技术领域
[0001] 本发明涉及人工智能领域，特别涉及一种人工智能系统。
相关背景技术
[0002] 人工智能意在生产出一种能够以人类智能相似的方式做出反应的智能机器，以代替人类思考，高效率、低能耗且智能地解决各种问题，目前已成为一项热门的研究课题。
[0003] 人工智能分为弱人工智能和强人工智能两大类，弱人工智能虽然能够对输入信息做出看似智能的反应，但并不具备推理和自主解决问题的能力，无法实现真正的智能化。而强人工智能着重于模拟人类的大脑，通过复制人脑的活动可以具备推理和自主解决问题的能力，实现智能化。
[0004] 在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下缺陷：
[0005] 强人工智能中纯粹地采用模拟人脑的方式实现智能化时，对软硬件的要求非常高，而且不能采用现有的数据处理技术，不能充分发挥现有数据处理技术的优势。
具体实施方式
[0040] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0041] 在对本发明实施例进行详细说明之前，首先对本发明实施例涉及的多个单元进行如下解释说明：
[0042] 1、发言单元(Spokesperson，简称S单元)：对外，发言单元代表整个人工智能系统与外界进行信息交换，能够接收外界输入的指令并对外发出反馈；对内，发言单元能够判断外界输入的指令是工作类指令还是改进类指令，并将外界输入的指令传递给管理单元或改进单元；
[0043] 2、管理单元(Manager，简称M单元)：负责将工作指令分配给相应的执行单元，并为改进单元收集各种性能信息，执行改进单元的改进方案；
[0044] 3、执行单元(Executor，简称E单元)：只负责接收管理单元分配的工作指令，执行对应的工作任务，完成工作任务或者在执行工作任务的过程中遇到异常后，可以向管理单元反馈，也可以向相关的系统性能信息提交给管理单元；
[0045] 4、改进单元(Improver，简称I单元)：该人工智能系统中具有创造性的单元，负责寻找改进系统性能和调整人工智能系统以完成给定任务的方法。具体包括：用新规则连接人工智能系统内已有的单元、将创造单元开发的新工具交予执行单元使用，创建新的单元等；
[0046] 5、创造单元(Creator，简称C单元)：负责按照改进单元的命令设计新工具。
[0047] 图1是本发明实施例提供的一种人工智能系统的结构示意图。参见图1，该人工智能系统包括：管理单元101、执行单元102和改进单元103。该管理单元101与该执行单元102连接，该管理单元101与该改进单元103连接。
[0048] 该管理单元101，用于收集该人工智能系统的性能信息；
[0049] 该改进单元103，用于根据该管理单元收集的性能信息，生成改进方案；
[0050] 该管理单元101，用于将该改进单元生成的改进方案分配给该执行单元；
[0051] 该执行单元102，用于按照该管理单元分配的改进方案执行，以改进该人工智能系统的性能。
[0052] 在第一种可能的实现方式中，该人工智能系统还包括创造单元，该创造单元与该改进单元103连接；
[0053] 该改进单元103，用于在基于已有的工具生成改进方案失败时，向该创造单元发送创造指令；
[0054] 该创造单元，用于根据该改进单元103发送的创造指令，创造新的工具，返回给该改进单元103；
[0055] 该改进单元103，用于基于该创造单元创造的新工具，生成改进方案。
[0056] 在第二种可能的实现方式中，该人工智能系统还包括发言单元，该发言单元与该改进单元103连接；
[0057] 该改进单元103，还用于如果基于该创造单元创造的新工具生成改进方案失败时，通过该发言单元，对外提供需要的硬件设备列表。
[0058] 在第三种可能的实现方式中，该改进单元103还用于在该人工智能系统处于空闲状态时，根据该管理单元101收集的性能信息，生成该改进方案。
[0059] 在第四种可能的实现方式中，该人工智能系统还包括发言单元，该发言单元与该改进单元103连接；
[0060] 该发言单元，用于接收改进指令，并向该改进单元103下发该改进指令；
