人工智能第一章緒論 課件

參考書目1人工智能原理劉敘華姜云飛吉林大學(xué)出版社2人工智能原理[美]尼爾遜科學(xué)出版社3人工智能導(dǎo)論何華燦西北大學(xué)出版社4人工智能原理與方法王永慶西安交通大學(xué)出版社參考書目1人工智能原理劉敘華姜云飛第一章緒論人工智能ArtificialIntelligence-AI是計算機科學(xué)、控制論、信息論、神經(jīng)心理學(xué)、哲學(xué)、語言學(xué)等多種學(xué)科基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。本章的主要內(nèi)容智能人工智能的基本概念人工智能的研究目標、內(nèi)容、途徑、研究領(lǐng)域第一章緒論人工智能ArtificialIntellig§1.1什么是人工智能1人腦的智能被列為自然界四大奧秘之一物質(zhì)的本質(zhì)宇宙的起源生命的本質(zhì)智能的發(fā)生2對人腦研究主要有三種方法思維理論：來自認知科學(xué)，認為智能的核心是思維，通過對思維規(guī)律與方法的研究揭示智能的本質(zhì)。斐波那切數(shù)列知識閾值理論：認為智能行為取決于知識的數(shù)量以及一般化的程度。提出智能就是在巨大搜索空間中迅速找到一個滿意解的能力。§1.1什么是人工智能1人腦的智能被列為自然界四大奧秘之進化理論：核心是用控制取代表示，從而取消概念、模型及顯示表示的知識，否定抽象對智能及智能模型的必要性，強調(diào)分層結(jié)構(gòu)對智能進化的可能性與必要性。3智能：智能是知識與智力的總和。其中知識是一切智能行為的基礎(chǔ)，而智力是獲取知識并運用知識求解問題的能力。是頭腦中思維活動的具體體現(xiàn)。4智能的特征(1)具有感知能力：指人們通過視覺、聽覺、觸覺、味覺、嗅覺等感覺器官感知外部世界的能力。進化理論：核心是用控制取代表示，從而取消概念、模型及顯示表示

感知是人類最基本的生理、心理現(xiàn)象，是獲取外部信息的基本途徑，人類大約80%以上的外界信息是通過視覺得到的，有10%是通過聽覺得到的，所以感知是產(chǎn)生智能活動的前提與必要條件。盲人摸象

(2)具有記憶與思維的能力記憶用于存儲由感覺器官感知到的外部信息以及由思維所產(chǎn)生的知識。思維用于對記憶的信息進行處理，利用已有的知識對信息進行分析、計算、比較、判斷、推理、聯(lián)想、決策等。思維可分為：邏輯思維,形象思維,頓悟思維感知是人類最基本的生理、心理現(xiàn)象，是獲取外部信息邏輯思維：又稱抽象思維，它是一種根據(jù)邏輯規(guī)則對信息進行處理的理性思維方式，反映了人們對抽象的、間接的、概括的方式認識客觀世界的過程。邏輯思維的特點:依靠邏輯進行思維

思維過程是串行的、表現(xiàn)為一個線性過程容易形式化，用符號串表達出來

思維過程具有嚴密性、可靠性形象思維：又稱有感思維，它是一種以客觀現(xiàn)象為思維對象，以感性形象認識為思維材料，以意向為主要思維工具，以指導(dǎo)創(chuàng)造物化形象的實踐為主要目的的思維活動。邏輯思維：又稱抽象思維，它是一種根據(jù)邏輯規(guī)則對信息進行處理的

形象思維的特點：主要是依據(jù)直覺，靠感覺形象進行思維思維過程是并行協(xié)同式的，表現(xiàn)為一個非線性過程形式化困難不精確在信息變形或缺少的情況下仍有可能得到比較滿意的結(jié)果頓悟思維:又稱靈感思維，它是一種顯意識與潛意識相互作用的思維方式。頓悟思維特點:具有不定期的突發(fā)性具有非線性的獨創(chuàng)性及模糊性它穿插于形象思維與邏輯思維之中，起著突破、創(chuàng)新、升華的作用。形象思維的特點：(3)具有學(xué)習(xí)能力及自適應(yīng)能力(4)具有行為能力：人通過語言、表情、眼神、形體、動作對外界的刺激做出反應(yīng)，傳達某個信息，稱為行為能力或表達能力。5人工智能：是一門研究如何構(gòu)造智能機器或智能系統(tǒng)，使它能模擬、延伸、擴展人類智能的學(xué)科。世界國際象棋棋王卡斯帕羅夫與美國IBM公司的RS/6000SP（深藍）計算機系統(tǒng)于97年5月3日—5月11日進行了六局的“人機大戰(zhàn)”，最終“深藍”以3.5比2.5擊敗對手。(3)具有學(xué)習(xí)能力及自適應(yīng)能力圖靈的夢想詢問者-人智者-機器詢問者：你的14行詩的首行為“你如同夏日”，你不覺得

