智能科學(xué)導(dǎo)論1章課件

智能科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論wansenw12613611098166王萬森中國(guó)人工智能學(xué)會(huì)秘書長(zhǎng)、教育工作委員會(huì)主任1智能科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論wansenw126王萬森1導(dǎo)論課程教學(xué)說明課程性質(zhì)：智能科學(xué)與技術(shù)本科專業(yè)入門引導(dǎo)課程主要內(nèi)容：智能科學(xué)技術(shù)學(xué)科的概念、架構(gòu)、體系智能科學(xué)技術(shù)專業(yè)的知識(shí)結(jié)構(gòu)、課程體系、培養(yǎng)目標(biāo)、學(xué)習(xí)方法智能科學(xué)技術(shù)學(xué)科的生命科學(xué)基礎(chǔ)、技術(shù)科學(xué)基礎(chǔ)智能科學(xué)技術(shù)的科學(xué)和社會(huì)價(jià)值，以及其發(fā)展與前沿教學(xué)要求了解智能科學(xué)技術(shù)學(xué)科，認(rèn)識(shí)智能科學(xué)技術(shù)專業(yè)，了解智能科學(xué)技術(shù)的生命科學(xué)和技術(shù)科學(xué)基礎(chǔ)，認(rèn)識(shí)智能科學(xué)技術(shù)對(duì)科技、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展的作用，為以后的學(xué)習(xí)和成長(zhǎng)奠定基礎(chǔ)。教材：鐘義信等編著，《智能科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論》，北京郵電大學(xué)出版社，2019年參考書腦科學(xué)、認(rèn)知科學(xué)、人工智能、機(jī)器人、計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制科學(xué)等2導(dǎo)論課程教學(xué)說明課程性質(zhì)：2導(dǎo)論課程的章內(nèi)容第1章智能科學(xué)技術(shù)概述第2章智能科學(xué)技術(shù)專業(yè)和學(xué)科教育第3章智能科學(xué)技術(shù)的腦科學(xué)基礎(chǔ)第4章智能科學(xué)技術(shù)的認(rèn)知科學(xué)基礎(chǔ)第5章智能科學(xué)技術(shù)的技術(shù)學(xué)科基礎(chǔ)第6章智能科學(xué)技術(shù)與科技進(jìn)步和社會(huì)發(fā)展第7章智能科學(xué)技術(shù)的前沿與機(jī)遇第8章我國(guó)科學(xué)家對(duì)智能科學(xué)技術(shù)的貢獻(xiàn)3導(dǎo)論課程的章內(nèi)容第1章智能科學(xué)技術(shù)概述3第1章

智能科學(xué)技術(shù)概述1.1智能和機(jī)器智能1.2智能科學(xué)技術(shù)學(xué)科1.3科學(xué)技術(shù)的發(fā)展規(guī)律1.4智能科學(xué)技術(shù)的模型1.5智能科學(xué)技術(shù)的重要研究領(lǐng)域4第1章

智能科學(xué)技術(shù)概述1.1智能和機(jī)器智能4這些人是誰？你是怎樣識(shí)別的？機(jī)器會(huì)怎樣識(shí)別？差別在哪？智能是什么？1.1智能和機(jī)器智能----習(xí)以為常的智能5這些人是誰？1.1智能和機(jī)器智能5智能(自然智能)問題：1、人是怎樣思考問題的？例如：樹上還有幾只鳥？（常識(shí)推理）2、人是怎樣橫穿馬路的？（常識(shí)推理和邏輯問題的形象處理）3、人是怎樣識(shí)別景物的？例如：小孩的媽媽是誰？（形象思維）4、人是怎樣實(shí)現(xiàn)感知、學(xué)習(xí)、思維等的？（神經(jīng)系統(tǒng)的心智活動(dòng)）5、人是怎樣產(chǎn)生情緒、情感的？（神經(jīng)系統(tǒng)的心理過程）…智能所包含的能力感知、學(xué)習(xí)、思維、行為？情感、情緒、意志？智能的載體：1.1智能和機(jī)器智能----智能的現(xiàn)象6智能(自然智能)問題：1.1智能和機(jī)器智能61.1智能和機(jī)器智能----自己心中的智能討論：

人類智能都包括哪些？

感知、學(xué)習(xí)、思維、行為？情感、情緒、意志（個(gè)體自覺地確定目的，支配自己的行動(dòng)，克服困難以實(shí)現(xiàn)預(yù)定目的的心理過程）、動(dòng)機(jī)（發(fā)動(dòng)指引和維持個(gè)體活動(dòng)的內(nèi)在心理過程）？動(dòng)物有沒有智能？聽覺、視覺、記憶、行為？機(jī)器有沒有智能？聽覺、視覺、記憶、思維、行為？你在社會(huì)中看見或知道哪些智能現(xiàn)象？智能機(jī)器人、智能家電、智能交通、智能家居…?71.1智能和機(jī)器智能討論：7人類高等動(dòng)物動(dòng)物植物無機(jī)物1.1智能和機(jī)器智能

----智能等級(jí)和智能空間8人類高等動(dòng)物動(dòng)物植物無機(jī)物1.1智能和機(jī)器智能

----智1.1智能和機(jī)器智能----人類智能人類智能（即自然智能，簡(jiǎn)稱智能）人類在認(rèn)識(shí)客觀世界中，由思維過程和腦力活動(dòng)所表現(xiàn)出的綜合能力。人類智能基礎(chǔ)腦和神經(jīng)系統(tǒng)，人腦1011-12量級(jí)的神經(jīng)元，分布并行工作人類智能的層次：高層智能：以大腦皮層（抑制中樞）為主，主要完成記憶、思維等中層智能：以丘腦（感覺中樞）為主，主要完成感知活動(dòng)。低層智能：以小腦、脊髓為主，主要完成動(dòng)作反應(yīng)活動(dòng)。智能包含的能力：感知：通過感知器官感知外界的能力記憶：對(duì)外界信息和內(nèi)部知識(shí)的存儲(chǔ)過程思維：對(duì)已存儲(chǔ)信息或知識(shí)的本質(zhì)屬性、內(nèi)部知識(shí)的認(rèn)識(shí)過程

包括：邏輯思維，形象思維，靈感思維學(xué)習(xí)：是一個(gè)具有特定目的的知識(shí)獲取過程自適應(yīng)：是一種通過自我調(diào)節(jié)適應(yīng)外界環(huán)境的過程行為：是人們對(duì)感知到的外界信息作出動(dòng)作反應(yīng)的能力91.1智能和機(jī)器智能人類智能（即自然智能，簡(jiǎn)稱智能）91.1智能和機(jī)器智能

----機(jī)器智能測(cè)試主持人被測(cè)機(jī)器被測(cè)人小于50%？Turing測(cè)試101.1智能和機(jī)器智能

----機(jī)器智能測(cè)試主持人被測(cè)機(jī)器被20+21+22+…+263

1019/3×109

3×109秒1世紀(jì)

=264–11019國(guó)際象棋高級(jí)棋手的一局：平均每人走40步（兩人共80步）每步平均35種可能走法。共有3580

10123可能種走法10123/3×109

3×10114秒

10104世紀(jì)NP問題！1.1智能和機(jī)器智能

----機(jī)器計(jì)算與機(jī)器智能1120+21+22+…+2631019/功能模擬方式亦稱為符號(hào)主義、邏輯主義等。其目的是要構(gòu)造能夠模擬人類大腦功能的智能系統(tǒng)。相當(dāng)于“鳥飛”。這種觀點(diǎn)認(rèn)為人類認(rèn)知的基元是符號(hào)，認(rèn)知過程是符號(hào)表示上的一種運(yùn)算。智能的基礎(chǔ)是知識(shí)，其核心是知識(shí)表示和知識(shí)推理。知識(shí)可用符號(hào)表示，也可用符號(hào)進(jìn)行推理，因而可以建立基于知識(shí)的人類智能和機(jī)器智能的統(tǒng)一的理論體系。

鳥會(huì)飛飛機(jī)也會(huì)飛1.1智能和機(jī)器智能

----模擬方法（功能模擬）12功能模擬方式亦稱為符號(hào)主義、邏輯主義等。鳥會(huì)飛飛機(jī)也結(jié)構(gòu)模擬方式亦稱為連接主義學(xué)派、仿生學(xué)派。其目的是要模擬人類的大腦結(jié)構(gòu)，構(gòu)造人造的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。相當(dāng)于“飛鳥”這種觀點(diǎn)認(rèn)為，AI起源于仿生學(xué)，特別是人腦模型，人類認(rèn)知的基元是神經(jīng)元，認(rèn)知過程是神經(jīng)元的連接活動(dòng)過程思維的基元是神經(jīng)元，而不是符號(hào)。思維過程是神經(jīng)元的聯(lián)結(jié)活動(dòng)過程，而不是符號(hào)運(yùn)算過程；反對(duì)符號(hào)主義關(guān)于物理符號(hào)系統(tǒng)的假設(shè)。人類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)人工神經(jīng)網(wǎng)路1.1智能和機(jī)器智能

----模擬方法（結(jié)構(gòu)模擬）13結(jié)構(gòu)模擬方式亦稱為連接主義學(xué)派、仿生學(xué)派。人類神經(jīng)網(wǎng)行為模擬方式亦稱進(jìn)化主義、控制論學(xué)派。這種觀點(diǎn)認(rèn)為，人工智能起源于控制論，智能取決于感知和行為，取決于對(duì)外界復(fù)雜環(huán)境的適應(yīng)，而不是推理。

提出了智能行為的“感知—?jiǎng)幼鳌蹦Ｐ?；智能不需要知識(shí)、不需要表示、不需要推理；人工智能可以像人類智能那樣逐步進(jìn)化。1.1智能和機(jī)器智能

