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1、人工智能的原理及应用摘要人工智能(Artificial Intelligence，AI)一直都处于计算机技术的最前沿，经历了几起几落 长久以来，人工智能对于普通人来说是那样的可望而不可及，然而它却吸引了无数研究人员为之奉献才智，从美国的麻省理工学院(MIT)、卡内基-梅隆大学(CMU)到IBM公司，再到日本的本田公司、SONY公司以及国内的清华大学、中科院等科研院所，全世界的实验室都在进行着AI技术的实验。不久前，著名导演斯蒂文斯皮尔伯格还将这一主题搬上了银幕，科幻片人工智能(A.I.)对许多人的头脑又一次产生了震动，引起了一些人士了解并探索人工智能领域的兴趣。关键词人工智能；专家系统；模式识
2、别ABSTRACTAI (Artificial Intelligence, AI) has been at the forefront of computer technology, has experienced several ups and downs several a long time, the ordinary people of artificial intelligence is so elusive, but it has attracted countless It dedicated intelligence researchers, from the U.S. Mas
3、sachusetts Institute of Technology (MIT), Carnegie - Mellon University (CMU) to IBM, and then to Japans Honda, SONY, as well as domestic companies of QingHua University, China Branch Hospitals and other research institutes, laboratories around the world are carrying out the AI technology experiments
4、. Not long ago, the famous director Steven Spielberg will be the subject onto the screen, sci-fi film artificial intelligence (AI) on many peoples minds once again produced a shock, caused some people to understand and explore Interest in the field of artificial intelligence.Key wordsArtificial Inte
5、lligence(AI); Expert System ; Pattern Recognition引言人工智能的发展已达到很高水平，电子计算机将更接近大脑的功能了，虽然计算机解决问题的能力从技术角度看目前还有很大局限性，计算机万能论者的理论依据也是有问题的。计算机暂时不能代替人我相信他预见的会成为现实，目前也有了很多技术突破,这就是人类-机器的结合体， 他预见这是人类进化史上的一个飞跃。 在这样一个结合体形式下，肯定超出目前的人的智能和人工智能，这个结合体中，人类的大脑将植入能和机器直接沟通的芯片，这个芯片是人机的桥梁，而人类-机器结合体将发挥出人与机器的各自优势。1.介绍什么是人工智能由于人
6、工智能是一个边缘学科，是哲学、数学、电子工程、计算机科学、心理学等众多学科的混血儿。它的研究队伍由未自不同领域的学者组成，各自从事着自己感兴趣的工作，他们对人工智能是什么有不同的认识。所以，要想在他们之间找出一个什么是人工智能的共同的看法还是有一定的困难的。 如果仅从技术的角度来看，人工智能要解决的问题是如何使电脑表现智能化，使电脑能支灵活方效地为人类服务。只要电脑能够表现出与人类相似的智能行为、就算是达到了目的，而不在乎在这过程中电脑是依靠某种算法还是真正理解了：这样，人工智能就是计算机科学中涉及研究、设计和应用智能机器的个分支，人工智能的目标就是研究怎样用电脑来模仿和执行人脑的某些智力功能
7、，并开发相关的技术产品，建立有关的理论。 除了上述的观点以外，人工智能领域中的心理学家、语言学家倾向于将重点放在用电脑去再现人脑思维的内部状态上也就是要使电脑程产真正理解它所他的事情，就好保人脑一样去“思考问题”。 由于大家研究的内容与侧重点各不相同， 因此对人工智能的认识也有一定的差异。但是，他们的认识又相互补充、相辅相成、共同构成了人工智能丰富多彩的研究层次与多样化的研究队伍。1.1人工智能的理论于实践人工智能不仅仅是一个工程科目，同样也是一个科研主题，研究人员创立人工智能理论（人工智能程序能够做什么）并用数学分析和实验来验证。什么样的自适应结构可以应用于从经验中学习的系统？响应新信息时系
8、统应该改变?学习系统应该接受什么样的训练?人工智能科学家正在研究一般性的计算理论来回答各种各样的问题。理论是可以通过数学抽象和定理证明来分析验证的，也可以通过开发程序、运行试验、分析结果进行经验性研究，这很像心理学家对接受实验者所做的实验。复杂人工智能系统的行为是很难预测的，研究人员经常惊讶于他们自己构建的人工智能系统的行为。人工智能的应用范围非常广泛。人们已经创建了人工智能程序，用于通过预测股市趋势来产生投资策略，诊断病人并给出治疗建议，以及控制工厂中的装配机器人。在人工智能领域工作的很多人都认为自己是制作实用工具的工程师，这些工具就是用于航线规划、汽车制造以及大师级对弈的人工智能系统。火星