“春日”更好嗎？智者：它不合韻。詢問者：“冬日”如何？他完全合韻。智者：它確是合韻的，但沒有人愿被比為“冬日”。詢問者：你不是說過匹克威克先生讓你想起圣誕節(jié)嗎？智者：是的。詢問者：圣誕節(jié)是冬天的一個節(jié)日，我想匹克威克先生對這個比喻不會介意吧。智者：我認為你不夠嚴謹，“冬日”指的是一般的冬天的日子，而不是某個特別的日子，如圣誕節(jié)。圖靈的夢想詢問者-人智者-機器6人工智能的發(fā)展人工智能是在1956年作為一門新興學(xué)科而正式提出的。在50多年的發(fā)展中，它經(jīng)歷了萌芽期、形成期和發(fā)展期三個階段。(1)萌芽時期（1956年之前）哲學(xué)家亞里斯多德(公元前384—322)在他的名著《工具論》中提出了形式邏輯的一些主要定律，三段論至今仍是演繹推理的基本依據(jù)。6人工智能的發(fā)展公元850年，希臘就有制造機器人幫助人們勞動的神話傳說。公元900年，我國有歌舞機器人的傳說記載。美國哲學(xué)家培根(1561—1626)曾系統(tǒng)地提出了歸納法，并提出了“知識就是力量”的警句。德國數(shù)學(xué)家萊布尼茨(1646—1716)提出了萬能符號和推理計算的思想。英國邏輯學(xué)家布爾(1815—1864)創(chuàng)立了布爾代數(shù)。英國數(shù)學(xué)家圖靈在1936年提出了圖靈機。美國神經(jīng)學(xué)家麥克洛奇與匹茲在1943建立了第一個神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型（M-P）模型。公元850年，希臘就有制造機器人幫助人們勞動的神話傳說。美國數(shù)學(xué)家莫克利和埃柯特在1946研制出第一臺計算機。(2)形成時期（1956—1969）1956年夏季，麻省理工學(xué)院的麥卡錫、明斯基,IBM公司信息研究中心的洛切斯特,貝爾實驗室的香農(nóng)發(fā)起,邀請IBM公司的莫爾、賽繆爾,麻省理工學(xué)院的塞爾夫里奇、索羅門夫,蘭德公司紐厄爾,卡內(nèi)基—梅隆大學(xué)的西蒙,在達特莫斯大學(xué)召開了一次研討會，歷時兩個月，提出了“人工智能”這一術(shù)語。標志著一個新學(xué)科的誕生。美國數(shù)學(xué)家莫克利和埃柯特在1946研制出第一臺計算機。在機器學(xué)習(xí)方面：塞繆爾于1956年研制出了跳棋程序,1959年擊敗設(shè)計者，1962年擊敗州冠軍在定理證明方面：美籍華人數(shù)理邏輯學(xué)家王浩于1958年在IBM-740機上用了3—5min證明了《數(shù)學(xué)原理》中的有關(guān)命題在模式識別方面：1959年塞爾夫里奇推出了一個模式識別程序，1965年羅伯特編制出了可分辨積木構(gòu)造的程序在問題求解方面：1960年紐厄爾等人在總結(jié)心理學(xué)試驗的基礎(chǔ)上，編制了通用問題求解程序GPS在機器學(xué)習(xí)方面：塞繆爾于1956年研制出了跳棋程序,1959在專家系統(tǒng)方面：美國斯坦福大學(xué)的費根鮑姆，1965年開始專家系統(tǒng)DENDRAL的研究，1968年投入使用在人工智能語言方面：1960年麥卡錫研制出了LISP語言(3)發(fā)展時期（1970年以后）1972年法國馬塞大學(xué)的科麥瑞爾提出了PROLOG語言1972年斯坦福大學(xué)的肖特里菲等研究制造了用于診斷和治療感染性疾病的專家系統(tǒng)MYCIN1972年R.C.Shanky的概念網(wǎng)結(jié)構(gòu)1973年R.F.Simon等人的語義網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)在專家系統(tǒng)方面：美國斯坦福大學(xué)的費根鮑姆，1965年開始專家1974年M.Minsky的框架系統(tǒng)的分層組織結(jié)構(gòu)1977年E.A.Feigenbaum提出了知識工程我國從1978年開始人工智能課題的研究，主要在定理證明、漢語自然語言理解、機器人及專家系統(tǒng)方面，并取得了一些初步成果。1990年，我國召開了第一屆中國人工智能聯(lián)合會，簡稱CJCAI---ChineseJointConferenceonArtificialIntelligence標志著我國人工智能的研究發(fā)展到了一個新階段。1974年M.Minsky的框架系統(tǒng)的分層組織結(jié)構(gòu)§1.2人工智能的研究目標和

基本內(nèi)容1近期與遠期目標(1)近期目標：使現(xiàn)有的電子數(shù)字計算機更聰明、更有用、使它不僅能做一般的數(shù)值計算及非數(shù)值信息的數(shù)據(jù)處理，而且能運用知識處理問題，能模擬人類的部分智能行為。(2)遠期目標：構(gòu)造智能計算機§1.2人工智能的研究目標和

基本內(nèi)容1近期與遠期目標2人工智能研究的基本內(nèi)容(1)機器感知：使機器具有類似于人的感知能力，視覺、聽覺為主。(2)機器思維：是指對通過感知得來的外部信息及機器內(nèi)部的各種工作信息進行有目的的處理—知識的表達、組織、推理、各種啟發(fā)式搜索及控制策略、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。(3)機器學(xué)習(xí)：獲取新知識，學(xué)習(xí)新技巧，在實踐中不斷完善、改進能力。(4)機器行為：說、寫、畫、走路、取物、操作等(5)智能系統(tǒng)及智能計算機構(gòu)造技術(shù)2人工智能研究的基本內(nèi)容§1.3人工智能的研究途徑

