初識人工智能-

第一章 初識人工智能的爭辯和應用領域，最終簡介本書的主要內(nèi)容和編排。教學重點：1．從不同科學或?qū)W科動身對人工智能進行的定義；介紹人工智能的起源與進展過程；爭辯人工智能與人類智能的關系；簡介目前人工智能的主要學派；簡介人工智能所爭辯的范圍與應用領域。教學難點：1．怎么樣理解人工智能；人工智能作為一門學科有什么意義；人工智能的主要學派與其爭辯焦點；教學方法：課堂教學為主，充分利用網(wǎng)絡課程中的多媒體素材來表示抽象概念。教學要求：一般了解人工智能的主要爭辯范圍和應用領域。人工智能的定義與進展析。教學重點：幾種人工智能的定義和人工智能進展的幾個重要時期。教學難點：理解人工智能的定義與本質(zhì)。教學方法：課堂講授為主。教學要求：從學科和力量的角度深刻理解人工智能的定義，初步了解人工智能的起源及其進展過程。人工智能的定義定義1 智能機器能夠在各類環(huán)境中自主地或交互地執(zhí)行各種擬人任(anthropomorphic的機器定義2 人工智(學)()爭辯用機器來仿照和執(zhí)行人腦的某些智力功能，并開發(fā)相關理論和技術。定義3 人工智(力量)()感知、理解、通信、設計、思考、規(guī)劃、學習和問題求解等思維活動。智能的定義。定義4 人工智能是一種使計算機能夠思維使機器具有智力的感動人心的新嘗Haugeland,198。定義5 人工智能是那些與人的思維、決策、問題求解和學習等有關活動的自動化Bellman,197定義6 人工智能是用計算模型爭辯智力行為Charniak和McDermott,198。定義7 人工智能是爭辯那些使理解、推理和行為成為可能的計算Winston,199。定義8 人工智能是一種能夠執(zhí)行需要人的智能的制造性機器的技術Kurzwell,199定義9 人工智能爭辯如何使計算機做事讓人過得更好Rick和Knight,199。定義10 人工智能是一門通過計算過程力圖理解和仿照智能行為的學科Schalkoff,199。定義11人工智能是計算機科學中與智能行為的自動化有關的一個分支Luger和Stubblefield,1994567與理性思維有關；定義89涉及擬人行為；定義10和定義11與擬人理性行為有關。人工智能的起源與進展人工智能的進展是以硬件與軟件為基礎的，經(jīng)受了漫長的進展歷程。特殊是203040的智能界，發(fā)覺了兩件重要的事情：數(shù)理規(guī)律和關于計算的新思想。以維納（Wiene、弗雷治、羅素等為代表對進展數(shù)理規(guī)律學科的貢獻及丘奇(Church)、圖靈和其它一些人關于計算本質(zhì)的思想，為人工智能的形成產(chǎn)生了重要影響。1956(Dartmouth)智能學科的誕生。1969(InternationalJointConferenceonAI,開一次。為什么人工智能1956為什么人工智能1956正式誕生？20世紀70～80年月，學問工程的提出與專家系統(tǒng)的成功應用，確定 了學問在工智能中的地位。近十多年來機器學習計算智能、人工神經(jīng)網(wǎng)絡等和行為主義的研 究深化開展形成高潮。同時，不同人工智能學派間的爭辯也格外吵鬧這些都推動人 工智能爭辯的進一步進展。人類智能與人工智能教學內(nèi)容：本節(jié)主要爭辯人類智能與人工智能的關系問題。教學重點：教學難點：智能信息處理系統(tǒng)的假設。教學方法：課堂講授為主。教學要求：了解人類認知活動與計算機的比較關系，基本了解智能信息處理系統(tǒng)。智能處理信息系統(tǒng)的假設1、符號處理系統(tǒng)的六種基本功能(SymbolOperation(PhysicalSymbol(pattern)。一個完善的符號系統(tǒng)應具有下列6種基本功能：(2)(output);(store);(copy);(6)(conditional依據(jù)已有符號，連續(xù)完成活動過程。2、可以把人看成一個智能信息處理系統(tǒng)假如一個物理符號系統(tǒng)具有上述全部6種功能，能夠完成這個全過程，那么它就是一個完整的物理符號系統(tǒng)。人具有上述6種功能；現(xiàn)代計算機也具備物理符號系統(tǒng)的這6種功能。3、理符號系統(tǒng)的假設任何一個系統(tǒng)，假如它能表現(xiàn)出智能，那么它就必定能夠執(zhí)行上述6種功能。反之，任何系統(tǒng)假如具有這6符號系統(tǒng)的假設。4、物理符號系統(tǒng)3個推論能夠把人看做一個物理符號?推論一既然人具有智能，那么他能夠把人看做一個物理符號?推論二 既然計算機是一個物理符號系統(tǒng)，它就肯定能夠表現(xiàn)出智能。這是人工智能的基本條件。推論三 既然人是一個物理符號系統(tǒng)，計算機也是一個物理符號系統(tǒng)，那么就能夠用計算機來模擬的活動。4、人類的認知行為具有不同的層次認知生理學 爭辯認知行為的生理過程，主要爭辯人的神經(jīng)系統(tǒng)（神經(jīng)元、中樞神經(jīng)系統(tǒng)和大腦）活動，是認知科學爭辯的底層。認知心理學 爭辯認知行為的心理活動，主要爭辯人的思維策略，是認知科學爭辯的頂層。認知信息學承上啟下。認知工程學 爭辯認知行為的信息加工處理，主要爭辯如何通過以計算機為中心的人工信息處理系統(tǒng)，對人的各種認知行為（如知覺、思維、記憶、語言、學習、理解、推理、識別等）進行信息處理。