9、探测机器人的控制就采用了人工智能系统。 像火星探测机器人这样的机器人怎样感知它周围的环境？它怎样决定采用什么行动？如果给出两种或更多种可能冲突的目标，它又是怎样平衡任务的优先级？一个火星漫游车怎样知道应该停下来以检查预料之外的石英构造成分？更一般地说，如何设计出能适应环境的有足够多功能的系统，同时还要足够严格以便于使用计算机程序进行编码？1.2人工智能概念著名的美国斯坦福大学人工智能研究中心尼尔逊教授对人工智能下了这样一个定义：“人工智能是关于知识的学科怎样表示知识以及怎样获得知识并使用知识的科学。”而另一个美国麻省理工学院的温斯顿教授认为：“人工智能就是研究如何使计算机去做过去只有人才能做的
10、智能工作。”这些说法反映了人工智能学科的基本思想和基本内容。即人工智能是研究人类智能活动的规律，构造具有一定智能的人工系统，研究如何让计算机去完成以往需要人的智力才能胜任的工作，也就是研究如何应用计算机的软硬件来模拟人类某些智能行为的基本理论、方法和技术。 人工智能（Artificial Intelligence，简称AI）是计算机学科的一个分支，二十世纪七十年代以来被称为世界三大尖端技术之一（空间技术、能源技术、人工智能）。也被认为是二十一世纪（基因工程、纳米科学、人工智能）三大尖端技术之一。这是因为近三十年来它获得了迅速的发展，在很多学科领域都获得了广泛应用，并取得了丰硕的成果，人工智能已
11、逐步成为一个独立的分支，无论在理论和实践上都已自成一个系统。 人工智能是研究使计算机来模拟人的某些思维过程和智能行为（如学习、推理、思考、规划等）的学科，主要包括计算机实现智能的原理、制造类似于人脑智能的计算机，使计算机能实现更高层次的应用。人工智能将涉及到计算机科学、心理学、哲学和语言学等学科。可以说几乎是自然科学和社会科学的所有学科，其范围已远远超出了计算机科学的范畴，人工智能与思维科学的关系是实践和理论的关系，人工智能是处于思维科学的技术应用层次，是它的一个应用分支。从思维观点看，人工智能不仅限于逻辑思维，要考虑形象思维、灵感思维才能促进人工智能的突破性的发展，数学常被认为是多种学科的基
12、础科学，数学也进入语言、思维领域，人工智能学科也必须借用数学工具，数学不仅在标准逻辑、模糊数学等范围发挥作用，数学进入人工智能学科，它们将互相促进而更快地发展。从实用观点来看，人工智能是一门知识工程学：以知识为对象，研究知识的获取、知识的表示方法和知识的使用。1.3人工智能的基础 人类是通过自然语言来表达思想、知识、学习、交流等，为实现AI用机器模拟人的智能行为，显然，必须有适合于AI的知识获取、知识表示、知识推理的语言，编写相应的智能程序，以构成AI系统，即知识信息处理系统。广义地讲，任何语言都能实现AI程序设计，但问题是能否充分表现出AI的研究性能和目标、这是人们关心的核心问题。下面在讨论
13、AI程序与传统程序的区别中，可以进一步理解研究AI语言的必要性。 自AI发展以来，由于AI应用领域的广泛性，已有十几种语言被应用，它们都是根据适用于所研究问题领域知识描述和处理而提出的。如IPL语言是早期AI的表处理语言，它接近视器语言，用起来不方便。MsP语言从早期到现在经多次改进，一直被广泛应用。它是函数型语言，在AI程序中数据结构是表结构，因此核心是表处理。在IISP基础上发展的语言有FLANNER和KRL语言。PLANNER语言便于面向目标的推理，面KRL语言适于框架知识表示。PROLOG语言是在AI中影响最大的语言，它是基于演绎推理的逻辑型语言，oFs语言后通用知识表示语言，因它不偏
14、向特定问题的求解策略或知识表示，在AI中应用也不少，现开发有OPS83的xS工具。其它语言不再赘述。2人工智能原理2.1介绍人工智能的实现技术人工智能是实现具有智能的机器，尤其是具有智能的计算机程序的科学和工程技术。人工智能与用计算机理解人的智力的目标有一些关系，但它并不一定要使用生物学上的方法。2.2人工智能的原理人工智能的科学研究要研究人的智慧的内部结构，相当于研究心理学的原理，更玄是不是，一般人不大会去做的大部分的人工智能研究集中在后者工程实现上，知识：人的智能活动本质上就是获得和运用知识知识是智能的基础为了实现人工智能 使机器具有智能 就必须使它具有知识，表达：要采用适当的手段表达人的
15、知识然后才能存储到机器中去这就是用知识表达要解决的问题对知识进行表达就是把知识表示成便于计算机存储和利用的某种数据结构知识表达方法又称为知识表示技术，其表示形式称为知识表示模式。3人工智能应用3.1人工智能的应用范围它是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。 人工智能是计算机科学的一个分支，它企图了解智能的实质，并生产出一种新的能以人类智能相似的方式作出反应的智能机器，该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。“人工智能”一词最初是在1956 年Dartmouth学会上提出的。从那以后,研究者们发展了众多理论和原理,人
16、工智能的概念也随之扩展。人工智能是一门极富挑战性的科学，从事这项工作的人必须懂得计算机知识，心理学和哲学。人工智能是包括十分广泛的科学，它由不同的领域组成，如机器学习，计算机视觉等等，总的说来，人工智能研究的一个主要目标是使机器能够胜任一些通常需要人类智能才能完成的复杂工作。但不同的时代、不同的人对这种“复杂工作”的理解是不同的。例如繁重的科学和工程计算本来是要人脑来承担的，现在计算机不但能完成这种计算, 而且能够比人脑做得更快、更准确，因之当代人已不再把这种计算看作是“需要人类智能才能完成的复杂任务”, 可见复杂工作的定义是随着时代的发展和技术的进步而变化的, 人工智能这门科学的具体目标也自然随着时代的变化而发展。它一方面不断获得新的进展，一方面又转向更有意义、更加困难的目标。目前能够用来研究人工智能的主要物质手段以及能够实现人工智能技术的机器就是计算机