一種觀點主張用生物學(xué)的方法研究，搞清楚人類智能的本質(zhì)，是以網(wǎng)絡(luò)連接為主的連接機制方法。另一種觀點主張通過運用計算機科學(xué)的方法進行研究，實現(xiàn)人類智能在計算機上的模擬，稱為以符號處理為核心的方法。1以符號處理為核心的方法（自上向下方法-符號主義）起源于20世紀50年代中期，是由紐厄爾與西蒙等人在研究通用問題求解系統(tǒng)GPS中首先提出來的?！?.3人工智能的研究途徑一種觀點主張用生物學(xué)特征：立足于邏輯運算和符號操作，適合于模擬人的邏輯思維過程，解決需要進行邏輯推理的復(fù)雜問題知識可用顯示的符號表示便于模塊化能與傳統(tǒng)的符號數(shù)據(jù)庫進行鏈接可對推理結(jié)論作出理解，便于對各種可能性進行選擇有時非邏輯推理在求解問題中起重要作用，人的感知過程主要是形象思維-邏輯做不到的，也是無法用符號表示的。所以單憑符號方法來解決智能中的所有問題是不可能的。特征：2以網(wǎng)絡(luò)連接為主的連接機制方法（自下向上方法，連接主義）是在人腦神經(jīng)元及其相互連接而成網(wǎng)絡(luò)的啟示下，試圖通過許多人工神經(jīng)元間的并行協(xié)同作用來實現(xiàn)對人類智能的模擬。特征：通過神經(jīng)元之間的并行協(xié)同作用實現(xiàn)信息處理，處理過程具有并行性、動態(tài)性、全局性。通過神經(jīng)元間分布式的物理聯(lián)系存儲知識及信息，可以實現(xiàn)聯(lián)想功能，對于帶有噪聲、缺損、變形的信息能進行有效的處理，取得比較滿意的效果。通過神經(jīng)元間連接強度的動態(tài)調(diào)度來實現(xiàn)對人類學(xué)習(xí)、分類等的模擬。2以網(wǎng)絡(luò)連接為主的連接機制方法（自下向上方法，連接主義）是適合于模擬人類的形象思維過程。求解問題時，可以比較快的求得一個近似解。3系統(tǒng)集成(1)符號法善于模擬人邏輯思維過程，求解問題時如有解，可以準確求出最優(yōu)解。但求解過程中的運算量將隨復(fù)雜性的增加而成指數(shù)性的增長，符號化過程需人工完成。(2)連接機制方法善于模擬人的形象思維過程，求解問題時，可以并行處理，因而可比較快地得到解，但解一般是近似的，次優(yōu)的。求解問題是隱式的、難以顯示表示的。(3)兩種方法結(jié)合適合于模擬人類的形象思維過程。有兩種途徑：兩者分別保持原來的結(jié)構(gòu)，但密切合作，任何一方都可把自己不能解決的問題轉(zhuǎn)化給另一方。兩者自然地統(tǒng)一在一個系統(tǒng)中，既有邏輯思維，又有形象思維。 有兩種途徑：§1.4人工智能的研究領(lǐng)域1專家系統(tǒng)：是最活躍、最有成效的一個研究領(lǐng)域。主要用在醫(yī)療診斷、地質(zhì)勘探、石油化工、數(shù)學(xué)、軍事等方面。專家系統(tǒng)是一種具有特殊領(lǐng)域內(nèi)大量知識與經(jīng)驗的程序系統(tǒng)，該系統(tǒng)存儲有某個專門領(lǐng)域中經(jīng)事先總結(jié)，并按某種格式表示的專家知識，以及擁有類似于專家解決實際問題的推理機制。系統(tǒng)能對輸入信息進行處理，并運用知識進行推理，做出決策和判斷，其解決問題的水平達到專家的水準，起到專家的作用或成為專家的助手?！?.4人工智能的研究領(lǐng)域1專家系統(tǒng)：是最活躍、最有成效

目前的專家系統(tǒng)主要基于規(guī)劃的演繹技術(shù)，開發(fā)專家系統(tǒng)的關(guān)鍵問題是知識的表示、應(yīng)用和獲取技術(shù)。2機器學(xué)習(xí):使計算機具有知識一般有兩種方法①人們把有關(guān)知識歸納、整理、用計算機可接受、處理的方式輸入到計算機中去。②使計算機自身具有學(xué)習(xí)能力，向書本、老師、實踐學(xué)習(xí)，自我完善。我們稱②為機器學(xué)習(xí)。它包含三方面的研究人類學(xué)習(xí)機理的研究學(xué)習(xí)方法的研究建立面向具體任務(wù)的學(xué)習(xí)系統(tǒng)目前的專家系統(tǒng)主要基于規(guī)劃的演繹技術(shù)，開發(fā)專家

