《人工智能(2版)[王万森编着][电子教案]》由会员分享，可在线阅读，更多相关《人工智能(2版)[王万森编着][电子教案]（84页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、人工智能 Artificial Intelligence；简称AI王万森 人工智能诞生51年1956-20071人工智能的基本内容人工智能基本概念、方法和技术 基本技术：知识表示、推理、搜索、规划 人工智能的主要研究、应用领域 机器感知：机器视觉；机器听觉；自然语言理解；机器翻译 机器思维：机器推理 机器学习：符号学习；连接学习 机器行为：智能控制 智能机器：智能机器人；机器智能 智能应用：博弈；自动定理证明；自动程序设计 专家系统；智能决策；智能检索；智能CAD；智能CAI 智能交通；智能电力；智能产品；智能建筑等 人工智能新技术 计算智能：神经计算；模糊计算；进化计算；自然计算 人工生命：
2、人工脑；细胞自动机 分布智能：多Agent , 群体智能 数据挖掘：知识发现；数据挖掘 一个新兴的“智能科学与技术学科”正在兴起2本课程的主要内容第1章：人工智能概述 定义，产生过程，基本内容，不同学派，研究和应用领域，近期发展分析 第2章：知识表示方法 谓词，产生式，语义网络、框架等 第3章：确定性推理 自然演绎推理，归结推理，基于规则的演绎推理 第4章：搜索策略 状态空间的盲目搜索，状态空间的启发式搜索 第5章：计算智能 神经计算，进化计算， 模糊计算 第6章：非确定性推理 确定性理论，主观Bayese方法，证据理论，模糊推理 第7章：机器学习 符号学习，连接学习 第8章：自然语言理解 词
3、法分析，句法分析，语义分析 第9章： 分布智能 多Agent技术，移动Agent技术 第10章：高级专家系统 模糊专家系统，神经网络专家系统，基于Web的专家系统，分布式和协同 式专家系统3物质、能量、信息和智能构成宇宙的三大要素： 三大要素：物质、能量与信息 信息：是物质和能量的表现形式，是以物质和能量为载体的客观存在 三大要素的基本关系： 能量与物质之间的相互转换 能量之间的转换（电能-热能），物质之间的转换（粮食-酒） 能量转换为物质 （电-光），物质转换为能量 （煤-电） 信息是物质与能量的表现形式 物质与能量表现为信息，或者产生信息 信息可控制物质与能量的转换 信息能够控制物质、能量
4、自身及相互之间的转换 三大要素与智能 人类的智能：物质(碳)+能量(生物电)(生物)信息 人造的智能：物质(硅)+能量(物理电)(电子)信息 产业革命及其意义 是物质与能量领域的革命，放大了人的体能4信息、知识和智能 信息、知识和智能 信息：是由数据表达的客观事实 知识：是由智力对信息进行加工后所形成的对客观世界规 律性的认识 智能：是指人类在认识客观世界中，由思维过程和脑力活 动所表现出的综合能力 三者之间的关系 信息：是形成知识的原料，是智能的加工对象 知识：是信息的关联，是由智能加工后的产品 智能：是信息到知识的一个加工器 信息革命及其意义 是信息与智能领域的革命，需要放大人的智能5第1
5、章 人工智能概述 AI的定义及其研究目标 AI的产生与发展 AI研究的基本内容 AI研究的不同学派 AI的主要研究和应用领域 AI近期发展分析 我国智能科学技术教育体系61.1 AI的定义及其研究目标 AI的定义 形式化定义 目前还没有 一般解释 人工智能就是用人工的方法在机器（计算机）上实现的 智能，或称机器智能 无形式化定义的理由 人工智能的严格定义依赖于对智能的定义 即要定义人工智能，首先应该定义智能 但智能本身也还无严格定义 因此，应先对人类的自然智能进行讨论7何谓智能（自然智能） 自然智能 指人类和一些动物所具有的智力和行为能力 人类的自然智能（简称智能） 指人类在认识客观世界中，由
6、思维过程和脑力活动所 表现出的综合能力。 人类大脑是如何实现智能的 两大难题之一：宇宙起源、人脑奥秘 对人脑奥秘知之甚少 对人脑奥秘知道什么 结构：1011-12 量级的神经元，分布并行 功能：记忆、思维、观察、分析 等 对智能的严格定义 有待于人脑奥秘的揭示，进一步认识8认识智能的观点 思维理论 智能来源于思维活动，智能的核心是思维，人的一切 知识都是思维的产物。可望通过对思维规律和思维方法的 研究，来揭示智能的本质。 知识阈值理论 智能取决于知识的数量及其可运用程度。一个系统所 具有的可运用知识越多，其智能就会越高。 进化理论 是美国MIT的Brooks在对人造机器虫研究的基础上提 出来的
