《人工智能》教學(xué)講座②：機(jī)器智能

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上人工智能教學(xué)講座機(jī)器智能研究、開發(fā)人工智能的目的，就是讓機(jī)器能夠模擬、延伸、擴(kuò)展人的智能，以實(shí)現(xiàn)人類腦力勞動(dòng)的機(jī)械化。所謂人工智能就是機(jī)器智能。一、人工智能的產(chǎn)生希望計(jì)算機(jī)能夠代替人類，或是充當(dāng)人類的代理，來做一些更為繁重、復(fù)雜的工作。人們只需要告訴計(jì)算機(jī)“做什么”，計(jì)算機(jī)就能實(shí)現(xiàn)想要的功能，并可以為人類的美好生活，提供各種各樣的服務(wù)。人們對日益增長的美好生活需求，促進(jìn)了人工智能的產(chǎn)生與發(fā)展。二、人工智能的研究 特點(diǎn)人工智能具有3個(gè)基本特點(diǎn)：交叉性。長期性。廣泛性。交叉性人工智能是一門交叉學(xué)科、邊緣學(xué)科，是由計(jì)算機(jī)科學(xué)、數(shù)學(xué)、哲學(xué)、腦科學(xué)、認(rèn)知學(xué)、行為學(xué)、語言學(xué)、生物

2、學(xué)、心理學(xué)等，多種學(xué)科相互滲透發(fā)展起來的新學(xué)科。長期性人工智能研究的長遠(yuǎn)目標(biāo)是制造出能像人那樣思維、行動(dòng)的智能化機(jī)器，代替人腦進(jìn)行工作。廣泛性人工智能技術(shù)的研究、應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，如：教學(xué)仿真實(shí)驗(yàn)、商業(yè)的市場決策、農(nóng)業(yè)的專家系統(tǒng)、企業(yè)的自動(dòng)化控制等，很多應(yīng)用領(lǐng)域。 內(nèi)容人工智能的研究內(nèi)容廣泛，如有4個(gè)研究方向：機(jī)器感知。機(jī)器思維。機(jī)器學(xué)習(xí)。機(jī)器行為。機(jī)器感知機(jī)器感知使計(jì)算機(jī)像人一樣具有視覺、聽覺、嗅覺、觸覺、味覺的感覺。如：讓計(jì)算機(jī)能夠識別語言、文字、圖形、圖像、聲音、影視、振動(dòng)、冷暖、氣味和質(zhì)感等。機(jī)器思維機(jī)器思維使機(jī)器對已獲取的信息能像人那樣有目的的處理。如：讓計(jì)算機(jī)像人類專家一樣通過推理

3、、演繹解決各個(gè)領(lǐng)域的問題。機(jī)器學(xué)習(xí)機(jī)器學(xué)習(xí)讓計(jì)算機(jī)模仿人類的學(xué)習(xí)行為，主動(dòng)獲取新知識和新技能。使計(jì)算機(jī)能夠識別現(xiàn)有的知識，不斷仿效人類的學(xué)習(xí)行為，改善自身性能，實(shí)現(xiàn)自我完善。如：讓計(jì)算機(jī)像人類棋手那樣，通過博弈實(shí)踐，吸取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，不斷提高棋藝。機(jī)器行為機(jī)器行為使機(jī)器運(yùn)用本身擁有的知識，對獲取的信息過程處理，并做出反應(yīng)。如：讓參與海底打撈的智能機(jī)器人，根據(jù)海水的深度、被打撈物的形狀、海底的地質(zhì)狀況等工作的環(huán)境狀況，自主地完成打撈任務(wù)。 方法研究人工智能通常有3種方法：結(jié)構(gòu)模擬。功能模擬。行為模擬。結(jié)構(gòu)模擬結(jié)構(gòu)模擬是以人腦的生理結(jié)構(gòu)和工作機(jī)理為基礎(chǔ)，對人腦的神經(jīng)細(xì)胞及其構(gòu)成的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行研究，采用

