人工智能技术与大数据

第12章　认知计算

本书已经介绍了机器学习和人工智能的一般原理。这是创建能够补充和增强人类能力的智能机器的良好基础和起点。计算能力的不断增强以及数据量的不断增加使智能机器成为可能。然而，为了制造出能够与人脑适配的智能机器，还需深入理解人类的认知。

虽然大量的研究和思考已经进行了几十年（或者几个世纪），但远没有完全解码人类认知的本质。本章将向读者介绍认知科学，并介绍一些可用的框架来推进研究。

本章主要介绍以下内容：认知科学；认知系统；认知智能在大数据分析中的应用；IBM Watson作为最先进的认知计算框架之一；用Java开发IBM Watson应用程序。

12.1　认知科学

我们试图建造与人类大脑和感官相匹配的智能机器，并尽可能模仿它们的能力。人类通过5种感官来感知这个世界。认知科学的目标是在智能机器中重建这些感知能力，使它们之间的互动是自然和无缝的。

（1）视觉。通过这种感官可以观察物体，了解它们在三维中的位置，以及它们随时间这一第四维度运动的过程。用眼睛作为视觉的外部接口时，其他的一切都发生在大脑中。依据认知科学的原理构建智能系统，通过摄像机拍摄物体及其运动轨迹，创建数学模型，将视觉信号转化为知识。

（2）听觉。通过这种感官可以听到各种各样的声音信号。人体的外部接口是耳朵，而声音处理也是在大脑中进行的。通过声音识别人，理解信号的含义，这一切都归功于大脑实时处理信号的能力，并利用记忆将音频信号存储于特定上下文，同时触发必要的动作。人工智能系统也可以通过建模来感知音频信号，同时用NLP处理将这些信号转化为知识，并引发行为。

（3）味觉。通过这种感官可以感知物体（食物）的味道。外部接口是舌头，味觉信号是在大脑中处理的。

（4）嗅觉。通过这种感官可以闻到各种各样的东西。外部接口是鼻子，所有的信号都在大脑中处理。 ...