----行為模擬14行為模擬方式亦稱進(jìn)化主義、控制論學(xué)派。1.1智能和自然界的生物是怎樣進(jìn)化的？

進(jìn)化計(jì)算：是一種模擬自然界生物進(jìn)化過程與機(jī)制的智能模擬方式。它以達(dá)爾文進(jìn)化論的“物竟天擇、適者生存”作為算法的進(jìn)化規(guī)則，并結(jié)合孟德爾的遺傳變異理論，將生物進(jìn)化過程中的繁殖、變異、競(jìng)爭(zhēng)和選擇引入到了算法中。典型代表是遺傳算法，其基本操作包括選擇、雜交、變異，逐代進(jìn)化，直到滿足目標(biāo)為止。 人是怎樣處理模糊信息的？模糊計(jì)算：是通過對(duì)人類處理模糊現(xiàn)象的認(rèn)知能力的認(rèn)識(shí)，用模糊集合和模糊邏輯去模擬人類的智能行為的。模糊是指那種因沒有嚴(yán)格邊界劃分而無法精確刻畫的現(xiàn)象。例如，“大”、“小”、“多”、“少”等。人是怎樣相處的？分布智能：它由多個(gè)自主Agent組成，其中每個(gè)Agent都可以自主運(yùn)行和自主交互，以和諧共處。動(dòng)物是怎樣捕食的？粒群計(jì)算：起源于對(duì)鳥群捕食行為的模擬。模擬鳥群捕食運(yùn)動(dòng)模式。蟻群算法：起源于對(duì)蟻群行為的研究，模擬蟻群智能尋優(yōu)能力。1.1智能和機(jī)器智能

----模擬方法（仿生模擬）15自然界的生物是怎樣進(jìn)化的？1.1智能和機(jī)器智能

----模第一章

智能科學(xué)技術(shù)概述1.1智能和機(jī)器智能1.2智能科學(xué)技術(shù)學(xué)科1.3科學(xué)技術(shù)的發(fā)展規(guī)律1.4智能科學(xué)技術(shù)的模型1.5智能科學(xué)技術(shù)的重要研究領(lǐng)域16第一章

智能科學(xué)技術(shù)概述1.1智能和機(jī)器智能16概括地講：智能科學(xué)技術(shù)是研究智能現(xiàn)象及其運(yùn)動(dòng)規(guī)律的科學(xué)技術(shù)嚴(yán)格地講：智能科學(xué)技術(shù)是研究智能的本質(zhì)和研究擴(kuò)展人類智力功能的原理和方法的科學(xué)技術(shù)1.2智能科學(xué)技術(shù)學(xué)科----何謂智能科學(xué)技術(shù)主要研究對(duì)象智能的機(jī)理和功能，智能模擬的方法和技術(shù)17概括地講：嚴(yán)格地講：1.2智能科學(xué)技術(shù)學(xué)科主要研究對(duì)象171.2智能科學(xué)技術(shù)學(xué)科

----智能科學(xué)的學(xué)科位置自然科學(xué)社會(huì)科學(xué)哲學(xué)數(shù)學(xué)交叉學(xué)科信息科學(xué)腦科學(xué)系統(tǒng)科學(xué)智能科學(xué)基礎(chǔ)學(xué)科指導(dǎo)學(xué)科交叉和邊緣學(xué)科總體：是自然科學(xué)與社會(huì)科學(xué)的交叉學(xué)科具體：腦科學(xué)、思維科學(xué)、邏輯學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)、信息科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、控制科學(xué)等…181.2智能科學(xué)技術(shù)學(xué)科

----智能科學(xué)的學(xué)科位置自然科學(xué)1.2智能科學(xué)技術(shù)學(xué)科

----智能科學(xué)技術(shù)的學(xué)科特點(diǎn)

智能科學(xué)基礎(chǔ)：腦科學(xué)、認(rèn)知科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、控制科學(xué)、邏輯學(xué)、信息科學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)、數(shù)學(xué)、物理學(xué)…多學(xué)科交叉，多技術(shù)綜合，跨應(yīng)用領(lǐng)域

智能技術(shù)基礎(chǔ)：計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、電子技術(shù)、多媒體技術(shù)、圖像技術(shù)…智能科學(xué)技術(shù)：自然智能：人腦的本質(zhì)和機(jī)理；認(rèn)知的基本原理；心理的基本過程人工智能：機(jī)器感知（機(jī)器視覺、聽覺；智能傳感；自然語言理解；模式識(shí)別）

機(jī)器思維（推理；搜索；規(guī)劃；決策）

機(jī)器學(xué)習(xí)（符號(hào)學(xué)習(xí)；連接學(xué)習(xí)；知識(shí)發(fā)現(xiàn)；數(shù)據(jù)挖掘）

機(jī)器行為（智能控制；智能制造；智能檢索；智能機(jī)器人）

計(jì)算智能：神經(jīng)計(jì)算；模糊計(jì)算；進(jìn)化計(jì)算；自然計(jì)算；人工生命；人工情感

分布智能：多Agent；群體智能；智能網(wǎng)絡(luò)

集成智能：腦-機(jī)接口（Brain-ComputerInterface,BCI）理論支撐技術(shù)支撐智能技術(shù)應(yīng)用：智能機(jī)器人；專家系統(tǒng)；智能決策支持系統(tǒng)；智能檢索系統(tǒng)；智能教學(xué)系統(tǒng)；智能搜索引擎；智能游戲；智能CAD；機(jī)器博弈；自動(dòng)定理證明；智能家電；智能產(chǎn)品；智能交通；智能電力；智能作戰(zhàn)；智能農(nóng)業(yè)；智件；智能產(chǎn)業(yè)…

技術(shù)應(yīng)用…技術(shù)應(yīng)用191.2智能科學(xué)技術(shù)學(xué)科

----智能科學(xué)技術(shù)的學(xué)科特點(diǎn)

1．基因修飾技術(shù)2．未來家庭機(jī)器人3．新型電池4．人工智能技術(shù)5．超高速交通工具6．干細(xì)胞技術(shù)7．光電信息技術(shù)8．可服用診療芯片9．感冒疫苗10．無線能量傳輸技術(shù)2019年11月16日，在中國(guó)科協(xié)成立50周年的新聞發(fā)布會(huì)上，“五個(gè)10”系列評(píng)選結(jié)果揭曉，經(jīng)2000多萬公眾網(wǎng)上投票，評(píng)出的10項(xiàng)引領(lǐng)未來的科學(xué)技術(shù)如下：

中國(guó)科協(xié)網(wǎng)站：/50th/toupiao/05.html中國(guó)網(wǎng)：china/tech/kx/second5.htm新浪網(wǎng)：tech.sina/d/cast50/index.html二、智能科學(xué)技術(shù)的學(xué)科結(jié)構(gòu)和學(xué)科地位學(xué)科地位（一個(gè)引領(lǐng)未來的交叉學(xué)科）201．基因修飾技術(shù)6．干細(xì)胞技術(shù)第1章

智能科學(xué)技術(shù)概述1.1智能和機(jī)器智能1.2智能科學(xué)技術(shù)學(xué)科1.3科學(xué)技術(shù)的發(fā)展規(guī)律1.4智能科學(xué)技術(shù)的模型1.5智能科學(xué)技術(shù)的重要研究領(lǐng)域21第1章

智能科學(xué)技術(shù)概述1.1智能和機(jī)器智能211.3科學(xué)技術(shù)發(fā)生發(fā)展規(guī)律

----科學(xué)技術(shù)發(fā)生學(xué)：輔人律輔人律：利用身外之物擴(kuò)展自身的能力輔助人類擴(kuò)展認(rèn)識(shí)和改造世界的能力；輔助人類改善生存和發(fā)展的能力輔人是科學(xué)技術(shù)產(chǎn)生的唯一原因擴(kuò)展認(rèn)識(shí)和該造世界能力改進(jìn)生存和發(fā)展能力人類文明進(jìn)化科學(xué)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生新的科學(xué)技術(shù)擴(kuò)展認(rèn)識(shí)和該造世界能力改進(jìn)生存和發(fā)展能力人類文明進(jìn)化產(chǎn)生新的科學(xué)技術(shù)擴(kuò)展認(rèn)識(shí)和改造世界能力改進(jìn)生存和發(fā)展能力人類文明進(jìn)化技術(shù)創(chuàng)新產(chǎn)生新的科學(xué)技術(shù)科學(xué)技術(shù)輔人律的基本模型科學(xué)主要是擴(kuò)展人們認(rèn)識(shí)世界的能力，技術(shù)主要是擴(kuò)展人們改造世界的能力221.3科學(xué)技術(shù)發(fā)生發(fā)展規(guī)律

----科學(xué)技術(shù)發(fā)生學(xué)：輔人律1.3科學(xué)技術(shù)發(fā)生發(fā)展規(guī)律

----科學(xué)技術(shù)發(fā)展學(xué)：擬人律(1/3)擬人律

根據(jù)人類更高的能力（體質(zhì)、體力、智力）要求（或生存發(fā)展目標(biāo)）的實(shí)際需要擴(kuò)展自身的能力擬人是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的第一牽引力，是人類社會(huì)進(jìn)步的永恒動(dòng)力人類文明進(jìn)化科學(xué)發(fā)展產(chǎn)生新的科學(xué)技術(shù)人類文明進(jìn)化產(chǎn)生新的科學(xué)技術(shù)更高的能力要求實(shí)際的能力水平人類文明進(jìn)化技術(shù)進(jìn)步更高的生存和發(fā)展目標(biāo)差距科學(xué)技術(shù)擬人律的基本模型因素鏈：外部資源—科學(xué)技術(shù)—先進(jìn)工具—能力擴(kuò)展231.3科學(xué)技術(shù)發(fā)生發(fā)展規(guī)律

----科學(xué)技術(shù)發(fā)展學(xué)：擬人律1.3科學(xué)技術(shù)發(fā)生發(fā)展規(guī)律

----科學(xué)技術(shù)發(fā)展學(xué)：擬人律(2/3)體質(zhì)體力智力人類的能力：體質(zhì)能力，體力能力，智力能力體質(zhì)能力：人體本質(zhì)結(jié)構(gòu)的合理性和健壯性，是體力和智力的基礎(chǔ)體力能力：人體力量的充沛性和持久性，以體質(zhì)為基礎(chǔ)；智力能力：人的思維和智能的聰慧性和敏捷性，以體質(zhì)和體力為基礎(chǔ)。241.3科學(xué)技術(shù)發(fā)生發(fā)展規(guī)律

----科學(xué)技術(shù)發(fā)展學(xué)：擬人律古代近代現(xiàn)代材料科學(xué)技術(shù)能量科學(xué)技術(shù)信息科學(xué)技術(shù)人力工具動(dòng)力工具智能工具農(nóng)業(yè)文明