機器學(xué)習(xí)是一個難度較大的研究領(lǐng)域與腦科學(xué)、神經(jīng)心理學(xué)、計算機視覺、計算機聽覺等聯(lián)系密切。3模式識別：是研究如何使機器具有感知能力的一個研究領(lǐng)域，主要含視覺模式、聽覺模式的識別。模式:對一個物體或某些感興趣實體定量、結(jié)構(gòu)的描述。模式類：具有某些共同屬性的模式集合。模式識別的方法主要有： 統(tǒng)計模式識別結(jié)構(gòu)模式識別模糊模式識別神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模式識別機器學(xué)習(xí)是一個難度較大的研究領(lǐng)域與腦科學(xué)、神經(jīng)4自然語言理解：研究讓計算機理解人類自然語言的一個研究領(lǐng)域。目標是：①計算機能正確理解人們用自然語言輸入信息，并能正確回答輸入信息中的有關(guān)問題②對輸入信息，計算機能產(chǎn)生相應(yīng)的摘要，能用不同詞復(fù)述輸入信息內(nèi)容③計算機能把用某種自然語言表示的信息自動地翻譯為另一種自然語言翻譯系統(tǒng)的發(fā)展：①詞對詞的翻譯過程②句法—語義分析技術(shù)的自然語言理解系統(tǒng)③語料庫語言學(xué)：正研究4自然語言理解：研究讓計算機理解人類自然語言的一個研究領(lǐng)域5自動定理證明：實質(zhì)是對前提P和結(jié)論Q，證明PQ的永真性，常采用反證法，這方面魯賓遜（歸結(jié)原理）和海伯倫是卓有成效的。對于一個數(shù)學(xué)定理，給出嚴格的數(shù)學(xué)證明，當(dāng)然是一項需要很高智能的工作，它不但需要人們具有很強的推理能力，而且需要人們有著深刻的洞察力，能夠預(yù)見出證明主要定理之前，應(yīng)該先證明哪些引理，做好必要的準備，最后證明主要定理。例如四色問題、醫(yī)療診斷、信息檢索。任何一張地圖只用四種顏色就能使具有共同邊界的國家著上不同的顏色。即“將平面任意地細分為不相重疊的區(qū)域，每一個區(qū)域總可以用1，2，3，4這四個數(shù)字之一來標記，而不會使相鄰的兩個區(qū)域得到相同的數(shù)字?！?自動定理證明：實質(zhì)是對前提P和結(jié)論Q，證明PQ的永真性6自動程序設(shè)計：自動程序設(shè)計相當(dāng)于一種“超級編譯程序”，它要求能對高級描述進行處理，通過規(guī)劃過程，生成得到所需要的程序。實際上是編譯程序接受一段有關(guān)于某件事情的源碼說明（源程序），然后轉(zhuǎn)換成一個目標程序（目的程序）去完成這件事情。自動程序設(shè)計研究的重大貢獻之一是把程序調(diào)試的概念作為問題求解的策略來使用。自動程序設(shè)計含：程序綜合—自動編程程序正確性驗證—理論和方法證明程序正確性6自動程序設(shè)計：自動程序設(shè)計相當(dāng)于一種“超級編譯程序”，7機器人學(xué)：始于20世紀60年代，經(jīng)歷了三代第一代：程序控制機器人（起源于日本的造船業(yè)）①程序由人根據(jù)工作流程編制程序，并將它輸入到機器人的存儲器中②示教-再現(xiàn)拿取、安放、拆卸、安裝、翻轉(zhuǎn)、抖動，目前國際上商品化、實用化的機器人大都屬于這類。缺點：不適應(yīng)變化的環(huán)境、情況、會造成危險。第二代：自適應(yīng)機器人，這種機器人通過傳感器獲取環(huán)境，操作對象的簡單信息，然后由計算機對獲得的信息進行分析、處理、控制機器人的動作。傳感器:視覺傳感器,觸覺傳感器,聽覺傳感器主要從事焊接、裝配、搬運等工作7機器人學(xué)：始于20世紀60年代，經(jīng)歷了三代第三代：智能機器人，具有感知環(huán)境的能力，配有聽、視、觸、嗅感覺器官，能從外部環(huán)境中獲取有關(guān)信息。具有思維能力，能對感知的信息進行處理，以控制自己的行為。具有作用于環(huán)境的能力，能通過傳動機構(gòu)使自己的手、腳等肢體行動起來，正確、靈巧的執(zhí)行思維機構(gòu)下達的命令。8博弈：主要用于下棋、打牌、戰(zhàn)爭一類的競爭性智能活動。目的檢驗、促進人工智能的發(fā)展。1956年問世1956年塞繆爾跳棋程序第三代：智能機器人，具有感知環(huán)境的能力，配有聽、視、觸、嗅感1991.8在悉尼舉行的第12屆國際人工智能聯(lián)合會上，IBM研制的DEEPTHOUGHT2系統(tǒng)與澳大利亞國際象棋冠軍約翰森進行了人機對抗賽1：1平局1996.2和1997.5深藍與卡斯帕羅夫進行了兩次人機大戰(zhàn)，是搜索策略和機器學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。9人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)：是一個用大量簡單處理單元經(jīng)廣泛連接而組成的人工網(wǎng)絡(luò)，用來模擬大腦神經(jīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能1943年神經(jīng)心理學(xué)家麥克洛奇和數(shù)學(xué)家匹茲就提出了形式神經(jīng)元的數(shù)學(xué)模型（M—P模型）1991.8在悉尼舉行的第12屆國際人工智能聯(lián)合會上，IBM1944年赫布提出了改變神經(jīng)元連續(xù)強度的Hebb規(guī)則80年代霍普菲爾特提出了HNN模型。10智能數(shù)據(jù)庫系統(tǒng):所存儲的信息不僅有簡單的數(shù)字和字符串，還包括事實、推理規(guī)則和日常生活知識等等，具有以下特點：能理解自然語言，允許用自然語言提出各種詢問。具有推理能力，能根據(jù)存儲的事實，演繹出所需的答案。系統(tǒng)擁有一定常識性知識，以補充科學(xué)范圍的專業(yè)知識。1944年赫布提出了改變神經(jīng)元連續(xù)強度的Hebb規(guī)則11組合調(diào)度問題:有許多實際的問題是屬于確定最佳調(diào)度或最佳組合的問題。例如推銷員的旅行問題，從n個城市的某個城市出發(fā)，每個城市只許訪問一次，然后回到出發(fā)的城市，尋找一條最小耗費的路徑。又如八皇后問題，任何一行、一列、一條對角線上最多只能放一個皇后。目前采用的方法NP—完全性問題，所花的時間隨著問題規(guī)模增大按指數(shù)方式增長。12感知問題:在人工智能研究中，已經(jīng)給計算機系統(tǒng)裝上攝像輸入以便能夠“看見”周圍的東西，或者裝上話筒以便能“聽見”外界的聲音。視覺和聽覺都是感知問題，都涉及到對復(fù)雜的問題進行處理，試驗表明有效的處理方法要求具有“理解”的能力，而理解則要求大量有關(guān)感覺到的事物的許多基礎(chǔ)知識。11組合調(diào)度問題:有許多實際的問題是屬于確定最佳調(diào)度或最佳

