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文檔簡介
現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)概論:人工智能AnIntroductiontoModernScienceandTechnology:ArtificialIntelligence現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)概論:人工智能目錄
content目錄
content2一、何謂人工智能
WhatisArtificialIntelligence?一、何謂人工智能
WhatisArtificialI3一、何謂人工智能
WhatisArtificialIntelligence?研究人類智能如何以人工方法來實(shí)現(xiàn)。目前,用計(jì)算機(jī)模擬人類的某些智能活動(dòng),如推理、決策、規(guī)劃、設(shè)計(jì)和學(xué)習(xí)等。一、何謂人工智能
WhatisArtificialI4一、何謂人工智能:智能
WhatisArtificialIntelligence:intelligence自然智能:指人類和一些動(dòng)物所具有的智力和行為能力人類的自然智能(簡稱智能):指人類在認(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。
人類大腦是如何實(shí)現(xiàn)智能的
兩大難題之一:宇宙起源、人腦奧秘
對(duì)人腦奧秘知之甚少
對(duì)人腦奧秘知道什么
結(jié)構(gòu):1011-12量級(jí)的神經(jīng)元,分布并行
功能:記憶、思維、觀察、分析等
對(duì)智能的嚴(yán)格定義
有待于人腦奧秘的揭示,進(jìn)一步認(rèn)識(shí)
一、何謂人工智能:智能
WhatisArtificia5一、何謂人工智能:智能的觀點(diǎn)
WhatisArtificialIntelligence:viewpointsonintelligence思維理論
智能來源于思維活動(dòng),智能的核心是思維,人的一切知識(shí)都是思維的產(chǎn)物。可望通過對(duì)思維規(guī)律和思維方法的研究,來揭示智能的本質(zhì)。
知識(shí)閾值理論
智能取決于知識(shí)的數(shù)量及其可運(yùn)用程度。一個(gè)系統(tǒng)所具有的可運(yùn)用知識(shí)越多,其智能就會(huì)越高。
進(jìn)化理論
是美國MIT的Brooks在對(duì)人造機(jī)器蟲研究的基礎(chǔ)上提出來的。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),智能不需要知識(shí)、不需要表示、不需要推理,智能可由逐步進(jìn)化來實(shí)現(xiàn)。
不一致,從層次結(jié)構(gòu)再認(rèn)識(shí)一、何謂人工智能:智能的觀點(diǎn)
WhatisArtifi6一、何謂人工智能:智能的層次結(jié)構(gòu)
WhatisArtificialIntelligence:levelsandstructuresofintelligence高層智能
以大腦皮層(抑制中樞)為主,主要完成記憶、思維等活動(dòng)。
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)。
不同觀點(diǎn)在層次結(jié)構(gòu)中的對(duì)應(yīng)關(guān)系
思維理論
知識(shí)閾值理論
進(jìn)化理論中層智能和低層智能
包含哪些能力?一、何謂人工智能:智能的層次結(jié)構(gòu)
WhatisArti7一、何謂人工智能:智能包含的能力
WhatisArtificialIntelligence:intelligenceandabilities感知能力
通過感知器官感知外界的能力。是人類獲得外界信息的基本途徑,其處理方式有以下兩種:
感知--動(dòng)作方式:對(duì)簡單、緊急信息
感知--思維--動(dòng)作方式:對(duì)復(fù)雜信息
記憶和思維能力
記憶:對(duì)感知到的外界信息和由思維產(chǎn)生的內(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
思維方式:
抽象思維(邏輯思維):根據(jù)邏輯規(guī)則對(duì)信息和知識(shí)進(jìn)行處理的理性思維方式。例如,邏輯推理等
形象思維(直感思維):基于形象概念,根據(jù)感性形象認(rèn)識(shí)材料對(duì)客觀現(xiàn)象進(jìn)行處理的一種思維方式。例如,圖像、景物識(shí)別等