工業(yè)文明

信息文明

增強(qiáng)體質(zhì)

擴(kuò)展體力

擴(kuò)展智力物質(zhì)資源能量資源信息資源1.3科學(xué)技術(shù)發(fā)生發(fā)展規(guī)律

----科學(xué)技術(shù)發(fā)展學(xué)：擬人律(3/3)古代表征資源表征科技表征工具表征功能表征文明時(shí)代近代現(xiàn)代表征資源對(duì)應(yīng)3種能力擴(kuò)展所需的3種資源、3種科學(xué)技術(shù)和3類工具25古代近代現(xiàn)代材料科學(xué)技術(shù)能量科學(xué)技術(shù)信息科學(xué)技術(shù)人力工具動(dòng)力1.3科學(xué)技術(shù)發(fā)生發(fā)展規(guī)律

----科學(xué)技術(shù)未來學(xué)：共生律(1/2)共生律：人類的全部能力=自身的能力+科學(xué)技術(shù)產(chǎn)物的能力工具的進(jìn)化過程：是人類能力的繼承、積累、深化、拓廣、創(chuàng)造的過程工具的換代：是在繼承基礎(chǔ)上的創(chuàng)新，而不是簡(jiǎn)單的淘汰這些所反映的就是共生律261.3科學(xué)技術(shù)發(fā)生發(fā)展規(guī)律

----科學(xué)技術(shù)未來學(xué)：共生律專用智能工具智能工具的社會(huì)形態(tài):大規(guī)模智能信息網(wǎng)絡(luò)

公用通信網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)專用智能工具專用智能工具專用智能工具專門領(lǐng)域智能工具：現(xiàn)代化的途徑與標(biāo)志1.3科學(xué)技術(shù)發(fā)生發(fā)展規(guī)律

----科學(xué)技術(shù)未來學(xué)：共生律(2/2)27專用智能工具智能工具的社會(huì)形態(tài):大規(guī)模智能信息網(wǎng)絡(luò)第1章

智能科學(xué)技術(shù)概述1.1智能和機(jī)器智能1.2智能科學(xué)技術(shù)學(xué)科1.3科學(xué)技術(shù)的發(fā)展規(guī)律1.4智能科學(xué)技術(shù)的模型1.5智能科學(xué)技術(shù)的重要研究領(lǐng)域28第1章

智能科學(xué)技術(shù)概述1.1智能和機(jī)器智能28感覺器官神經(jīng)系統(tǒng)處理效應(yīng)器官問題/環(huán)境（外部世界）決策神經(jīng)系統(tǒng)信息知識(shí)策略思維器官行為信息信息策略目標(biāo)認(rèn)知信息1.4智能科學(xué)技術(shù)的模型

----人類智能活動(dòng)的功能模型執(zhí)行策略獲取信息傳遞信息傳遞信息29感覺器官神經(jīng)系統(tǒng)處理效應(yīng)器官問題/環(huán)境決策神經(jīng)系統(tǒng)信息知識(shí)策1.4智能科學(xué)技術(shù)的模型

----智能科學(xué)技術(shù)的基本模型信息傳遞思維器官信息處理認(rèn)知決策可用信息知識(shí)符號(hào)系統(tǒng)信息獲取感覺器官問題與約束信息執(zhí)行環(huán)境信息傳遞符號(hào)系統(tǒng)效應(yīng)器官原始信息智能行為所獲信息智能策略其核心是認(rèn)知（思維）和決策（智能），它構(gòu)成了智能科學(xué)獨(dú)特的學(xué)科體系301.4智能科學(xué)技術(shù)的模型

----智能科學(xué)技術(shù)的基本模型智能策略信息獲取信息傳遞信息處理策略執(zhí)行問題/環(huán)境策略制定策略傳遞認(rèn)識(shí)論信息知識(shí)智能策略思維器官智能行為本體論信息目標(biāo)知識(shí)生成1.4智能科學(xué)技術(shù)的模型

----智能的內(nèi)涵狹義智能全義智能31智能策略信息獲取信息傳遞信息處理策略執(zhí)行問題/環(huán)境策略制定策傳感通信計(jì)算系統(tǒng)控制問題/環(huán)境決策智能通信認(rèn)識(shí)論信息知識(shí)智能策略智能行為本體論信息智能策略目標(biāo)認(rèn)知智能1.4智能科學(xué)技術(shù)的模型

----智能系統(tǒng)的技術(shù)模型32傳感通信計(jì)算系統(tǒng)控制問題/環(huán)境決策智能通信認(rèn)識(shí)論信息知識(shí)智能新環(huán)境-新問題-新目標(biāo)環(huán)境-問題-目標(biāo)提煉知識(shí)生成策略引導(dǎo)行為目的獲取信息本體論信息認(rèn)識(shí)論信息知識(shí)策略行為1.4智能科學(xué)技術(shù)的模型

----智能的生成過程33新環(huán)境-新問題-新目標(biāo)環(huán)境-問題-目標(biāo)提煉知識(shí)生成策略引導(dǎo)行第1章

智能科學(xué)技術(shù)概述1.1智能和機(jī)器智能1.2智能科學(xué)技術(shù)學(xué)科1.3科學(xué)技術(shù)的發(fā)展規(guī)律1.4智能科學(xué)技術(shù)的模型1.5智能科學(xué)技術(shù)的重要研究領(lǐng)域34第1章

智能科學(xué)技術(shù)概述1.1智能和機(jī)器智能341.5智能科學(xué)技術(shù)的重要研究領(lǐng)域

----自然智能研究

腦科學(xué)：又稱神經(jīng)科學(xué)，其目的是要認(rèn)識(shí)腦、保護(hù)腦和創(chuàng)造腦。腦的涵義：從狹義方面，腦是指中樞神經(jīng)系統(tǒng)，有時(shí)特指大腦；從廣義方面，腦可泛指整個(gè)神經(jīng)系統(tǒng)。智能科學(xué)是從廣義角度來理解腦科學(xué)的?，F(xiàn)代腦科學(xué)的基本問題：(1)揭示神經(jīng)元之間的連接形式，奠定行為的腦機(jī)制的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)；(2)闡明神經(jīng)活動(dòng)的基本過程，即神經(jīng)信號(hào)的產(chǎn)生、傳遞、調(diào)制等過程；(3)認(rèn)識(shí)實(shí)現(xiàn)各種功能的神經(jīng)回路基礎(chǔ)；(4)解釋腦的高級(jí)功能機(jī)制等。腦科學(xué)是智能科學(xué)的基礎(chǔ)：其研究的任何進(jìn)展，都將會(huì)對(duì)智能科學(xué)的研究起到積極的推動(dòng)作用。認(rèn)知科學(xué)：亦稱思維科學(xué)，是研究心智和智能的一門學(xué)科。其主要目的是要解釋人類在完成認(rèn)知活動(dòng)時(shí)是如何進(jìn)行信息加工的。認(rèn)知：可一般地認(rèn)為是和情感、動(dòng)機(jī)、意志相對(duì)應(yīng)的理智或認(rèn)識(shí)過程，或者是為了一定的目的，在一定的心理結(jié)構(gòu)中進(jìn)行的信息加工過程。

認(rèn)知科學(xué)也是智能能科學(xué)的基礎(chǔ)：從認(rèn)知觀點(diǎn)看，智能科學(xué)應(yīng)同時(shí)開展對(duì)邏輯思維、形象思維和靈感思維的研究。351.5智能科學(xué)技術(shù)的重要研究領(lǐng)域

----自然智能研究1.5智能科學(xué)技術(shù)的重要研究領(lǐng)域

----機(jī)器感知研究(1/2)

機(jī)器感知

就是要讓計(jì)算機(jī)具有類似于人的感知能力，如視覺、聽覺、觸覺、嗅覺、味覺。機(jī)器視覺概念：用計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)或模擬人類的視覺功能，其主要研究目標(biāo)是使計(jì)算機(jī)具有通過二維圖像認(rèn)知三維環(huán)境信息的能力。重要性：在人類感知到的外界信息中，有80%以上是通過視覺得到的。視覺系統(tǒng)：人類視覺系統(tǒng)的功能是通過眼睛與大腦共同實(shí)現(xiàn)的。人們視野中的物體在可見光的照射下，先在眼睛的視網(wǎng)膜上形成圖像，然后由感光細(xì)胞轉(zhuǎn)換成神經(jīng)脈沖信號(hào)，再經(jīng)神經(jīng)纖維傳入大腦皮層，最后由大腦皮層對(duì)其進(jìn)行處理與理解。視覺：包括了對(duì)視覺信息的獲取、傳輸、處理、存儲(chǔ)與理解的全過程。361.5智能科學(xué)技術(shù)的重要研究領(lǐng)域

----機(jī)器感知研究(1/1.5智能科學(xué)技術(shù)的重要研究領(lǐng)域

----機(jī)器感知研究(2/2)模式識(shí)別：讓計(jì)算機(jī)能夠?qū)o定的事務(wù)進(jìn)行鑒別，并把它歸入與其相同或相似的模式中。其鑒別對(duì)象可以是物理的、化學(xué)的、文字、圖像、聲音等。模式識(shí)別的一般過程：(1)采集待識(shí)別事物的模式信息；(2)對(duì)其進(jìn)行各種變換和預(yù)處理，從中抽出有意義的特征或基元，得到待識(shí)別事物的模式；(3)與機(jī)器中已有的各種標(biāo)準(zhǔn)模式進(jìn)行比較，完成對(duì)事物的分類和識(shí)別；(4)輸出識(shí)別結(jié)果。自然語言處理機(jī)器翻譯：把一種自然語言翻譯成另外一種自然語言自然語言理解：讓計(jì)算機(jī)能夠理解和生成自然語言（聲音的、書面的）。自然語言理解的意義：

對(duì)智能人機(jī)接口有著重要的實(shí)際意義；對(duì)不確定人工智能具有重大的理論價(jià)值。有學(xué)者指出：人工智能如果不能用自然語言作為其知識(shí)表示基礎(chǔ)，建立起不確定人工智能的理論和方法，人工智能也就永遠(yuǎn)實(shí)現(xiàn)不了跨越的夢(mèng)想。371.5智能科學(xué)技術(shù)的重要研究領(lǐng)域