整個感知問題的要點是建立一個精煉的表示來取代難以處理的極其龐大的、未經(jīng)加工的輸入數(shù)據(jù)。顯然，最終表示的性質(zhì)和質(zhì)量取決于感受系統(tǒng)的目標。例如若顏色是重要的，則系統(tǒng)必須給予精確的判斷，不同的系統(tǒng)將有不同的目標，但所有系統(tǒng)都必須把來自輸入多得驚人的感知數(shù)據(jù)壓縮為一種容易處理和有意義的描述?？傊?，人工智能是模擬人的大腦部分思維,人的大腦有1012神經(jīng)元，但目前能模擬六個神經(jīng)元。整個感知問題的要點是建立一個精煉的表示來取代難以參考書目1人工智能原理劉敘華姜云飛吉林大學(xué)出版社2人工智能原理[美]尼爾遜科學(xué)出版社3人工智能導(dǎo)論何華燦西北大學(xué)出版社4人工智能原理與方法王永慶西安交通大學(xué)出版社參考書目1人工智能原理劉敘華姜云飛第一章緒論人工智能ArtificialIntelligence-AI是計算機科學(xué)、控制論、信息論、神經(jīng)心理學(xué)、哲學(xué)、語言學(xué)等多種學(xué)科基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。本章的主要內(nèi)容智能人工智能的基本概念人工智能的研究目標、內(nèi)容、途徑、研究領(lǐng)域第一章緒論人工智能ArtificialIntellig§1.1什么是人工智能1人腦的智能被列為自然界四大奧秘之一物質(zhì)的本質(zhì)宇宙的起源生命的本質(zhì)智能的發(fā)生2對人腦研究主要有三種方法思維理論：來自認知科學(xué)，認為智能的核心是思維，通過對思維規(guī)律與方法的研究揭示智能的本質(zhì)。斐波那切數(shù)列知識閾值理論：認為智能行為取決于知識的數(shù)量以及一般化的程度。提出智能就是在巨大搜索空間中迅速找到一個滿意解的能力?！?.1什么是人工智能1人腦的智能被列為自然界四大奧秘之進化理論：核心是用控制取代表示，從而取消概念、模型及顯示表示的知識，否定抽象對智能及智能模型的必要性，強調(diào)分層結(jié)構(gòu)對智能進化的可能性與必要性。3智能：智能是知識與智力的總和。其中知識是一切智能行為的基礎(chǔ)，而智力是獲取知識并運用知識求解問題的能力。是頭腦中思維活動的具體體現(xiàn)。4智能的特征(1)具有感知能力：指人們通過視覺、聽覺、觸覺、味覺、嗅覺等感覺器官感知外部世界的能力。進化理論：核心是用控制取代表示，從而取消概念、模型及顯示表示

感知是人類最基本的生理、心理現(xiàn)象，是獲取外部信息的基本途徑，人類大約80%以上的外界信息是通過視覺得到的，有10%是通過聽覺得到的，所以感知是產(chǎn)生智能活動的前提與必要條件。盲人摸象

(2)具有記憶與思維的能力記憶用于存儲由感覺器官感知到的外部信息以及由思維所產(chǎn)生的知識。思維用于對記憶的信息進行處理，利用已有的知識對信息進行分析、計算、比較、判斷、推理、聯(lián)想、決策等。思維可分為：邏輯思維,形象思維,頓悟思維感知是人類最基本的生理、心理現(xiàn)象，是獲取外部信息邏輯思維：又稱抽象思維，它是一種根據(jù)邏輯規(guī)則對信息進行處理的理性思維方式，反映了人們對抽象的、間接的、概括的方式認識客觀世界的過程。邏輯思維的特點:依靠邏輯進行思維

