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781隨著社會發展和科技進步，人工智能技術對人類的影響與日俱增，其應用領域日益擴大。正如國際知名學者周海中先生曾經所言，隨著科技進步，人工智能時代即將到來；屆時，人工智能技術將廣泛應用到各學科領域，會產生意想不到的效果。人工智能技術目前在預測學領域，尤其是趨勢預測算法方面發揮著越來越重要的作用。
預測未來，是人們夢寐以求的一項能力。趨勢是事物明確的、可預見的發展方向，而趨勢預測是分析未來某段時間內的某種趨勢將會產生什么樣的方向性變化。人工智能技術在預測學領域，其算法是核心，數據、算力是基礎；這一技術得以實用化主要得益于數據的累積與算力，其中趨勢預測算法在很多方面起到至關重要的作用。
在經濟方面
投資股市的目的是盈利，因此在決定購買哪只股票之前我們會查閱與該公司相關的信息，搜索最近甚至之前與該公司有關的新聞，逛逛炒股方面的貼吧，看看微博上面與該公司有關的消息。如果這個公司的前景明朗（正面報道很多），那么投資該股票的回報率也許會高一些。另外投資股市，還需要會看各種數據，如K線等。有時我們看到某只股票持續走低，并且有上漲的勢頭了，也許此時是最佳的購入時機，因為該股票有很大可能會觸底反彈了。人工智能技術中的線性回歸算法在股票預測方面的作用很大。
此外，人工智能技術對股價的趨勢預測，是一個深度學習的練習項目。其通過機器學習算法，根據過去幾年與某只股票相關的K線走勢、公司相關報道的情感分析作為數據集，通過訓練來得到可以預測股價的機器學習模型，并用該模型對股價進行趨勢預測。這時趨勢預測算法（如ARIMA模型、LSTM神經網絡模型、Prophet模型等）就有可能大顯身手。雖然不同的模型會有各自的優勢和劣勢，但它們對于股價的趨勢預測有一定的參考價值。
2021年6月25日，歐洲杯小組賽全部結束，接下來的就是淘汰賽。針對接下來的比賽，許多彩民高手通過分析大量的數據來建立模型，從而做出科學的預測。他們利用人工智能技術，建立比賽的趨勢預測算法，將賽事隨機性的東西篩出去，以求找到有價值投注的比賽。人工智能技術具備人力所不能及的優勢，研究數萬場比賽的數據，建模后推演的賽果是非常接近事實真相的。
在醫療方面
最近，美國谷歌公司已開發出一種新的趨勢預測算法，可預測人的死亡時間，且準確率高達95%。這項技術對醫院患者面臨的一系列臨床問題進行了測試。在研究中，谷歌公司對來自兩個醫療中心至少21.6萬名成人患者，應用了人工智能技術，測試時間至少為24個小時。研究人員從電子健康記錄中獲取了大量數據。這項研究發現，該算法可以準確地預測病人的死亡風險、再入院，延長住院時間和出院診斷。在所有情況下，該算法都被證明比以前公布的算法更精確。
人的言語模式可能揭示一個人患精神相關疾病的風險。近年來，研究人員已經將目標轉向計算機算法，幫助心理健康專家分析高危人群的語言，以從他們的講話中發現線索。美國西奈山醫學院、紐約州立精神病學研究所、加州大學洛杉磯分校和其他機構的研究人員使用了一種趨勢預測算法來研究93位有風險的人群的言語模式。研究人員表示，該算法可以識別出哪些病人患上了精神病，準確率達到83%。
谷歌公司的研究人員最近還發現了一種新的方法：掃描眼睛并通過趨勢預測算法來評估一個人患心臟病的風險。對病人眼睛后部掃描的分析，該公司的軟件能夠準確地推斷多項數據，包括個人的年齡、血壓以及他們是否吸煙。然后，這可以用來預測他們患上重大心臟病癥的風險：比如心臟病發作。該算法可以使醫生更快更容易地分析病人的心血管風險，而不再需要血液測試。
在農業方面
許多國家的農業報告預測，到2027年，精準農業市場將達到129億美元，因此越來越需要開發能夠實時指導管理決策的復雜數據分析解決方案。美國伊利諾伊大學的研究人員最近提供了一種有前途的趨勢預測算法，可以更有效、更準確地處理精密農業數據。例如，對于玉米種植來說，決定何時施用氮素肥是一個長期的挑戰。由于多種氮素肥施用量和施用時間，包括種植時施用的所有氮素肥和幾個發育階段的分批施用，氮素肥對田間玉米的有害脅迫程度不同。
他們通過一種稱為卷積神經網絡的機器學習對玉米種植進行了分析。機器學習是人工智能技術的核心，某些類型的機器學習從模式開始，然后要求計算機將所有數據放入這些現有模式中。卷積神經網絡可以對現有模式視而不見，取而代之的是，獲取少量數據并學習組織數據的模式，類似于人類通過大腦中的神經網絡組織新信息的方式。
研究人員主要使用機器學習的方法來生成玉米產量預測。該方法結合了來自不同地形變量，土壤電導率以及玉米田中應用的氮素肥和種子處理的信息。他們借助一種更好的肥料使用模型，實現可以最終幫助農民降低成本，增加玉米產量，并同時減少可持續農業景觀的環境足跡。
以上僅從三個方面介紹了趨勢預測算法的作用。我們可以拿實際數據與預測的結果進行對比分析，計算預測的準確率，分析差異的原因，提出改進的方案，想方設法提高下一次預測的準確率。雖然現實情況千變萬化，但是基本原理和解決問題的思路是相通的。
文/李立群（作者單位：新加坡南洋理工大學工學院）