----機(jī)器感知研究(2/1.5智能科學(xué)技術(shù)的重要研究領(lǐng)域

----機(jī)器思維研究機(jī)器思維：就是讓計(jì)算機(jī)模仿和實(shí)現(xiàn)人的思維能力，以對(duì)感知到的外界信息和自己產(chǎn)生的內(nèi)部信息進(jìn)行思維性加工。推理：推理是指按照某種策略從已知事實(shí)出發(fā)利用知識(shí)推出所需結(jié)論的過程。推理的類型：確定性推理，指推理所使用的知識(shí)和推出的結(jié)論都是精確的。不確定性推理，指推理所使用的知識(shí)和推出的結(jié)論可以是不確定的。包括：對(duì)非精確性、模糊型和非完備性的統(tǒng)稱。推理的理論基礎(chǔ)：確定性推理主要是基于一階經(jīng)典邏輯。不確定性推理主要基于非經(jīng)典邏輯和概率等。搜索：是指為了達(dá)到某一目標(biāo)，不斷尋找推理線路，以引導(dǎo)和控制推理，使問題得以解決的過程。搜索的類型：狀態(tài)空間搜索是一種用狀態(tài)空間法求解問題時(shí)的搜索方法；

與/或樹搜索是一種用問題規(guī)約法求解問題時(shí)的搜索方法。381.5智能科學(xué)技術(shù)的重要研究領(lǐng)域

----機(jī)器思維研究1.5智能科學(xué)技術(shù)的重要研究領(lǐng)域

----機(jī)器學(xué)習(xí)研究機(jī)器學(xué)習(xí)：就是讓計(jì)算機(jī)能夠像人那樣自動(dòng)地獲取新知識(shí)，并在實(shí)踐中不斷地完善自我和增強(qiáng)能力。符號(hào)學(xué)習(xí)：是指從功能上模擬人類學(xué)習(xí)能力的機(jī)器學(xué)習(xí)方法，它是一種基于符號(hào)主義學(xué)派的機(jī)器學(xué)習(xí)觀點(diǎn)。符號(hào)學(xué)習(xí)的類型：可根據(jù)學(xué)習(xí)策略，即學(xué)習(xí)中所使用的推理方法，將其分為記憶學(xué)習(xí)、歸納學(xué)習(xí)、演繹學(xué)習(xí)等。神經(jīng)學(xué)習(xí)：也稱為連接學(xué)習(xí)，它是一種基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)方法。在神經(jīng)系統(tǒng)中，神經(jīng)元既是學(xué)習(xí)的基本單位，同是也是記憶的基本單位。神經(jīng)學(xué)習(xí)的類型：感知器學(xué)習(xí)：是一種基于糾錯(cuò)學(xué)習(xí)規(guī)則，采用迭代的思想對(duì)連接權(quán)值和閾值進(jìn)行不斷調(diào)整，直到滿足結(jié)束條件為止的學(xué)習(xí)算法。

BP網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)：是一種誤差反向傳播網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)算法。其學(xué)習(xí)過程由輸出模式的正向傳播過程和誤差的反向傳播過程所組成。其中，誤差的反向傳播過程用于修改各層神經(jīng)元的連接權(quán)值，直至得到所期望的輸出模式為止。

Hopfield網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)實(shí)際上是要尋求系統(tǒng)的穩(wěn)定狀態(tài)，即從網(wǎng)絡(luò)的初始狀態(tài)開始，逐漸向其穩(wěn)定狀態(tài)過渡，直至達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)為止。391.5智能科學(xué)技術(shù)的重要研究領(lǐng)域

----機(jī)器學(xué)習(xí)研究1.5智能科學(xué)技術(shù)的重要研究領(lǐng)域

----機(jī)器行為研究(1/3)機(jī)器行為：就是讓計(jì)算機(jī)能夠具有像人那樣地行動(dòng)和表達(dá)能力，如走、跑、拿、說、唱、寫畫等。智能控制：是指那種無需或需要盡可能少的人工干預(yù)就能獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)智能機(jī)器實(shí)現(xiàn)其目標(biāo)的控制過程。智能控制系統(tǒng)：是指那種能夠?qū)崿F(xiàn)某種控制任務(wù)，具有自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)和自組織功能的智能系統(tǒng)。從結(jié)構(gòu)上，它由傳感器、感知信息處理模塊、認(rèn)知模塊、規(guī)劃和控制模塊、執(zhí)行器和通信接口模塊等主要部件所組成。主要應(yīng)用領(lǐng)域：智能機(jī)器人系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）、復(fù)雜工業(yè)過程的控制系統(tǒng)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)管理系統(tǒng)、交通運(yùn)輸系統(tǒng)等。智能檢索：利用智能方法從大量信息中盡快找到所需要的信息或知識(shí)。重要性：目前，在各種數(shù)據(jù)庫(kù)，尤其是互聯(lián)網(wǎng)上存放著大量的、甚至是海量的信息或知識(shí)。須解決的主要問題：(1)自然語言理解能力，能理解用自然語言提出的各種詢問；(2)推理能力，能夠根據(jù)已知信息或知識(shí)，演繹出所需要答案；(3)應(yīng)擁有一定的常識(shí)性知識(shí)，以補(bǔ)充學(xué)科范圍的專業(yè)知識(shí)。401.5智能科學(xué)技術(shù)的重要研究領(lǐng)域

----機(jī)器行為研究(1/1.5智能科學(xué)技術(shù)的重要研究領(lǐng)域

----機(jī)器行為研究(2/3)機(jī)器人(Robots)和機(jī)器人學(xué)

機(jī)器人(Robots)是一種可再編程的多功能操作裝置。機(jī)器人學(xué)是在電子學(xué)、人工智能、控制論、系統(tǒng)工程、精密機(jī)械、信息傳感、仿生學(xué)、以及心理學(xué)等多種學(xué)科或技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)上形成的一種綜合性技術(shù)學(xué)科。

機(jī)器人研究的意義

機(jī)器人既是人工智能的研究對(duì)象，同時(shí)又是人工智能的試驗(yàn)場(chǎng)地，人工智能的所有技術(shù)幾乎都可以在這個(gè)領(lǐng)域得到應(yīng)用。

機(jī)器人的發(fā)展過程

經(jīng)歷了遙控、程序、自適應(yīng)、智能機(jī)器人、情感機(jī)器人。人工智能的主要研究智能機(jī)器人和情感機(jī)器人。

智能機(jī)器人具有的能力

感知能力、思維能力和行為能力的機(jī)器人。這種機(jī)器人能夠主動(dòng)的適應(yīng)外界環(huán)境變化，并能夠通過學(xué)習(xí)豐富自己的知識(shí)、提高自己的工作能力。

情感機(jī)器人

是一種具有情感（愛、恨…）和情緒(喜、怒…)功能新一代機(jī)器人。411.5智能科學(xué)技術(shù)的重要研究領(lǐng)域

----機(jī)器行為研究(2/1.5智能科學(xué)技術(shù)的重要研究領(lǐng)域

----計(jì)算智能研究計(jì)算智能：是借鑒仿生學(xué)的思想，基于人們對(duì)生物體智能機(jī)理的認(rèn)識(shí)，采用數(shù)值計(jì)算的方法去模擬和實(shí)現(xiàn)人類的智能。神經(jīng)計(jì)算：亦稱神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，它是通過對(duì)大量人工神經(jīng)元的廣泛并行互聯(lián)所形成的一種人工網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，用于模擬生物神經(jīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能。主要研究?jī)?nèi)容：包括人工神經(jīng)元的結(jié)構(gòu)和模型，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的互連結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)模型，基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)結(jié)學(xué)習(xí)機(jī)制等

進(jìn)化計(jì)算：是一種模擬自然界生物進(jìn)化過程與機(jī)制，進(jìn)行問題求解的自組織、自適應(yīng)的隨機(jī)搜索技術(shù)。它以達(dá)爾文進(jìn)化論的“物竟天擇、適者生存”作為算法的進(jìn)化規(guī)則，并結(jié)合孟德爾的遺傳變異理論，將生物進(jìn)化過程中的繁殖、變異、競(jìng)爭(zhēng)和選擇引入到了算法中，是一種對(duì)人類智能的演化模擬方法。進(jìn)化計(jì)算的主要分支：遺傳算法、進(jìn)化策略、進(jìn)化規(guī)劃和遺傳規(guī)劃四大分支。

模糊計(jì)算：亦稱模糊系統(tǒng)，是通過對(duì)人類處理模糊現(xiàn)象的認(rèn)知能力的認(rèn)識(shí)，用模糊集合和模糊邏輯去模擬人類的智能行為的。模糊概念的定義：通常，人們把那種因沒有嚴(yán)格邊界劃分而無法精確刻畫的現(xiàn)象稱為模糊現(xiàn)象，并把反映模糊現(xiàn)象的各種概念稱為模糊概念。例如，“大”、“小”、“多”、“少”等。421.5智能科學(xué)技術(shù)的重要研究領(lǐng)域

----計(jì)算智能研究分布智能：

主要研究在邏輯上或物理上分布的智能系統(tǒng)之間如何相互協(xié)調(diào)各自的智能行為，實(shí)現(xiàn)問題的并行求解。多Agent系統(tǒng)：

主要研究如何在一群自主的Agent之間進(jìn)行智能行為的協(xié)調(diào)，去創(chuàng)建一個(gè)能夠共同處理單個(gè)目標(biāo)或多個(gè)目標(biāo)的分布的智能群體。多Agent系統(tǒng)的工作方式：

它由多個(gè)自主Agent組成，其中每個(gè)Agent都可以自主運(yùn)行和自主交互，即當(dāng)一個(gè)Agent需要與別的Agent合作時(shí)，就通過相應(yīng)的通信機(jī)制去尋找可以合作并愿意合作的Agent，以共同解決問題。

1.5智能科學(xué)技術(shù)的重要研究領(lǐng)域

----分布智能研究43分布智能：1.5智能科學(xué)技術(shù)的重要研究領(lǐng)域

----分布智能群體智能：

是指無智能的或具有簡(jiǎn)單智能的個(gè)體通過群體協(xié)作和組織所表現(xiàn)出來的智能。主要研究單個(gè)個(gè)體，如何通過群內(nèi)個(gè)體的連接、信息交流、溝通、組織和自組織去產(chǎn)生群體的智能。1.5智能科學(xué)技術(shù)的重要研究領(lǐng)域

