Java 和人工智慧。用Java可以寫人工智慧嗎？

我們繼續討論 Java 在 IT 市場最熱門和最受歡迎的領域中的使用。我們已經寫過關於 Java 如何在物聯網、雲端服務、大數據和區塊鏈中使用的文章。接下來是另一個超級有趣且重要的利基市場—人工智慧（AI）。 「人工智慧將是谷歌的完美版本。一個完美的搜尋引擎，知道網路上的一切，完全理解你想要什麼並將其提供給你。目前我們距離這個目標還很遠。但我們正在努力，並逐漸接近實現這個想法。” 拉里·佩奇，Google聯合創始人。

為什麼Java在人工智慧開發中流行？

AI領域使用的程式語言相當多，但Java無疑是最受歡迎的之一。特別是，Java 用於創建機器學習、神經網路、搜尋演算法、遺傳編程和多機器人系統的解決方案。物件導向和可擴展性等特性對於人工智慧專案至關重要，這使得 Java 非常適合它們。由於當今人工智慧技術已經被企業積極使用，因此對 Java 功能的需求很大，它允許您創建可在多個平台上運行的單一版本的應用程式。Java 在人工智慧程式設計中的另一個優點是能夠編寫不同類型的演算法。而Java的其他優勢和優勢，我們已經不只一次提到過，都是人工智慧開發領域所需要的。其中包括易於創建和調試程式碼、簡化大型專案的工作、簡化的視覺化以及 Swing 和 SWT（標準視窗小部件工具包）的可用性。這些功能使您能夠創建有吸引力的複雜圖形和介面。 「人工智慧正在以令人難以置信的速度發展。除非你與從事人工智慧研究的科學家團隊有直接聯繫，否則你不知道進展有多快——進展以接近指數的速度增長。” 馬斯克 (Elon Musk)，SpaceX 和特斯拉汽車公司的創辦人。

Java 中的人工智慧項目

Java 程式碼被許多與人工智慧的一個或另一個領域相關的專案使用。這裡有一些有趣的例子。

• 用於北極圈研究的移動機器人

  科學家利用 Java API 創建了一系列移動機器人，用於北極圈（格陵蘭和南極洲）的研究。當然，Java技術也被用於其他行動自主機器人的開發，但在用於探索北極圈的設備方面，網路上有特別多的公開資訊。

  Так, GUI (графический интерфейс пользователя) для данных роботов разрабатывается с помощью инструментов Java Swing. Поскольку Swing прост в использовании и может напрямую взаимодействовать с компонентами, эта платформа была выбрана для обеспечения средств управления роботом и его мониторинга.

• JOONE Neural Engine

  JOONE Neural Engine (Java Object Oriented Neural Engine) — это популярная мультиплатформа, которая позволяет создавать, обучать и тестировать нейронные сети.

  Joone состоит из компонентной архитектуры, то есть базируется на дополняемых компонентах, которые могут быть расширены с целью построения новых алгоритмов и архитектур нейронных сетей.

  Компоненты являются codeовыми модулями, которые прилагаются для создания информационного потока. Новые компоненты могут быть добавлены or отсоединены. Кроме того, Joone имеет GUI-приложение, позволяющее графически создавать и тестировать любые нейронные сети, а также распределенную среду обучения, которая позволяет тренировать нейронные сети на многих удаленных машинах.

• Robocode

  Robocode — это достаточно старая, широко известная и все еще популярная игра на основе Java с открытым исходным codeом, которая позволяет пользователям изучать принципы Java-программирования. Она также хорошо подходит для изучения базовых принципов робототехники и искусственного интеллекта.

  В Robocode игрок создает собственного робота-танка, программирует его стратегию и разрабатывает программный интеллект, соревнуясь с роботами других пользователей. Впервые созданная еще в 2000-м году, Robocode и по сей день является одной из самых популярных и известных игр для программистов.

• WEKA Machine Learning Suite

  Waikato Environment for Knowledge Analysis (WEKA) Machine Learning Suite — это открытый список алгоритмов, которые используются для разработки методов машинного обучения. Все алгоритмы WEKA заточены под машинное обучение и интеллектуальный анализ данных.

  Now набор WEKA Machine Learning Suite широко используется в бизнес-среде, предоставляя компаниям упрощенный анализ данных и предиктивную аналитику.

• Чат-бот Alice

  Чат-бот A.L.I.C.E. (Artificial Linguistic Internet Computer Entity), также известный How Alicebot or просто Alice, — это программа, способная вести диалог с человеком на естественном языке. Созданная по подобию первой программы-собеседника ELIZA, она использует технику эвристического сопоставления фразы пользователя с образцами в базе знаний. A.L.I.C.E. считается одним из лучших чат-ботов, она три раза становилась победителем премии Лебнера (премия Лебнера присуждается победителю ежегодного конкурса AI Loebner, в котором программы соревнуются в прохождении теста Тьюринга).