思維過程是串行的、表現(xiàn)為一個線性過程容易形式化，用符號串表達出來

思維過程具有嚴密性、可靠性形象思維：又稱有感思維，它是一種以客觀現(xiàn)象為思維對象，以感性形象認識為思維材料，以意向為主要思維工具，以指導(dǎo)創(chuàng)造物化形象的實踐為主要目的的思維活動。邏輯思維：又稱抽象思維，它是一種根據(jù)邏輯規(guī)則對信息進行處理的

形象思維的特點：主要是依據(jù)直覺，靠感覺形象進行思維思維過程是并行協(xié)同式的，表現(xiàn)為一個非線性過程形式化困難不精確在信息變形或缺少的情況下仍有可能得到比較滿意的結(jié)果頓悟思維:又稱靈感思維，它是一種顯意識與潛意識相互作用的思維方式。頓悟思維特點:具有不定期的突發(fā)性具有非線性的獨創(chuàng)性及模糊性它穿插于形象思維與邏輯思維之中，起著突破、創(chuàng)新、升華的作用。形象思維的特點：(3)具有學(xué)習(xí)能力及自適應(yīng)能力(4)具有行為能力：人通過語言、表情、眼神、形體、動作對外界的刺激做出反應(yīng)，傳達某個信息，稱為行為能力或表達能力。5人工智能：是一門研究如何構(gòu)造智能機器或智能系統(tǒng)，使它能模擬、延伸、擴展人類智能的學(xué)科。世界國際象棋棋王卡斯帕羅夫與美國IBM公司的RS/6000SP（深藍）計算機系統(tǒng)于97年5月3日—5月11日進行了六局的“人機大戰(zhàn)”，最終“深藍”以3.5比2.5擊敗對手。(3)具有學(xué)習(xí)能力及自適應(yīng)能力圖靈的夢想詢問者-人智者-機器詢問者：你的14行詩的首行為“你如同夏日”，你不覺得

“春日”更好嗎？智者：它不合韻。詢問者：“冬日”如何？他完全合韻。智者：它確是合韻的，但沒有人愿被比為“冬日”。詢問者：你不是說過匹克威克先生讓你想起圣誕節(jié)嗎？智者：是的。詢問者：圣誕節(jié)是冬天的一個節(jié)日，我想匹克威克先生對這個比喻不會介意吧。智者：我認為你不夠嚴謹，“冬日”指的是一般的冬天的日子，而不是某個特別的日子，如圣誕節(jié)。圖靈的夢想詢問者-人智者-機器6人工智能的發(fā)展人工智能是在1956年作為一門新興學(xué)科而正式提出的。在50多年的發(fā)展中，它經(jīng)歷了萌芽期、形成期和發(fā)展期三個階段。(1)萌芽時期（1956年之前）哲學(xué)家亞里斯多德(公元前384—322)在他的名著《工具論》中提出了形式邏輯的一些主要定律，三段論至今仍是演繹推理的基本依據(jù)。6人工智能的發(fā)展公元850年，希臘就有制造機器人幫助人們勞動的神話傳說。公元900年，我國有歌舞機器人的傳說記載。美國哲學(xué)家培根(1561—1626)曾系統(tǒng)地提出了歸納法，并提出了“知識就是力量”的警句。德國數(shù)學(xué)家萊布尼茨(1646—1716)提出了萬能符號和推理計算的思想。英國邏輯學(xué)家布爾(1815—1864)創(chuàng)立了布爾代數(shù)。英國數(shù)學(xué)家圖靈在1936年提出了圖靈機。美國神經(jīng)學(xué)家麥克洛奇與匹茲在1943建立了第一個神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型（M-P）模型。公元850年，希臘就有制造機器人幫助人們勞動的神話傳說。美國數(shù)學(xué)家莫克利和?？绿卦?946研制出第一臺計算機。(2)形成時期（1956—1969）1956年夏季，麻省理工學(xué)院的麥卡錫、明斯基,IBM公司信息研究中心的洛切斯特,貝爾實驗室的香農(nóng)發(fā)起,邀請IBM公司的莫爾、賽繆爾,麻省理工學(xué)院的塞爾夫里奇、索羅門夫,蘭德公司紐厄爾,卡內(nèi)基—梅隆大學(xué)的西蒙,在達特莫斯大學(xué)召開了一次研討會，歷時兩個月，提出了“人工智能”這一術(shù)語。標志著一個新學(xué)科的誕生。美國數(shù)學(xué)家莫克利和?？绿卦?946研制出第一臺計算機。在機器學(xué)習(xí)方面：塞繆爾于1956年研制出了跳棋程序,1959年擊敗設(shè)計者，1962年擊敗州冠軍在定理證明方面：美籍華人數(shù)理邏輯學(xué)家王浩于1958年在IBM-740機上用了3—5min證明了《數(shù)學(xué)原理》中的有關(guān)命題在模式識別方面：1959年塞爾夫里奇推出了一個模式識別程序，1965年羅伯特編制出了可分辨積木構(gòu)造的程序在問題求解方面：1960年紐厄爾等人在總結(jié)心理學(xué)試驗的基礎(chǔ)上，編制了通用問題求解程序GPS在機器學(xué)習(xí)方面：塞繆爾于1956年研制出了跳棋程序,1959在專家系統(tǒng)方面：美國斯坦福大學(xué)的費根鮑姆，1965年開始專家系統(tǒng)DENDRAL的研究，1968年投入使用在人工智能語言方面：1960年麥卡錫研制出了LISP語言(3)發(fā)展時期（1970年以后）1972年法國馬塞大學(xué)的科麥瑞爾提出了PROLOG語言1972年斯坦福大學(xué)的肖特里菲等研究制造了用于診斷和治療感染性疾病的專家系統(tǒng)MYCIN1972年R.C.Shanky的概念網(wǎng)結(jié)構(gòu)1973年R.F.Simon等人的語義網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)在專家系統(tǒng)方面：美國斯坦福大學(xué)的費根鮑姆，1965年開始專家1974年M.Minsky的框架系統(tǒng)的分層組織結(jié)構(gòu)1977年E.A.Feigenbaum提出了知識工程我國從1978年開始人工智能課題的研究，主要在定理證明、漢語自然語言理解、機器人及專家系統(tǒng)方面，并取得了一些初步成果。1990年，我國召開了第一屆中國人工智能聯(lián)合會，簡稱CJCAI---ChineseJointConferenceonArtificialIntelligence標志著我國人工智能的研究發(fā)展到了一個新階段。1974年M.Minsky的框架系統(tǒng)的分層組織結(jié)構(gòu)§1.2人工智能的研究目標和