----群體智能研究蟻群算法：起源于對(duì)蟻群尋找食物行為的模擬。一些螞蟻在外尋找食物，每只螞蟻找到了食物都會(huì)返回巢中通知同伴，并在路徑上留下“氣味”，越近的路徑氣味會(huì)越濃，所有螞蟻都會(huì)沿這條最近的路徑去捕獲該食物。粒群計(jì)算：起源于對(duì)鳥群捕食運(yùn)動(dòng)模式的模擬。如果一只鳥（粒子）在某一處找到了一塊事物，那么鳥群（粒群）就從這只鳥周圍開始向外搜索。44群體智能：1.5智能科學(xué)技術(shù)的重要研究領(lǐng)域

----群體智能社會(huì)智能：面向復(fù)雜社會(huì)系統(tǒng)，用智能化的計(jì)算手段研究社會(huì)相關(guān)問題，建立適應(yīng)新型社會(huì)問題特點(diǎn)的智能計(jì)算理論和具有復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)特性的社會(huì)組織問題模型。它不是側(cè)重于模擬個(gè)體的高級(jí)認(rèn)知能力，而是把人類智能的本質(zhì)看作是一種社會(huì)性的智能，其智能行為更多的是在由群體構(gòu)成的社會(huì)環(huán)境下完成各種社會(huì)活動(dòng)時(shí)體現(xiàn)出來的。應(yīng)用領(lǐng)域：

面向復(fù)雜社會(huì)系統(tǒng)、適應(yīng)新型社會(huì)問題特點(diǎn)的智能計(jì)算理論。社會(huì)科學(xué)基礎(chǔ)理論模型到計(jì)算技術(shù)的映射機(jī)制。建立具有復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)特性的社會(huì)組織形成模型。1.5智能科學(xué)技術(shù)的重要研究領(lǐng)域

----社會(huì)智能研究45社會(huì)智能：1.5智能科學(xué)技術(shù)的重要研究領(lǐng)域

----社會(huì)智能1.5智能科學(xué)技術(shù)的重要研究領(lǐng)域

----集成智能研究腦中含芯片的被測(cè)試者普通的被測(cè)試者測(cè)試主持人小于50%嗎？智能的物質(zhì)、能量、信息基礎(chǔ)：自然智能是基于“碳”的信息處理，人工智能是基于“硅”的信息處理，它們的運(yùn)算能量均為電信號(hào)。建立一種基于電信號(hào)的統(tǒng)一的信息處理模型？

人類的智能：物質(zhì)(碳)+能量(生物電)→(生物)信息人造的智能：物質(zhì)(硅)+能量(物理電)→(電子)信息集成智能的研究：腦-機(jī)接口（BCI）的研究進(jìn)一步證實(shí)了集成智能的可能性。

新的智能產(chǎn)生機(jī)理測(cè)試461.5智能科學(xué)技術(shù)的重要研究領(lǐng)域

----集成智能研究腦中含用戶界面解釋模塊知識(shí)獲取知識(shí)庫(kù)綜合數(shù)據(jù)庫(kù)推理機(jī)1.5智能科學(xué)技術(shù)的重要研究領(lǐng)域

----智能系統(tǒng)研究

專家系統(tǒng)是一種基于知識(shí)的智能系統(tǒng)，它將領(lǐng)域?qū)＜业慕?jīng)驗(yàn)用知識(shí)表示方法表示出來，并放入知識(shí)庫(kù)中，供推理機(jī)使用。

隨著計(jì)算網(wǎng)絡(luò)、多Agent、計(jì)算智能等技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了模糊專家系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)專家系統(tǒng)、基于Web的專家系統(tǒng)、協(xié)同式專家系統(tǒng)和分布式專家系統(tǒng)等。47用戶界面解釋模塊知識(shí)獲取知識(shí)思考題

1.為什么有了自動(dòng)的快速計(jì)算還要有智能？2.什么是智能？試給出你對(duì)“智能”的理解。3.怎樣判斷一個(gè)系統(tǒng)是否有智能？對(duì)Turing測(cè)試的評(píng)論？4.什么是科學(xué)技術(shù)發(fā)生學(xué)、發(fā)展學(xué)和未來學(xué)中的輔人律、擬人律和共生律？5.什么是信息？什么是知識(shí)？信息-知識(shí)-智能的關(guān)系是什么？6.研究智能對(duì)制造工具和對(duì)改善人類自身智能有何意義？7.智能科學(xué)技術(shù)有哪些主要研究和應(yīng)用領(lǐng)域？48思考題1.為什么有了自動(dòng)的快速計(jì)算還要有智能？4智能科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論wansenw12613611098166王萬森中國(guó)人工智能學(xué)會(huì)秘書長(zhǎng)、教育工作委員會(huì)主任49智能科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論wansenw126王萬森1導(dǎo)論課程教學(xué)說明課程性質(zhì)：智能科學(xué)與技術(shù)本科專業(yè)入門引導(dǎo)課程主要內(nèi)容：智能科學(xué)技術(shù)學(xué)科的概念、架構(gòu)、體系智能科學(xué)技術(shù)專業(yè)的知識(shí)結(jié)構(gòu)、課程體系、培養(yǎng)目標(biāo)、學(xué)習(xí)方法智能科學(xué)技術(shù)學(xué)科的生命科學(xué)基礎(chǔ)、技術(shù)科學(xué)基礎(chǔ)智能科學(xué)技術(shù)的科學(xué)和社會(huì)價(jià)值，以及其發(fā)展與前沿教學(xué)要求了解智能科學(xué)技術(shù)學(xué)科，認(rèn)識(shí)智能科學(xué)技術(shù)專業(yè)，了解智能科學(xué)技術(shù)的生命科學(xué)和技術(shù)科學(xué)基礎(chǔ)，認(rèn)識(shí)智能科學(xué)技術(shù)對(duì)科技、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展的作用，為以后的學(xué)習(xí)和成長(zhǎng)奠定基礎(chǔ)。教材：鐘義信等編著，《智能科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論》，北京郵電大學(xué)出版社，2019年參考書腦科學(xué)、認(rèn)知科學(xué)、人工智能、機(jī)器人、計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制科學(xué)等50導(dǎo)論課程教學(xué)說明課程性質(zhì)：2導(dǎo)論課程的章內(nèi)容第1章智能科學(xué)技術(shù)概述第2章智能科學(xué)技術(shù)專業(yè)和學(xué)科教育第3章智能科學(xué)技術(shù)的腦科學(xué)基礎(chǔ)第4章智能科學(xué)技術(shù)的認(rèn)知科學(xué)基礎(chǔ)第5章智能科學(xué)技術(shù)的技術(shù)學(xué)科基礎(chǔ)第6章智能科學(xué)技術(shù)與科技進(jìn)步和社會(huì)發(fā)展第7章智能科學(xué)技術(shù)的前沿與機(jī)遇第8章我國(guó)科學(xué)家對(duì)智能科學(xué)技術(shù)的貢獻(xiàn)51導(dǎo)論課程的章內(nèi)容第1章智能科學(xué)技術(shù)概述3第1章

智能科學(xué)技術(shù)概述1.1智能和機(jī)器智能1.2智能科學(xué)技術(shù)學(xué)科1.3科學(xué)技術(shù)的發(fā)展規(guī)律1.4智能科學(xué)技術(shù)的模型1.5智能科學(xué)技術(shù)的重要研究領(lǐng)域52第1章

智能科學(xué)技術(shù)概述1.1智能和機(jī)器智能4這些人是誰？你是怎樣識(shí)別的？機(jī)器會(huì)怎樣識(shí)別？差別在哪？智能是什么？1.1智能和機(jī)器智能----習(xí)以為常的智能53這些人是誰？1.1智能和機(jī)器智能5智能(自然智能)問題：1、人是怎樣思考問題的？例如：樹上還有幾只鳥？（常識(shí)推理）2、人是怎樣橫穿馬路的？（常識(shí)推理和邏輯問題的形象處理）3、人是怎樣識(shí)別景物的？例如：小孩的媽媽是誰？（形象思維）4、人是怎樣實(shí)現(xiàn)感知、學(xué)習(xí)、思維等的？（神經(jīng)系統(tǒng)的心智活動(dòng)）5、人是怎樣產(chǎn)生情緒、情感的？（神經(jīng)系統(tǒng)的心理過程）…智能所包含的能力感知、學(xué)習(xí)、思維、行為？情感、情緒、意志？智能的載體：1.1智能和機(jī)器智能----智能的現(xiàn)象54智能(自然智能)問題：1.1智能和機(jī)器智能61.1智能和機(jī)器智能----自己心中的智能討論：

人類智能都包括哪些？

感知、學(xué)習(xí)、思維、行為？情感、情緒、意志（個(gè)體自覺地確定目的，支配自己的行動(dòng)，克服困難以實(shí)現(xiàn)預(yù)定目的的心理過程）、動(dòng)機(jī)（發(fā)動(dòng)指引和維持個(gè)體活動(dòng)的內(nèi)在心理過程）？動(dòng)物有沒有智能？聽覺、視覺、記憶、行為？機(jī)器有沒有智能？聽覺、視覺、記憶、思維、行為？你在社會(huì)中看見或知道哪些智能現(xiàn)象？智能機(jī)器人、智能家電、智能交通、智能家居…?551.1智能和機(jī)器智能討論：7人類高等動(dòng)物動(dòng)物植物無機(jī)物1.1智能和機(jī)器智能

----智能等級(jí)和智能空間56人類高等動(dòng)物動(dòng)物植物無機(jī)物1.1智能和機(jī)器智能

----智1.1智能和機(jī)器智能----人類智能人類智能（即自然智能，簡(jiǎn)稱智能）人類在認(rèn)識(shí)客觀世界中，由思維過程和腦力活動(dòng)所表現(xiàn)出的綜合能力。人類智能基礎(chǔ)腦和神經(jīng)系統(tǒng)，人腦1011-12量級(jí)的神經(jīng)元，分布并行工作人類智能的層次：高層智能：以大腦皮層（抑制中樞）為主，主要完成記憶、思維等中層智能：以丘腦（感覺中樞）為主，主要完成感知活動(dòng)。低層智能：以小腦、脊髓為主，主要完成動(dòng)作反應(yīng)活動(dòng)。智能包含的能力：感知：通過感知器官感知外界的能力記憶：對(duì)外界信息和內(nèi)部知識(shí)的存儲(chǔ)過程思維：對(duì)已存儲(chǔ)信息或知識(shí)的本質(zhì)屬性、內(nèi)部知識(shí)的認(rèn)識(shí)過程

