人工智能淺析解讀

1、淺析人工智能及其發(fā)展人工智能是20世紀(jì)50年代中期興起，是計(jì)算機(jī)科學(xué)、控制論、信息論、語言學(xué)、神經(jīng)生理學(xué)、心理學(xué)、數(shù)學(xué)、哲學(xué)等多種學(xué)科相互滲透而發(fā)展起來的綜合性學(xué)科。人工智能又稱為智能模擬，是用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)模仿人類的感知、思維、推理等思維活動(dòng)。1 .人工智能的定義人工智能是研究、開發(fā)用于模擬、延伸和擴(kuò)展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系 統(tǒng)的一門新的技術(shù)科學(xué)。人工智能是計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)分支，它企圖了解智能的實(shí)質(zhì)，并生產(chǎn)出一種新的能以人類智能相似的方式作出反應(yīng)的智能機(jī)器，該領(lǐng)域的研究包括機(jī)器人、 語言識(shí)別、圖像識(shí)別、自然語言處理和專家系統(tǒng)等。這詞最初是在1956年美國計(jì)算機(jī)協(xié)會(huì)組織的達(dá)特莫斯(Da

2、rtmouth)學(xué)會(huì)上提出的。自那以后，研究者們發(fā)展了眾多理論和原理， 人工智能的概念也隨之?dāng)U展。由于智能概念的不確定， 人工智能的概念一直沒有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。著名的美國斯坦福大學(xué)人工智能研究中心尼爾遜教授對(duì)人工智能下了這樣一個(gè)定義“人工智能是關(guān)于知識(shí)的學(xué)科一一怎樣表示知識(shí)以及怎樣獲得知識(shí)并使用知識(shí)的科學(xué)?！倍绹槭±砉W(xué)院的溫斯頓教授認(rèn)為“人工智能就是研究如何使計(jì)算機(jī)去做過去只有人才能 做的智能工作?！蓖煜嬖趶摹叭藱C(jī)大戰(zhàn)”到人機(jī)共生中這樣定義人工智能：“雖然現(xiàn)在的機(jī)器不能思維也沒有“直覺的方程式”，但可以把人處理問題的方式編入智能程序，是不能思維的機(jī)器也有智能，使機(jī)器能做那些需要人的智能

3、才能做的事，也就是人工智能。”諸如此類的定義基本都反映了人工智能學(xué)科的基本思想和基本內(nèi)容。即人工智能是研究人類智能活動(dòng)的規(guī)律，構(gòu)造具有一定智能的人工系統(tǒng)，研究如何讓計(jì)算機(jī)去完成以往需要人的智力 才能勝任的工作，也就是研究如何應(yīng)用計(jì)算機(jī)的軟硬件來模擬人類某些智能行為的基本理 論、方法和技術(shù)。2 .人工智能的能做什么，應(yīng)用的領(lǐng)域目前，人工智能是與具體領(lǐng)域相結(jié)合進(jìn)行研究的，有如下領(lǐng) 域：(1)專家系統(tǒng)專家系統(tǒng)是一種模擬人類專家解決某些領(lǐng)域問題的計(jì)算機(jī)程序系統(tǒng)。專家系統(tǒng)內(nèi)部含有大量的某個(gè)領(lǐng)域的專家水平的知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)，能夠運(yùn)用人類專家的知識(shí)和解決問題的方法進(jìn)行推理和判斷，模擬人類專家的決策過程，來解決該領(lǐng)

4、域的復(fù)雜問題專家系統(tǒng)是人工智能 應(yīng)用研究最活躍和最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域之一，涉及到社會(huì)各個(gè)方面，各種專家系統(tǒng)已遍布各個(gè)專業(yè)領(lǐng)域，取得很大的成功。根據(jù)專家系統(tǒng)處理的問題的類型，把專家系統(tǒng)分為解釋型、診 斷型、調(diào)試型、維修型、教育型、預(yù)測(cè)型、規(guī)劃型設(shè)計(jì)型和控制型等10種類型。(2)機(jī)器學(xué)習(xí)主要在三個(gè)方面進(jìn)行 首先是研究人類學(xué)習(xí)的機(jī)理、人腦思維的過程。其次 是機(jī)器學(xué)習(xí)的方法。最后是建立針對(duì)具體任務(wù)的學(xué)習(xí)系統(tǒng)。(3)模式識(shí)別研究如何使機(jī)器具有感知能力，主要研究聽覺模式和視覺模式的識(shí)別。理解自然語言，計(jì)算機(jī)如能“聽懂”人的語言，便可以直接用 口語操作計(jì)算機(jī)，這將給人們帶 來極大的便利。機(jī)器人學(xué)機(jī)器人是一種模擬

