人工智能導論緒論課件

第1次課：2013年09月02日第1次課：2013年09月02日人工智能導論

IntroductiontoArtificialIntelligence王潔2013年09月02日—2013年12月16日人工智能導論

IntroductiontoArtifi簡介自我介紹：王潔,信北314，聯(lián)系方式:wj@

上課時間：周一：5-6節(jié){1-16周}

周四：5-6節(jié){1-4周}(三教207)簡介自我介紹：王潔,信北314，聯(lián)系方式:wj@b人工智能導論緒論簡介考查方式:

考試成績占70%,平時作業(yè)+考勤30%考試時間:

一般為第16周,最后一次上課時間簡介考查方式:人工智能導論緒論斯皮爾伯格,電影:人工智能,電影中David:機器人，它的程序是愛.先進的機器人不但擁有可以亂真的人類外表，還能感知自身的存在。

斯皮爾伯格,電影:人工智能,電影中David:機器David:機器人(robot)David:擁有亂真的人類外表，還能感知自身的存在。電影中:制造David(機器人)的目的?

以便象人類一樣完成富有智能的工作

David:機器人(robot)“人工智能導論”人工智能（AI):研究如何運用知識，以便象人類一樣完成富有智能的工作智能？whatisintelligence?Intelligenceisthecomputationalpartoftheabilitytoachievegoalsintheworld.Varyingkindsanddegreesofintelligenceoccurinpeople,manyanimalsandsomemachines.(摘自JohnMcCarthy2007)機器智能：1）IMB深藍：IBM“深藍”戰(zhàn)勝國際象棋世界冠軍。

“深藍”：是一臺IBMRS/6000SP32節(jié)點的計算機，每秒可檢查超過2億個棋步

“人工智能導論”人工智能（AI):2）人工智能研究的目的：(摘自JohnMcCarthy2007)

---DoesAIaimathuman-levelintelligence?----Yes.Theultimateeffortistomakecomputerprogramsthatcansolveproblemsandachievegoalsintheworldaswellashumans.

2）人工智能研究的目的：(摘自JohnMcCarthy20緒論

人工智能？研究目標?發(fā)展概況？研究領(lǐng)域和方法本學期課程所涉及的內(nèi)容教材和參考書緒論人工智能？研究目標?人工智能？古代幻想制造出代替人類工作的機器公元900年前的歌舞機器人古希臘機器人幫助勞動的傳說------人工智能的幻想1956年人工智能的正式誕生1946年第一臺電子計算機誕生人工智能？古代幻想制造出代替人類工作的機器計算機可以幫助人們完成更多的事情。

1956年，在美國的Dartmouth大學組織了一個討論班，歷時2個月.10位參加者都是在數(shù)學,神經(jīng)生理學,心理學和計算機科學領(lǐng)域從事教學和研究的學者.首次使用了“人工智能”一詞，開創(chuàng)了人工智能這個學科。組織者為J.McCarthy(斯坦福大學教授)和他的三個朋友M.Minsky(MIT教授),N.Lochester(IBM信息研究中心),C.Shannon(貝爾實驗室信息部數(shù)學研究員)

計算機可以幫助人們完成更多的事情。人工智能?

什么是“人工智能”？計算機科學，控制論，信息論，神經(jīng)生理學，心理學，語言學等多種學科相互滲透而發(fā)展起來的一門綜合性學科。通俗的講:人工智能是一些方法,依靠這些方法,計算機可以比較好地求解問題,能夠幫助人類做許多以前需要人類的智能才能完成的工作.人工智能?什么是“人工智能”？JohnMcCarthy

人工智能之父

LISP語言的發(fā)明人AI發(fā)展至今,已形成了一整套的理論和方法,并在AI的應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)揮著巨大的作用.目前,AI仍處于發(fā)展時期,許多問題解決的不好,甚至不能求解.

JohnMcCarthy“人工智能”?---爭議的問題不同領(lǐng)域的學者有不同的定義:J.McCarthy(最早):使一部機器的反應(yīng)方式就像一個人在行動時所依據(jù)的智能.J.Nilsson:它是關(guān)于知識的科學，即怎樣表示知識、獲取知識和使用知識的科學.P.Winston:AI是研究如何使計算機去做過去只有人才能做的富有智能的工作.M.Minsky:讓機器做本需要人的智能才能夠做到的事情的一門科學.A.Feigenbaum:是一個知識信息處理系統(tǒng).“人工智能”?---爭議的問題不同領(lǐng)域的學者有不同的定義:人工智能的本質(zhì)

定義雖不同,但人工智能的本質(zhì):

是一門研究如何制造出人造的智能機器或者智能系統(tǒng),來模擬人類智能活動的能力,以延伸人們智能的科學.

人工智能的本質(zhì)定義雖不同,但人工智能的本質(zhì):什么樣的系統(tǒng)具有“智能”？圖靈最早對此問題研究1950年,論文“計算機和智力”提出“圖靈測試”以測試一個計算機系統(tǒng)是否具有智能.