包括：邏輯思維，形象思維，靈感思維學(xué)習(xí)：是一個(gè)具有特定目的的知識(shí)獲取過程自適應(yīng)：是一種通過自我調(diào)節(jié)適應(yīng)外界環(huán)境的過程行為：是人們對(duì)感知到的外界信息作出動(dòng)作反應(yīng)的能力571.1智能和機(jī)器智能人類智能（即自然智能，簡(jiǎn)稱智能）91.1智能和機(jī)器智能

----機(jī)器智能測(cè)試主持人被測(cè)機(jī)器被測(cè)人小于50%？Turing測(cè)試581.1智能和機(jī)器智能

----機(jī)器智能測(cè)試主持人被測(cè)機(jī)器被20+21+22+…+263

1019/3×109

3×109秒1世紀(jì)

=264–11019國(guó)際象棋高級(jí)棋手的一局：平均每人走40步（兩人共80步）每步平均35種可能走法。共有3580

10123可能種走法10123/3×109

3×10114秒

10104世紀(jì)NP問題！1.1智能和機(jī)器智能

----機(jī)器計(jì)算與機(jī)器智能5920+21+22+…+2631019/功能模擬方式亦稱為符號(hào)主義、邏輯主義等。其目的是要構(gòu)造能夠模擬人類大腦功能的智能系統(tǒng)。相當(dāng)于“鳥飛”。這種觀點(diǎn)認(rèn)為人類認(rèn)知的基元是符號(hào)，認(rèn)知過程是符號(hào)表示上的一種運(yùn)算。智能的基礎(chǔ)是知識(shí)，其核心是知識(shí)表示和知識(shí)推理。知識(shí)可用符號(hào)表示，也可用符號(hào)進(jìn)行推理，因而可以建立基于知識(shí)的人類智能和機(jī)器智能的統(tǒng)一的理論體系。

鳥會(huì)飛飛機(jī)也會(huì)飛1.1智能和機(jī)器智能

----模擬方法（功能模擬）60功能模擬方式亦稱為符號(hào)主義、邏輯主義等。鳥會(huì)飛飛機(jī)也結(jié)構(gòu)模擬方式亦稱為連接主義學(xué)派、仿生學(xué)派。其目的是要模擬人類的大腦結(jié)構(gòu)，構(gòu)造人造的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。相當(dāng)于“飛鳥”這種觀點(diǎn)認(rèn)為，AI起源于仿生學(xué)，特別是人腦模型，人類認(rèn)知的基元是神經(jīng)元，認(rèn)知過程是神經(jīng)元的連接活動(dòng)過程思維的基元是神經(jīng)元，而不是符號(hào)。思維過程是神經(jīng)元的聯(lián)結(jié)活動(dòng)過程，而不是符號(hào)運(yùn)算過程；反對(duì)符號(hào)主義關(guān)于物理符號(hào)系統(tǒng)的假設(shè)。人類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)人工神經(jīng)網(wǎng)路1.1智能和機(jī)器智能

----模擬方法（結(jié)構(gòu)模擬）61結(jié)構(gòu)模擬方式亦稱為連接主義學(xué)派、仿生學(xué)派。人類神經(jīng)網(wǎng)行為模擬方式亦稱進(jìn)化主義、控制論學(xué)派。這種觀點(diǎn)認(rèn)為，人工智能起源于控制論，智能取決于感知和行為，取決于對(duì)外界復(fù)雜環(huán)境的適應(yīng)，而不是推理。

提出了智能行為的“感知—?jiǎng)幼鳌蹦Ｐ停恢悄懿恍枰R(shí)、不需要表示、不需要推理；人工智能可以像人類智能那樣逐步進(jìn)化。1.1智能和機(jī)器智能

----行為模擬62行為模擬方式亦稱進(jìn)化主義、控制論學(xué)派。1.1智能和自然界的生物是怎樣進(jìn)化的？

進(jìn)化計(jì)算：是一種模擬自然界生物進(jìn)化過程與機(jī)制的智能模擬方式。它以達(dá)爾文進(jìn)化論的“物竟天擇、適者生存”作為算法的進(jìn)化規(guī)則，并結(jié)合孟德爾的遺傳變異理論，將生物進(jìn)化過程中的繁殖、變異、競(jìng)爭(zhēng)和選擇引入到了算法中。典型代表是遺傳算法，其基本操作包括選擇、雜交、變異，逐代進(jìn)化，直到滿足目標(biāo)為止。 人是怎樣處理模糊信息的？模糊計(jì)算：是通過對(duì)人類處理模糊現(xiàn)象的認(rèn)知能力的認(rèn)識(shí)，用模糊集合和模糊邏輯去模擬人類的智能行為的。模糊是指那種因沒有嚴(yán)格邊界劃分而無法精確刻畫的現(xiàn)象。例如，“大”、“小”、“多”、“少”等。人是怎樣相處的？分布智能：它由多個(gè)自主Agent組成，其中每個(gè)Agent都可以自主運(yùn)行和自主交互，以和諧共處。動(dòng)物是怎樣捕食的？粒群計(jì)算：起源于對(duì)鳥群捕食行為的模擬。模擬鳥群捕食運(yùn)動(dòng)模式。蟻群算法：起源于對(duì)蟻群行為的研究，模擬蟻群智能尋優(yōu)能力。1.1智能和機(jī)器智能

----模擬方法（仿生模擬）63自然界的生物是怎樣進(jìn)化的？1.1智能和機(jī)器智能

----模第一章

智能科學(xué)技術(shù)概述1.1智能和機(jī)器智能1.2智能科學(xué)技術(shù)學(xué)科1.3科學(xué)技術(shù)的發(fā)展規(guī)律1.4智能科學(xué)技術(shù)的模型1.5智能科學(xué)技術(shù)的重要研究領(lǐng)域64第一章

智能科學(xué)技術(shù)概述1.1智能和機(jī)器智能16概括地講：智能科學(xué)技術(shù)是研究智能現(xiàn)象及其運(yùn)動(dòng)規(guī)律的科學(xué)技術(shù)嚴(yán)格地講：智能科學(xué)技術(shù)是研究智能的本質(zhì)和研究擴(kuò)展人類智力功能的原理和方法的科學(xué)技術(shù)1.2智能科學(xué)技術(shù)學(xué)科----何謂智能科學(xué)技術(shù)主要研究對(duì)象智能的機(jī)理和功能，智能模擬的方法和技術(shù)65概括地講：嚴(yán)格地講：1.2智能科學(xué)技術(shù)學(xué)科主要研究對(duì)象171.2智能科學(xué)技術(shù)學(xué)科

----智能科學(xué)的學(xué)科位置自然科學(xué)社會(huì)科學(xué)哲學(xué)數(shù)學(xué)交叉學(xué)科信息科學(xué)腦科學(xué)系統(tǒng)科學(xué)智能科學(xué)基礎(chǔ)學(xué)科指導(dǎo)學(xué)科交叉和邊緣學(xué)科總體：是自然科學(xué)與社會(huì)科學(xué)的交叉學(xué)科具體：腦科學(xué)、思維科學(xué)、邏輯學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)、信息科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、控制科學(xué)等…661.2智能科學(xué)技術(shù)學(xué)科

----智能科學(xué)的學(xué)科位置自然科學(xué)1.2智能科學(xué)技術(shù)學(xué)科

----智能科學(xué)技術(shù)的學(xué)科特點(diǎn)

智能科學(xué)基礎(chǔ)：腦科學(xué)、認(rèn)知科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、控制科學(xué)、邏輯學(xué)、信息科學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)、數(shù)學(xué)、物理學(xué)…多學(xué)科交叉，多技術(shù)綜合，跨應(yīng)用領(lǐng)域

智能技術(shù)基礎(chǔ)：計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、電子技術(shù)、多媒體技術(shù)、圖像技術(shù)…智能科學(xué)技術(shù)：自然智能：人腦的本質(zhì)和機(jī)理；認(rèn)知的基本原理；心理的基本過程人工智能：機(jī)器感知（機(jī)器視覺、聽覺；智能傳感；自然語言理解；模式識(shí)別）

機(jī)器思維（推理；搜索；規(guī)劃；決策）

機(jī)器學(xué)習(xí)（符號(hào)學(xué)習(xí)；連接學(xué)習(xí)；知識(shí)發(fā)現(xiàn)；數(shù)據(jù)挖掘）

機(jī)器行為（智能控制；智能制造；智能檢索；智能機(jī)器人）

計(jì)算智能：神經(jīng)計(jì)算；模糊計(jì)算；進(jìn)化計(jì)算；自然計(jì)算；人工生命；人工情感

分布智能：多Agent；群體智能；智能網(wǎng)絡(luò)

集成智能：腦-機(jī)接口（Brain-ComputerInterface,BCI）理論支撐技術(shù)支撐智能技術(shù)應(yīng)用：智能機(jī)器人；專家系統(tǒng)；智能決策支持系統(tǒng)；智能檢索系統(tǒng)；智能教學(xué)系統(tǒng)；智能搜索引擎；智能游戲；智能CAD；機(jī)器博弈；自動(dòng)定理證明；智能家電；智能產(chǎn)品；智能交通；智能電力；智能作戰(zhàn)；智能農(nóng)業(yè)；智件；智能產(chǎn)業(yè)…

技術(shù)應(yīng)用…技術(shù)應(yīng)用671.2智能科學(xué)技術(shù)學(xué)科

----智能科學(xué)技術(shù)的學(xué)科特點(diǎn)

1．基因修飾技術(shù)2．未來家庭機(jī)器人3．新型電池4．人工智能技術(shù)5．超高速交通工具6．干細(xì)胞技術(shù)7．光電信息技術(shù)8．可服用診療芯片9．感冒疫苗10．無線能量傳輸技術(shù)2019年11月16日，在中國(guó)科協(xié)成立50周年的新聞發(fā)布會(huì)上，“五個(gè)10”系列評(píng)選結(jié)果揭曉，經(jīng)2000多萬公眾網(wǎng)上投票，評(píng)出的10項(xiàng)引領(lǐng)未來的科學(xué)技術(shù)如下：

