)在很多會議都使用人工智能做中英同聲傳譯。

放眼未來，人工智能會改變行業(yè)生態(tài)、提升效率。比如，衛(wèi)星數(shù)據(jù)分析公司Orbital Insight已經(jīng)通過農(nóng)業(yè)衛(wèi)星圖像預(yù)測莊稼長勢，從油箱體積分析全球原油儲量，從停車場數(shù)據(jù)預(yù)測零售業(yè)銷售等。在天氣預(yù)報領(lǐng)域，經(jīng)歷了從人工計算到數(shù)值模式的轉(zhuǎn)變，未來可能結(jié)合人工智能算法，進(jìn)行預(yù)報服務(wù)。

人工智能在氣象領(lǐng)域有哪些潛能？

面對人工智能，有人就提問了：

“對于氣象部門而言，人工智能運(yùn)用是跨領(lǐng)域的，在人工智能時代，資料獲取、生成、加

工都可以由機(jī)器完成。在氣象領(lǐng)域，要經(jīng)歷從監(jiān)測，到存入數(shù)據(jù)庫，再分析、整理資料，最后產(chǎn)出服務(wù)產(chǎn)品的過程。那么，未來人工智能能否實現(xiàn)從監(jiān)測到數(shù)據(jù)自動生成服務(wù)產(chǎn)品呢？”

金山公司人工智能研究院院長姚冬給了答案，對人工智能而言，這就是圖片到文本、序列到序列映射的問題，理論上是可行的。但前提是依賴于大量的標(biāo)注，其成本非常高。想要讓機(jī)器看懂衛(wèi)星云圖，就需要專家標(biāo)注量級巨大的衛(wèi)星云圖，需要很久的訓(xùn)練，這不像標(biāo)注貓狗這樣簡單。

面對人工智能，氣象專家可以發(fā)揮什么作用呢？

其實，人工智能包含專家系統(tǒng)，人工智能結(jié)合行業(yè)，可能更多的是專家系統(tǒng)與深度學(xué)習(xí)的融合。比如機(jī)器翻譯不光是基于機(jī)器，數(shù)字翻譯、日期翻譯都是按照人工規(guī)則開展。自動駕駛技術(shù)里也有大量的人工規(guī)則。

舉個生動點的例子，比如對比兩張雷達(dá)圖，憑現(xiàn)有的經(jīng)驗可以看出，兩張極其相似的雷達(dá)圖但預(yù)報出來的結(jié)果卻差別很大，說明圖像有著不確定性。那么，讓機(jī)器來分析這種數(shù)據(jù)，怎樣規(guī)避這種不確定性呢？

這個就需要具體分析了。通常而言，我們把數(shù)據(jù)集分兩份，一份訓(xùn)練，一份驗證，驗證集效果不好，就會調(diào)整算法和參數(shù)；如果效果還不好，可能就是數(shù)據(jù)集不夠。同樣的東西導(dǎo)致不同的結(jié)果，說明數(shù)據(jù)不全。就好比醫(yī)療影像，兩張看似相同的X光片，會得出不同結(jié)論，因為醫(yī)生還會參考其他數(shù)據(jù)，比如年齡、生活習(xí)慣等。氣象數(shù)據(jù)是超高維數(shù)據(jù) ，只用一點數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練效果不會很好。

在天氣預(yù)報的應(yīng)用中，目前的人工智能技術(shù)尚屬于初級階段。預(yù)報預(yù)測按照時間的長短可以分為：0~30天的天氣預(yù)報，和30天以上的氣候預(yù)測，而前者還可以分為0~2小時的臨近預(yù)報，2~12小時的短時預(yù)報，12小時到3天的短期預(yù)報，7~30天的長期預(yù)報。而人工智能的影子更多是在短時預(yù)報方面出現(xiàn)。

微軟人工智能機(jī)器人小冰亮相電視臺。圖/搜狐科技

目前國家氣象中心和清華大學(xué)、南京大學(xué)等高校科研院所開展合作，把人工智能技術(shù)應(yīng)用到與天氣預(yù)報中，但這種合作只是在強(qiáng)對流天氣的短臨預(yù)報方面，其他時段的人工智能技術(shù)應(yīng)用，還在探索之中。這是一個漫長的過程，既需要懂算法的人員，又需要懂天氣的人員協(xié)作，才能把這件事做好。

為彌補(bǔ)全國現(xiàn)有120個探空站的不足，氣象部門將投入一些新設(shè)備，并彌補(bǔ)大氣層垂直觀測的不足。未來，還將基于高精度、多要素傳感器技術(shù)的智能觀測與互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、大數(shù)據(jù)智能處理技術(shù)深度融合，實現(xiàn)觀測的智能化感知、智能化響應(yīng)和智慧服務(wù)。