“Мы называем это искусственным интеллектом, но в реальности эта технология улучшает и дополняет наш интеллект. Поэтому instead of искусственного интеллекта я бы называла ее дополненным интеллектом.” Джинни Рометти (Ginni Rometty), СЕО компании IBM

ИИ библиотеки на Java

必須說，今天幾乎任何具有傳統 Java 演算法和概念基礎知識的精明 Java 程式設計師都可以實現基於人工智慧領域某些技術的解決方案。為此，有大量開放的 Java 程式庫可以幫助您實現許多相當複雜的功能。值得注意的是，人工智慧大致上是一個相當廣泛的領域，今天我們將討論最受歡迎的人工智慧領域的 Java 函式庫，例如自然語言處理、機器學習、神經網路等。

專家系統

在人工智慧中，專家系統是模擬人類決策能力的電腦系統。

• 阿帕契耶拿

  Apache Jena 是一個開放的 Java 框架，用於建立基於 RDF 模型的語意 Web 和連結資料應用程式。在Apache Jena 官方網站上，您可以找到使用該框架的詳細指南以及 RDF 規範的簡短描述。

• 動力織布機

  PowerLoom（PowerLoom 知識表示和推理系統）是一個用於創建智慧、基於知識的應用程式的平台。PowerLoom 使用知識表示語言（KIF 的變體），該語言基於自然演繹機制。該機制能夠根據知識庫中指定的事實和規則創建邏輯鏈來得出結論。

• D3網絡

  D3web 是一個開源語義推理引擎，用於開發、測試事實知識並將其應用於特定情況。D3web 包含一系列複雜的演算法。在官方網站上，您可以找到該平台的簡要介紹以及許多使用範例和文件。

「我認為人工智慧幾乎是一門人文學科。事實上，這無非是試圖了解人類的智慧和意識。” Sebastian Thrun，電腦科學專家兼 Kitty Hawk 公司負責人。

神經網路

• 尼奧夫

  Neuroph是一個用 Java 編寫的開源程式庫，用於創建神經網路和使用機器學習。

  Neuroph 使用者可以透過提供的 GUI 或使用 Java 程式碼來建立神經網路。Neuroph網站上的文件也詳細解釋了神經網路的實際意義及其運作方式。

• 深度學習4j

  Deeplearning4j是 JVM 的深度學習函式庫，也提供用於建立神經網路的 API。Deeplearning4j提供了豐富的教學和理論來加深您對深度學習和神經網路的了解。

自然語言處理

• Apache OpenNLP

  Apache OpenNLP — это основанный на технологии машинного обучения инструментарий для обработки текста на естественном языке. На сайте есть documentация с информацией о том, How использовать данную библиотеку.

• Stanford CoreNLP

  Stanford CoreNLP — это один из самых популярных фреймворков для обработки естественного языка, который включает в себя множество инструментов для выполнения задач в этой области.

“Года работы в сфере искусственного интеллекта достаточно, чтобы заставить человека поверить в Бога.” Алан Перлис (Alan Perlis), эксперт в компьютерных науках и преподаватель в Университете Пердью, Университете Карнеги-Меллона и Йельском университете.

Машинное обучение

• Java Machine Learning Library (Java-ML)

  Java-ML — это открытый Java фреймворк, который содержит целый набор различных алгоритмов машинного обучения для программистов. На сайте проекта можно найти официальную documentацию с туториалами по возможностям применения Java-ML с примерами codeа.

• Weka

  Weka — это коллекция алгоритмов машинного обучения, которые можно применять непосредственно к датасету через предоставленный графический интерфейс or вызывать через API.

• RapidMiner

  RapidMiner — это платформа для обработки данных, предоставляющая различные алгоритмы машинного обучения через GUI и Java API. В Сети можно найти массу руководств и прочих материалов о применении RapidMiner.

• Генетические алгоритмы

  Генетический алгоритм — это эвристический алгоритм поиска, используемый для решения задач оптимизации и моделирования путем случайного подбора, комбинирования и вариации искомых параметров с использованием механизмов, аналогичных естественному отбору в природе.

• Jenetics

  Jenetics — это продвинутая библиотека генетических и эволюционных алгоритмов, генетического программирования и многоцелевой оптимизации, написанная на современном Java. На сайте проекта можно найти documentацию и туториалы для новых пользователей.

• ECJ 23

  ECJ 23 — это основанный на Java исследовательский фреймворк с сильной поддержкой генетических алгоритмов. Разработан в лаборатории эволюционных вычислений ECLab Университета Джорджа Мейсона в США.

• Watchmaker Framework

  Watchmaker Framework — это фреймворк, предназначенный для реализации платформо-независимых генетических и эволюционных алгоритмов в Java. На сайте проекта можно найти информацию о фреймворке с подробной documentацией и примерами его применения.

Вместо эпилога

如上所述，人工智慧是一個非常廣泛的領域，有大量的框架和系統，使用起來非常簡單，可用於各種應用程式和解決不同類型的問題。如今，人工智慧的範圍正在快速成長，這意味著企業需要越來越多的合格的人工智慧技術專家。如果您對上面列出的人工智慧應用領域感興趣，最好不要推遲熟悉它們——這些知識和技能幾乎肯定會派上用場。