中國(guó)科協(xié)網(wǎng)站：/50th/toupiao/05.html中國(guó)網(wǎng)：china/tech/kx/second5.htm新浪網(wǎng)：tech.sina/d/cast50/index.html二、智能科學(xué)技術(shù)的學(xué)科結(jié)構(gòu)和學(xué)科地位學(xué)科地位（一個(gè)引領(lǐng)未來的交叉學(xué)科）681．基因修飾技術(shù)6．干細(xì)胞技術(shù)第1章

智能科學(xué)技術(shù)概述1.1智能和機(jī)器智能1.2智能科學(xué)技術(shù)學(xué)科1.3科學(xué)技術(shù)的發(fā)展規(guī)律1.4智能科學(xué)技術(shù)的模型1.5智能科學(xué)技術(shù)的重要研究領(lǐng)域69第1章

智能科學(xué)技術(shù)概述1.1智能和機(jī)器智能211.3科學(xué)技術(shù)發(fā)生發(fā)展規(guī)律

----科學(xué)技術(shù)發(fā)生學(xué)：輔人律輔人律：利用身外之物擴(kuò)展自身的能力輔助人類擴(kuò)展認(rèn)識(shí)和改造世界的能力；輔助人類改善生存和發(fā)展的能力輔人是科學(xué)技術(shù)產(chǎn)生的唯一原因擴(kuò)展認(rèn)識(shí)和該造世界能力改進(jìn)生存和發(fā)展能力人類文明進(jìn)化科學(xué)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生新的科學(xué)技術(shù)擴(kuò)展認(rèn)識(shí)和該造世界能力改進(jìn)生存和發(fā)展能力人類文明進(jìn)化產(chǎn)生新的科學(xué)技術(shù)擴(kuò)展認(rèn)識(shí)和改造世界能力改進(jìn)生存和發(fā)展能力人類文明進(jìn)化技術(shù)創(chuàng)新產(chǎn)生新的科學(xué)技術(shù)科學(xué)技術(shù)輔人律的基本模型科學(xué)主要是擴(kuò)展人們認(rèn)識(shí)世界的能力，技術(shù)主要是擴(kuò)展人們改造世界的能力701.3科學(xué)技術(shù)發(fā)生發(fā)展規(guī)律

----科學(xué)技術(shù)發(fā)生學(xué)：輔人律1.3科學(xué)技術(shù)發(fā)生發(fā)展規(guī)律

----科學(xué)技術(shù)發(fā)展學(xué)：擬人律(1/3)擬人律

根據(jù)人類更高的能力（體質(zhì)、體力、智力）要求（或生存發(fā)展目標(biāo)）的實(shí)際需要擴(kuò)展自身的能力擬人是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的第一牽引力，是人類社會(huì)進(jìn)步的永恒動(dòng)力人類文明進(jìn)化科學(xué)發(fā)展產(chǎn)生新的科學(xué)技術(shù)人類文明進(jìn)化產(chǎn)生新的科學(xué)技術(shù)更高的能力要求實(shí)際的能力水平人類文明進(jìn)化技術(shù)進(jìn)步更高的生存和發(fā)展目標(biāo)差距科學(xué)技術(shù)擬人律的基本模型因素鏈：外部資源—科學(xué)技術(shù)—先進(jìn)工具—能力擴(kuò)展711.3科學(xué)技術(shù)發(fā)生發(fā)展規(guī)律

----科學(xué)技術(shù)發(fā)展學(xué)：擬人律1.3科學(xué)技術(shù)發(fā)生發(fā)展規(guī)律

----科學(xué)技術(shù)發(fā)展學(xué)：擬人律(2/3)體質(zhì)體力智力人類的能力：體質(zhì)能力，體力能力，智力能力體質(zhì)能力：人體本質(zhì)結(jié)構(gòu)的合理性和健壯性，是體力和智力的基礎(chǔ)體力能力：人體力量的充沛性和持久性，以體質(zhì)為基礎(chǔ)；智力能力：人的思維和智能的聰慧性和敏捷性，以體質(zhì)和體力為基礎(chǔ)。721.3科學(xué)技術(shù)發(fā)生發(fā)展規(guī)律

----科學(xué)技術(shù)發(fā)展學(xué)：擬人律古代近代現(xiàn)代材料科學(xué)技術(shù)能量科學(xué)技術(shù)信息科學(xué)技術(shù)人力工具動(dòng)力工具智能工具農(nóng)業(yè)文明

工業(yè)文明

信息文明

增強(qiáng)體質(zhì)

擴(kuò)展體力

擴(kuò)展智力物質(zhì)資源能量資源信息資源1.3科學(xué)技術(shù)發(fā)生發(fā)展規(guī)律

----科學(xué)技術(shù)發(fā)展學(xué)：擬人律(3/3)古代表征資源表征科技表征工具表征功能表征文明時(shí)代近代現(xiàn)代表征資源對(duì)應(yīng)3種能力擴(kuò)展所需的3種資源、3種科學(xué)技術(shù)和3類工具73古代近代現(xiàn)代材料科學(xué)技術(shù)能量科學(xué)技術(shù)信息科學(xué)技術(shù)人力工具動(dòng)力1.3科學(xué)技術(shù)發(fā)生發(fā)展規(guī)律

----科學(xué)技術(shù)未來學(xué)：共生律(1/2)共生律：人類的全部能力=自身的能力+科學(xué)技術(shù)產(chǎn)物的能力工具的進(jìn)化過程：是人類能力的繼承、積累、深化、拓廣、創(chuàng)造的過程工具的換代：是在繼承基礎(chǔ)上的創(chuàng)新，而不是簡(jiǎn)單的淘汰這些所反映的就是共生律741.3科學(xué)技術(shù)發(fā)生發(fā)展規(guī)律

----科學(xué)技術(shù)未來學(xué)：共生律專用智能工具智能工具的社會(huì)形態(tài):大規(guī)模智能信息網(wǎng)絡(luò)

公用通信網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)專用智能工具專用智能工具專用智能工具專門領(lǐng)域智能工具：現(xiàn)代化的途徑與標(biāo)志1.3科學(xué)技術(shù)發(fā)生發(fā)展規(guī)律

----科學(xué)技術(shù)未來學(xué)：共生律(2/2)75專用智能工具智能工具的社會(huì)形態(tài):大規(guī)模智能信息網(wǎng)絡(luò)第1章

智能科學(xué)技術(shù)概述1.1智能和機(jī)器智能1.2智能科學(xué)技術(shù)學(xué)科1.3科學(xué)技術(shù)的發(fā)展規(guī)律1.4智能科學(xué)技術(shù)的模型1.5智能科學(xué)技術(shù)的重要研究領(lǐng)域76第1章

智能科學(xué)技術(shù)概述1.1智能和機(jī)器智能28感覺器官神經(jīng)系統(tǒng)處理效應(yīng)器官問題/環(huán)境（外部世界）決策神經(jīng)系統(tǒng)信息知識(shí)策略思維器官行為信息信息策略目標(biāo)認(rèn)知信息1.4智能科學(xué)技術(shù)的模型

----人類智能活動(dòng)的功能模型執(zhí)行策略獲取信息傳遞信息傳遞信息77感覺器官神經(jīng)系統(tǒng)處理效應(yīng)器官問題/環(huán)境決策神經(jīng)系統(tǒng)信息知識(shí)策1.4智能科學(xué)技術(shù)的模型

----智能科學(xué)技術(shù)的基本模型信息傳遞思維器官信息處理認(rèn)知決策可用信息知識(shí)符號(hào)系統(tǒng)信息獲取感覺器官問題與約束信息執(zhí)行環(huán)境信息傳遞符號(hào)系統(tǒng)效應(yīng)器官原始信息智能行為所獲信息智能策略其核心是認(rèn)知（思維）和決策（智能），它構(gòu)成了智能科學(xué)獨(dú)特的學(xué)科體系781.4智能科學(xué)技術(shù)的模型

----智能科學(xué)技術(shù)的基本模型智能策略信息獲取信息傳遞信息處理策略執(zhí)行問題/環(huán)境策略制定策略傳遞認(rèn)識(shí)論信息知識(shí)智能策略思維器官智能行為本體論信息目標(biāo)知識(shí)生成1.4智能科學(xué)技術(shù)的模型

----智能的內(nèi)涵狹義智能全義智能79智能策略信息獲取信息傳遞信息處理策略執(zhí)行問題/環(huán)境策略制定策傳感通信計(jì)算系統(tǒng)控制問題/環(huán)境決策智能通信認(rèn)識(shí)論信息知識(shí)智能策略智能行為本體論信息智能策略目標(biāo)認(rèn)知智能1.4智能科學(xué)技術(shù)的模型

----智能系統(tǒng)的技術(shù)模型80傳感通信計(jì)算系統(tǒng)控制問題/環(huán)境決策智能通信認(rèn)識(shí)論信息知識(shí)智能新環(huán)境-新問題-新目標(biāo)環(huán)境-問題-目標(biāo)提煉知識(shí)生成策略引導(dǎo)行為目的獲取信息本體論信息認(rèn)識(shí)論信息知識(shí)策略行為1.4智能科學(xué)技術(shù)的模型

----智能的生成過程81新環(huán)境-新問題-新目標(biāo)環(huán)境-問題-目標(biāo)提煉知識(shí)生成策略引導(dǎo)行第1章

智能科學(xué)技術(shù)概述1.1智能和機(jī)器智能1.2智能科學(xué)技術(shù)學(xué)科1.3科學(xué)技術(shù)的發(fā)展規(guī)律1.4智能科學(xué)技術(shù)的模型1.5智能科學(xué)技術(shù)的重要研究領(lǐng)域82第1章