AlphaWind(阿爾法風(fēng))是AI人工智能的產(chǎn)物，它已經(jīng)測算到可能造成雷暴大風(fēng)的局部區(qū)域，向氣象預(yù)報員們發(fā)出了告警。

人工智能可以“擊敗”人類預(yù)報員？

前文提到，人工智能的明星選手在打敗人類圍棋界頂尖高手李世石、柯潔之后，一時引發(fā)人們追問：人工智能發(fā)展之迅速，未來是否會有更多人類職業(yè)被其擊敗？

至少在氣象預(yù)報領(lǐng)域，這在專家看來還是一個“偽命題”。國家氣象中心天氣預(yù)報室副主任諶蕓說，人工智能在氣象領(lǐng)域更多是一種技術(shù)，它和人類預(yù)報員之間并不存在競爭和淘汰的關(guān)系。

在她看來，目前，人工智能技術(shù)可以幫助預(yù)報員作普通的、常規(guī)天氣的精準(zhǔn)預(yù)報，但在一些災(zāi)害性、極端性、轉(zhuǎn)折性的天氣過程中，仍需要預(yù)報員利用天氣學(xué)知識、長期積累的預(yù)報經(jīng)驗發(fā)揮作用。

她還提到，隨著探測技術(shù)的發(fā)展，大氣探測網(wǎng)絡(luò)逐步完善并朝著“智慧”的方向發(fā)展，為天氣預(yù)報提供強(qiáng)大支撐。對于氣象預(yù)報來說，“智慧”意味著智慧探測系統(tǒng)加精準(zhǔn)數(shù)字預(yù)報模式，貫穿在天氣預(yù)報的全流程，從監(jiān)測、數(shù)據(jù)收集、數(shù)值預(yù)報、分析、預(yù)報預(yù)警到預(yù)報發(fā)布。

將來，人類預(yù)報員可以利用更為先進(jìn)的人工智能等技術(shù)，結(jié)合豐富的知識基礎(chǔ)和對大氣運(yùn)動機(jī)理的分析認(rèn)識，訂正作出更精準(zhǔn)的預(yù)報及影響預(yù)報，為有關(guān)部門決策和開展防洪減災(zāi)提供科學(xué)支撐。

微軟利用人工智能應(yīng)對氣候變化？

氣候變化、人工智能······好像聽起來不怎么沾邊！它們，是怎么“聯(lián)系”上的？

當(dāng)前，氣候變化、生物多樣性減少、水資源和糧食等全球性問題亟待解決。據(jù)美國國家航空航天局稱，近年來全球地表溫度快速上升，在有歷史記錄以來的136年中，18個最暖年份里有17個發(fā)生在2001年以后，只有1998年例外。

干旱威脅亞洲農(nóng)業(yè)。

其實，人工智能極具變革性的潛力在眾多領(lǐng)域已經(jīng)得到極好的展現(xiàn)，比如醫(yī)療診斷、精準(zhǔn)治療、交通運(yùn)輸、公共安全、服務(wù)機(jī)器人、教育和娛樂領(lǐng)域。在應(yīng)對氣候變化方面，人工智能有望幫助解決發(fā)展清潔能源、智能交通運(yùn)輸、城市和家居、可持續(xù)生產(chǎn)以及可持續(xù)土地利用等問題。

如今，微軟公司就在利用人工智能應(yīng)對環(huán)境問題，尤其是氣候變化。早在2017年7月，微軟公司發(fā)起“地球人工智能”項目，旨在利用人工智能應(yīng)對氣候變化、農(nóng)業(yè)、生物多樣性和水資源四大領(lǐng)域相關(guān)的環(huán)境問題。

在挪威，微軟公司與挪威再生能源生產(chǎn)商Agder Energi和Powel AS合作，建立了一個更加有效、靈活和智能的電網(wǎng)，從而節(jié)省能源，更好地把可再生能源和電網(wǎng)結(jié)合起來。通過利用人工智能技術(shù)，雙方正在努力用智能電網(wǎng)取代常規(guī)的電網(wǎng)。

在德國，德國施耐德電氣有限公司利用微軟平臺開發(fā)的創(chuàng)新軟件，促使Blackburn連接器遠(yuǎn)程模擬、管理和分析水資源利用情況，使水資源消耗量減少30%，能效增加50%。

傳統(tǒng)的耕作方法并不能緊跟不斷變化的氣候條件和日益增加的需求。2016年，微軟與國際半干旱熱帶作物研究所開展合作，利用機(jī)器學(xué)習(xí)為印度安得拉邦的農(nóng)民推出了一款播種應(yīng)用。借助該應(yīng)用，農(nóng)民可以收到關(guān)于播種、整地、施肥等建議的短信。試點項目的結(jié)果顯示，該地區(qū)每公頃的平均產(chǎn)量增加了30%。

普華永道近日發(fā)布報告稱：“人工智能的潛能有助于為人類和我們賴以生存的星球創(chuàng)造持續(xù)有益的成果。”