測試方法如下:AlanTuring什么樣的系統(tǒng)具有“智能”？圖靈最早對此問題研究AlanTucomputer???person

回答測試目的：測試者通過提問,判斷哪個房間是志愿者,哪個房間是計算機.房間A,志愿者room2測試者測試者房間B,計算機回答提問computer???person回答測試目的：測試者通過如果測試者在一系列的這種測試中，不能準確的判斷出誰是計算機，誰是人，則說明該計算機通過了圖靈測試，具有了圖靈測試意義下的智能。圖靈測試完全是從機器是否很好的模擬人的角度進行測試的。測試對計算機不公平，除了模擬人的優(yōu)點外，還要模擬人的缺點。（對復雜計算，計算機快速回答）?？扇趸嬎銠C，只看計算機是否足夠聰明。計算機對常識知識感到困難。例如：既不能比人類愚蠢

也不能比人類聰明如果測試者在一系列的這種測試中，不能準確的判斷出誰是計算機，－測試者提問：“我聽說，今天上午一頭黃牛在長江上空飛行”。你怎么理解此事？－計算機謹慎回答：“這聽起來不可思議”－測試者繼續(xù)：“是么？我叔叔試過一回，只不過黃牛是淺色的，并帶有斑紋，這有什么不可思議？”容易想象，如果計算機沒有理解這些問題，并沒有足夠的常識知識，就會暴露自己是臺計算機，而不是一個人。－測試者提問：“我聽說，今天上午一頭黃牛在長江上空飛行”?？梢钥吹剑瑢τ谌祟惡苋菀桌斫獾膯栴}，對于計算機來說并不一定容易解決。又比如，即使是一個小孩，無論是從正面，側(cè)面，甚至背后，都非常容易的認出自己的媽媽，即使是換了發(fā)型，帶了眼鏡等，但計算機人臉識別卻是一個困難的課題。但對人類困難的問題，計算機處理起來卻比較容易，如數(shù)字計算，大規(guī)模數(shù)據(jù)庫查找等。可以看到，對于人類很容易理解的問題，對于計算機來說并不一定容中文屋子問題智能的體現(xiàn)離不開理解，在圖靈測試中，計算機要正確回答問題，首先要理解問題。通過圖靈測試的計算機真正理解問題了么？約翰希爾勒提出了否定意見。（以中文屋子為例）羅杰施安克編寫的故事理解程序他認為即使一臺計算機通過了圖靈測試，但仍然不具備和理解有關(guān)的精神屬性。中文屋子問題智能的體現(xiàn)離不開理解，在圖靈測試中，計算機要正確羅杰施安克的故事理解程序該程序閱讀英文小說，并回答與故事有關(guān)的問題：一個人進入餐館并定了一份漢堡包。當漢堡包端來的時侯發(fā)現(xiàn)被烘脆了，此人暴怒的離開餐館，沒有付帳或留下小費。一個人進入餐館并定了一份漢堡包。當漢堡包端來后他非常喜歡它，而且在離開餐館付帳之前，給了女服務(wù)員很多小費。computer提問此人是否吃了漢堡包但計算機真正理解這兩段話的含義了么？

NO

YES羅杰施安克的故事理解程序該程序閱讀英文小說，并回答與故事有假定故事是用中文編寫的,計算機對故事的所有運算轉(zhuǎn)變成一組指令.代表故事和問題的的一連串符號通過縫隙送到屋子希爾勒想象自己在屋子里操作這些指令。中文屋子希爾勒完全按照程序操作,最終的結(jié)果是中文的:”是”或”否”.問題是:他根本不懂任何中文.假定故事是用中文編寫的,計算機對故事的所有運算轉(zhuǎn)變成一組指令希爾勒的結(jié)論：僅僅成功執(zhí)行算法本身并不意味著對所發(fā)生的事情有絲毫的理解。希爾勒的觀點：即使計算機通過了圖靈測試，但計算機也沒有理解它所做的一切，因此也就不能體現(xiàn)出任何智能。希爾勒的結(jié)論：人工智能的研究目標人工智能的研究有大約50多年的歷程，對人工智能有不同的定義。但就其本質(zhì)而言：人工智能是研究如何制造出人造的智能機器或智能系統(tǒng)，來模擬人類智能活動的能力，以延伸人類智能的科學。人類智能活動的能力：一般而言，是人類在認識世界和改造世界的活動中，由腦力勞動表現(xiàn)出來的能力。具體的指：通過視覺，聽覺，觸覺等感官活動，接受并理解文字，圖像，聲音，語言等各種外界的自然信息-----這就是認識和理解世界的能力。人工智能的研究目標人工智能的研究有大約50多年的歷程，對人工通過人腦的生理與心理活動以及有關(guān)的信息處理過程，將感性知識抽象為理性知識，并能對事物運動的規(guī)律進行分析，判斷和推理---這就是提出概念，建立方法，進行演繹和歸納推理，作出決策的能力。對變化多端的外界環(huán)境條件，如干擾，刺激等作用能靈活的作出反應(yīng)---這就是自我適應(yīng)的能力。通過人腦的生理與心理活動以及有關(guān)的信息處理過程，將感性知識抽研究人工智能的途徑