智能科學(xué)技術(shù)概述1.1智能和機(jī)器智能341.5智能科學(xué)技術(shù)的重要研究領(lǐng)域

----自然智能研究

腦科學(xué)：又稱神經(jīng)科學(xué)，其目的是要認(rèn)識(shí)腦、保護(hù)腦和創(chuàng)造腦。腦的涵義：從狹義方面，腦是指中樞神經(jīng)系統(tǒng)，有時(shí)特指大腦；從廣義方面，腦可泛指整個(gè)神經(jīng)系統(tǒng)。智能科學(xué)是從廣義角度來理解腦科學(xué)的。現(xiàn)代腦科學(xué)的基本問題：(1)揭示神經(jīng)元之間的連接形式，奠定行為的腦機(jī)制的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)；(2)闡明神經(jīng)活動(dòng)的基本過程，即神經(jīng)信號(hào)的產(chǎn)生、傳遞、調(diào)制等過程；(3)認(rèn)識(shí)實(shí)現(xiàn)各種功能的神經(jīng)回路基礎(chǔ)；(4)解釋腦的高級(jí)功能機(jī)制等。腦科學(xué)是智能科學(xué)的基礎(chǔ)：其研究的任何進(jìn)展，都將會(huì)對(duì)智能科學(xué)的研究起到積極的推動(dòng)作用。認(rèn)知科學(xué)：亦稱思維科學(xué)，是研究心智和智能的一門學(xué)科。其主要目的是要解釋人類在完成認(rèn)知活動(dòng)時(shí)是如何進(jìn)行信息加工的。認(rèn)知：可一般地認(rèn)為是和情感、動(dòng)機(jī)、意志相對(duì)應(yīng)的理智或認(rèn)識(shí)過程，或者是為了一定的目的，在一定的心理結(jié)構(gòu)中進(jìn)行的信息加工過程。

認(rèn)知科學(xué)也是智能能科學(xué)的基礎(chǔ)：從認(rèn)知觀點(diǎn)看，智能科學(xué)應(yīng)同時(shí)開展對(duì)邏輯思維、形象思維和靈感思維的研究。831.5智能科學(xué)技術(shù)的重要研究領(lǐng)域

----自然智能研究1.5智能科學(xué)技術(shù)的重要研究領(lǐng)域

----機(jī)器感知研究(1/2)

機(jī)器感知

就是要讓計(jì)算機(jī)具有類似于人的感知能力，如視覺、聽覺、觸覺、嗅覺、味覺。機(jī)器視覺概念：用計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)或模擬人類的視覺功能，其主要研究目標(biāo)是使計(jì)算機(jī)具有通過二維圖像認(rèn)知三維環(huán)境信息的能力。重要性：在人類感知到的外界信息中，有80%以上是通過視覺得到的。視覺系統(tǒng)：人類視覺系統(tǒng)的功能是通過眼睛與大腦共同實(shí)現(xiàn)的。人們視野中的物體在可見光的照射下，先在眼睛的視網(wǎng)膜上形成圖像，然后由感光細(xì)胞轉(zhuǎn)換成神經(jīng)脈沖信號(hào)，再經(jīng)神經(jīng)纖維傳入大腦皮層，最后由大腦皮層對(duì)其進(jìn)行處理與理解。視覺：包括了對(duì)視覺信息的獲取、傳輸、處理、存儲(chǔ)與理解的全過程。841.5智能科學(xué)技術(shù)的重要研究領(lǐng)域

----機(jī)器感知研究(1/1.5智能科學(xué)技術(shù)的重要研究領(lǐng)域

----機(jī)器感知研究(2/2)模式識(shí)別：讓計(jì)算機(jī)能夠?qū)o定的事務(wù)進(jìn)行鑒別，并把它歸入與其相同或相似的模式中。其鑒別對(duì)象可以是物理的、化學(xué)的、文字、圖像、聲音等。模式識(shí)別的一般過程：(1)采集待識(shí)別事物的模式信息；(2)對(duì)其進(jìn)行各種變換和預(yù)處理，從中抽出有意義的特征或基元，得到待識(shí)別事物的模式；(3)與機(jī)器中已有的各種標(biāo)準(zhǔn)模式進(jìn)行比較，完成對(duì)事物的分類和識(shí)別；(4)輸出識(shí)別結(jié)果。自然語言處理機(jī)器翻譯：把一種自然語言翻譯成另外一種自然語言自然語言理解：讓計(jì)算機(jī)能夠理解和生成自然語言（聲音的、書面的）。自然語言理解的意義：

對(duì)智能人機(jī)接口有著重要的實(shí)際意義；對(duì)不確定人工智能具有重大的理論價(jià)值。有學(xué)者指出：人工智能如果不能用自然語言作為其知識(shí)表示基礎(chǔ)，建立起不確定人工智能的理論和方法，人工智能也就永遠(yuǎn)實(shí)現(xiàn)不了跨越的夢(mèng)想。851.5智能科學(xué)技術(shù)的重要研究領(lǐng)域

----機(jī)器感知研究(2/1.5智能科學(xué)技術(shù)的重要研究領(lǐng)域

----機(jī)器思維研究機(jī)器思維：就是讓計(jì)算機(jī)模仿和實(shí)現(xiàn)人的思維能力，以對(duì)感知到的外界信息和自己產(chǎn)生的內(nèi)部信息進(jìn)行思維性加工。推理：推理是指按照某種策略從已知事實(shí)出發(fā)利用知識(shí)推出所需結(jié)論的過程。推理的類型：確定性推理，指推理所使用的知識(shí)和推出的結(jié)論都是精確的。不確定性推理，指推理所使用的知識(shí)和推出的結(jié)論可以是不確定的。包括：對(duì)非精確性、模糊型和非完備性的統(tǒng)稱。推理的理論基礎(chǔ)：確定性推理主要是基于一階經(jīng)典邏輯。不確定性推理主要基于非經(jīng)典邏輯和概率等。搜索：是指為了達(dá)到某一目標(biāo)，不斷尋找推理線路，以引導(dǎo)和控制推理，使問題得以解決的過程。搜索的類型：狀態(tài)空間搜索是一種用狀態(tài)空間法求解問題時(shí)的搜索方法；

與/或樹搜索是一種用問題規(guī)約法求解問題時(shí)的搜索方法。861.5智能科學(xué)技術(shù)的重要研究領(lǐng)域

----機(jī)器思維研究1.5智能科學(xué)技術(shù)的重要研究領(lǐng)域

----機(jī)器學(xué)習(xí)研究機(jī)器學(xué)習(xí)：就是讓計(jì)算機(jī)能夠像人那樣自動(dòng)地獲取新知識(shí)，并在實(shí)踐中不斷地完善自我和增強(qiáng)能力。符號(hào)學(xué)習(xí)：是指從功能上模擬人類學(xué)習(xí)能力的機(jī)器學(xué)習(xí)方法，它是一種基于符號(hào)主義學(xué)派的機(jī)器學(xué)習(xí)觀點(diǎn)。符號(hào)學(xué)習(xí)的類型：可根據(jù)學(xué)習(xí)策略，即學(xué)習(xí)中所使用的推理方法，將其分為記憶學(xué)習(xí)、歸納學(xué)習(xí)、演繹學(xué)習(xí)等。神經(jīng)學(xué)習(xí)：也稱為連接學(xué)習(xí)，它是一種基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)方法。在神經(jīng)系統(tǒng)中，神經(jīng)元既是學(xué)習(xí)的基本單位，同是也是記憶的基本單位。神經(jīng)學(xué)習(xí)的類型：感知器學(xué)習(xí)：是一種基于糾錯(cuò)學(xué)習(xí)規(guī)則，采用迭代的思想對(duì)連接權(quán)值和閾值進(jìn)行不斷調(diào)整，直到滿足結(jié)束條件為止的學(xué)習(xí)算法。

BP網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)：是一種誤差反向傳播網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)算法。其學(xué)習(xí)過程由輸出模式的正向傳播過程和誤差的反向傳播過程所組成。其中，誤差的反向傳播過程用于修改各層神經(jīng)元的連接權(quán)值，直至得到所期望的輸出模式為止。

Hopfield網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)實(shí)際上是要尋求系統(tǒng)的穩(wěn)定狀態(tài)，即從網(wǎng)絡(luò)的初始狀態(tài)開始，逐漸向其穩(wěn)定狀態(tài)過渡，直至達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)為止。871.5智能科學(xué)技術(shù)的重要研究領(lǐng)域

----機(jī)器學(xué)習(xí)研究1.5智能科學(xué)技術(shù)的重要研究領(lǐng)域

----機(jī)器行為研究(1/3)機(jī)器行為：就是讓計(jì)算機(jī)能夠具有像人那樣地行動(dòng)和表達(dá)能力，如走、跑、拿、說、唱、寫畫等。智能控制：是指那種無需或需要盡可能少的人工干預(yù)就能獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)智能機(jī)器實(shí)現(xiàn)其目標(biāo)的控制過程。智能控制系統(tǒng)：是指那種能夠?qū)崿F(xiàn)某種控制任務(wù)，具有自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)和自組織功能的智能系統(tǒng)。從結(jié)構(gòu)上，它由傳感器、感知信息處理模塊、認(rèn)知模塊、規(guī)劃和控制模塊、執(zhí)行器和通信接口模塊等主要部件所組成。主要應(yīng)用領(lǐng)域：智能機(jī)器人系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）、復(fù)雜工業(yè)過程的控制系統(tǒng)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)管理系統(tǒng)、交通運(yùn)輸系統(tǒng)等。智能檢索：利用智能方法從大量信息中盡快找到所需要的信息或知識(shí)。重要性：目前，在各種數(shù)據(jù)庫(kù)，尤其是互聯(lián)網(wǎng)上存放著大量的、甚至是海量的信息或知識(shí)。須解決的主要問題：(1)自然語言理解能力，能理解用自然語言提出的各種詢問；(2)推理能力，能夠根據(jù)已知信息或知識(shí)，演繹出所需要答案；(3)應(yīng)擁有一定的常識(shí)性知識(shí)，以補(bǔ)充學(xué)科范圍的專業(yè)知識(shí)。881.5智能科學(xué)技術(shù)的重要研究領(lǐng)域

----機(jī)器行為研究(1/1.5智能科學(xué)技術(shù)的重要研究領(lǐng)域

----機(jī)器行為研究(2/3)機(jī)器人(Robots)和機(jī)器人學(xué)

機(jī)器人(Robots)是一種可再編程的多功能操作裝置。機(jī)器人學(xué)是在電子學(xué)、人工智能、控制論、系統(tǒng)工程、精密機(jī)械、信息傳感、仿生學(xué)、以及心理學(xué)等多