[0061] 该改进单元103，用于根据该改进指令和该管理单元101收集的性能信息，生成该改进方案。
[0062] 在第五种可能的实现方式中，该发言单元与该管理单元101连接；
[0063] 该发言单元，还用于接收工作指令，并向该管理单元101下发该工作指令；
[0064] 该管理单元101，还用于将该发言单元下发的工作指令分配给该执行单元102；
[0065] 该执行单元102，还用于执行该管理单元101分配的工作指令。
[0066] 在第六种可能的实现方式中，该人工智能系统中的至少一个单元具有自相似结构。
[0067] 在第七种可能的实现方式中，该人工智能系统包括发言单元，该发言单元用于确定任一单元发生异常时，断开该发生异常的单元。
[0068] 上述所有可选技术方案，可以采用任意结合形成本发明的可选实施例，在此不再一一赘述。
[0069] 图2是本发明实施例提供的一种人工智能系统的结构示意图。参见图2，该人工智能系统至少包括：管理单元201、执行单元202和改进单元203。该管理单元201与该执行单元202连接，该管理单元201与该改进单元203连接。
[0070] 具体地，该人工智能系统中可以包括一个或多个管理单元201、一个或多个执行单元202、一个或多个改进单元203，其中的每个单元可以由若干计算机软硬件组成，这些单元在一系列规则的限制下进行有限而可控的联系。
[0071] 且一个管理单元201可以与一个或多个执行单元202连接，也可以与一个或多个改进单元203连接。另外，执行单元202与改进单元203可以连接，也可以不连接。本实施例对此均不做限定。
[0072] 该管理单元201用于收集该人工智能系统的性能信息，该改进单元203用于根据该管理单元201收集的性能信息，生成改进方案，该管理单元201用于将该改进单元203生成的改进方案分配给该执行单元202，该执行单元202用于按照该管理单元201分配的改进方案执行，以改进该人工智能系统的性能。
[0073] 其中，该性能信息用于表示该人工智能系统当前的性能，可以包括当前的系统性能或者在该人工智能系统的控制下生产出的产品的性能，例如，该系统性能可以包括该人工智能系统当前的CPU(Central Processing Unit，中央处理器)利用率、占用的带宽、任务处理时延等，该产品性能可以包括产品的成品率、合格率等，本实施例对该性能信息不做限定。
[0074] 在本发明实施例中，该管理单元201为该执行单元202分配工作任务，该执行单元202会执行该管理单元201分配的工作任务，在执行过程中可以统计该人工智能系统的性能信息，并上报给该管理单元201，该管理单元201即可收集该人工智能系统的性能信息，并存储该性能信息。
[0075] 后续过程中，该改进单元203可以向该管理单元201请求性能信息，并对该性能信息进行分析，对该人工智能系统当前的性能进行评价，根据分析结果，尝试制定改善系统性能的改进方案，指出该人工智能系统需要改进而且能够改进的方面，并将该改进方案发送给该管理单元201，由管理单元201将该改进方案分配给执行单元202，执行单元202即可按照该改进方案执行，从而改进该人工智能系统的性能。
[0076] 其中，该改进单元203存储有一系列算法，可以采用这些算法来生成改进方案，本发明实施例对采用的算法不做限定。
[0077] 而且，该改进单元203在生成改进方案时，可以建立改进模型，尝试在不添加新工具和新硬件设备的情况下，只通过重新连接系统内已有的若干个执行单元203，通过执行单元203的“转岗”来生成改进方案，达到改进的目的。如果生成改进方案成功，即可将该改进方案交由执行单元203执行。
[0078] 可选地，该改进单元203具体用于在该人工智能系统处于空闲状态时，根据该管理单元201收集的性能信息，生成该改进方案。
[0079] 也即是，该改进单元203可以分析该人工智能系统当前的运行状态，判断当前是处于繁忙状态还是空闲状态，当确定该人工智能系统当前处于空闲状态时，表示执行单元202目前没有执行工作任务，则该改进单元203可以根据该性能信息生成该改进方案，以便执行单元202按照改进方案执行。而当确定该人工智能系统当前处于繁忙状态时，表示执行单元202目前正在执行工作任务，则暂不生成改进方案。当然，还可以由该管理单元201根据该执行单元202执行工作任务的情况来分析人工智能系统当前的运行状态，并将判断结果发送给该改进单元203，本实施例对此不做限定。