5、人的行為的機(jī)械，對(duì)它的研究歷經(jīng)三代發(fā)展過程第一代機(jī)器人只能按程序完成工作。第二代機(jī)器人配備了像樣的感覺傳感器，能取得作業(yè)環(huán)境、操作對(duì)象等簡(jiǎn)單的信息，并由機(jī)器人體內(nèi)的計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析處理，控制機(jī)器人的動(dòng)作。第三代機(jī)器人具有類似人的智能，它裝備了高靈敏度傳感器，因而具有超過人的視覺、聽覺、嗅覺、觸覺的能力，能對(duì)感知的信息進(jìn)行分析 ，控制 自己的行為， 處理環(huán)境發(fā)生的變化，完成各種復(fù)雜的任務(wù) 。而且有 自我學(xué)習(xí)、歸納、總結(jié)、提高已 掌握知識(shí)的能力 。(4)數(shù)據(jù)挖掘與數(shù)據(jù)庫中'價(jià)川一發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)掘(也稱數(shù)據(jù)開采、數(shù)據(jù)采掘等)和數(shù)據(jù)庫中的知識(shí)發(fā)現(xiàn)的本質(zhì)含義是一樣的，只是前者主要流行于統(tǒng)計(jì)、數(shù)據(jù)分析、數(shù)

6、據(jù)庫和信息系統(tǒng)等領(lǐng)域，后者則主要流行于人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)等領(lǐng)域，所以現(xiàn)在有關(guān)文獻(xiàn)中一般都把二者同時(shí)列出。(5)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在研究人腦的奧秘中得到啟發(fā)，試圖用大量的處理單元模仿人腦系統(tǒng)工程結(jié)構(gòu)和 工作機(jī)理。(6) 符號(hào)計(jì)算計(jì)算機(jī)最主要的用途之一就是科學(xué)計(jì)算，科學(xué)計(jì)算可分為兩類：一類是純數(shù)值的計(jì)算，例如求函數(shù)的值，方程的數(shù)值解，比如天氣預(yù)報(bào)、油藏模擬、航天等領(lǐng)域；另一類是符號(hào)計(jì)算，又稱代數(shù)運(yùn)算，這是一種智能化的計(jì)算，處理的是符號(hào)。符號(hào)可以代表整數(shù)、 有理數(shù)、實(shí) 數(shù)和復(fù)數(shù)，也可以代表多項(xiàng)式，函數(shù)，集合等。隨著計(jì)算機(jī)的普及和人工智能的發(fā)展，相繼出現(xiàn)了多種功能齊全的計(jì)算機(jī)代數(shù)系統(tǒng)軟件,其中Mathema

7、tica和Maple是它們的代表，由于它 們都是用C語言寫成的，所以可以在絕大多數(shù)計(jì)算機(jī)上使用。(7)機(jī)器翻譯機(jī)器翻譯是利用計(jì)算機(jī)把一種自然語言轉(zhuǎn)變成另一種自然語言的過程，用以完成這一 過程的軟件系統(tǒng)叫做機(jī)器翻譯系統(tǒng)。目前，國內(nèi)的機(jī)器翻譯軟件不下百種，根據(jù)這些軟件的翻譯特點(diǎn)，大致可以分為三大類：詞典翻譯類、漢化翻譯類和專業(yè)翻譯類。詞典類翻譯軟件代表是“金山詞霸” 了，堪稱是多快好省的電子詞典，它可以迅速查詢英文單詞或詞組的詞 義，并提供單詞的發(fā)音，為用戶了解單詞或詞組含義提供了極大的便利。漢化翻譯軟件的 典型代表是“東方快車 2000”，它首先提出了 “智能漢化”的概念，使翻譯軟件的輔助翻譯

8、作用更加明顯。3 .人工智能的發(fā)展方向3.1 人工智能的發(fā)展現(xiàn)狀國內(nèi)人工智能的研究現(xiàn)狀。 很長(zhǎng)一段時(shí)間以來，機(jī)械和自動(dòng)控制專家們都把研制具有人 的行為特征的類人性機(jī)器人作為奮斗目標(biāo)。中國國際科技大學(xué)在國家 863計(jì)劃和自然科學(xué)基金支持下，一直從事兩足步行機(jī)器人、類人性機(jī)器人的研究開發(fā)，在1990年成功研制出我國第一臺(tái)兩足步行機(jī)器人的基礎(chǔ)上，經(jīng)過科研10年攻關(guān)，于2000年11月，又成功研制成我國第一臺(tái)類人性機(jī)器人。它有人一樣的身軀、四肢、頭頸、眼睛，并具備了一定的語言功 能。它的行走頻率從過去的每六秒一步，加快到每秒兩步；從只能平靜地靜態(tài)不行，到能快速自如的動(dòng)態(tài)步行； 從只能在已知的環(huán)境中步行