4、神經(jīng)計(jì)算的方法來實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)、聯(lián)想、識別、推理。功能模擬功能模擬是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來實(shí)現(xiàn)搜索、推理和學(xué)習(xí)，模擬人腦的思維。行為模擬行為模擬是通過模擬人在控制過程中的智能活動(dòng)和行為特性，如：自尋優(yōu)、自適應(yīng)、自學(xué)習(xí)、自組織等，來研究和實(shí)現(xiàn)人工智能。三、人工智能的發(fā)展人工智能的發(fā)展大致可分為3個(gè)階段：起步階段。發(fā)展時(shí)期。發(fā)展新階段起步階段（19561970年）早期的人工智能研究是從智力難題、弈棋、難度不大的定理證明等簡單問題開始的。研究的目的不在于實(shí)際應(yīng)用，而在于探索人的解題策略。自然語言理解、機(jī)器視覺、智能機(jī)器人等，也是在這一階段開始研究的。發(fā)

5、展時(shí)期（19701980年）知識工程技術(shù)的出現(xiàn)，使得人工智能由單純的理論探索，開始面向?qū)嶋H應(yīng)用。是人工智能發(fā)展史的重要轉(zhuǎn)折點(diǎn)。專家系統(tǒng)、自然語言理解系統(tǒng)、物景分析系統(tǒng)、自動(dòng)程序設(shè)計(jì)系統(tǒng)等的相繼出現(xiàn)，使得知識的表示和運(yùn)用，成為人工智能所有領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)。發(fā)展新階段（1980年以后）人工智能研究成果開始商品化，出現(xiàn)了用于精密檢測的機(jī)器視覺系統(tǒng)、用于裝配作業(yè)的初級智能機(jī)器人系統(tǒng)和用于計(jì)算機(jī)的自然語言接口、各種專家系統(tǒng)。人工智能向更高水平發(fā)展，進(jìn)而開始研制知識型的智能機(jī)器人、知識信息處理系統(tǒng)或第五代智能型計(jì)算機(jī)。四、人工智能研究領(lǐng)域計(jì)算機(jī)是信息處理的主要工具。由于計(jì)算機(jī)能夠代替和延伸人類大腦的一部分功

6、能，以至于稱之為“電腦”。但是，目前的計(jì)算機(jī)只能按照人們?yōu)槠渚幣藕玫某绦虿襟E工作，難以滿足人們?nèi)找嬖鲩L的、越來越廣泛的美好生活需求。人工智能應(yīng)用的領(lǐng)域人工智能應(yīng)用的領(lǐng)域非常廣泛，如：問題求解、模式識別、符號運(yùn)算、自然語言理解、智能檢索、機(jī)器證明、專家系統(tǒng)、機(jī)器人學(xué)等方面。問題求解人工智能的許多概念，如：歸納、推斷、決策、規(guī)劃等都與問題求解有關(guān)。在對弈的過程中，計(jì)算機(jī)棋手會(huì)像人類一樣思考，從規(guī)則、技巧等各個(gè)方面進(jìn)行判斷。田忌賽馬就是典型的問題求解中的博弈問題。思考問題1：田忌與齊威王，共有幾種賽馬策略？孫臏向田忌獻(xiàn)的是什么樣的賽馬策略？模式識別模式識別就是研究如何使機(jī)器具有感知能力。機(jī)器感知是機(jī)

7、器獲取外部信息的根本保障。計(jì)算機(jī)識別系統(tǒng)就是使計(jì)算機(jī)具有模擬人類通過感官接觸外界信息、識別和理解周圍環(huán)境的感知能力。模式識別技術(shù)已經(jīng)逐漸在圖形識別、圖像識別、語音識別、機(jī)器人視覺、染色體識別等，在許多領(lǐng)域，獲得成功的應(yīng)用。符號運(yùn)算符號運(yùn)算，又稱代數(shù)運(yùn)算，是一種智能化的計(jì)算。符號運(yùn)算處理的是符號。符號可以代表整數(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。自然語言理解自然語言理解就是研究如何讓計(jì)算機(jī)理解人類自然語言的領(lǐng)域。是指機(jī)器能夠理解并執(zhí)行人類所期望的某些語言功能。如：回答有關(guān)提問、生成摘要和文本釋義、機(jī)器翻譯等。思考問題2：能否通過把語句分解為各個(gè)孤立的部分，然后在字典中查到這些