目前研究人工智能主要有兩種途徑：途徑一：心理學家，生理學家認為大腦是智能活動的物質(zhì)基礎(chǔ)，要揭示人類智能活動的奧妙，就必須弄清大腦的結(jié)構(gòu)。即：要從大腦的神經(jīng)元著手研究，弄清大腦信息處理過程的機理。途徑二：計算機科學家提出的從模擬大腦功能的角度來實現(xiàn)人工智能。即：通過計算機程序的運行，從效果上達到和人類智能行為活動過程相似來作為研究目標。企圖創(chuàng)立“信息處理的智能理論”作為實現(xiàn)人工智能的長遠目標以解決“建造智能機器或系統(tǒng)為工程目標的有關(guān)原理和技術(shù)”作為人工智能的近期目標。研究人工智能的途徑目前研究人工智能主要有兩種途徑：企圖創(chuàng)立研究目標說明：不論從什么角度來研究人工智能，都是通過計算機來實現(xiàn)的。人工智能的研究目標是：弄清楚實現(xiàn)人工智能的有關(guān)原理，使計算機有智慧，更聰明，更有用。研究目標說明：不論從什么角度來研究人工智能，都是通過計算機來人工智能的發(fā)展階段第一階段：萌芽期（1956年以前）自古以來，人類企圖用機器來代替人的部分腦力勞動，以提高征服自然的能力。如古希臘制造機器人幫助人勞動的傳說，中國古代歌舞機器人傳說------人工智能的幻想帕斯卡（Pascal）于1647年制造了第一臺會演算的機械加法器.萊布尼茨（Leibniz）制成了能夠?qū)崿F(xiàn)四則運算的計算器.巴貝奇（Babbage）在1821年發(fā)明了兩臺最先進的差分機和分析機.布爾（G.Boole）致力于使“思維規(guī)律”形式化和實現(xiàn)機械化，發(fā)明了布爾代數(shù)。圖靈(A.Turing)1936年，提出了“通用圖靈機”概念和模型.N.Wiener控制論,C.E.Shannon信息論創(chuàng)立，為人工智能學科的誕生做了理論上的巨大貢獻。人工智能的發(fā)展階段第一階段：萌芽期（1956年以前）第二階段：形成期（1956年-1961年）1956年的Dartmouth大學歷史性聚會—人工智能的正式誕生。物理符號系統(tǒng)：1957年，A.Newell,J.Shaw和H.Simon等編寫了邏輯理論機的數(shù)學定理證明程序等。1960年，編制了能解10種類型不同課題的GPS（通用問題求解程序），游戲：1956年，Samuel研究的具有自學習，自組織，自適應(yīng)能力的西洋跳棋程序，1959年戰(zhàn)勝設(shè)計者本人，隨后戰(zhàn)勝了美國的州跳棋大師。第二階段：形成期（1956年-1961年）1956年的Dar第三階段：發(fā)展期（1961年-1980年）專家系統(tǒng)知識工程知識工程席卷全球各國發(fā)展計劃：美國星球大戰(zhàn)計劃，英國的ALVEY計劃，法國UNIKA計劃，日本五代機計劃，中國的863計劃。學術(shù)交流的發(fā)展對人工智能有很大的推動作用。1969，IJCAI;1974年ECAI,1970年《ARTIFICIALINTELLIGENCE》等。第三階段：發(fā)展期（1961年-1980年）專家系統(tǒng)第四階段：（80年代初-90年代初）

新的神經(jīng)元網(wǎng)時代

BP網(wǎng)（算法），解決了多層網(wǎng)的學習問題。在Hopfield網(wǎng)，成功解決了旅行商問題。存在的問題：理論依據(jù)，解決大規(guī)模問題的能力。新的動向：構(gòu)造化方法。第四階段：（80年代初-90年代初）新的神經(jīng)元網(wǎng)時代第五階段：（90年代初-現(xiàn)在）網(wǎng)絡(luò)給AI帶來無限的機會。知識發(fā)現(xiàn)和數(shù)據(jù)挖掘。AI走向?qū)嵱没?。第五階段：（90年代初-現(xiàn)在）網(wǎng)絡(luò)給AI帶來無限的機會。IBM的“深藍”

北京時間1997年5月12日凌晨4點50分，美國紐約公平大廈，當IBM公司的“深藍Ⅱ”超級電腦將棋盤上的一個兵走到C4的位置上時，國際象棋世界冠軍卡斯帕羅夫?qū)Α吧钏{”的人機大戰(zhàn)落下帷幕，“深藍”以3.5：2.5的總比分戰(zhàn)勝卡斯帕羅夫。在世界范圍內(nèi)引起轟動，標志著在某些領(lǐng)域，經(jīng)過努力，人工智能系統(tǒng)可以達到人類的最高水平。IBM的“深藍”北京時間1997年5月12日凌晨4點50分正與“深藍”下棋卡斯帕羅夫正與“深藍”下棋卡斯帕羅夫使用方法-----博弈樹搜索在第三章詳細介紹博弈樹搜索博弈問題雙人一人一步雙方信息完備(對壘雙方看到的信息是一樣的，不存在一方看到另一方看不到的情況）零和（對一方有利的走棋，對另一方是不利的，不存在對雙方均有利或者均無利的棋）使用方法-----博弈樹搜索在第三章詳細介紹博弈樹搜索IBM的“深藍”96年2月第一次比賽結(jié)果深藍：勝，負，平，平，負，負97年5月第二次比賽結(jié)果深藍：負，勝，平，平，平，勝IBM的“深藍”96年2月第一次比賽結(jié)果AI的研究內(nèi)容搜索技術(shù)知識表示規(guī)劃方法機器學習認知科學自然語言理解和機器翻譯專家系統(tǒng)與知識工程AI的研究內(nèi)容搜索技術(shù)定理證明搏弈機器人數(shù)據(jù)挖掘與知識發(fā)現(xiàn)多agent系統(tǒng)復雜系統(tǒng)足球機器人人機交互定理證明歷史上的人工智能大師下面介紹圖靈和幾位獲得圖靈獎的人工智能大師歷史上的人工智能大師下面介紹圖靈和幾位獲得圖靈獎的人工智能大阿倫?圖靈（AlanTuring）Alan

