Java 和人工智能。用Java可以写人工智能吗？

我们继续讨论 Java 在 IT 市场最热门和最流行的领域中的使用。我们已经写过有关 Java 如何在物联网、云服务、大数据和区块链中使用的文章。接下来是另一个超级有趣且重要的利基市场——人工智能（AI）。 “人工智能将是谷歌的完美版本。一个完美的搜索引擎，知道互联网上的一切，完全理解你想要什么并将其提供给你。目前我们距离这个目标还很远。但我们正在努力，并逐渐接近实现这个想法。” 拉里·佩奇，谷歌联合创始人。

为什么Java在人工智能开发中流行？

AI领域使用的编程语言相当多，但Java无疑是最流行的之一。特别是，Java 用于创建机器学习、神经网络、搜索算法、遗传编程和多机器人系统的解决方案。面向对象和可扩展性等特性对于人工智能项目至关重要，这使得 Java 非常适合它们。由于当今人工智能技术已经被企业积极使用，因此对 Java 功能的需求很大，它允许您创建可在多个平台上运行的单一版本的应用程序。Java 在人工智能编程中的另一个优势是能够编写不同类型的算法。而Java的其他优势和优势，我们已经不止一次提到过，都是人工智能开发领域所需要的。其中包括易于创建和调试代码、简化大型项目的工作、简化的可视化以及 Swing 和 SWT（标准窗口小部件工具包）的可用性。这些功能使您能够创建有吸引力的复杂图形和界面。 “人工智能正在以令人难以置信的速度发展。除非你与从事人工智能研究的科学家团队有直接联系，否则你不知道进展有多快——进展以接近指数的速度增长。” 埃隆·马斯克 (Elon Musk)，SpaceX 和特斯拉汽车公司的创始人。

Java 中的人工智能项目

Java 代码被许多与人工智能的一个或另一个领域相关的项目使用。这里有一些有趣的例子。

• 用于北极圈研究的移动机器人

  科学家们利用 Java API 创建了一系列移动机器人，用于北极圈（格陵兰岛和南极洲）的研究。当然，Java技术也被用于其他移动自主机器人的开发，但在用于探索北极圈的设备方面，互联网上有特别多的公开信息。

  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

必须说，如今几乎任何精明的 Java 程序员只要具备传统 Java 算法和概念的基础知识，就可以实现基于人工智能领域某些技术的解决方案。为此，有大量开放的 Java 库可以帮助您实现许多相当复杂的功能。值得注意的是，人工智能总体上是一个相当广泛的领域，今天我们将讨论最流行的人工智能领域的 Java 库，例如自然语言处理、机器学习、神经网络等。

专家系统

在人工智能中，专家系统是模拟人类决策能力的计算机系统。

• 阿帕奇耶拿

  Apache Jena 是一个开放的 Java 框架，用于构建基于 RDF 模型的语义 Web 和链接数据应用程序。在Apache Jena 官方网站上，您可以找到使用该框架的详细指南以及 RDF 规范的简短描述。

• 动力织机

  PowerLoom（PowerLoom 知识表示和推理系统）是一个用于创建智能、基于知识的应用程序的平台。PowerLoom 使用知识表示语言（KIF 的变体），该语言基于自然演绎机制。该机制能够根据知识库中指定的事实和规则创建逻辑链来得出结论。

• D3网络

  D3web 是一个开源语义推理引擎，用于开发、测试事实知识并将其应用于特定情况。D3web 包含一系列复杂的算法。在官方网站上，您可以找到该平台的简要介绍以及许多使用示例和文档。

“我认为人工智能几乎是一门人文学科。事实上，这无非是试图了解人类的智慧和意识。” Sebastian Thrun，计算机科学专家兼 Kitty Hawk 公司负责人。

神经网络

• 尼奥夫

  Neuroph是一个用 Java 编写的开源库，用于创建神经网络和使用机器学习。

  Neuroph 用户可以通过提供的 GUI 或使用 Java 代码创建神经网络。Neuroph网站上的文档还详细解释了神经网络的实际含义及其工作原理。

• 深度学习4j

  Deeplearning4j是 JVM 的深度学习库，还提供用于创建神经网络的 API。Deeplearning4j提供了丰富的教程和理论来加深您对深度学习和神经网络的了解。

自然语言处理

• 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，人工智能是一个非常广泛的领域，有大量的框架和系统，使用起来非常简单，可用于各种应用程序和解决不同类型的问题。如今，人工智能的范围正在快速增长，这意味着企业需要越来越多的合格的人工智能技术专家。如果您对上面列出的人工智能应用领域感兴趣，最好不要推迟熟悉它们——这些知识和技能几乎肯定会派上用场。