9、，到可在小偏差、不確定環(huán)境中行走， 取得了機(jī)器人神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、生理視覺系統(tǒng)、雙手協(xié)調(diào)系統(tǒng)、手指控制系統(tǒng)等多項(xiàng)重大研究成果。國外發(fā)展現(xiàn)狀。目前，AI技術(shù)在美國、歐洲和日本發(fā)展很快。在 AI技術(shù)領(lǐng)域十分活躍 的舊M公司。已經(jīng)為加州勞倫斯利佛摩爾國家實(shí)驗(yàn)室制造了號(hào)稱具有人腦的千分之一的智 力能力的“ASCII White”電腦，而且正在開發(fā)的更為強(qiáng)大的新超級(jí)電腦一一“藍(lán)色牛仔(bluejean) ”，據(jù)其研究主任保羅霍恩稱，預(yù)計(jì)“藍(lán)色牛仔”的智力水平將大致與人腦相當(dāng)。麻 省理工學(xué)院的 AI實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行一個(gè)的代號(hào)為 cog的項(xiàng)目。cog計(jì)劃意圖賦予機(jī)器人以人類的 行為，該實(shí)驗(yàn)的一個(gè)項(xiàng)目是讓機(jī)器人捕捉眼睛

10、的移動(dòng)和面部表情，另一個(gè)項(xiàng)目是讓機(jī)器人抓住從它眼前經(jīng)過的東西，還有一個(gè)項(xiàng)目則是讓機(jī)器人學(xué)會(huì)聆聽音樂的節(jié)奏并將其在鼓上演奏 出來。由于人工智能有著廣大的發(fā)展前景，巨大的發(fā)展市場(chǎng)被各國和各公司所看好。除了 舊M等公司繼續(xù)在AI技術(shù)上大量投入，以保證其領(lǐng)先地位外，其他公司在人工智能的分支研究方面，也保持著一定的投入比例。微軟公司總裁比爾蓋茨在美國華盛頓召開的AI（人工智能）國際會(huì)議上進(jìn)行了主題演講，稱微軟研究院目前正致力于AI的基礎(chǔ)技術(shù)與應(yīng)用技術(shù)的研究，其對(duì)象包括自我決定、表達(dá)知識(shí)與信息、信息檢索、機(jī)械學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)采集、自然語 言、語音筆跡識(shí)別等。3.2 人工智能發(fā)展方向人工智能作為一個(gè)整體的研究才剛

11、剛開始，離我們的目標(biāo)還很遙遠(yuǎn)，但人工智能在某些方面將會(huì)有大的突破。自動(dòng)推理是人工智能最經(jīng)典的研究分支，其基本理論是人工智能其它分支的共同基礎(chǔ)。一直以來自動(dòng)推理都是人工智能研究的最熱門內(nèi)容之一，其中知識(shí)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)演化特征及可行性推理的研究是最新的熱點(diǎn)，很有可能取得大的突破。機(jī)器學(xué)習(xí)的研究取得長(zhǎng)足的發(fā)展。許多新的學(xué)習(xí)方法相繼問世并獲得了成功的應(yīng)用，如增強(qiáng)學(xué)習(xí)算法 、reinforcement learning 等同時(shí)也應(yīng)看到,現(xiàn)有的方法處理在線學(xué)習(xí)方 面尚不夠有效，尋求一種新的方法，以解決移動(dòng)機(jī)器人、自主 agent、智能信息存取等研 究中的在線學(xué)習(xí)問題是研究人員共同關(guān)心的問題，相信不久會(huì)在這些方

12、面取得突破。自然語言處理是人工智能技術(shù)應(yīng)用于實(shí)際領(lǐng)域的典型范例，經(jīng)過人工智能研究人員的艱苦努力，這一領(lǐng)域 已獲得 了大量令人矚目的理論與應(yīng)用成果，許多產(chǎn)品已經(jīng)進(jìn)人了眾多領(lǐng)域。智能信息檢索技術(shù)在Internet 技術(shù)的影響下，近年來迅猛發(fā)展，已經(jīng)成為了人工智能的一個(gè)獨(dú)立研究分支。基于專家系統(tǒng)的入侵檢測(cè)方法。入侵檢測(cè)中的專家系統(tǒng)是網(wǎng)絡(luò)安全專家對(duì)可疑行為的分 析后得到的一套推理規(guī)則。一個(gè)基于規(guī)則的專家系統(tǒng)能夠在專家的指導(dǎo)下，隨著經(jīng)驗(yàn)的積累而利用自學(xué)習(xí)能力進(jìn)行規(guī)則的擴(kuò)充和修正，專家系統(tǒng)對(duì)歷史記錄的依賴性相對(duì)于統(tǒng)計(jì)方法較小，因此適應(yīng)性較強(qiáng)，可以較靈活地適應(yīng)廣普的安全策略和檢測(cè)要求。這是人工智能發(fā)展的一個(gè)