7、。智能取决于感知和行为，取决于对外界复杂环境 的适应，智能不需要知识、不需要表示、不需要推理，智 能可由逐步进化来实现。 不一致，从层次结构再认识9智能的层次结构 高层智能 以大脑皮层（抑制中枢）为主，主要完成记忆、思维等 活动。 中层智能 以丘脑（感觉中枢）为主，主要完成感知活动。 低层智能 以小脑、脊髓为主，主要完成动作反应活动。 不同观点在层次结构中的对应关系 思维理论 知识阈值理论 进化理论 中层智能和低层智能 包含哪些能力？高层智能10智能包含的能力（一）感知能力 通过感知器官感知外界的能力。是人类获得外界信息的基本途径， 其处理方式有以下两种： 感知-动作方式：对简单、紧急信息 感
8、知-思维-动作方式：对复杂信息 记忆和思维能力 记忆：对感知到的外界信息和由思维产生的内部知识的存储过程 思维：对已存储信息或知识的本质属性、内部知识的认识过程 思维方式： 抽象思维（逻辑思维）：根据逻辑规则对信息和知识进行处理 的理性思维方式。例如，逻辑推理等 形象思维（直感思维）：基于形象概念，根据感性形象认识材 料对客观现象进行处理的一种思维方式。例如，图像、景物识别等 灵感思维（顿悟思维）：是一种显意识和潜意识相互作用的思 维方式。例如，因灵感而顿时开窍11智能包含的能力（二） 学习和自适应能力 学习：是一个具有特定目的的知识获取过程 是人的一种本能。不同人的学习方法、能力不同 自适应
9、：是一种通过自我调节适应外界环境的过程 是人的一种本能。不同人的适应能力不同 行为能力 含义：是人们对感知到的外界信息作出动作反应的能力 信息来源：由感知直接获得的外界信息 经过思维加工后的信息 实现过程：通过脊髓来控制 由语言、表情、体姿等来实现 12何谓人工智能（一） 综合各种不同观点，可从能力和学科两个方面讨论 能力方面 人工智能就是用人工的方法在机器（计算机）上实现的 智能，或称机器智能 学科方面 是一门研究如何构造智能机器或智能系统，以模拟、延 伸和扩展人类智能的学科 Turing测试 如下图所示。能分辨出人和机器的概率小于50% Turing测试存在的问题 仅反映了结果的比较，无涉
10、及思维过程 没指出是什么人 13何谓人工智能（二） -Turing测试测试主持人被测机器被测人小于50%？14人工智能的研究目标 远期目标 揭示人类智能的根本机理，用智能机器去模拟、延伸和 扩展人类的智能 涉及到脑科学、认知科学、计算机科学、系统科学、控 制论等多种学科，并依赖于它们的共同发展 近期目标 研究如何使现有的计算机更聪明，即使它能够运用知识 去处理问题，能够模拟人类的智能行为。 相互关系 远期目标为近期目标指明了方向 近期目标则为远期目标奠定了理论和技术基础151.2 AI的产生与发展 50多年来，人工智能走过了一条起伏和曲折的 发展道路。回顾历史，可以按照不同时期的主要 特征，将
11、其产生与发展过程分为5个阶段。 孕育期（1956年以前） 形成期（1956-1970年） 知识应用期（1970- 20世纪80年代末） 从学派分离走向综合（20世纪80年代末到本世 纪初） 智能科学技术学科的兴起（本世纪初以来）161.2 AI的产生与发展 孕育期（1956年以前）(1/2) 自远古以来，人类就有用机器代替人们脑力劳动的的幻想：公元 前900多年我国有歌舞机器人流传的记载；公元前850年古希腊有制 造机器人帮助人们劳动的神话传说 亚里斯多德（Aristotle，公元前384322）：古希腊伟大的 哲学家和思想家，创立了演绎法。他提出的三段论至今仍然是演绎 推理的最基本出发点。
12、莱布尼茨(G.W.Leibnitz，16461716)：德国数学家和哲学家 把形式逻辑符号化，奠定了数理逻辑的基础 图灵(A.M.Turing，19121954)：英国数学家，1936年创立 了自动机理论，自动机理论亦称图灵机，是一个理论计算机模型。 莫克利(J.W.Mauchly，19071980)：美国数学家、电子数 字计算机的先驱，与他的研究生埃克特(J.P.Eckert)合作，1946年 研制成功了世界上第一台通用电子计算机ENIAC 171.2 AI的产生与发展 孕育期（1956年以前）(2/2) 麦克洛奇(W.McCulloch)和皮兹(W.Pitts)：美国神经生理 学家，于19
13、43年建成了第一个神经网络模型(MP模型)。 维纳(N.Wiener，18741956) ：美国著名数学家、控制 论创始人。1948年创立了控制论。控制论向人工智能的渗 透，形成了行为主义学派。 图灵又于1950年，发表题为计算机能思维吗？的著 名论文，明确提出了“机器能思维”的观点。 可见，在人工智能诞生之前，一些著名科学家就已经创 立了数理逻辑、神经网络模型和控制论，并发明了通用电 子数字计算机。为人工智能的诞生准备了必要的思想、理 论和物质技术条件。181.2 AI的产生与发展 形成期（1956-1970年）(1/3)AI诞生于一次历史性的聚会 时间：1956年夏季 地点：达特莫斯 (Dartmouth) 大学 目的：为使计算机变得更“聪明” ，或者说使计算机具有智能 发起人：
