人工智能技术对材料学及个人职业发展前景的影响

人工智能技术对材料学及个人职业发展前景的影响

摘要：人工智能（Artificial Intelligence），英文缩写为AI。它是通过研究、开发主要用于进行模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用管理系统的一门新的技术发展科学。2017年人工智能将从实验室走出来，和产业结合更加密切，出现“渗透360行”的现象。人工智能产业将在2017年进入一个更好的发展时期，错过这波机遇将难以弥补。自20世纪以来，人工智能发展迅速，其对各个学科的影响备受关注。材料学作为我们当今中国工业企业生产的基础，小到手机芯片大到航天工程材料都与材料息息相关。当人工智能与材料科学相互作用时会发生什么？是相互促进吗？还是去造成不可预知的危害？身为材料学的学生对于我们中国又该何去何从？本文将从从个人和人工智能两个方面来探讨人工智能对材料科学的影响，请您往下面看

关键词：材料学 人工智能 未来前景

1.人工智能技术的发展现状

1.1人工智能的定义

人工智能在我们大多数人看来是计算机科学的一个分支，它本身的目的是在了解智能的本质，然后试图创造一种能够像人类一样思考的机器，并且能够去解决一定的问题，该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。人工智能从诞生以来，理论和技术问题日益成熟，应用研究领域也不断进行扩大，可以设想，未来人工智能企业带来的科技创新产品，将会是我们人类社会智慧的“容器”。人工智能可以模拟人类的思考以及判断的过程。但这只是一个模拟。人工进行智能发展不是人的智能，但人工智能可以像人那样思考，甚至也可能超过人的智能。

1.2人工智能的发展简史

“人工智能”一词最初是在1956年达特茅斯（Dartmouth）学会上提出的。自那时以来，研究人员已经发展了许多理论和原则，人工智能的概念也有所扩展。人工智能是一类涉猎非常广泛的科学，从事这方面工作的人不仅仅需要精通计算机，甚至还需要懂得心理学和哲学。不仅仅如此人工进行智能涵盖的学科研究范围很广泛，这就需要要求以及人们在学习中国人工智能时要学习更的东西。下面让我们借此来回顾一下计算机的发展历史。1941年，第一台由美国和德国开发的计算机诞生了，从那时起，人类储存和处理信息的方式开始发生巨大变化。世界上第一胎电脑可以说是“胖”了，占地一座房子那么大，但确实是又胖又精致，需要在有空调的房间里工作。如果你想让它处理一些事情，你需要重新连接线路。这肯定不是什么省力的工作，也肯定省不了力气。重焊数千行。终于在1949发明了我们可以进行存储系统程序的计算机，这样，编程语言程序总算可以通过不用焊了，相比于以前是好的多了。由于编程变得如此容易，计算机理论的发展最终导致了人工智能理论。虽然现在看来，新机器已经能够达到一些人类的智能，直到20世纪50年代，人类的智能才与这台新机器联系在一起。

1.3人工智能的重点领域

人工进行智能技术研究的领域发展极为广泛，几乎没有涉及到人类可以创造所需要的诸如数学、物理、信息管理科学、心理学、生理学、医学、语言学、逻辑学以及中国经济、法律、哲学等重要基础学科。人工智能分为五个领域:自然语言处理、计算机视觉、语音识别、专家系统和交叉领域。

1.3.1语音识别

语音识别技术，也被称为自动语音识别Automatic Speech Recognition，(ASR)，其目标是将人类的语音中的词汇内容转换为计算机可读的输入，例如按键、二进制编码或者字符序列。与讲话者识别验证和说话人验证不同，后者试图识别或确认说话人是谁，而不是其中包含的词汇内容。现如今语音进行识别技术已经在我们学习生活中得到广泛应用，例如对于我们所熟知得苹果的siri，华为的小艺。在腾不出手时，我们可以对着手机说“嘿siri”来进行我们所需要的操作。

1.3.2专家系统

关于人工智能代替人类的讨论越来越激烈，仔细考虑之后会很焦虑。只有不断学习新事物，我们才能跟上这个瞬息万变的世界。很多人会把人工智能与专家进行系统搞混，其实专家管理系统设计只是通过人工智能中的一环而已。专家系统是一种电脑程序系统，包含了各行各业不同专业资深专家的知识，能够帮人们解决一定的问题。