13、主要方向。人工智能在機(jī)器人中的應(yīng)用。機(jī)器人足球系統(tǒng)是目前進(jìn)行人工智能體系統(tǒng)研究的熱點(diǎn)，其即高科技和娛樂性于一體的特點(diǎn)吸引了國內(nèi)外大批學(xué)者的興趣。決策系統(tǒng)主要解決機(jī)器人足球比賽過程中機(jī)器人之間的協(xié)作和機(jī)器人運(yùn)動(dòng)規(guī)劃問題，在機(jī)器人足球系統(tǒng)設(shè)計(jì)中需要將人工智能中的決策樹、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳學(xué)的等算法綜合運(yùn)用，隨著人工智能理論的進(jìn)一步發(fā) 展，將使機(jī)器人足球有長(zhǎng)足的發(fā)展。技術(shù)的發(fā)展總是超乎人們的想象，要準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)人工智能的未來是不可能的。但是，從目前的一些前瞻性研究可以看出未來人工智能可能會(huì)向以下幾個(gè)方面發(fā)展：模糊處理、并行化、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和機(jī)器情感。目前，人工智能的推理功能已獲突破，學(xué)習(xí)及聯(lián)想功能正在研究之中

14、，下一步就是模仿人類右腦的模糊處理功能和整個(gè)大腦的并行化處理功能。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是未來人工智能應(yīng)用的新領(lǐng)域，未來智能計(jì)算機(jī)的構(gòu)成，可能就是作為主機(jī)的馮 諾依曼型機(jī)與作為智能外圍的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合。研究表明：情感是智能的一部分，而不是與智能相分離的，因此人工智能領(lǐng)域的下一個(gè)突破可能在于賦予計(jì)算機(jī)情感能力。情感能力對(duì)于計(jì)算機(jī)與人的自然交往至關(guān)重要。4 .展望人工智能研究面臨的困難要比我們估計(jì)的重大得多，人工智能研究的任務(wù)要比我們討論過的艱巨得多。同時(shí)也說明，要從根本上了解人腦的結(jié)構(gòu)和功能，解決面臨的難題，完成人工智能的研究任務(wù)，需要尋找和建立更新的人工智能框架和理論體系，打下人工智能進(jìn)一步發(fā)展的理

15、論基礎(chǔ)。我們至少需要經(jīng)過幾代人的持續(xù)奮斗，進(jìn)行多學(xué)科聯(lián)合協(xié)作研究， 才可能基本上解開”智能”之謎，使人工智能理論達(dá)到一個(gè)更高的水平。致謝轉(zhuǎn)眼間，一年級(jí)上學(xué)期的研究生生活即將結(jié)束，在求學(xué)和論文寫作過程中，許多老師和同學(xué)給予我很大地幫助，在此，我要向他們表示誠摯地謝意！衷心感謝我的老師吳斌教授，我的導(dǎo)師陳翰林教授， 是他們?yōu)槲掖蜷_了學(xué)術(shù)研究的大門，帶我走進(jìn)了科技的領(lǐng)域， 這學(xué)年來我每一個(gè)進(jìn)步無不凝聚著導(dǎo)師的心血。本文是在導(dǎo)師的悉心指導(dǎo)下完成的，在論文寫作過程中，陳老師多次親自指導(dǎo)，指點(diǎn)迷津。陳老師淵博的學(xué)識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、寬以待人的師表風(fēng)范和孜孜不倦的敬業(yè)作風(fēng)使我受益匪淺。在此，謹(jǐn)向尊敬的陳老師

16、表示誠摯的謝意！非常感謝師兄弟姐感謝信息學(xué)院全體老師，他們的啟迪和教誨，讓我成功的走到了今天。妹們以及同窗們?cè)谡撐馁Y料收集過程中的學(xué)習(xí)生活中給予了我無私的幫助與關(guān)心！衷心感潮一直默默關(guān)心、支持我學(xué)業(yè)的父母及家人！最后，謹(jǐn)向曾經(jīng)關(guān)心和支持我的師長(zhǎng)和朋友們 致以誠摯的謝意。參考文獻(xiàn)1趙玉鵬，劉則淵情感、機(jī)器、認(rèn)知一斯洛曼的人工智能哲學(xué)思想探析J自然辯證法通訊,2009 年2期:94 98。2楊狀元，林建中 人工智能的現(xiàn)狀及今后發(fā)展趨勢(shì)展望J科技信息，2009年4期 524 525。4 Conejo A J , Plazas M A , Espinola R,et al . Dayahead ele

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