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人工智能：改变世界，重建未来 第三章 万物互联的智能时代已经来临
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1998年，苹果公司推出了其外观线条呈圆形的iMac电脑；《哈利·波特》风靡世界；第一款移动MP3播放器上市；一位来自雷丁大学控制论专业的44岁教授在这一年进行了一项非同寻常的运算。凯文·沃维克（Kevin Warwick）教授进行了一个非急需外科手术，目的是将一个包在玻璃管内的硅片植入自己的左臂皮肤之下。一旦植入人体，这款射频识别设备（RFID）的芯片发出的无线电信号，就能经由实验室周围的天线，随即传入能够控制沃维克周围环境的中央计算机。“在（我的实验室）的主入口处，当我进门时，一个由计算机操作的音箱发出‘你好’的声音。”后来凯文·沃维克记下了他的体验：“计算机检测到我进入大楼的过程，当我走近实验室的时候，为我开了门，点亮了灯。芯片植入体内后的9天里，我仅仅沿着特定的方向行进，就可以触发周围的物体自己行动。”
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约20年后再来看，沃维克的这项实验依然震憾人心、发人深省。与沃维克职业生涯的其他事情相比而言，这项实验最有意义。然而，在过去的几十年里，我们对此事的惊诧程度可能多多少少发生了改变。尽管回避有人愿意采取这种侵入式手术的原因依然很容易，但关于为什么有人想这么做的问题已经不再重要。写这篇文章的时候，我的手腕上带着一块42毫米的不锈钢苹果手表，搭配了米兰风格的表带。这款表价格为599英镑，它能实现的功能远远超过凯文·沃维克在其植入式射频识别设备上所设想的功能。一旦我收到一条短信或一个电话，或者如果我的朋友在图片分享网站Instagram贴了一张新图，我只需要看看手表就一目了然。而且在超市购物时，我可以用手表刷卡支付。同样，我也可以用手表打开世界各地酒店的房门。外出的时候，手表连续发出的嘀嗒声和震动可以告诉我应该走哪条路。一串嘀嗒声提醒我右转，另一串嘀嗒声则提醒我左转。第一次震动表明我的旅程结束了，而第二次震动则告诉我到达目的地了。所有这些功能并不需要进行侵入式手术。
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如果你正在阅读这本书，你很可能对“智能设备”这个名词并不陌生。除了种类日益繁多的智能手表，如Pebble（一款智能手表）、Android Wear（安卓的可穿戴应用程序）及其他设备，还有智能跑鞋，智能跑鞋能够记录步数、心跳频率，并使用嵌入式屏幕传达你的情绪，比如使用笑脸和爱心等符号。智能冰箱不但可以记录温度与冷藏的食品，还会在你最喜欢的食物就要吃完了或将要变质的时候通知你。还有智能安全摄像头、智能厨房秤、智能灯泡、智能马桶、智能尿片和智能牙刷。2014年，谷歌以惊人的32亿美元现金收购了最著名的智能设备公司Nest Labs。Nest Labs由苹果前雇员马特·罗杰斯（Matt Rogers）和“iPod之父”托尼·法德尔（Tony Fadell）联手创立，打造了多款可以联网的智能设备，其中最重要的是智能恒温器，通过一段时间的学习，这款恒温器可以了解用户的习惯，并相应自动地调节温度。
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传感器、人工智能算法与通过Wi-Fi（无线局域网技术）实现的持续联网状态相结合，使这些设备变得“智能化”。以前，接入网络而变得智能是一件令人们不得不“大费周折”的事。今天，我们的在线连接很少出现中断的现象。总的来说，这些进展使我们从用户那里收集数据、分享数据，并且帮助用户理解数据成为可能。“数据赋予我们力量，”世界第一个联网电动牙刷生产商Kolibree的营销与战略总裁勒妮·布洛杰特（Renee Blodgett）表示：“这是我们第一次将刷牙方式、刷牙部位以及刷牙时哪里需要改进结合在一起。”在我们拥有智能牙刷之前（这对我而言，就是现在），我们不得不依靠一年前进行年度检查时牙医的反馈。而通过智能牙刷，我们可以实时获得这些信息。
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人工智能：改变世界，重建未来 智能设备成为现代生活的必需品
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现在，我们处于未来技术的“早期采用”阶段，未来技术的支持者声称，这些技术将像19世纪末、20世纪初电力时代的到来一样，带来一场巨大的变革。1879年，美国发明家托马斯·爱迪生已经能够在加利福尼亚州门洛帕克市自己的实验室里生产可靠耐用的电灯泡了。到了20世纪30年代，美国90%的城市居民，以及越来越多的农村地区的人们都可以利用这项技术。随着开关的拨动，电赋予人们控制光的能力，人们能够控制自己家和工作场所的光线。这打破了生活的正常生物节奏，使人们能够随心所欲地安排自己的工作和娱乐时间。随之而来的电网引入了大量的连接设备，创造了工业，并永远地改变了人们的生活。
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美国西尔斯百货（当时一家初具规模的邮购公司）1917年春季的商品目录使公众知道“电不仅仅可以用来照明”。事实确实如此。铁熨斗、洗衣机和真空吸尘器使洗衣与清洁更加容易。由于效率的提高，不但清洁度上升了，而且家庭雇用的家政人员数量也越来越少。电冰箱取代了冰盒，使食物更加易于长期保存。天热的时候，我们可以使用电扇，而天冷的时候，我们可以使用辐射发热器，这是人类第一次能够控制气温。电力为大众带来了电话与飞机，并在即时通信年代，受到了新闻与娱乐行业的追捧。1938年，美国前总统富兰克林·罗斯福在佐治亚州巴恩斯维尔演讲时宣称，电力是现代生活的必需品。