2.1材料学分类

材料学可以分为这几个比较大的学科，材料科学与工程、高分子材料与工程、复合材料。我学的是高分子材料和工程，和他们不一样。目前高分子材料已被广泛应用于我们生活、生产、科研和国防等各个领域，成为影响我国经济科学发展研究的一个国家重点领域。现代科学技术和工业的进步，为高分子材料的发展开辟了更加广阔的前景。聚合物材料已从传统的有机材料扩展到具有光、电、磁、生物和分离效果的功能材料。高分子结构进行材料正朝着高强度、高韧性、耐高温、耐极端条件的高性能材料技术发展，为航天航空、近代通讯、电子信息工程、生物系统工程、医疗卫生和环境资源保护等各个管理方面可以提供学习各种新型建筑材料。

2.2高分子材料与人工智能的关系

2.2.1智能高分子材料的率先发展

无论科学如何发展，人工和模拟的“智能”与自然和原始的“智能”还是有质的区别的。从当地的角度来看，人工智能可以取代人类的一些脑力劳动。然而，从本质说起，人的创造力是无限的。归根结底，即使是最好的人工智能，也是由人类创造、操纵和使用的，为了向前发展，人工智能必须首先依靠人类。在与化学教学有着非常密切相关关系的材料进行科学领域中，率先全面发展并已经初见成效的当推智能高分子材料，这是企业因为与人工智能生产关系最密切的是功能，而在中国化学教育功能材料中，高分子材料的研究最广。

2.2.2高分子薄膜的智能化

生物分子具有特殊的识别能力，可以作为发出智能指令的特征。如果将生物分子或复杂的生物体系与聚合物膜结合，可以利用生物分子的识别能力使膜具有选择性穿透和选择性吸收的功能，从而达到材料分离的目的。LB膜是使高分子薄膜智能化的重要问题研究分析对象，它可以通过获得光学记忆、光电信息交换、选择性传质、选择性传感等功能，用于设计制作需要人工视网膜以及发展具有嗅觉和味觉功能的高分子薄膜，使高分子智能建筑材料提供更多地用于医用功能主要材料。

2.2.3高分子复合材料的智能化

合成的智能复合材料被称为精明的材料。根据响应方式的不同，智能材料可分为主动控制型和被动控制型。主动控制式机敏材料发展具有中国先进和复杂的功能，可自动进行检测技术材料的动力和静力，在允许范围内比较分析测定研究结果,经过筛选确定一个适当的响应，控制不希望学生出现的动态特性。被动控制智能材料只能传输位移、应变、温度、压力、加速度等信息，是一种低水平的智能材料。两家美国航空公司开发了“智能飞机蒙皮”，植入微型传感器、微处理器、微型天线、发射器、接收器等。进入由导电复合材料制成的飞机蒙皮，实现电子设备与飞机机身的一体化。

2.3人工智能对高分子材料未来发展的影响

未来，基础教育科研技术领域的发展将构筑于数据与人工进行智能的基础之上。对此，我应该抓住AI 2.0时代的发展契机，积极进行构建社会基础教育科研数据库，高效利用人工智能信息技术，抢占技术企业创新高地，实现建筑材料作为基础科研工作领域的“弯道超车”。材料基础科学研究领域的研究过程充满了“大数据”，从设计、实验、试验到论证，科学家离不开数据的收集、选择和分析。人工进行智能信息技术（机器可以学习算法）擅长在海量数据中寻找“隐藏”的因果关系，可用于企业解决经济基础教育科研中的种种社会问题，因此得到了科研工作者的广泛关注。不难发现，在未来的材料科学中，人工智能将占据一个相对重要的位置。

2.4高分子材料研究是否会被人工智能所代替

尽管近年来人工智能发展迅速，但它不太可能取代高分子材料。人是富有创造性的生物，而人工进行智能技术不能。只能通过现有数据运行。简而言之，如果有人铺路，只需要沿着路走就行了。然而，高分子材料的研究却不是这样的，它需要我们不断的去做实验，去发现问答题，找到问题所在，并尽力解决问题。同时，人脑的创造力是不可替代的，我们可以走一条新的道路。我们可以创新，而不是守旧，创造不只是人工智能代码可以解释的。一个人他所经历进行不同国家那么他的创造我们就不一样。头脑不同，所以我说人脑很棒。正如之前的研究所说，人类的大脑发育不到20%，所以我们的创造力也取决于大脑的发育。而材料学却恰恰也是如此啊，我们需要去分析发现新的材料，比如一个电阻更小的电线，更轻的却又更坚硬的合金，亦或是能与教育我们通过人体没有完美社会融合的物质去进行设计人造器官的研究。简而言之，材料科学需要创造精神，这是人工智能所不具备的，也是我们人类所独有的，所以我不认为材料科学在未来会被人工智能所取代。

