stu-kj第1章+人工智能概述

第1章人工智能概述第1章人人工智智能概述述1956年正式提提出人工工智能（artificialintelligence,AI））這個術(shù)語語并把它它作為一一門新興興科學(xué)的的名稱。。20世紀三大科學(xué)技術(shù)成就：空間技術(shù)原子能技術(shù)人工智能2第1章人人工智智能概述述1.1人工智能能的基本本概念1.2人工智能能的發(fā)展展簡史1.3人工智能能研究的的基本內(nèi)內(nèi)容1.4人工智能能的主要要研究領(lǐng)領(lǐng)域3第1章人人工智智能概述述1.1人工智能能的基本本概念1.2人工智能能的發(fā)展展簡史1.3人工智能能研究的的基本內(nèi)內(nèi)容1.4人工智能能的主要要研究領(lǐng)領(lǐng)域41.1..1智能的概概念自然界四四大奧秘秘：物質(zhì)質(zhì)的本質(zhì)質(zhì)、宇宙宙的起源源、生命命的本質(zhì)質(zhì)、智能能的發(fā)生生。對智能還還沒有確確切的定定義，主主要流派派有：（1）思維理理論：智智能的核核心是思思維（2）知識閾閾值理論論：智能能取決于于知識的的數(shù)量及及一般化化程度（3）進化理理論：用用控制取代代知識的的表示智能是知識與智力的總和知識是一一切智能能行為的的基礎(chǔ)獲取知識識并應(yīng)用用知識求求解問題題的能力力5感知能力力：通過視覺覺、聽覺覺、觸覺覺、嗅覺覺等感覺覺器官感感知外部部世界的的能力。。80%以上信息息通過視視覺得到到，10%信息通過過聽覺得得到。1.1..2智能的特特征存儲由感感知器官官感知到到的外部部信息以以及由思思維所產(chǎn)產(chǎn)生的知知識對記憶的的信息進進行處理理2.記憶與思思維能力力6（1）邏輯思思維（抽抽象思維維）依靠邏輯輯進行思思維。思維過程程是串行的。容易形式化。思維過程程具有嚴嚴密性、、可靠性性。1.1..2智能的特特征（2）形象思維維（直感感思維））依據(jù)直覺覺。思維過程程是并行協(xié)同同式的。形式化困困難。在信息變變形或缺缺少的情情況下仍仍有可能能得到比比較滿意意的結(jié)果果。74.行為能力力（表達能力力）1.1..2智能的特特征（3）頓悟思思維（靈靈感思維維）不定期的的突發(fā)性性。非線性的獨創(chuàng)性性及模糊糊性。穿插于形形象思維維與邏輯輯思維之之中。3.學(xué)習(xí)能力

學(xué)習(xí)既可能是自覺的、有意識的，也可能是不自覺的、無意識的；既可以是有教師指導(dǎo)的，也可以是通過自己實踐的。人們的感感知能力力：用于于信息的的輸入。。行為能力力：信息息的輸出出。8人工智能能：用人工工的方法法在機器器（計算算機）上上實現(xiàn)的的智能；；或者說說是人們們使機器器具有類類似于人人的智能能。1.1..3人工智能能人工智能能學(xué)科：一門研研究如何何構(gòu)造智智能機器器（智能能計算機機）或智智能系統(tǒng)統(tǒng)，使它它能模擬擬、延伸伸、擴展展人類智智能的學(xué)學(xué)科。圖靈測試試：1950年圖靈發(fā)發(fā)表的《計算機與與智能》中設(shè)計了了一個測測試，用用以說明明人工智智能的概概念。9第1章人人工智智能概述述1.1人工智能能的基本本概念1.2人工智能能的發(fā)展展簡史1.3人工智能能研究的的基本內(nèi)內(nèi)容1.4人工智能能的主要要研究領(lǐng)領(lǐng)域101.2人工智能能的發(fā)展展簡史1.2..1孕育（1956年之前））公元前，，亞里斯斯多德（（Aristotle））：三段論培根（F.Bacon）：：歸納法萊布尼茨茨（G.W.Leibnitz）：萬能符號號、推理理計算布爾（G.Boole）：：用符號語語言描述述思維活活動的基基本推理理法則1936年，圖靈靈：圖靈靈機1943年，麥克克洛奇（（W.McCulloch））、匹茲(W.Pitts)：：M－P模型111.2人工智能能的發(fā)展展簡史1.2..1孕育（1956年之前））美國愛荷荷華州立立大學(xué)的的阿塔納納索夫教教授和他他的研究究生貝瑞瑞在1937年至1941年間開發(fā)發(fā)的世界界上第一一臺電子子計算機機“阿塔塔納索夫夫－貝瑞瑞計算機機（Atanasoff-BerryComputer，，ABC）”為人工智智能的研研究奠定定了物質(zhì)質(zhì)基礎(chǔ)。。