[0080] 本实施例仅针对管理单元201、执行单元202和改进单元203进行说明，实际上，该人工智能系统还可以包括用于实现其他功能的单元，本实施例对此不做限定。
[0081] 本发明实施例提供的人工智能系统，通过改进单元整合人工智能系统的性能信息，自主制定改进计划并通过执行单元来执行改进方案，能够挖掘软硬件潜力，改进系统性能，使得该人工智能系统具备了自主解决问题的能力，实现了强人工智能。而且，虽然该人工智能系统重新定义了经典软硬件之间信息交互的内容和组合方式，但各组件内部的执行模式并没有改变，因而针对单个软硬件的现有数据处理技术可以不受影响地充分应用在该人工智能系统中，即该人工智能系统既能够实现强人工智能，也能够充分发挥现有数据处理技术的优势。
[0082] 在第一种可能的实现方式中，参见图3，人工智能系统中还包括创造单元204，该创造单元204与该改进单元203连接，用于创造新的工具。
[0083] 该改进单元203用于在基于已有的工具生成改进方案失败时，向该创造单元204发送创造指令；该创造单元204用于根据该改进单元203发送的创造指令，创造新的工具，返回给该改进单元203；该改进单元203用于基于该创造单元204创造的新工具，生成改进方案。
[0084] 具体地，改进方案的执行需要利用该人工智能系统已有的工具，因此该改进单元203在生成改进方案时会基于已有的工具生成，当该改进单元203基于已有的工具生成改进方案失败时，表示基于目前已有的工具无法实现对该人工智能系统的改进，需要新的工具，此时，该改进单元203可以向该创造单元204发送创造指令，指示该创造单元204创造新工具，该创造单元204接收到该创造指令时即可创造新的工具，将创造的新工具返回给该改进单元203，该改进单元203即可将新工具加入改进模型，重新生成改进方案，生成改进方案成功时再交由执行单元202执行。
[0085] 其中，该创造单元204中可以包括资料数据库，该资料数据库用于存储开发软件程序，该创造单元204可以通过存储的开发软件程序，创造新的工具。另外，该人工智能系统中创造的工具可以包括打印机接口、显示接口等，本实施例对此不做限定。
[0086] 本发明实施例提供的人工智能系统，通过创造单元自主创造新工具，由改进单元基于新工具生成改进方案，改进单元和创造单元共同实现了各种自主维护和主动改进性能的行为，使该人工智能系统具有实现强人工智能的特性，能够在自主改进中逐步实现性能提升和各种智能特性。
[0087] 在第二种可能的实现方式中，参见图4，该人工智能系统还包括发言单元205，该发言单元205用于与该人工智能系统的外界进行交互，可以作为内部单元与外界之间的媒介。
[0088] 该发言单元205与改进单元203连接，该改进单元203还用于如果基于该创造单元204创造的新工具生成改进方案失败时，通过该发言单元205对外提供需要的硬件设备列表。
[0089] 具体地，创造单元204创造新工具后，该改进单元203可以基于新工具生成改进方案，但是当该改进单元203基于新工具生成改进方案失败时，表示即使生成了新工具也不能实现对该人工智能系统的改进，改进过程受到了当前硬件设备的限制，此时，该改进单元203可以确定需要的硬件设备列表，通过该发言单元205对外提供需要的硬件设备列表，以便维护人员根据该硬件设备列表，为该人工智能系统添加硬件设备。之后，该改进单元203即可基于添加的硬件设备生成改进方案。
[0090] 例如，该改进单元203需要改进人工智能系统的打印功能，由创造单元204生成了打印接口，但是由于该人工智能系统未配置打印机，基于打印接口生成改进方案时，仍会导致生成失败，此时该改进单元203可以通过发言单元205对外提供硬件设备列表，该硬件设备列表包括打印机，当维护人员为该人工智能系统添加打印机时，该改进单元203即可基于生成的打印接口和添加的打印机生成改进方案，从而为该人工智能系统添加了打印功能。