Turing計算機科學理論創(chuàng)始人阿倫?圖靈（AlanTuring）AlanTu阿倫?圖靈（AlanTuring）1912年出生在英國倫敦，1954年去世1936年發(fā)表論文“論可計算數(shù)及其在判定問題中的應(yīng)用”，提出圖靈機理論1950年發(fā)表論文“計算機與智能”，闡述了計算機可以有智能的想法，提出圖靈測試1966年為紀念圖靈的杰出貢獻，ACM設(shè)立圖靈獎。阿倫?圖靈（AlanTuring）1912年出生在英國倫敦馬文?明斯基（MarnivLeeMinsky）

人工智能之父框架理論的創(chuàng)立者首位圖靈獎獲得者（1969）

馬文?明斯基（MarnivLeeMinsky）馬文?明斯基（MarnivLeeMinsky）1927年出生于美國紐約1951年提出思維如何萌發(fā)并形成的基本理論1956年Dartmouth會議發(fā)起人之一1958年在MIT創(chuàng)建世界第一個AI實驗室1969年獲得的圖靈獎1975年首創(chuàng)框架理論馬文?明斯基（MarnivLeeMinsky）1927年

人工智能之父

LISP語言的發(fā)明人首次提出AI的概念（1971）約翰?麥卡錫（JohnMcCarthy）約翰?麥卡錫（JohnMcCarthy約翰?麥卡錫（JohnMcCarthy）1927年出生于美國波士頓1956年發(fā)起Dartmouth會議，并提出了“人工智能”的概念1958年于明斯基一起創(chuàng)建世界上第一個人工智能實驗室發(fā)明-剪枝算法1959年開發(fā)LISP語言開創(chuàng)邏輯程序研究，用于程序驗證和自動程序設(shè)計1971年獲得圖靈獎約翰?麥卡錫（JohnMcCarthy）1927年出生于赫伯特?西蒙（HerbertA.Simon）

符號主義學派的創(chuàng)始人愛好廣泛的全能科學家中國科學院外籍院士（1975）赫伯特?西蒙（HerbertA.Simon）赫伯特?西蒙（HerbertA.Simon）1916年出生在美國威斯康辛州1943年在匹茲堡大學獲政治學博士學位1969年因心理學方面的貢獻獲得杰出科學貢獻獎1975年和他的學生艾倫紐厄爾共同獲得圖靈獎1978年獲得諾貝爾經(jīng)濟學獎1986年因為行為方面的成就獲得美國全國科學家獎?wù)潞詹?西蒙（HerbertA.Simon）1916年出艾倫?紐厄爾（AllenNewell）

符號主義學派的創(chuàng)始人之一西蒙的學生與同事

1975年與西蒙同獲圖靈獎艾倫?紐厄爾（AllenNewell）查理德?卡普（RichardM.Karp）

發(fā)明“分枝界限法”的三棲學者（1985）查理德?卡普（RichardM.Karp）查理德?卡普（RichardM.Karp）1935年出生于美國波士頓是加州大學伯克利分校三個系的教授電氣工程與計算機數(shù)學系工業(yè)工程與運籌學系60年代提出“分枝界限法”，成功求解含有65個城市的旅行商問題，創(chuàng)當時的記錄1985年獲得圖靈獎查理德?卡普（RichardM.Karp）1935年出生愛德華?費根鮑姆（EdwardA.Feigenbaum）知識工程的提出者大型人工智能系統(tǒng)的開拓者（1994）愛德華?費根鮑姆（EdwardA.Feigenbaum）愛德華?費根鮑姆（EdwardA.Feigenbaum）1936年出生于美國新澤西州通過實驗和研究，證明了實現(xiàn)智能行為的主要手段是知識1977年提出知識工程，使人工智能從理論轉(zhuǎn)向應(yīng)用名言：知識蘊涵著力量1994年與勞伊雷迪共同獲得圖靈獎愛德華?費根鮑姆（EdwardA.Feigenbaum）1勞伊?雷迪（RajReddy）

大型人工智能系統(tǒng)的開拓者（1994）勞伊?雷迪（RajReddy）勞伊?雷迪（RajReddy）1937年出生于印度，1966年在美國獲博士學位1994年與費根鮑姆共同獲得圖靈獎主持過一系列大型AI系統(tǒng)的開發(fā)NAVLAB能在道路行使的自行車輛項目LISTEN用于掃盲的語音識別系統(tǒng)以詩人但丁命名的火山探測機器人項目自動機工廠項目，提出“白領(lǐng)機器人學”勞伊?雷迪（RajReddy）1937年出生于印度，196道格拉斯?恩格爾巴特（DouglasEngelbart）