靈感思維(頓悟思維):是一種顯意識(shí)和潛意識(shí)相互作用的思維方式。例如,因靈感而頓時(shí)開竅一、何謂人工智能:智能包含的能力
WhatisArti8一、何謂人工智能:智能包含的能力
WhatisArtificialIntelligence:intelligenceandabilities學(xué)習(xí)和自適應(yīng)能力
學(xué)習(xí):是一個(gè)具有特定目的的知識(shí)獲取過程
是人的一種本能。不同人的學(xué)習(xí)方法、能力不同
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
是人的一種本能。不同人的適應(yīng)能力不同
行為能力
含義:是人們對(duì)感知到的外界信息作出動(dòng)作反應(yīng)的能力
信息來源:由感知直接獲得的外界信息
經(jīng)過思維加工后的信息
實(shí)現(xiàn)過程:通過脊髓來控制
由語言、表情、體姿等來實(shí)現(xiàn)一、何謂人工智能:智能包含的能力
WhatisArti9一、何謂人工智能:智能
WhatisArtificialIntelligence:intelligence綜合各種不同觀點(diǎn),可從能力和學(xué)科兩個(gè)方面討論
能力方面
人工智能就是用人工的方法在機(jī)器(計(jì)算機(jī))上實(shí)現(xiàn)的智能,或稱機(jī)器智能
學(xué)科方面
是一門研究如何構(gòu)造智能機(jī)器或智能系統(tǒng),以模擬、延伸和擴(kuò)展人類智能的學(xué)科
Turing測(cè)試
如下圖所示。能分辨出人和機(jī)器的概率小于50%
Turing測(cè)試存在的問題
僅反映了結(jié)果的比較,沒涉及思維過程
沒指出是什么人一、何謂人工智能:智能
WhatisArtificia10測(cè)試主持人被測(cè)機(jī)器被測(cè)人小于50%?Turing測(cè)試,1950一、何謂人工智能:圖靈測(cè)試
WhatisArtificialIntelligence:TheTuringTest測(cè)試主持人被測(cè)機(jī)器被測(cè)人小于50%?Turing測(cè)試,19511測(cè)試主持人被測(cè)機(jī)器被測(cè)人小于50%?Turing測(cè)試,1950一、何謂人工智能:中文屋
WhatisArtificialIntelligence:theChineseroomargument測(cè)試主持人被測(cè)機(jī)器被測(cè)人小于50%?Turing測(cè)試,19512一、何謂人工智能:中文屋
WhatisArtificialIntelligence:theChineseroomargument一個(gè)對(duì)中文一竅不通的,以英語作母語的人被關(guān)閉在一只有兩個(gè)通口的封閉房間中。房間里有一本用英文寫成,從形式上說明中文文字句法和文法組合規(guī)則的手冊(cè),以及一大堆中文符號(hào)。房外的人不斷向房間內(nèi)遞進(jìn)用中文寫成的問題。房內(nèi)的人便按照手冊(cè)的說明,將中文符號(hào)組合成對(duì)問題的解答,并將答案遞出房間。一、何謂人工智能:中文屋
WhatisArtifici13一、何謂人工智能:中文屋
WhatisArtificialIntelligence:theChineseroomargument一、何謂人工智能:中文屋
WhatisArtifici14一、何謂人工智能:目標(biāo)
WhatisArtificialIntelligence:goals遠(yuǎn)期目標(biāo)
揭示人類智能的根本機(jī)理,用智能機(jī)器去模擬、延伸和擴(kuò)展人類的智能
涉及到腦科學(xué)、認(rèn)知科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)、控制論等多種學(xué)科,并依賴于它們的共同發(fā)展
近期目標(biāo)
研究如何使現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)更聰明,即使它能夠運(yùn)用知識(shí)去處理問題,能夠模擬人類的智能行為。
相互關(guān)系
遠(yuǎn)期目標(biāo)為近期目標(biāo)指明了方向
近期目標(biāo)則為遠(yuǎn)期目標(biāo)奠定了理論和技術(shù)基礎(chǔ)一、何謂人工智能:目標(biāo)
WhatisArtificia15一、何謂人工智能:歷史上的嘗試