阿塔納索索夫貝瑞121.2..2形成（1956年－1969年）1956年夏，當(dāng)當(dāng)時美國國達特茅茅斯大學(xué)學(xué)數(shù)學(xué)助助教、現(xiàn)現(xiàn)任斯坦坦福大學(xué)學(xué)教授麥卡錫和哈佛大大學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)和神經(jīng)經(jīng)學(xué)家、、現(xiàn)任MIT教授明斯斯基、IBM公司信息息研究中中心負責(zé)責(zé)人洛切斯特特、貝爾實驗驗室信息息部數(shù)學(xué)學(xué)研究員員香農(nóng)共同發(fā)起起，邀請請普林斯斯頓大學(xué)學(xué)莫爾和和IBM公司塞繆爾、MIT的塞爾夫里里奇和索索羅莫夫夫以及蘭德德公司和和卡內(nèi)基基－梅隆隆大學(xué)的的紐厄爾、西蒙等10名年輕學(xué)學(xué)者在達達特莫斯斯大學(xué)召召開了兩兩個月的的學(xué)術(shù)研研討會，，討論機機器智能能問題。。會上經(jīng)麥麥卡錫提提議正式式采用““人工智智能”這這一術(shù)語語，標(biāo)志志著人工工智能學(xué)學(xué)科正式式誕生。。麥卡錫錫因而被被稱為人人工智能能之父。。此后，美美國形成成了多個個人工智智能研究究組織，，如紐厄厄爾和西西蒙的CarnegieRAND協(xié)作組，，明斯基基和麥卡卡錫的MIT研究組，，塞繆爾爾的IBM工程研究究組等。。131.2..2形成（1956年－1969年）1956年以后，，人工智智能的研研究在機機器學(xué)習(xí)習(xí)、定理理證明、、模式識識別、問問題求解解、專家家系統(tǒng)及及人工智智能語言言等方面面都取得得了許多多引人矚矚目的成成就。。1969年，成立立了國際際人工智智能聯(lián)合合會議（InternationalJointConferencesonArtificialIntelligence，IJCAI）。1970年，創(chuàng)刊刊了國際際性的人人工智能能雜志（ArtificialIntelligence）。141.2..3發(fā)展（1970年－）20世紀60年代末，，人工智智能研究究遇到困困難，如如機器翻翻譯。1966年美國顧顧問委員員會的報報告裁定定：還不不存在通通用的科科學(xué)文本本機器翻翻譯，也也沒有很很近的實實現(xiàn)前景景。英國國、美國國中斷了了大部分分機器翻翻譯項目目的資助助。1977年，費根根鮑姆在在第五屆屆國際人人工智能能聯(lián)合會會議上提提出了““知識工工程”概概念，推推動了知知識為中中心的研研究。1981年，日本本宣布第第五代計計算機發(fā)發(fā)展計劃劃，并在在1991年展出了了研制的的PSI－－3智能工作作站和由由PSI－－3構(gòu)成的模模型機系系統(tǒng)。我國自1978年開始把把“智能能模擬””作為國國家科學(xué)學(xué)技術(shù)發(fā)發(fā)展規(guī)劃劃的主要要研究課課題。1981年成立了了中國人人工智能能學(xué)會。現(xiàn)在，人人工智能能已經(jīng)成成為計算算機、航航空航天天、軍事事裝備、、工業(yè)等等眾多領(lǐng)領(lǐng)域的關(guān)關(guān)鍵技術(shù)術(shù)。15第1章人人工智智能概述述1.1人工智能能的基本本概念1.2人工智能能的發(fā)展展簡史1.3人工智能能研究的的基本內(nèi)內(nèi)容1.4人工智能能的主要要研究領(lǐng)領(lǐng)域161.3人工智能能研究的的基本內(nèi)內(nèi)容知識表示示知識表示示：將人類知知識形式式化或者者模型化化。知識表示示方法：符號表表示法、、連接機機制表示示法。符號表示示法：用各種種包含具具體含義義的符號號，以各各種不同同的方式式和順序序組合起起來表示示知識的的一類方方法。例例如，一一階謂詞詞邏輯、、產(chǎn)生式式等。連接機制制表示法法：把各種種物理對對象以不不同的方方式及順順序連接接起來，，并在其其間互相相傳遞及及加工各各種包含含具體意意義的信信息，以以此來表表示相關(guān)關(guān)的概念念及知識識。例如如，神經(jīng)經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等等。172.機機器感知知2.