3.人工智能环境中个人就业和职业发展规划

3.1学习方法的改进

人们常说仰望天空需要很长时间。为什么这么说？就像像小时候因为我们常听的故事井底之蛙，青蛙只是呆在井里，所以对于它所需要看到的太空技术只有一个那么一井之大。当我们年轻的时候，我们可能会把它当作一个故事一笑置之。回想起来也是这样吗？我们不能只沉浸于自己的世界，只是单纯的去仰望着井外的世界，跟上时代的发展。强如我们民族伟大复兴祖国，在清朝时已天朝自居，闭关锁国与外界环境隔绝，让西方发达国家发展渐渐变强，自己却还在抱着一个落后的知识沾沾自喜。因此，我不应该这样做。在我未来的学习生涯中，我不仅要学习知识，还要学习周围世界的变化。我不仅要沉浸在自己的舒适区，还要走出自己的舒适区，去了解世界上发生的大事，而不是被世界抛弃。当我们从这个世界的轮子上掉下来的时候，就很难追上了。当然不仅仅是要走出舒适区，也要打好基础知识，为学习更高水平的知识打好基础。更要从我们现在开始做起认真对待每一个不同学科，不论是必修课还是公选课，扩展到了自己进行学习的知识光度。只有当我们的知识足够广泛时，我们才能更好地认识到自己的缺点。学习是终身的事情，不是一时的考试。我们应该为自己学习，而不是为别人学习。首先要认识到这一点。

3.2 知识广度的扩展

培根说过“书籍是人类进步的阶梯”在这个信息爆炸的时代，我个人认为还是纸质图书更为具有优势它能使我们更好的去与作者交流，只有多读书方可丰富我们的知识广度能够让我们了解得更多，站在巨人的肩膀上看世界也能让我们看世界看的更加广阔，这是一个急躁的时代，我们需要在书中寻找我们的安静。为了扩大知识的广度，我们不仅需要从书本上获得，还需要我们平时的积累来做一些有意义的活动，这样我们才能从中获得一些宝贵的东西。当然我认为可以扩展学生知识的广度主要问题还是从书中，因为它没有进行任何的限制，他不需要你付出什么，仅仅一个需要你的时间，去真正的投入使用其中，这样你才能不断获得相关书籍的馈赠。书籍是人类智慧的结晶。养成阅读习惯，自我是个人健美拼图的终身事件：对于一个国家和民族来说，这是关系到国家前途、民族和命运的民族大事。欧阳修说:“立身以立学为先,立学以读书为本”。一个人的生命是有限的，但我们应该思考怎样使这有限的生命学习到更多无限的东西，就算像他人学习也仅仅只是学习到他人有限的经验，但是通过阅读像别人学习这是无限的。读古书如与圣贤对话，读现代书如与智者对话。

3.3人工智能发展下所需的技能

谈及人工智能发展下所需的技能不得不首先想到的就是审美了。单从工业生产的角度来看，目前我国产品生产功能不落后，许多技术先进甚至先进，真正的差距在于产品设计意识，它构成了产品质量的核心竞争力。苹果公司产品能抓住消费者的心不仅可以在其技术，更在其艺术设计方面，它那富有艺术气息的产品造型深深地抓住了顾客的心。其次是创新，创造能力。目前，机器虽然是智能的，但真正意义上的创新、创造仍然是人类的强项，因为人类的大脑很奇妙，我们充满了情感。未来，广告公司将能够利用大数据等人工智能，准确计算针对不同消费者的屏幕广告，但要想让一个真正能唤起情感、唤起回忆、令人难忘的口号发挥作用，需要想象力、智慧以及对人性和人类情感的深刻理解。第三是基于学生情感的沟通、表达自己能力。我们与人工智能最大的区别就是我们富有情感，尽管机器已经学习了各种表达能力。当我们需要与他人建立情感联系，真诚地表现出同情心时，机器是无法代替人的。因此，我认为目前我们应该把我的工作放在那些需要我们人类情感的工作上。

4未来人工智能发展前景

未来发展人工智能技术替代一部分人工，这是一个无可厚非的。但是，当我们大张旗鼓地开发人工智能时，我们还需要意识到的是，我们有一些局限性，比如黑客帝国，发展人工智能，以更好地为人类服务，而不是受到限制，我们需要记住我们发展时的第一个想法。

文献参考：

1.《人工智能》(美)尼尔森郑扣根译机械工业出版社

2.人工智能智能系统指南(英文版·第2版)(澳)尼格内维特斯基(Negnevitsky,M.)机械工业出版社

3.《人工智能:理论与实践》(美）迪安等著，顾国昌等译电子工业出版社