基本內(nèi)容1近期與遠期目標(1)近期目標：使現(xiàn)有的電子數(shù)字計算機更聰明、更有用、使它不僅能做一般的數(shù)值計算及非數(shù)值信息的數(shù)據(jù)處理，而且能運用知識處理問題，能模擬人類的部分智能行為。(2)遠期目標：構(gòu)造智能計算機§1.2人工智能的研究目標和

基本內(nèi)容1近期與遠期目標2人工智能研究的基本內(nèi)容(1)機器感知：使機器具有類似于人的感知能力，視覺、聽覺為主。(2)機器思維：是指對通過感知得來的外部信息及機器內(nèi)部的各種工作信息進行有目的的處理—知識的表達、組織、推理、各種啟發(fā)式搜索及控制策略、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。(3)機器學(xué)習(xí)：獲取新知識，學(xué)習(xí)新技巧，在實踐中不斷完善、改進能力。(4)機器行為：說、寫、畫、走路、取物、操作等(5)智能系統(tǒng)及智能計算機構(gòu)造技術(shù)2人工智能研究的基本內(nèi)容§1.3人工智能的研究途徑

一種觀點主張用生物學(xué)的方法研究，搞清楚人類智能的本質(zhì)，是以網(wǎng)絡(luò)連接為主的連接機制方法。另一種觀點主張通過運用計算機科學(xué)的方法進行研究，實現(xiàn)人類智能在計算機上的模擬，稱為以符號處理為核心的方法。1以符號處理為核心的方法（自上向下方法-符號主義）起源于20世紀50年代中期，是由紐厄爾與西蒙等人在研究通用問題求解系統(tǒng)GPS中首先提出來的?！?.3人工智能的研究途徑一種觀點主張用生物學(xué)特征：立足于邏輯運算和符號操作，適合于模擬人的邏輯思維過程，解決需要進行邏輯推理的復(fù)雜問題知識可用顯示的符號表示便于模塊化能與傳統(tǒng)的符號數(shù)據(jù)庫進行鏈接可對推理結(jié)論作出理解，便于對各種可能性進行選擇有時非邏輯推理在求解問題中起重要作用，人的感知過程主要是形象思維-邏輯做不到的，也是無法用符號表示的。所以單憑符號方法來解決智能中的所有問題是不可能的。特征：2以網(wǎng)絡(luò)連接為主的連接機制方法（自下向上方法，連接主義）是在人腦神經(jīng)元及其相互連接而成網(wǎng)絡(luò)的啟示下，試圖通過許多人工神經(jīng)元間的并行協(xié)同作用來實現(xiàn)對人類智能的模擬。特征：通過神經(jīng)元之間的并行協(xié)同作用實現(xiàn)信息處理，處理過程具有并行性、動態(tài)性、全局性。通過神經(jīng)元間分布式的物理聯(lián)系存儲知識及信息，可以實現(xiàn)聯(lián)想功能，對于帶有噪聲、缺損、變形的信息能進行有效的處理，取得比較滿意的效果。通過神經(jīng)元間連接強度的動態(tài)調(diào)度來實現(xiàn)對人類學(xué)習(xí)、分類等的模擬。2以網(wǎng)絡(luò)連接為主的連接機制方法（自下向上方法，連接主義）是適合于模擬人類的形象思維過程。求解問題時，可以比較快的求得一個近似解。3系統(tǒng)集成(1)符號法善于模擬人邏輯思維過程，求解問題時如有解，可以準確求出最優(yōu)解。但求解過程中的運算量將隨復(fù)雜性的增加而成指數(shù)性的增長，符號化過程需人工完成。(2)連接機制方法善于模擬人的形象思維過程，求解問題時，可以并行處理，因而可比較快地得到解，但解一般是近似的，次優(yōu)的。求解問題是隱式的、難以顯示表示的。(3)兩種方法結(jié)合適合于模擬人類的形象思維過程。有兩種途徑：兩者分別保持原來的結(jié)構(gòu)，但密切合作，任何一方都可把自己不能解決的問題轉(zhuǎn)化給另一方。兩者自然地統(tǒng)一在一個系統(tǒng)中，既有邏輯思維，又有形象思維。 有兩種途徑：§1.4人工智能的研究領(lǐng)域1專家系統(tǒng)：是最活躍、最有成效的一個研究領(lǐng)域。主要用在醫(yī)療診斷、地質(zhì)勘探、石油化工、數(shù)學(xué)、軍事等方面。專家系統(tǒng)是一種具有特殊領(lǐng)域內(nèi)大量知識與經(jīng)驗的程序系統(tǒng)，該系統(tǒng)存儲有某個專門領(lǐng)域中經(jīng)事先總結(jié)，并按某種格式表示的專家知識，以及擁有類似于專家解決實際問題的推理機制。系統(tǒng)能對輸入信息進行處理，并運用知識進行推理，做出決策和判斷，其解決問題的水平達到專家的水準，起到專家的作用或成為專家的助手?！?.4人工智能的研究領(lǐng)域1專家系統(tǒng)：是最活躍、最有成效

