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1、智能控制基础智能控制基础上海大学机电与自动化学院上海大学机电与自动化学院 李昕李昕课程代号：课程代号：0936501109365011 时间：一时间：一3-4 3-4 三三1-2 1-2 教室：教室：IV201IV201人数：人数：8080人人什么是人工智能？什么是人工智能？人工智能人工智能(A.I.: Artificial Intelligence)(A.I.: Artificial Intelligence)华纳兄弟公司华纳兄弟公司(Warner Brothers, (Warner Brothers, USA)2001USA)2001年出品年出品主演：主演：海利 海利- -乔乔- -奥斯蒙
2、特奥斯蒙特(Haley Joel (Haley Joel Osment)Osment)裘德 裘德- -洛洛(Jude Law)(Jude Law)弗朗西斯 弗朗西斯- -奥康娜奥康娜(Frances (Frances OConnor)OConnor)萨姆 萨姆- -罗伯兹罗伯兹(Sam Robards)(Sam Robards)导演：斯蒂文导演：斯蒂文- -斯皮尔伯格斯皮尔伯格(Steven (Steven Spielberg)Spielberg)编剧：斯蒂文编剧：斯蒂文- -斯皮尔伯格斯皮尔伯格(Steven (Steven Spielberg)Spielberg)类型：科幻片类型：科幻片剧
3、情介绍剧情介绍Cybertronics ManufacturingCybertronics Manufacturing制作公司制造出了第一个具有感制作公司制造出了第一个具有感 情的机器人。他的名字叫大卫情的机器人。他的名字叫大卫DavidDavid作为第一个被输入情感程序的机器男孩，大卫是这个公司的作为第一个被输入情感程序的机器男孩，大卫是这个公司的 员工和他的妻子的一个试验品，他们夫妻俩收养了大卫。而员工和他的妻子的一个试验品，他们夫妻俩收养了大卫。而 他们自己的孩子却最终因病被冷冻起来，以期待有朝一日，他们自己的孩子却最终因病被冷冻起来，以期待有朝一日， 有一种能治疗这种病的方法会出现。尽
4、管大卫逐渐成了他们有一种能治疗这种病的方法会出现。尽管大卫逐渐成了他们 的孩子，拥有了所有的爱，成为了家庭的一员。但是，一系的孩子，拥有了所有的爱，成为了家庭的一员。但是，一系 列意想不到的事件的发生，使得大卫的生活无法进行下去。列意想不到的事件的发生，使得大卫的生活无法进行下去。人类与机器最终都无法接受他，大卫只有唯一的一个伙伴机人类与机器最终都无法接受他，大卫只有唯一的一个伙伴机 器泰迪器泰迪(Teddy)-(Teddy)-他的超级玩具泰迪熊，也是他的保护者。他的超级玩具泰迪熊，也是他的保护者。 大卫开始踏上了旅程，去寻找真正属于自己的地方。他发现大卫开始踏上了旅程，去寻找真正属于自己的地
5、方。他发现 在那个世界中，机器人和机器之间的差距是那么的巨大，又在那个世界中，机器人和机器之间的差距是那么的巨大，又 是那么的脆弱。他要找寻自我、探索人性，成为一个真正意是那么的脆弱。他要找寻自我、探索人性，成为一个真正意 义上的人。义上的人。人工智能的定义人工智能的定义顾名思义，人工智能就是人造智能，其英顾名思义，人工智能就是人造智能，其英 文表示是文表示是“ “Artificial IntelligenceArtificial Intelligence” ”，简称，简称AIAI。 当然，这只是人工智能的字面解释或广义解当然，这只是人工智能的字面解释或广义解 释。目前的释。目前的“ “人工智