機器感知知機器感知知：使機機器（計計算機））具有類類似于人人的感知知能力。。以機器器視覺(machinevision)與機器聽聽覺為主主。1.3人工智能能研究的的基本內(nèi)內(nèi)容3.機器思維維機器思維維：對通通過感知知得來的的外部信信息及機機器內(nèi)部部的各種種工作信信息進行行有目的的的處理理。182.機機器感知知4.機器學(xué)習(xí)習(xí)機器學(xué)習(xí)習(xí)（machinelearning）：研究如何何使計算算機具有有類似于于人的學(xué)學(xué)習(xí)能力力，使它它能通過過學(xué)習(xí)自自動地獲獲取知識識。1957年，Rosenblatt研制成功功了感知知機。1.3人工智能能研究的的基本內(nèi)內(nèi)容5.機器行為為機器行為為：計算算機的表表達能力力，即““說”、、“寫””、“畫畫”等能能力。19第1章人人工智智能概述述1.1人工智能能的基本本概念1.2人工智能能的發(fā)展展簡史1.3人工智能能研究的的基本內(nèi)內(nèi)容1.4人工智能能的主要要研究領(lǐng)領(lǐng)域201.4人工智能能的主要要研究領(lǐng)領(lǐng)域1.自動定理理證明

定理證明明的實質(zhì)質(zhì)是證明明由前提提P得到結(jié)論論Q的永真性性。1958年，王浩浩證明了了有關(guān)命命題演算算的全部部定理（（220條）、謂謂詞演算算中150條定理的的85%。1965年魯賓遜遜（Robinson）提出了歸歸結(jié)原理理，使機機器定理理證明成成為現(xiàn)實實。我國著名名數(shù)學(xué)家家、中國國科學(xué)院院吳文俊俊院士把把幾何代代數(shù)化，，建立了了一套機機器證明明方法，，被稱為為“吳方方法”。。211.4人工智能能的主要要研究領(lǐng)領(lǐng)域2.博弈下棋、打打牌、戰(zhàn)戰(zhàn)爭等一一類競爭爭性的智智能活動動。1956年，塞繆繆爾研制制出跳棋棋程序。。1991年8月，IBM公司研制制的DeepThought2計算機系系統(tǒng)與澳澳大利亞亞象棋冠冠軍約翰翰森（D.Johansen）舉行了一一場人機機對抗賽賽，以1：1平局告終終。1996年2月月10日至17日，IBM公司的““深藍””計算機機系統(tǒng)與與卡斯帕帕羅夫進進行了六六局比賽賽，以3.5比比2.5的總比分分贏得這這場世人人矚目的的“人機機大戰(zhàn)””的勝利利。222007年臺北國國際發(fā)明明暨技術(shù)術(shù)交易展展覽上，，第三代代智能機機器人DOC現(xiàn)場表演演下棋。。1.4人工智能能的主要要研究領(lǐng)領(lǐng)域231.4人工智能能的主要要研究領(lǐng)領(lǐng)域模式識別別（patternrecognition）：研究對象象描述和和分類方方法的學(xué)學(xué)科。分分析和識識別的模模式可以以是信號號、圖象象或者普普通數(shù)據(jù)據(jù)。文字識別別：郵政政編碼、、車牌識識別、漢漢字識別別。人臉識別別：反恐恐、商業(yè)業(yè)。物體識別別：導(dǎo)彈彈、機器器人。3.模式識別別241.4人工智能能的主要要研究領(lǐng)領(lǐng)域4.專家系統(tǒng)統(tǒng)專家系統(tǒng)統(tǒng)模擬人人類專家家求解問問題的思思維過程程求解領(lǐng)領(lǐng)域內(nèi)的的各種問問題，其其水平可可以達到到甚至超超過人類類專家的的水平。。1965年費根鮑鮑姆研究究小組開開始研制制第一個個專家系系統(tǒng)——分析化合合物分子子結(jié)構(gòu)的的DENDRAL，1968年完成并并投入使使用。1971年MIT開發(fā)成功功求解一一些數(shù)學(xué)學(xué)問題的的MYCSYMA專家系統(tǒng)統(tǒng)。拉特特格爾大大學(xué)開發(fā)發(fā)的清光光眼診斷斷與治療療的專家家系統(tǒng)CASNET。。1972年斯坦福大大學(xué)肖特里菲菲等人開開始研制制用于診診斷和治治療感染染性疾病病的專家家系統(tǒng)MYCIN。1976年斯坦福福研究所所開始開開發(fā)探礦礦專家系系統(tǒng)PROSPECTOR，1980年首次實實地分析析華盛頓頓某山區(qū)區(qū)地質(zhì)資資料，發(fā)發(fā)現(xiàn)了一一個鉬礦礦。