[0091] 可选地，该改进单元203可以通过该发言单元205获得外界维护人员的同意后，再对人工智能系统进行改进。
[0092] 也即是，该改进单元203可以在人工智能系统当前处于空闲状态时对性能信息进行分析，尝试制定改善系统性能的初步改进方案，通过发言单元205提交给外界维护人员，若维护人员同意该初步改进方案，该改进单元203即可按照初步改进方案协同创造单元204制定正式的改进方案，交由执行单元202执行。
[0093] 可选地，该改进单元203既可以在人工智能系统当前处于空闲状态时生成改进方案，也可以根据发言单元205的命令生成改进方案。
[0094] 具体地，该发言单元205可以接收外界输入的改进指令，并向该改进单元203下发该改进指令，该改进单元203接收到该改进指令时，可以获取该管理单元201收集的性能信息，根据该改进指令和性能信息，生成改进方案，将该改进方案发送给该管理单元201，由管理单元201将该改进方案分配给执行单元202，执行单元202即可按照该改进方案执行，从而改进该人工智能系统的性能，满足了维护人员的需求。
[0095] 可选地，参见图5，该发言单元205也可以与该管理单元201连接，向该管理单元201下发工作指令。
[0096] 具体地，该发言单元205可以接收外界输入的工作指令，并向该管理单元201下发工作指令，该管理单元201可以将该工作指令分配给执行单元202，执行单元202即可按照该工作指令执行，完成工作任务。
[0097] 在此过程中，该管理单元201可以跟踪执行单元202的任务进度，收集相关的系统性能数据和异常记录，该执行单元202负责具体实施，并在需要时汇报任务的进度给该管理单元201。任务完成时，可以通过该管理单元201向发言单元205汇报，发言单元205负责对外界做出反馈。当任务发生异常，该执行单元202判定指令无法执行时，根据需要，发言单元205有两种处理方式：对外反馈任务异常并不再处理该任务，或自动生成改进任务，尝试自主改进系统性能以完成任务。任务过程中外界可以随时讯问任务进度。
[0098] 实际应用时，该发言单元205可以接收外界输入的指令，判断该指令为工作指令还是改进指令，如果该指令为工作指令则分配给该管理单元201，如果该指令为改进指令则分配给该改进单元203。
[0099] 本发明实施例提供的人工智能系统，通过发言单元可以实现基本的对外交互，且除发言人单元外，所有单元可以不与外界直接接触，这使得人工智能系统的输入输出信号都能方便有效地受到监控，大大提高了外界对人工智能系统实施恶意攻击的难度，也使得人工智能系统失控时对外界造成实际破坏的难度增加，这些都使人工智能系统在具有高度智能和复杂度的同时，仍然可控且安全。
[0100] 在第三种可能的实现方式中，该人工智能系统中的至少一个单元具有自相似结构。
[0101] 以S表示发言单元，以M表示管理单元，以E表示执行单元，以I表示改进单元，以C表示创造单元。则该人工智能系统具有ESMIC架构，可以称为ESMIC系统。参见图6，该人工智能系统中可以包括E、S、M、I、C单元，其中的M单元也可以包括ME、MS、MM、MI、MC单元，即M单元具有自相似结构。
[0102] 该人工智能系统中的某一单元具有自相似结构时，该单元本身具有强人工智能，可以实现自主改进性能。
[0103] 尤其是当改进单元具有自相似结构时，改进单元本身具有强人工智能，即可制定更合适的改进方案，并从维护人员的反馈意见中学习并预测系统改进的潜在需求和方向，从而大大提升了人工智能系统的性能。由于具有自发改进能力，系统的性能提升甚至能够早于人工改进指令的提出，换句话说具有自相似结构的ESMIC系统能学会预见使用者的需求变化，未雨绸缪，减少“临时抱佛脚”的低效率情况发生，这种高度智能的特征显著提高了系统的总体性能。
[0104] 该人工智能系统中的五个单元均可以具备自相似结构，这样的好处在于：各个单元之间可以相互配合，即使某一单元的性能不理想，也可以通过其他单元的智能化来保障总体性能，大大增强了对抗软硬件攻击和系统异常的抗性，提高系统可靠性和处理性能，使得该人工智能系统具有极佳的扩展和自组织能力。