鼠標的發(fā)明人超文本研究的先驅(qū)道格拉斯?恩格爾巴特（DouglasEngelbart）道格拉斯?恩格爾巴特（DouglasEngelbart）1925年出生在美國的俄勒岡州60年代提出計算機是人類智力的放大器的觀點1964年發(fā)明鼠標，67年申請專利，70年取得專利對超文本技術(shù)作出巨大的貢獻，以他的名字命名ACM超文本會議最佳論文獎道格拉斯?恩格爾巴特（DouglasEngelbart）1姚期智(AndrewYao)

對計算理論做出了諸多根本性的重大貢獻第一位華裔獲獎?wù)呙绹茖W院院士中國科學院院士清華大學教授2000年圖靈獎獲得者姚期智(AndrewYao)對計算理論做出了諸多根本2012圖靈獎ShafiGoldwasser(莎菲·歌德瓦爾賽)

MIT電機工程和計算機科學教授、以色列魏茨曼科學研究所數(shù)學教授。SilvioMicali(希爾維奧·米卡利)

MIT工程學教授

兩位密碼學專家奠定了現(xiàn)代密碼學的數(shù)學基礎(chǔ)，形式化加密安全是基于可計算而不是絕對的概念，創(chuàng)造出數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，將密碼學從一門藝術(shù)變?yōu)橐婚T科學.

2012圖靈獎ShafiGoldwasser(莎菲·歌本課程是人工智能的入門性課程,主要介紹人工智能研究中最基本,最經(jīng)典的理論和方法.

本課程是人工智能的入門性課程,主要介紹人工智能研究中最基本,本課程主要學習的內(nèi)容產(chǎn)生式系統(tǒng)搜索技術(shù)盲目搜索方法啟發(fā)式搜索方法與或圖搜索方法博弈樹搜索方法AI中的謂詞演算及應(yīng)用高級搜索本課程主要學習的內(nèi)容產(chǎn)生式系統(tǒng)參考書目馬少平朱小燕，人工智能，清華大學出版社2004.8林堯瑞馬少平，人工智能導論，清華大學出版社1989陸汝鈐，人工智能(上、下)，科學出版社，1996.蔡自興許光佑，人工智能及其應(yīng)用，清華大學出版社，1996.NilsJ.Nilsson，人工智能，機械工業(yè)出版社史忠植，高級人工智能，科學出版社參考書目馬少平朱小燕，人工智能，清華大學出版社2004.第1次課：2013年09月02日第1次課：2013年09月02日人工智能導論

IntroductiontoArtificialIntelligence王潔2013年09月02日—2013年12月16日人工智能導論

IntroductiontoArtifi簡介自我介紹：王潔,信北314，聯(lián)系方式:wj@

上課時間：周一：5-6節(jié){1-16周}

周四：5-6節(jié){1-4周}(三教207)簡介自我介紹：王潔,信北314，聯(lián)系方式:wj@b人工智能導論緒論簡介考查方式:

考試成績占70%,平時作業(yè)+考勤30%考試時間:

一般為第16周,最后一次上課時間簡介考查方式:人工智能導論緒論斯皮爾伯格,電影:人工智能,電影中David:機器人，它的程序是愛.先進的機器人不但擁有可以亂真的人類外表，還能感知自身的存在。

斯皮爾伯格,電影:人工智能,電影中David:機器David:機器人(robot)David:擁有亂真的人類外表，還能感知自身的存在。電影中:制造David(機器人)的目的?

以便象人類一樣完成富有智能的工作

David:機器人(robot)“人工智能導論”人工智能（AI):研究如何運用知識，以便象人類一樣完成富有智能的工作智能？whatisintelligence?Intelligenceisthecomputationalpartoftheabilitytoachievegoalsintheworld.Varyingkindsanddegreesofintelligenceoccurinpeople,manyanimalsandsomemachines.(摘自JohnMcCarthy2007)機器智能：1）IMB深藍：IBM“深藍”戰(zhàn)勝國際象棋世界冠軍。

“深藍”：是一臺IBMRS/6000SP32節(jié)點的計算機，每秒可檢查超過2億個棋步

“人工智能導論”人工智能（AI):2）人工智能研究的目的：(摘自JohnMcCarthy2007)

---DoesAIaimathuman-levelintelligence?----Yes.Theultimateeffortistomakecomputerprogramsthatcansolveproblemsandachievegoalsintheworldaswellashumans.

2）人工智能研究的目的：(摘自JohnMcCarthy20緒論

人工智能？研究目標?發(fā)展概況？研究領(lǐng)域和方法本學期課程所涉及的內(nèi)容教材和參考書緒論人工智能？研究目標?人工智能？古代幻想制造出代替人類工作的機器公元900年前的歌舞機器人古希臘機器人幫助勞動的傳說------人工智能的幻想1956年人工智能的正式誕生1946年第一臺電子計算機誕生人工智能？古代幻想制造出代替人類工作的機器計算機可以幫助人們完成更多的事情。

1956年，在美國的Dartmouth大學組織了一個討論班，歷時2個月.10位參加者都是在數(shù)學,神經(jīng)生理學,心理學和計算機科學領(lǐng)域從事教學和研究的學者.首次使用了“人工智能”一詞，開創(chuàng)了人工智能這個學科。組織者為J.McCarthy(斯坦福大學教授)和他的三個朋友M.Minsky(MIT教授),N.Lochester(IBM信息研究中心),C.Shannon(貝爾實驗室信息部數(shù)學研究員)

計算機可以幫助人們完成更多的事情。人工智能?