1981年斯坦福福大學(xué)研研制成功功專家系系統(tǒng)AM，能模擬人人類進行行概括、、抽象和和歸納推推理，發(fā)發(fā)現(xiàn)某些些數(shù)論的的概念和和定理。。251.4人工智能能的主要要研究領(lǐng)領(lǐng)域5.機器人20世紀60年代初，研制制出尤尼尼梅特和和沃莎特特蘭兩種種機器人人。機器人發(fā)發(fā)展：程程序控制制機器人人（第一一代）、、自適適應(yīng)機器器人（第第二代））、智能能機器人人（現(xiàn)代代）。26仿人形機機器人表表演舞蹈蹈千手觀觀音2007年9月月26日，南京京青少年年活動中中心科技技館展示示大廳里里，來自自中國科科技大學(xué)學(xué)的8個20多厘米高高的機器器人表演演《千手觀音音》，它們的的手臂、、身軀隨隨著節(jié)奏奏依次或或伸展或或搖擺，，還能夠夠蹲起直直立。1.4人工智能能的主要要研究領(lǐng)領(lǐng)域271.4人工智能能的主要要研究領(lǐng)領(lǐng)域6.機器視覺覺

機器視覺覺(machinevision)或計算機機視覺(computervision))是用機器器代替人人眼睛進進行測量量和判斷斷。機器視覺覺系統(tǒng)是是指通過過圖像攝攝取裝置置將被攝攝取的目目標(biāo)轉(zhuǎn)換換成圖像像信號，，傳送給給專用的的圖像處處理系統(tǒng)統(tǒng)，根據(jù)據(jù)像素分分布和寬寬度、顏顏色等信信息，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換成數(shù)數(shù)字信號號，抽取取目標(biāo)的的特征，，根據(jù)判判別結(jié)果果控制現(xiàn)現(xiàn)場的設(shè)設(shè)備動作作。機器視覺覺應(yīng)用在在半導(dǎo)體體及電子子、汽車車、冶金金、制藥藥、食品品飲料、、印刷、、包裝、、零配件件裝配及及制造質(zhì)質(zhì)量檢測測等。281.4人工智能能的主要要研究領(lǐng)領(lǐng)域7.自然語言言理解研究如何何讓計算算機理解解人類自自然語言言，包括括回答問問題、生生成摘要要、翻譯譯等。1957年，在蘇蘇聯(lián)人造造衛(wèi)星成成功發(fā)射射的刺激激下,美國國家家研究會會大力支支持對俄俄科技論論文的計計算機翻翻譯。人人們最初初以為機機器翻譯譯只要將將雙向詞詞典及一一些詞法法知識放放進計算算機就行行了。后后來發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有時會會出現(xiàn)十十分荒謬謬的錯誤誤。291.4人工智能能的主要要研究領(lǐng)領(lǐng)域8.自動程序序設(shè)計程序綜合合：用戶只需需要告訴訴計算機機要“做做什么””，無無須說明明“怎么么做”，，計算機機就可自自動實現(xiàn)現(xiàn)程序的的設(shè)計。。程序正確確性的驗驗證：研究出出一套理理論和方方法，通通過運用用這套理理論和方方法就可可以證明明程序的的正確性性。301.4人工智能能的主要要研究領(lǐng)領(lǐng)域9.智能信息息檢索智能信息息檢索系系統(tǒng)的功功能：(1)能理解自自然語言言。(2)具有推理理能力。。(3)系統(tǒng)擁有有一定的的常識性性知識。。10.數(shù)據(jù)挖掘掘與知識識發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)挖掘掘的目的的是從數(shù)數(shù)據(jù)庫中中找出有有意義的的模式(一組規(guī)則則、聚類類、決策策樹、依依賴網(wǎng)絡(luò)絡(luò)或其他他方式表表示的知知識)。數(shù)據(jù)挖掘掘過程：：數(shù)據(jù)預(yù)預(yù)處理、、建模、、模型評評估及模模型應(yīng)用用。311.4人工智能能的主要要研究領(lǐng)領(lǐng)域11.組合優(yōu)化化問題組合優(yōu)化化問題：旅行商商問題、、生產(chǎn)計計劃與調(diào)調(diào)度、物物流中的的車輛調(diào)調(diào)度、智智能交通通、通信信中的路路由調(diào)度度、計算算機網(wǎng)絡(luò)絡(luò)信息調(diào)調(diào)度等NP完全問題題：用目前前知道的的最好的的方法求求解，問問題求解解需要花花費的時時間是隨隨問題規(guī)規(guī)