6、能人工智能” ”一词是一词是指用计算指用计算 机模拟或实现的智能机模拟或实现的智能，同时，人工智能又是，同时，人工智能又是 一个学科名称。一个学科名称。 人工智能的定义人工智能的定义定义定义1 1 智能机器智能机器 能够在各类环境中自主地或交互地执行各种拟人任务能够在各类环境中自主地或交互地执行各种拟人任务 (anthropomorphic tasks)(anthropomorphic tasks)的机器。的机器。 定义定义2 2 人工智能人工智能( (学科学科) ) 人工智能人工智能( (学科学科) )是计算机科学中涉及研究、设计和应用智是计算机科学中涉及研究、设计和应用智 能机器的一个分支
7、。它的近期主要目标在于研究用机器来模能机器的一个分支。它的近期主要目标在于研究用机器来模 仿和执行人脑的某些智力功能，并开发相关理论和技术。仿和执行人脑的某些智力功能，并开发相关理论和技术。 定义定义3 3 人工智能人工智能( (能力能力) ) 人工智能人工智能( (能力能力) )是智能机器所执行的通常与人类智能有关是智能机器所执行的通常与人类智能有关 的智能行为，如判断、推理、证明、识别、感知、理解、通的智能行为，如判断、推理、证明、识别、感知、理解、通 信、设计、思考、规划、学习和问题求解等思维活动。信、设计、思考、规划、学习和问题求解等思维活动。人工智能的定义人工智能的定义定义定义4 4
8、 人工智能是一种使计算机能够思维，使机器具有智力的激动人心的新尝人工智能是一种使计算机能够思维，使机器具有智力的激动人心的新尝 试（试（Haugeland,1985Haugeland,1985）。）。 定义定义5 5 人工智能是那些与人的思维、决策、问题求解和学习等有关活动的自动人工智能是那些与人的思维、决策、问题求解和学习等有关活动的自动 化（化（Bellman,1978Bellman,1978）。）。 定义定义6 6 人工智能是用计算模型研究智力行为（人工智能是用计算模型研究智力行为（CharniakCharniak和和McDermott,1985McDermott,1985）。）。 定义
9、定义7 7 人工智能是研究那些使理解、推理和行为成为可能的计算（人工智能是研究那些使理解、推理和行为成为可能的计算（ Winston,1992Winston,1992）。）。 定义定义8 8 人工智能是一种能够执行需要人的智能的创造性机器的技术（人工智能是一种能够执行需要人的智能的创造性机器的技术（ Kurzwell,1990Kurzwell,1990）。）。 定义定义9 9 人工智能研究如何使计算机做事让人过得更好（人工智能研究如何使计算机做事让人过得更好（RickRick和和Knight,1991Knight,1991）。）。 定义定义1010 人工智能是一门通过计算过程力图理解和模仿智能
10、行为的学科（人工智能是一门通过计算过程力图理解和模仿智能行为的学科（ Schalkoff,1990Schalkoff,1990）。）。 定义定义1111 人工智能是计算机科学中与智能行为的自动化有关的一个分支（人工智能是计算机科学中与智能行为的自动化有关的一个分支（LugerLuger 和和Stubblefield,1993Stubblefield,1993）。）。 其中，定义 其中，定义4 4和定义和定义5 5涉及拟人思维；定义涉及拟人思维；定义6 6和定义和定义7 7与理性思维有关；定义与理性思维有关；定义 8 8和定义和定义9 9涉及拟人行为；定义涉及拟人行为；定义1010和定义和定义1
11、111与拟人理性行为有关。与拟人理性行为有关。人工智能的定义人工智能的定义作为学科，作为学科，人工智能研究的是如何使机器（人工智能研究的是如何使机器（ 计算机）具有智能的科学和技术，特别是自然计算机）具有智能的科学和技术，特别是自然 智能如何在计算机上实现或再现的科学和技术智能如何在计算机上实现或再现的科学和技术 。因此，从学科角度讲，当前的人工智能是计。因此，从学科角度讲，当前的人工智能是计 算机科学的一个分支。算机科学的一个分支。人工智能虽然是计算机科学的一个分支人工智能虽然是计算机科学的一个分支 ，但它的研究却不仅涉及到计算机科学，而且，但它的研究却不仅涉及到计算机科学，而且 还涉及到脑