[0105] 进一步地，在该人工智能系统的软硬件受到攻击或损坏时，一些单元会发生反馈异常，为保障系统安全，该人工智能系统须尽快主动断开与异常单元的数据连接，事后再尝试修复工作。此时具有自相似结构的人工智能系统将发挥其优势：
[0106] 若该人工智能系统中的第一单元发生异常时，第一单元或者与第一单元连接的其他单元可检测到该第一单元发生异常，并将异常情况上报给该发言单元205，此时该发言单元205确定该第一单元发生异常，可以断开该第一单元与其他单元的连接。
[0107] 此时，如果除该第一单元以外的第二单元具有自相似结构，在该第二单元内包含有与第一单元功能相同的单元，则该第二单元内与第一单元功能相同的单元即可代替第一单元，完成该第一单元的功能。
[0108] 如图6所示，若I、E和C单元都被破坏或发生异常时，将I、E和C单元断开，如图7所示。由于具有ESMIC结构的M单元没有被破坏，S单元在发现异常后将与M单元下属的S单元“结合”，共同完成S单元的任务，而M单元内的其他部分将替代原系统内的相应部分，实现其功能，如图8所示。
[0109] 本发明实施例提供的人工智能系统，通过动态重组单元连接结构和自主编写新工具来完成以前无法完成的任务，挖掘软硬件潜力，提升下次执行类似任务时的性能。这使得系统实质上具有了完全自主解决和提出问题的能力，实现了强人工智能。当系统的一部分被破坏或者断开连接时，只要还残存有完整的ESMIC子系统，该系统就不会崩溃，并能保持ESMIC系统的特性和对外交流功能。
[0110] 另外，几个装载ESMIC架构的系统可以非常方便地自主组合成一个新系统并完成任务，新系统同时具有原系统的数据和功能并进行优化，而且在组合的过程中每个系统对外提供的服务也无需中断。
[0111] 本发明实施例中，在该人工智能系统实施的开始阶段，将软硬件划分为上述五个功能单元，各自写入实现其基本功能的程序和交互机制，并完成连接。该人工智能系统可以通过上述五个功能单元实现强人工智能，不断地对该人工智能系统进行改进。
[0112] 其中的改进单元和创造单元并不参与工作任务的执行，随时可以从该人工智能系统中移除。当该人工智能系统改进完成，需要进行量产时，为了保障安全，可以移除该人工智能系统中的改进单元和创造单元，只保留发言单元、管理单元和执行单元，此时该人工智能系统不再具有改进能力，会表现的和传统的计算机类似，其人工智能水平也将下降并保持在弱人工智能水准。
[0113] 另外，还可以移除具有自相似架构的改进单元中的改进单元和创造单元，只保留具有自相似架构的改进单元中的发言单元、管理单元和执行单元，并为其固定一项检查作为各种改进计划的最后一道检验，此时系统将具有可控的改进能力，不会出现具有威胁性的结构改变和新工具交由执行者执行的情况，从而实现系统的自主改进与安全并存。其中，固定检查的约束条件可以为机器人三大定律或者其他约束条件等。
[0114] 综上所述，本发明实施例提供的人工智能系统，通过动态重组单元连接结构和自主编写新工具来完成ESMIC系统以前无法完成的任务，可以通过整合之前的性能数据自主制定改进计划并执行，挖掘软硬件潜力，提升下次执行类似任务时的性能。这种新的软硬件架构能够应用到目前各种可以相互连接的软硬件处理设备上，使其具有完全自主解决和提出问题的能力，即强人工智能。而且，虽然人工智能系统重新定义了经典软硬件之间信息交互的内容和组合方式，但各组件内部的执行模式并没有改变，因而针对单个软硬件的现有数据处理技术可以不受影响地充分应用在该人工智能系统中。
[0115] 进一步地，除发言人单元外的所有单元不与外界直接接触，这使得系统的输入输出信号都能方便有效地受到监控，这大大提高了外界对系统实施恶意攻击的难度，也使得智能系统失控时对外界造成实际破坏的难度增加。这些都使ESMIC系统在具有高度智能和复杂度的同时，仍然可控且安全。
[0116] 进一步地，在软件系统完成开发进行量产时，移除具有改进能力的改进单元和创造单元，以保证系统具有可控的改进能力，不会出现具有威胁性的结构改变和新工具交由执行者执行的情况，从而实现系统的自主改进与安全并存，能安全有效地控制其智能水平和行为。
[0117] 以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
