【人工智能課件】人工智能概述

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1、人工智能上海交通大學(xué)計算機系盧宏濤2003年9月教材《人工智能技術(shù)導(dǎo)論》廉師友編著，西安電子科技大學(xué)出版社參考書《人工智能原理·方法·應(yīng)用》，王永慶編，西安交大出版社《人工智能基礎(chǔ)》，邵軍力等編著，電子工業(yè)出版社第一章人工智能概述1.1人工智能的概念1.1.1什么是人工智能（1）人工智能（ArtificialIntelligence)是指由計算機實現(xiàn)的人造智能。人工智能就是用人工的方法在機器（計算機）上實現(xiàn)的智能。作為一門學(xué)科，人工智能可定義為：人工智能是一門研究如何構(gòu)造智能機器（智能計算機）或智能系統(tǒng)，使它能模擬、延伸、擴展人類智能的學(xué)科。（2）人

2、工智能是一門交叉邊緣學(xué)科，與人工智能有關(guān)的學(xué)科有：計算機科學(xué)、數(shù)學(xué)、哲學(xué)、語言學(xué)、神經(jīng)生理學(xué)、神經(jīng)心理學(xué)、腦科學(xué)、認知科學(xué)、邏輯學(xué)、控制論等第一章人工智能概述（3）什么是人的智能？智能是人腦的屬性和產(chǎn)物。智能具有的主要特征：A、具有感知能力。通過視覺、聽覺、觸覺、味覺和嗅覺感知外部世界。B、具有記憶與思維能力。記憶能存儲由感知器官感知到的外部信息以及有思維所產(chǎn)生的知識。思維用于對記憶的信息進行處理。思維可分為邏輯思維和形象思維。C、具有學(xué)習(xí)能力及自適應(yīng)能力。D、具有行為能力。第一章人工智能概述1.1.2為什么要研究人工智能1、現(xiàn)有計算機系統(tǒng)的局限性。

3、智能低下、缺乏自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)能力。2、人類智能的局限性。學(xué)習(xí)能力因人而異、學(xué)習(xí)速度慢、效率低。3、信息化社會的迫切要求。1.1.3人工智能的目標近期目標：使現(xiàn)有的電子數(shù)字計算機能模擬人類的部分智能行為。遠期目標：夠造智能計算機，使計算機具有看、聽、說等感知和交互能、具有聯(lián)想、推理、理解、學(xué)習(xí)等高級思維能力，還要有分析問題、解決問題和發(fā)明創(chuàng)造的能力。第一章人工智能概述1.2人工智能的研究途徑與方法1.2.1結(jié)構(gòu)模擬（神經(jīng)計算、生理學(xué)派、連接主義）模擬人腦的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)智能。主要特征：1、通過神經(jīng)元之間的并行協(xié)同作用實現(xiàn)信息處理，具有并行性、動態(tài)性、

4、全局性。2、通過神經(jīng)元間分布式的物理聯(lián)接存儲信息。聯(lián)想記憶、容錯性。3、通過神經(jīng)元間連接強度的動態(tài)調(diào)整實現(xiàn)自學(xué)習(xí)和自適應(yīng)功能。4、善于模擬人類的形象思維過程。第一章人工智能概述1.2.2功能模擬（符號主義、心理學(xué)派、邏輯學(xué)派）以人腦的心理模型為基礎(chǔ)，將問題或知識表示成某種邏輯網(wǎng)絡(luò)，采用符號推演的方法，實現(xiàn)搜索、推理和學(xué)習(xí)等功能。主要特征：1、立足于邏輯運算和符號操作，適合于模擬人的邏輯思維過程。2、知識用顯式的符號表示，容易表達人的心理模型。3、現(xiàn)有的數(shù)字計算機可以方便地實現(xiàn)高速的符號處理。4、能與傳統(tǒng)的符號數(shù)據(jù)庫進行鏈接，易于模塊化。5、以知識為基

5、礎(chǔ)。第一章人工智能概述1.2.3行為模擬（行為主義、進化主義、控制論學(xué)派）基于感知-行為模型的研究途徑和方法。強調(diào)智能系統(tǒng)與環(huán)境的交互，認為智能取決于感知和行動。智能行為可以不要知識。第一章人工智能概述1.3人工智能的分支領(lǐng)域1.3.1基于腦功能模擬的領(lǐng)域劃分1、機器感知（信息輸入）。使計算機具有類似于人的感知能力，能通過“感知”直接從外界獲取信息。機器視覺、機器聽覺。相關(guān)學(xué)科：模式識別、語音識別。2、機器聯(lián)想?；趦?nèi)容的聯(lián)想，與具體存儲位置無關(guān)。聯(lián)想存儲技術(shù)。3、機器推理。又稱為計算機推理、自動推理，是人工智能的核心課題之一。自然演繹推理、歸結(jié)演繹

6、推理、基于非經(jīng)典邏輯的推理。4、機器學(xué)習(xí)。使機器自己獲取知識。對書本知識的學(xué)習(xí)、對客觀規(guī)律的發(fā)現(xiàn)、對自身行為的修正。機器學(xué)習(xí)分為：機械學(xué)習(xí)、指導(dǎo)學(xué)習(xí)、解釋學(xué)習(xí)、類比學(xué)習(xí)、示例學(xué)習(xí)、發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)等。這些屬于符號學(xué)習(xí)。另外還有神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)。第一章人工智能概述5、機器理解。圖形理解（物景分析）、自然語言理解。理解是感知的延伸和深化。6、機器行為（信息輸出）。計算機的表達能力及類似于人四肢的功能，能走路、取物、操作等。機器人行動規(guī)劃1.3.2基于實現(xiàn)技術(shù)的領(lǐng)域劃分1。知識工程與符號處理技術(shù)。2。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)第一章人工智能概述1.3.3基于應(yīng)用領(lǐng)域的領(lǐng)域劃分1、難

7、題求解。路徑規(guī)劃、組合優(yōu)化、博弈等難題求解。NP(NondeterministicPolynomial)和NPC問題。難題求解技術(shù)能促進人工智能其他領(lǐng)域的發(fā)展。2、自動定理證明。機器定理證明。吳文俊，四色問題。3、自動程序設(shè)計。自動程序綜合和自動程序驗證。4、自動翻譯。機器翻譯。自然語言理解。5、智能控制。自動控制與人工智能的結(jié)合。專家智能控制、模糊控制、神經(jīng)控制。6、智能管理。人工智能與管理科學(xué)、系統(tǒng)工程和計算機技術(shù)的結(jié)合。7、智能決策。人工智能應(yīng)用于決策支持系統(tǒng)。8、智能通訊。在通訊的各個環(huán)節(jié)和層次上實現(xiàn)智能化。如網(wǎng)控、轉(zhuǎn)接、信息轉(zhuǎn)換等。使通訊網(wǎng)

8、隨時運行于最佳狀態(tài)。第一章人工智能概述9、智能仿真。仿真是在三種類型知識-描述性知識、目的性知識和處理知識的