什么是“人工智能”？計算機科學，控制論，信息論，神經(jīng)生理學，心理學，語言學等多種學科相互滲透而發(fā)展起來的一門綜合性學科。通俗的講:人工智能是一些方法,依靠這些方法,計算機可以比較好地求解問題,能夠幫助人類做許多以前需要人類的智能才能完成的工作.人工智能?什么是“人工智能”？JohnMcCarthy

人工智能之父

LISP語言的發(fā)明人AI發(fā)展至今,已形成了一整套的理論和方法,并在AI的應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)揮著巨大的作用.目前,AI仍處于發(fā)展時期,許多問題解決的不好,甚至不能求解.

JohnMcCarthy“人工智能”?---爭議的問題不同領(lǐng)域的學者有不同的定義:J.McCarthy(最早):使一部機器的反應(yīng)方式就像一個人在行動時所依據(jù)的智能.J.Nilsson:它是關(guān)于知識的科學，即怎樣表示知識、獲取知識和使用知識的科學.P.Winston:AI是研究如何使計算機去做過去只有人才能做的富有智能的工作.M.Minsky:讓機器做本需要人的智能才能夠做到的事情的一門科學.A.Feigenbaum:是一個知識信息處理系統(tǒng).“人工智能”?---爭議的問題不同領(lǐng)域的學者有不同的定義:人工智能的本質(zhì)

定義雖不同,但人工智能的本質(zhì):

是一門研究如何制造出人造的智能機器或者智能系統(tǒng),來模擬人類智能活動的能力,以延伸人們智能的科學.

人工智能的本質(zhì)定義雖不同,但人工智能的本質(zhì):什么樣的系統(tǒng)具有“智能”？圖靈最早對此問題研究1950年,論文“計算機和智力”提出“圖靈測試”以測試一個計算機系統(tǒng)是否具有智能.

測試方法如下:AlanTuring什么樣的系統(tǒng)具有“智能”？圖靈最早對此問題研究AlanTucomputer???person

回答測試目的：測試者通過提問,判斷哪個房間是志愿者,哪個房間是計算機.房間A,志愿者room2測試者測試者房間B,計算機回答提問computer???person回答測試目的：測試者通過如果測試者在一系列的這種測試中，不能準確的判斷出誰是計算機，誰是人，則說明該計算機通過了圖靈測試，具有了圖靈測試意義下的智能。圖靈測試完全是從機器是否很好的模擬人的角度進行測試的。測試對計算機不公平，除了模擬人的優(yōu)點外，還要模擬人的缺點。（對復雜計算，計算機快速回答）?？扇趸嬎銠C，只看計算機是否足夠聰明。計算機對常識知識感到困難。例如：既不能比人類愚蠢

也不能比人類聰明如果測試者在一系列的這種測試中，不能準確的判斷出誰是計算機，－測試者提問：“我聽說，今天上午一頭黃牛在長江上空飛行”。你怎么理解此事？－計算機謹慎回答：“這聽起來不可思議”－測試者繼續(xù)：“是么？我叔叔試過一回，只不過黃牛是淺色的，并帶有斑紋，這有什么不可思議？”容易想象，如果計算機沒有理解這些問題，并沒有足夠的常識知識，就會暴露自己是臺計算機，而不是一個人。－測試者提問：“我聽說，今天上午一頭黃牛在長江上空飛行”?？梢钥吹剑瑢τ谌祟惡苋菀桌斫獾膯栴}，對于計算機來說并不一定容易解決。又比如，即使是一個小孩，無論是從正面，側(cè)面，甚至背后，都非常容易的認出自己的媽媽，即使是換了發(fā)型，帶了眼鏡等，但計算機人臉識別卻是一個困難的課題。但對人類困難的問題，計算機處理起來卻比較容易，如數(shù)字計算，大規(guī)模數(shù)據(jù)庫查找等?？梢钥吹?，對于人類很容易理解的問題，對于計算機來說并不一定容中文屋子問題智能的體現(xiàn)離不開理解，在圖靈測試中，計算機要正確回答問題，首先要理解問題。通過圖靈測試的計算機真正理解問題了么？約翰希爾勒提出了否定意見。（以中文屋子為例）羅杰施安克編寫的故事理解程序他認為即使一臺計算機通過了圖靈測試，但仍然不具備和理解有關(guān)的精神屬性。中文屋子問題智能的體現(xiàn)離不開理解，在圖靈測試中，計算機要正確羅杰施安克的故事理解程序該程序閱讀英文小說，并回答與故事有關(guān)的問題：一個人進入餐館并定了一份漢堡包。當漢堡包端來的時侯發(fā)現(xiàn)被烘脆了，此人暴怒的離開餐館，沒有付帳或留下小費。一個人進入餐館并定了一份漢堡包。當漢堡包端來后他非常喜歡它，而且在離開餐館付帳之前，給了女服務(wù)員很多小費。computer提問此人是否吃了漢堡包但計算機真正理解這兩段話的含義了么？