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我们能否开启一条同样的智能设备变革之旅？或许是可以的。当然，移动无线网络的崛起意味着设备的使用比以前更加方便。“物联网”（这个定义有时候显得相当笨拙）之梦是，智能硬件要像一个世纪以前的电力那样，成为21世纪重要的“现代生活的必需品”。那时我们进入了电气化时代，现在我们将进入互联时代。
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当前，智能设备领域充斥着大肆炒作之风，爱立信公司的分析师预测，到2020年全球将有约500亿台智能设备，相当于人均6.8台。“这不仅是一场进化，这还是一场革命。”苹果前雇员、现在掌管创业公司SITU（该公司生产量化卡路里摄入量的智能天平）的迈克尔·格罗特豪斯（Michael Grothaus）表示：“这是自个人电脑诞生以来，技术界最激动人心的事了。”
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人工智能：改变世界，重建未来 会思考的事物
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1991年，剑桥大学计算机科学系特洛伊木马研究室的研究人员提出了一个新的想法。他们在自己的研究室中放置了一个共用的咖啡壶，然后决定安装一台摄像机用以监视一天的咖啡用量。研究人员将摄像机设定为每秒捕捉一帧，然后将其编码为灰度级的JPEG格式文件，最后将图片文件通过早期的万维网发出去。通过各自的计算机，该系研究人员可以登录到“视频”源中查看壶里是否还有剩余的咖啡，从而省去他们去打咖啡的无用功。
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“‘咖啡俱乐部’的一些成员位于大楼的其他区域，他们不得不为打咖啡爬上爬下，如果特洛伊木马研究室熬夜的黑客们先打了咖啡，那么其他成员打咖啡的结果常常是无功而返。”当时在系里工作的计算机科学家昆汀·斯塔福德–弗雷泽（Quentin Stafford-Fraser）牢骚满腹地说：“这样打咖啡对计算机科学研究进程造成的中断，显然使我们非常苦恼，于是‘XCoffee’（X咖啡）就这样诞生了。”
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我之所以提出XCoffee，因为它证明了一个非常重要的观点，即什么是我们认为的“智能技术”。XCoffee也常常被看作智能设备现代趋势的早期例子。某种程度而言，这是真的。与许多最新的智能配件一样，XCoffee与网络连接，因而也成了所谓的“物联网”的一部分。但是对我而言，XCoffee更接近硬件极客所说的“黑掉”的范例，“黑掉”这个术语就是俗话说的解决棘手问题的高明方法。成为今天我们称作智能设备（麻省理工学院媒体实验室称之为“会思考的事物”）的前提条件是，它必须以一种自我管理的反馈回路而存在，无须过多人工干预就能够自动运行。物联网并不仅仅把“物”连接到互联网。传统互联网使人们能够搜索、下载音乐或者阅读信息。另一方面，物联网主要用于非人类实体的交流，这是越来越多的人热衷于M2M（机器对机器）交流的原因。
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智能设备应该能够感知自己所处的环境、识别特定状态、触发评估、产生行为等等，从而形成一个连续的环路。智能设备的“智能”在于中间的部分，那里负责处理感知到的信息，以及如何基于信息采取具体的行动。一台真正智能的咖啡机不只是提醒人们咖啡机空了，而是能够计算出使用者可能口渴的时间，并且自己能及时重新加满咖啡，调制出咖啡成品以满足使用者的个体需求。甚至基于无人控制的桌对桌（desk-to-desk）送货也是可能的。
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人工智能：改变世界，重建未来 “控制论”简史
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我们将在本章讨论的多数智能设备都包含机器学习的元素。正如围绕人工智能的各种问题都可以回溯至数百年前一样，关于具有自我调节功能的机器的想法也同样如此。早在公元前205年，寓居于埃及亚历山大港的希腊数学家克特西比乌斯就建造了世界上第一台能自我控制的设备。克特西比乌斯的作品是一台水钟，其最大特点就是拥有一个可以保持恒定流速的校正器。这台水钟通过设在水缸里的浮子计时。水从水缸底部的小孔滴落，浮子就随着水位下降。每运行一单位的时间，浮子顶端的类似于人偶的器械就进行一次齿轮机械操作。克特西比乌斯水钟有多个不同版本，在不同版本中，它要么落下一块卵石，要么鸣响一声喇叭。
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克特西比乌斯水钟意义重大，因为它永久性地改变了我们对人造之物的认知。早在克特西比乌斯水钟之前，人们认为只有有生命的东西能够根据环境的变化调整自己的行为。而克特西比乌斯水钟诞生之后，自我调节反馈控制系统成了我们技术的一部分。
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进入20世纪，影响后世的人工智能先驱诺伯特·维纳（Norbert Wiener）制定了反馈系统的数学理论。维纳提出一个设想：智能行为是接收和处理信息的必然结果。这个设想就是众所周知的控制论。“二战”期间，当维纳与其同事朱利安·毕格罗（Julian Bigelow）在从事旨在提高高射炮精确率工程的时候，他的反馈系统理论得到了细化。维纳和毕格罗解决了向飞行中的飞机提高开火准确率的难题。这曾经是个难题，因为炮手必须预先判断目标的位置。他们的解决方案是通过预测目标飞行位置并相应调校火炮的瞄准器，从而自动调整炮手的瞄准过程。
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