是爭辯認知科學和認知行為的工具，應成為現(xiàn)代認知心理學和現(xiàn)代認知生理學的重要爭辯手段。人類智能的計算機模擬1、機器智能可以模擬人類智能相同的，因而計算機可以模擬人類的智能活動過程。能夠用電腦模擬人腦智能？能夠用電腦模擬人腦智能？如下棋、證明定理、翻譯語言文字和解決難題等。神經(jīng)計算機 (neuralcomputer能夠以類似人類的方式進行“思考，它力圖重建人腦的形 象。一些國對量子計算機的爭辯也已起步，期望通過對量子計(quantum computing)爭辯，產(chǎn)生量子計算機。人工智能的學派教學內(nèi)容：本節(jié)主要介紹人工智能的幾個主要學派及認知觀。教學重點：符號主義(Symbolicism)，聯(lián)結主義(Connectionism)，行為主義(Actionism)。教學難點：各學派的對人工智能的不同觀點。教學方法：課堂講授為主。教學要求：了解各派別之間的關系及對人工智能進展歷史的看法。1、人工智能三高校派符號主義(Symbolicism)，又稱為規(guī)律主義(Logicism)、心理學派(Psychlogism)或計算機學派(Computerism)，其原理主要為物理符號系統(tǒng)()假設和有限合理性原理。聯(lián)結主義(Bionicsism)經(jīng)網(wǎng)絡及神經(jīng)網(wǎng)絡間的連接機制與學習算法。·行為主義(Actionism)，又稱進化主義(Evolutionism)或把握論學派(Cyberneticsism)，其原理為把握論及感知—動作型把握系統(tǒng)。2、三高校派對人工智能進展歷史的不同看法符號主義 認為人工智能源于數(shù)理規(guī)律。符號主義仍舊是人工智能的主流派。這個學派的代表有紐爾、肖、西蒙和尼爾(Nilsson)等。聯(lián)結主義 認為人工智能源于仿生學，特殊是人腦模型的爭辯。行為主義 認為人工智能源于把握論。這一學派的代表作首推布魯克斯(Brooks)的六足行走機器人它被看做新一代的“把握論動物，是一個基于感知—動作模式的模擬昆蟲行為的把握系統(tǒng)。人工智能的爭辯與應用領域教學內(nèi)容：本節(jié)主要爭辯人工智能的爭辯與應用領域。教學重點：人工智能的一些主要爭辯與應用領域。教學難點：處理好各領域間的交叉關系。教學方法：課堂講授為主。教學要求：初步了解人工智能的爭辯與應用領域。問題求解(搜尋與歸約等。規(guī)律推理與定理證明一個大型數(shù)據(jù)庫中的有關事實上，留意可信的證明，并在消滅新信息時適時修正這些證明。和定理證明問題一樣加以形式化。因此，在人工智能方法的爭辯中定理證明是一個極其重要的論題。我國人工智能大師吳文俊院士提出并實現(xiàn)了幾何定理機器證明的方法，被國際上承認為“吳氏方法是定理證明的又一標志性成果。自然語言理解簡單的編碼和解碼問題。一個能理解自然語言信息的計算機系統(tǒng)看起來就像一個人一樣需要有上下文學問以及依據(jù)這些上下基礎就是有關表示上下文學問結構的某些人工智能思想以及依據(jù)這些學問進行推理的某些技術。自動程序設計習(的人工智能系統(tǒng)得到進展。程序理論方面的有關爭辯工作對人工智能的全部爭辯工作都是很重要的。(使它正確工作)，這種做法一般要比堅持要求第一個解就完全沒有缺陷的做法有效得多。專家系統(tǒng)能夠利用人類專家的學問和解決問題的方法來解決該領域的問題。問題是有用的事實和過程。機器學習是特定目的的學問獵取過程，其內(nèi)部表現(xiàn)為新學問結構的不斷建立和修改，而外部表現(xiàn)為性能的改善。神經(jīng)網(wǎng)絡神經(jīng)網(wǎng)絡處理直覺和形象思維信息具有比傳統(tǒng)處理方式好得多的效果。域獲得日益廣泛的應用。機器人學已經(jīng)建立了一些比較簡單的機器人系統(tǒng)。機器人和機器人學的爭辯促進了很多人工智能思想的進展。遍的應用。模式識別和理解四周環(huán)境的感知力量。機器視覺試驗表明，人類接受外界信息的80%以上來自視覺，視覺對人類是格外重要的。算機系統(tǒng)裝上電視輸入裝置以便能夠“觀察”四周的東西。識別、實時圖像壓縮傳輸和復原、多光譜和彩色圖像的處理與解釋等。智能把握(能夠獨立地驅(qū)動智能機器實現(xiàn)其目標的自動把握。啟發(fā)來引導求解過程。智能檢索的重要保證。都可能超出該學科領域數(shù)據(jù)庫所表示的學問。智能調(diào)度與指揮可能性，這時，即使是大型計算機的容量也會被用光。關鍵。為處理組合問題而進展起來的很多方法對其它組合上不甚嚴峻的問題也是有用的。分布式人工智能與Agent(DistributedAI,DAI)DAI系統(tǒng)以魯棒性作為把握力量。分布式人工智能的爭辯目標是要創(chuàng)建一種能夠描述自然系統(tǒng)和社會系統(tǒng)的精確概念模型。agent系統(tǒng)(MultiagentSystem,MAS)更能體現(xiàn)人類的社會智能，具有更大的機敏性和適應性，更適計算智能與進化計算計算智能(ComputingIntelligence)涉及神經(jīng)計算、模糊計算、進化計算等爭辯領域。(Evolutionary是指一類以達爾文進化論為依據(jù)來設計(Genetic、進化策略(Evolutionary和進化規(guī)劃(Ev