NO

YES羅杰施安克的故事理解程序該程序閱讀英文小說，并回答與故事有假定故事是用中文編寫的,計算機對故事的所有運算轉(zhuǎn)變成一組指令.代表故事和問題的的一連串符號通過縫隙送到屋子希爾勒想象自己在屋子里操作這些指令。中文屋子希爾勒完全按照程序操作,最終的結(jié)果是中文的:”是”或”否”.問題是:他根本不懂任何中文.假定故事是用中文編寫的,計算機對故事的所有運算轉(zhuǎn)變成一組指令希爾勒的結(jié)論：僅僅成功執(zhí)行算法本身并不意味著對所發(fā)生的事情有絲毫的理解。希爾勒的觀點：即使計算機通過了圖靈測試，但計算機也沒有理解它所做的一切，因此也就不能體現(xiàn)出任何智能。希爾勒的結(jié)論：人工智能的研究目標人工智能的研究有大約50多年的歷程，對人工智能有不同的定義。但就其本質(zhì)而言：人工智能是研究如何制造出人造的智能機器或智能系統(tǒng)，來模擬人類智能活動的能力，以延伸人類智能的科學。人類智能活動的能力：一般而言，是人類在認識世界和改造世界的活動中，由腦力勞動表現(xiàn)出來的能力。具體的指：通過視覺，聽覺，觸覺等感官活動，接受并理解文字，圖像，聲音，語言等各種外界的自然信息-----這就是認識和理解世界的能力。人工智能的研究目標人工智能的研究有大約50多年的歷程，對人工通過人腦的生理與心理活動以及有關(guān)的信息處理過程，將感性知識抽象為理性知識，并能對事物運動的規(guī)律進行分析，判斷和推理---這就是提出概念，建立方法，進行演繹和歸納推理，作出決策的能力。對變化多端的外界環(huán)境條件，如干擾，刺激等作用能靈活的作出反應(yīng)---這就是自我適應(yīng)的能力。通過人腦的生理與心理活動以及有關(guān)的信息處理過程，將感性知識抽研究人工智能的途徑

目前研究人工智能主要有兩種途徑：途徑一：心理學家，生理學家認為大腦是智能活動的物質(zhì)基礎(chǔ)，要揭示人類智能活動的奧妙，就必須弄清大腦的結(jié)構(gòu)。即：要從大腦的神經(jīng)元著手研究，弄清大腦信息處理過程的機理。途徑二：計算機科學家提出的從模擬大腦功能的角度來實現(xiàn)人工智能。即：通過計算機程序的運行，從效果上達到和人類智能行為活動過程相似來作為研究目標。企圖創(chuàng)立“信息處理的智能理論”作為實現(xiàn)人工智能的長遠目標以解決“建造智能機器或系統(tǒng)為工程目標的有關(guān)原理和技術(shù)”作為人工智能的近期目標。研究人工智能的途徑目前研究人工智能主要有兩種途徑：企圖創(chuàng)立研究目標說明：不論從什么角度來研究人工智能，都是通過計算機來實現(xiàn)的。人工智能的研究目標是：弄清楚實現(xiàn)人工智能的有關(guān)原理，使計算機有智慧，更聰明，更有用。研究目標說明：不論從什么角度來研究人工智能，都是通過計算機來人工智能的發(fā)展階段第一階段：萌芽期（1956年以前）自古以來，人類企圖用機器來代替人的部分腦力勞動，以提高征服自然的能力。如古希臘制造機器人幫助人勞動的傳說，中國古代歌舞機器人傳說------人工智能的幻想帕斯卡（Pascal）于1647年制造了第一臺會演算的機械加法器.萊布尼茨（Leibniz）制成了能夠?qū)崿F(xiàn)四則運算的計算器.巴貝奇（Babbage）在1821年發(fā)明了兩臺最先進的差分機和分析機.布爾（G.Boole）致力于使“思維規(guī)律”形式化和實現(xiàn)機械化，發(fā)明了布爾代數(shù)。圖靈(A.Turing)1936年，提出了“通用圖靈機”概念和模型.N.Wiener控制論,C.E.Shannon信息論創(chuàng)立，為人工智能學科的誕生做了理論上的巨大貢獻。人工智能的發(fā)展階段第一階段：萌芽期（1956年以前）第二階段：形成期（1956年-1961年）1956年的Dartmouth大學歷史性聚會—人工智能的正式誕生。物理符號系統(tǒng)：1957年，A.Newell,J.Shaw和H.Simon等編寫了邏輯理論機的數(shù)學定理證明程序等。1960年，編制了能解10種類型不同課題的GPS（通用問題求解程序），游戲：1956年，Samuel研究的具有自學習，自組織，自適應(yīng)能力的西洋跳棋程序，1959年戰(zhàn)勝設(shè)計者本人，隨后戰(zhàn)勝了美國的州跳棋大師。第二階段：形成期（1956年-1961年）1956年的Dar第三階段：發(fā)展期（1961年-1980年）專家系統(tǒng)知識工程知識工程席卷全球各國發(fā)展計劃：美國星球大戰(zhàn)計劃，英國的ALVEY計劃，法國UNIKA計劃，日本五代機計劃，中國的863計劃。學術(shù)交流的發(fā)展對人工智能有很大的推動作用。1969，IJCAI;1974年ECAI,1970年《ARTIFICIALINTELLIGENCE》等。第三階段：發(fā)展期（1961年-1980年）專家系統(tǒng)第四階段：（80年代初-90年代初）