8、孤立部分的釋譯，來實(shí)現(xiàn)兩種不同語言之間的翻譯？如果不能，在翻譯的過程中，還應(yīng)考慮哪些因素？智能檢索在如今的大數(shù)據(jù)時(shí)代，各類繁多、數(shù)量巨大的科技文獻(xiàn)，用傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫的檢索技術(shù)，遠(yuǎn)不能勝任。智能檢索的研究，已成為當(dāng)代科技持續(xù)發(fā)展的重要保證。機(jī)器證明機(jī)器證明是用計(jì)算機(jī)來完成數(shù)學(xué)命題的證明，是現(xiàn)代數(shù)學(xué)中一種新興的邊緣性學(xué)科，也是人工智能發(fā)展的一個(gè)重要方向。專家系統(tǒng)專家系統(tǒng)是人工智能研究領(lǐng)域里，最活躍、最有成效的。研究讓“計(jì)算機(jī)專家”起到人類專家的作用。根據(jù)某個(gè)領(lǐng)域里，1個(gè)或多個(gè)人類專家提供的知識、經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行推理和判斷，模擬人類專家求解問題的思維過程，以解決各種問題。機(jī)器人學(xué)具有人工智能的機(jī)器，需要

9、具備感知、記憶、思維、學(xué)習(xí)、行為的能力。機(jī)器人不一定做成人的外形，但是，一定要能夠模擬人的思維、動(dòng)作，在程序控制下，能夠自動(dòng)完成人類部分工作的機(jī)器。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人工智能各個(gè)領(lǐng)域之間會(huì)互相滲透，使得相互聯(lián)系更加緊密，這種融合與滲透，必將促進(jìn)人工智能研究的進(jìn)一步發(fā)展。附錄1：人工情感情感在人的思維活動(dòng)中占據(jù)極為重要的地位，決定和制約著人的行為活動(dòng)和其它思維活動(dòng)的基本框架與總體方向。人工情感指用人工的方法和技術(shù)，模仿、延伸和擴(kuò)展人的情感。使機(jī)器具有識別、理解和表達(dá)情感的能力。由于情感是一種特殊的、更深刻的認(rèn)知，具有更高的復(fù)雜性和多變性。因此，人工情感必須建立在一定程度的人工智能的基礎(chǔ)上。人工

10、情感的發(fā)展，可分為7個(gè)基本階段：算術(shù)運(yùn)算。數(shù)學(xué)運(yùn)算。邏輯推理。專家系統(tǒng)。模式識別。情感計(jì)算。情感理解（其中：前5個(gè)階段，是人工智能的發(fā)展歷程。）情感是一種特殊的認(rèn)知。意志又是一種特殊的情感。人工情感可以使計(jì)算機(jī)具有友好的、人性化的人機(jī)界面，更重要的是能夠使計(jì)算機(jī)具有更高的信息處理速度與效率，具有獨(dú)立的決策能力和行為控制能力，具有創(chuàng)造性和開拓性的思維能力。如果人工情感全面實(shí)現(xiàn)了。那么，人與機(jī)器人之間，就可以實(shí)現(xiàn)全面的融合，沒有明顯的界限、本質(zhì)的區(qū)別。彼此可以相互轉(zhuǎn)換、相互滲透、相互促進(jìn)，也無所謂人與機(jī)器之間存在什么矛盾與沖突，這就是人工情感的最終歸宿。附錄2：達(dá)特莫斯會(huì)議1956年夏天，在美國達(dá)特莫斯大學(xué)，召開了一次影響深遠(yuǎn)的歷史性會(huì)議。與會(huì)者僅僅只有10青年學(xué)者。研究的專業(yè)包括有：數(shù)學(xué)、心理學(xué)、神經(jīng)生理學(xué)、信息論和計(jì)算機(jī)科學(xué)。在會(huì)上，分別從不同的角度探討了人工智能的可能性。 達(dá)特莫斯