探索人工智能的基础与应用领域

我是一位深入研究人工智能领域的博士生。我经常与我妻子（她是文科生）交流人工智能的各种应用，如人脸识别技术和CHAT GPT等。通常，我不会过于深入技术细节，因为这可能会显得复杂难懂。因此，我更喜欢以生动的生活案例来解释。

说到人工智能（AI），很多人首先会想到一些充满“科幻”感的场景，或者是我们日常生活中常见的语音助手，例如手机上的“小爱同学”或智能家居中的“天猫精灵”。这些都是AI的应用领域，但实际上，AI的世界更加广泛和深刻。

首先，让我们了解AI的基础层。基础层就像人的心脏和大脑，为AI提供了运行的基本能力。假设你的智能电视通过AI推荐系统向你推荐一部热门电视剧，这背后涉及到机器学习的技术。该系统会根据你的观看历史和类似的观众喜好来为你个性化推荐。此外，自然语言处理（NLP）等技术使得语音助手能够理解你的话语。例如，当你告诉“小爱同学”：“明天早上八点叫我起床”，它能准确理解你的意图并在第二天早上按时叫醒你。

现在，让我们转向应用层。应用层是AI如何运用基础层的能力来解决现实问题的地方，也就是AI“上岗工作”的领域。在电商平台上，AI可以分析你的购物历史和浏览偏好，向你推荐可能感兴趣的商品。在医疗领域，AI可以协助医生解读和分析X光片或MRI图像，提高诊断的准确性。在交通管理方面，AI可以智能控制红绿灯，根据交通状况自动调整信号灯的时序，从而减少交通堵塞。

总结一下，基础层是AI具备“听、看、学”等能力的地方，而应用层则是AI利用这些能力解决具体任务的领域。在电视剧推荐的例子中，机器学习和数据分析是基础层的代表。而当AI利用这种推荐能力帮助你找到感兴趣的电视剧，或者在电商、医疗诊断和交通管理等领域帮助你解决问题时，这就是应用层的体现。

上图出自一篇学术论文，简言之，人工智能可分为两大层次，基础层（Infrastructure Layer）和应用层（Application Layer）。

用日常生活的例子来解释，就像在观看电视节目之前，需要信号塔、卫星和电缆等设施传输信号一样。这些都属于“基础设施”，没有它们，电视节目就无法传输。

而当你打开电视并选择一个节目或频道来观看时，你实际上是在与应用层互动。这里的应用层包括了电视节目、用户界面、遥控器等。

这两者之间的明显区别在于，基础层的东西通常难以直接感知，比如信号塔的具体位置或卫星信道的细节。因为这些都已经预先部署好，无需我们深入了解。而应用层更加直观，比如各种电视节目，你可以通过遥控器轻松选择，观看网络直播或点播电影。

人工智能的基础层和应用层与此类似，基础层是AI的“引擎”，负责处理运算、数据存储和其他基本任务。这一层包括硬件（如服务器、GPU、TPU等）、底层软件（如操作系统、数据库管理系统）、网络（云计算资源、数据中心等）以及基础算法（机器学习算法、深度学习网络等）。应用层更注重人工智能如何与实际应用结合，包括特定领域的应用程序、用户界面、高级数据分析和业务逻辑。通常，这是普通用户直接接触到的领域，如人脸支付、语音翻译等。