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人工智能(AI)道理及其操纵

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  ARTIFICIAL INTELLIGENCE 人工智能原理及其应用 人工智能原理及其应用 ?Artificial Intelligence (AI) ?人工智能是一门广泛的交叉和前沿科学, 从1956年正式提出人工智能学科算起,已 有40多年历史。目前人工智能在发展过程 中既有突破但也面临很大的困难 第一章 人工智能概述 ?研究目标 ?研究应用领域 ?人工智能的特点 ?人工智能的简单发展史 第一章 人工智能概述 一、研究目标 – 计算机与人脑(硅脑与碳脑) 人脑可以通过自学习、自组织、自适应来不 断提高信息处理能力;而存储程序式计算机的所 有能力都是人们通过编制程序赋予它的,与人脑 相比是机械的、死板的和无法自我提高的。 第一章 人工智能概述 – 人工智能的定义 ? 什么是智能 “智能”一词可以用作名词,也可以用作形容词。 哲学和科学 第一章 人工智能概述 智能科学 人工智能 智能机 人的智能 脑模型 脑科学 思维科学 (工程技术途径) 智能:感知、思维、行为 知识:获取、处理、运用 (生命科学途径) 第一章 人工智能概述 2) 人工智能 强定义: 可以让机器THINKING 、ACTING LIKE HUMAN ;(远期目标) 弱定义: 让计算机成为有效的TOOLS FOR SIMULATING AND MODELING HUMAN THINKING AND HUMAN ACTIVITIES;(近期目标) 第一章 人工智能概述 AI是探讨HUMAN THINKING AND HUMAN ACTIVITIES中那些尚未算法化的 功能行为。 第一章 人工智能概述 – 不同流派 ? 符号主义 源于数学逻辑,最早采用“人工智能”这一术语 ,后来又发展了启发式算法---专家系统---知识工 程理论与技术,其重要应用是专家系统。主流学 派。 2) 连接主义 起源于仿生学,特别是人脑模型的研究。从神经 元开始进而研究神经网络模型和脑模型,目前比 较热门。 第一章 人工智能概述 3) 行为主义 源于控制论。早期的研究工作重点是模拟人在控 制过程中的智能行为和作用,后来偏重于智能控 制和智能机器人系统的研究。代表作是布鲁克斯 (Brooks)的六足机器人。 第一章 人工智能概述 二、研究应用领域 – 理论研究 ? 自然智能理论 对智能的产生、形成和工作的机制的直接研究 2) 人工智能理论 研究如何用人工的方法模拟、延伸和扩展智能 第一章 人工智能概述 自然智能理论并没有搞清一些基本智能活动 的机制和结构,总体进展十分有限。因而人工智 能理论的主流已经从结构模拟的道路走向了功能 实现的道路。 广义的人工智能理论包含基于符号推理的经 典人工智能,也包含基于结构演化的计算智能, 还包含模式识别等其他智能理论。 第一章 人工智能概述 – 经典人工智能 应用符号逻辑的方法模拟人的问题求解、推理、学习等 方面能力。知识表示、知识获取、知识利用是经典人工 智能理论的研究重点。 b) 计算智能 以生物进化的观点认识和模拟智能。主要方法有:人工 神经网络、遗传算法等。 第一章 人工智能概述 c) 其他智能理论 如数据采掘和知识发现、以智能体概念为核心的分布式 人工智能、模式识别等。 第一章 人工智能概述 – 人工智能的DNA? Nilsson,1974 ? ? ? ? 知识的模型化和表示; 常识性推理、演绎和问题求解; 启发式搜索; 人工智能系统和语言。 第一章 人工智能概述 我们认为,一般来说,人工智能可以分为三个基 础性领域: ? 知识表示。研究各种适合在计算机上表示各类知 识的形式化方法,求解问题需要的各种知识,概 括起来分为三类:叙述性知识、过程性知识、控 制性知识。 2) 知识获取。包括推理技术、启发式搜索技术、类 比推理技术等等。主要研究各种问题的求解规律 ,设计可机械地执行的智能算子用以实现问题求 解过程。 第一章 人工智能概述 3) 知识应用。研究如何把各种有关的知识组织成一 个有效的问题求解系统,以便在计算机中实现问 题的自动解决。包括人工智能语言和人工智能应 用系统。 第一章 人工智能概述 – 应用领域 问题求解、逻辑推理与定理证明、自然语言 理解、自动程序设计、专家系统、机器学习、 人工神经网络、机器人学、模式识别、机器视 觉、智能控制、智能检索、智能调度指挥等。 (p12~18) 第一章 人工智能概述 三、人工智能的特点 – 人工的智能:使计算机具有和人相类似的,对 事件和环境的反应和行动的理性反映能力。研 究如何用计算机解决需要人的复杂智慧才能解 决的问题;难解问题的近似解决算法 。 – 研究方法的是:逻辑,数学和工程方法。 第一章 人工智能概述 – 困难:知识的复杂性; 表达不完整知识; 推理的 时空爆炸性; 学习; 规划; 多主体通信等。没有 可靠的理论。 第一章 人工智能概述 四、人工智能的简单发展史 – 孕育期(1956年前) 图灵测试 冯.诺依曼 ENIAC 维纳 香农 第一章 人工智能概述 – 辉煌期(1956至1965年) 1956年夏季,在美国的达特茅斯Dartmouth大 学,麦卡锡(MacCarthy) 、明斯基(Minsky )、朗彻斯特(Lochester )、香农 (Shannon ) – 低潮期(1965至1977) 组合爆炸迅速地吞噬掉计算机的有限资源。 第一章 人工智能概述 – 知识期(1977至1990) 美国斯坦福大学的费根鲍姆(Feigenbaum) 第一个专家系统DENDRAL ;1977年,知识工 程(Knowledge Engineering)的概念 。知识是 人类智慧的源泉。人工智能系统应该是一个知 识信息处理系统。 – 1990年至今:又一个低潮期 乐观派和反对派 挑战 第二章 知识表示 知识是一切智能行为的基础。知识表 示方法是人工智能的中心内容之一。 ?知识、

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