目前的專家系統(tǒng)主要基于規(guī)劃的演繹技術(shù)，開發(fā)專家系統(tǒng)的關(guān)鍵問題是知識的表示、應(yīng)用和獲取技術(shù)。2機器學(xué)習(xí):使計算機具有知識一般有兩種方法①人們把有關(guān)知識歸納、整理、用計算機可接受、處理的方式輸入到計算機中去。②使計算機自身具有學(xué)習(xí)能力，向書本、老師、實踐學(xué)習(xí)，自我完善。我們稱②為機器學(xué)習(xí)。它包含三方面的研究人類學(xué)習(xí)機理的研究學(xué)習(xí)方法的研究建立面向具體任務(wù)的學(xué)習(xí)系統(tǒng)目前的專家系統(tǒng)主要基于規(guī)劃的演繹技術(shù)，開發(fā)專家

機器學(xué)習(xí)是一個難度較大的研究領(lǐng)域與腦科學(xué)、神經(jīng)心理學(xué)、計算機視覺、計算機聽覺等聯(lián)系密切。3模式識別：是研究如何使機器具有感知能力的一個研究領(lǐng)域，主要含視覺模式、聽覺模式的識別。模式:對一個物體或某些感興趣實體定量、結(jié)構(gòu)的描述。模式類：具有某些共同屬性的模式集合。模式識別的方法主要有： 統(tǒng)計模式識別結(jié)構(gòu)模式識別模糊模式識別神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模式識別機器學(xué)習(xí)是一個難度較大的研究領(lǐng)域與腦科學(xué)、神經(jīng)4自然語言理解：研究讓計算機理解人類自然語言的一個研究領(lǐng)域。目標是：①計算機能正確理解人們用自然語言輸入信息，并能正確回答輸入信息中的有關(guān)問題②對輸入信息，計算機能產(chǎn)生相應(yīng)的摘要，能用不同詞復(fù)述輸入信息內(nèi)容③計算機能把用某種自然語言表示的信息自動地翻譯為另一種自然語言翻譯系統(tǒng)的發(fā)展：①詞對詞的翻譯過程②句法—語義分析技術(shù)的自然語言理解系統(tǒng)③語料庫語言學(xué)：正研究4自然語言理解：研究讓計算機理解人類自然語言的一個研究領(lǐng)域5自動定理證明：實質(zhì)是對前提P和結(jié)論Q，證明PQ的永真性，常采用反證法，這方面魯賓遜（歸結(jié)原理）和海伯倫是卓有成效的。對于一個數(shù)學(xué)定理，給出嚴格的數(shù)學(xué)證明，當(dāng)然是一項需要很高智能的工作，它不但需要人們具有很強的推理能力，而且需要人們有著深刻的洞察力，能夠預(yù)見出證明主要定理之前，應(yīng)該先證明哪些引理，做好必要的準備，最后證明主要定理。例如四色問題、醫(yī)療診斷、信息檢索。任何一張地圖只用四種顏色就能使具有共同邊界的國家著上不同的顏色。即“將平面任意地細分為不相重疊的區(qū)域，每一個區(qū)域總可以用1，2，3，4這四個數(shù)字之一來標記，而不會使相鄰的兩個區(qū)域得到相同的數(shù)字?！?自動定理證明：實質(zhì)是對前提P和結(jié)論Q，證明PQ的永真性6自動程序設(shè)計：自動程序設(shè)計相當(dāng)于一種“超級編譯程序”，它要求能對高級描述進行處理，通過規(guī)劃過程，生成得到所需要的程序。實際上是編譯程序接受一段有關(guān)于某件事情的源碼說明（源程序），然后轉(zhuǎn)換成一個目標程序（目的程序）去完成這件事情。自動程序設(shè)計研究的重大貢獻之一是把程序調(diào)試的概念作為問題求解的策略來使用。自動程序設(shè)計含：程序綜合—自動編程程序正確性驗證—理論和方法證明程序正確性6自動程序設(shè)計：自動程序設(shè)計相當(dāng)