新的神經(jīng)元網(wǎng)時代

BP網(wǎng)（算法），解決了多層網(wǎng)的學習問題。在Hopfield網(wǎng)，成功解決了旅行商問題。存在的問題：理論依據(jù)，解決大規(guī)模問題的能力。新的動向：構(gòu)造化方法。第四階段：（80年代初-90年代初）新的神經(jīng)元網(wǎng)時代第五階段：（90年代初-現(xiàn)在）網(wǎng)絡(luò)給AI帶來無限的機會。知識發(fā)現(xiàn)和數(shù)據(jù)挖掘。AI走向?qū)嵱没?。第五階段：（90年代初-現(xiàn)在）網(wǎng)絡(luò)給AI帶來無限的機會。IBM的“深藍”

北京時間1997年5月12日凌晨4點50分，美國紐約公平大廈，當IBM公司的“深藍Ⅱ”超級電腦將棋盤上的一個兵走到C4的位置上時，國際象棋世界冠軍卡斯帕羅夫?qū)Α吧钏{”的人機大戰(zhàn)落下帷幕，“深藍”以3.5：2.5的總比分戰(zhàn)勝卡斯帕羅夫。在世界范圍內(nèi)引起轟動，標志著在某些領(lǐng)域，經(jīng)過努力，人工智能系統(tǒng)可以達到人類的最高水平。IBM的“深藍”北京時間1997年5月12日凌晨4點50分正與“深藍”下棋卡斯帕羅夫正與“深藍”下棋卡斯帕羅夫使用方法-----博弈樹搜索在第三章詳細介紹博弈樹搜索博弈問題雙人一人一步雙方信息完備(對壘雙方看到的信息是一樣的，不存在一方看到另一方看不到的情況）零和（對一方有利的走棋，對另一方是不利的，不存在對雙方均有利或者均無利的棋）使用方法-----博弈樹搜索在第三章詳細介紹博弈樹搜索IBM的“深藍”96年2月第一次比賽結(jié)果深藍：勝，負，平，平，負，負97年5月第二次比賽結(jié)果深藍：負，勝，平，平，平，勝IBM的“深藍”96年2月第一次比賽結(jié)果AI的研究內(nèi)容搜索技術(shù)知識表示規(guī)劃方法機器學習認知科學自然語言理解和機器翻譯專家系統(tǒng)與知識工程AI的研究內(nèi)容搜索技術(shù)定理證明搏弈機器人數(shù)據(jù)挖掘與知識發(fā)現(xiàn)多agent系統(tǒng)復雜系統(tǒng)足球機器人人機交互定理證明歷史上的人工智能大師下面介紹圖靈和幾位獲得圖靈獎的人工智能大師歷史上的人工智能大師下面介紹圖靈和幾位獲得圖靈獎的人工智能大阿倫?圖靈（AlanTuring）Alan

Turing計算機科學理論創(chuàng)始人阿倫?圖靈（AlanTuring）AlanTu阿倫?圖靈（AlanTuring）1912年出生在英國倫敦，1954年去世1936年發(fā)表論文“論可計算數(shù)及其在判定問題中的應(yīng)用”，提出圖靈機理論1950年發(fā)表論文“計算機與智能”，闡述了計算機可以有智能的想法，提出圖靈測試1966年為紀念圖靈的杰出貢獻，ACM設(shè)立圖靈獎。阿倫?圖靈（AlanTuring）1912年出生在英國倫敦馬文?明斯基（MarnivLeeMinsky）

人工智能之父框架理論的創(chuàng)立者首位圖靈獎獲得者（1969）

馬文?明斯基（MarnivLeeMinsky）馬文?明斯基（MarnivLeeMinsky）1927年出生于美國紐約1951年提出思維如何萌發(fā)并形成的基本理論1956年Dartmouth會議發(fā)起人之一1958年在MIT創(chuàng)建世界第一個AI實驗室1969年獲得的圖靈獎1975年首創(chuàng)框架理論馬文?明斯基（MarnivLeeMinsky）1927年

人工智能之父

LISP語言的發(fā)明人首次提出AI的概念（1971）約翰?麥卡錫（JohnMcCarthy）約翰?麥卡錫（JohnMcCarthy約翰?麥卡錫（JohnMcCarthy）1927年出生于美國波士頓1956年發(fā)起Dartmouth會議，并提出了“人工智能”的概念1958年于明斯基一起創(chuàng)建世界上第一個人工智能實驗室發(fā)明-剪枝算法1959年開發(fā)LISP語言開創(chuàng)邏輯程序研究，用于程序驗證和自動程序設(shè)計1971年獲得圖靈獎約翰?麥卡錫（JohnMcCarthy）1927年出生于赫伯特?西蒙（HerbertA.Simon）

符號主義學派的創(chuàng)始人愛好廣泛的全能科學家中國科學院外籍院士（1975）赫伯特?西蒙（HerbertA.Simon）赫伯特?西蒙（HerbertA.Simon）1916年出生在美國威斯康辛州1943年在匹茲堡大學獲政治學博士學位1969年因心理學方面的貢獻獲得杰出科學貢獻獎1975年和他的學生艾倫紐厄爾共同獲得圖靈獎1978年獲得諾貝爾經(jīng)濟學獎1986年因為行為方面的成就獲得美國全國科學家獎?wù)潞詹?西蒙（HerbertA.Simon）1916年出艾倫?紐厄爾（AllenNewell）

符號主義學派的創(chuàng)始人之一