12、科学、神经生理学、心理学、语言还涉及到脑科学、神经生理学、心理学、语言 学、逻辑学、认知学、逻辑学、认知( (思维思维) )科学、行为科学、生科学、行为科学、生 命科学和数学，以及信息论、控制论和系统论命科学和数学，以及信息论、控制论和系统论 等许多学科领域。等许多学科领域。 什么是智能？什么是智能？智能智能 人或动物，获取、处理、应用和再生信息（知识），并人或动物，获取、处理、应用和再生信息（知识），并 用之达到预定目的能力。用之达到预定目的能力。 或说：应用知识解决问题的能力。或说：应用知识解决问题的能力。智能活动的特点智能活动的特点认识与理解环境的能力认识与理解环境的能力 通过视觉、听觉
13、、触觉等感官活动，接收并理解文字通过视觉、听觉、触觉等感官活动，接收并理解文字 、图像、声音、语言等各种外界信息。、图像、声音、语言等各种外界信息。归纳和演绎，作出决策的能力归纳和演绎，作出决策的能力 通过人脑的生理与心理活动以及有关的信息处理过程通过人脑的生理与心理活动以及有关的信息处理过程 ，将感性知识抽象为理性知识，并能对事物的运动规，将感性知识抽象为理性知识，并能对事物的运动规 律进行分析、判断和推理。律进行分析、判断和推理。学习和自我适应的能力学习和自我适应的能力 通过教育、训练和学习过程，日益丰富自身的知识。通过教育、训练和学习过程，日益丰富自身的知识。行为的能力行为的能力 对变化
14、多端的外界环境条件，如干扰、刺激等作用能对变化多端的外界环境条件，如干扰、刺激等作用能 灵活地作出反应。灵活地作出反应。人工智能涉及的领域人工智能涉及的领域人工智能涉及的领域：人工智能涉及的领域：人工智能专家系统机器人神经网络计算机视觉模式识别机器学习人工智能的发展历史（史前期，人工智能的发展历史（史前期，19561956以前）以前）数理逻辑：数理逻辑：1717世纪发明的数理逻辑，也就是世纪发明的数理逻辑，也就是 在逻辑中引入数学的方法。其中激励科学家在逻辑中引入数学的方法。其中激励科学家 进行这项研究的一个思想是：思维并不难掌进行这项研究的一个思想是：思维并不难掌 握，握，“ “一切思维不过
15、是计算（即加与减）一切思维不过是计算（即加与减）” ” 英国著名哲学家霍布斯（英国著名哲学家霍布斯（Thomas Hobbes,1588-Thomas Hobbes,1588- 16791679）: :正如算术学者教人数字的加与减；几何学正如算术学者教人数字的加与减；几何学 家教人在线、形、角、比例、快速程度、力等方家教人在线、形、角、比例、快速程度、力等方 面进行加与减；逻辑学叫则教人在字（词）的推面进行加与减；逻辑学叫则教人在字（词）的推 论方面进行加与减：将两个名词相加得到一个断论方面进行加与减：将两个名词相加得到一个断 定，将两个断定相加得到一个三段论，将若干个定，将两个断定相加得到一
16、个三段论，将若干个 三段论相加得到一个证明，并且由三段论的结论三段论相加得到一个证明，并且由三段论的结论 中减去一个命题，以得到另一命题。中减去一个命题，以得到另一命题。人工智能的发展历史（史前期，人工智能的发展历史（史前期，19561956以前）以前）数理逻辑数理逻辑 德国哲学家、数学家、物理学家莱布尼茨（德国哲学家、数学家、物理学家莱布尼茨（ Leibnitz,1646-1716Leibnitz,1646-1716） 认为，可以建立一个普认为，可以建立一个普 遍符号系统，和逻辑演算，由此可以制造一台遍符号系统，和逻辑演算，由此可以制造一台 机械装置，可以完成推理或者理解过程。他幻机械装置，可以完成推理或者理解过程。他幻 想：每当哲学家们有了分歧，不必争论不休，想：每当哲学家们有了分歧，不必争论不休， 只要只要“ “计算一下，谁对谁错，只要看