WhatisArtificialIntelligence:HistoricalAttemptsMaryShelley,1818年,描述了一個(gè)科學(xué)家弗蘭肯斯坦創(chuàng)造生命的故事。Frankensteincreatesthefiend-illustrationbyBernieWrightson(?1977)
Frankenstein,后被改編為電影,《弗蘭肯斯坦》《人造人的故事》一、何謂人工智能:歷史上的嘗試
WhatisArtif16/wiki/The_Turk一、何謂人工智能:歷史上的嘗試
WhatisArtificialIntelligence:HistoricalAttempts1770年,TheTurk土耳其行棋傀儡/wiki/T17一、何謂人工智能:歷史上的嘗試
WhatisArtificialIntelligence:HistoricalAttemptsJosephFaber'sAmazingTalkingMachine(1830-40's)TheEuphonia(塔納格拉雀,美聲裸鼻雀)TalkingHead,聊天的機(jī)器,會(huì)說話的頭(聊天之腦)TheEuphonia一、何謂人工智能:歷史上的嘗試
WhatisArtif18一、何謂人工智能:歷史上的嘗試
WhatisArtificialIntelligence:HistoricalAttempts1920年捷克作家卡佩克(KarelCapek)的劇本《Rossum’SUniversalRobots》,羅薩姆的萬能機(jī)器人。劇中的人造勞動(dòng)者取名為Robota,捷克語的意思是“苦力”、“奴隸”。英語的Robot一詞就是由此而來的,以后世界各國都用Robot作為機(jī)器人的代名詞。Robot:機(jī)器人"CHEAPLABOR.ROSSUM'SROBOTS."
"ROBOTSFORTHETROPICS.
150DOLLARSEACH."
"EVERYONESHOULDBUYHISOWNROBOT."
"DOYOUWANTTOCHEAPENYOUROUTPUT?
ORDERROSSUM'SROBOTS"
一、何謂人工智能:歷史上的嘗試
WhatisArtif19一、何謂人工智能:歷史上的嘗試
WhatisArtificialIntelligence:HistoricalAttempts技術(shù)發(fā)展5thcB.C.亞里士多德,演繹邏輯1642 ,帕斯卡,加法機(jī)1694,萊布尼茲,計(jì)算機(jī)器一、何謂人工智能:歷史上的嘗試
WhatisArtif20一、何謂人工智能:歷史上的嘗試
WhatisArtificialIntelligence:HistoricalAttempts技術(shù)發(fā)展1834,巴貝奇,分析機(jī)(差分機(jī))一、何謂人工智能:歷史上的嘗試
WhatisArtif21一、何謂人工智能:歷史上的嘗試
WhatisArtificialIntelligence:HistoricalAttempts邏輯發(fā)展1848布爾,邏輯運(yùn)算
chocolateand?nutsandmint一、何謂人工智能:歷史上的嘗試
WhatisArtif22一、何謂人工智能:計(jì)算機(jī)的發(fā)明
WhatisArtificialIntelligence:computer1945ENIACElectronicNumericalIntegratorandComputer一、何謂人工智能:計(jì)算機(jī)的發(fā)明
WhatisArtif23一、何謂人工智能:計(jì)算機(jī)的發(fā)明
WhatisArtificialIntelligence:computer1949EDVACElectronicDiscreteVariableAutomaticComputer一、何謂人工智能:計(jì)算機(jī)的發(fā)明
WhatisArtif24一、何謂人工智能:人工智能的提出
WhatisArtificialIntelligence:A.I.AI誕生于一次歷史性的聚會(huì)
時(shí)間:1956年夏季
地點(diǎn):達(dá)特莫斯(Dartmouth)大學(xué)
目的:為使計(jì)算機(jī)變得更“聰明”,或者說使計(jì)算機(jī)具有智能
發(fā)起人:
麥卡錫(J.McCarthy),Dartmouth的年輕數(shù)學(xué)家、計(jì)算機(jī)專家,后為MIT教授
明斯基(M.L.Minsky),哈佛大學(xué)數(shù)學(xué)家、神經(jīng)學(xué)家,后為MIT教授
洛切斯特(N.Lochester),IBM公司信息中心負(fù)責(zé)人
香農(nóng)(C.E.Shannon),貝爾實(shí)驗(yàn)室信息部數(shù)學(xué)研究員
參加人:
莫爾(T.more)、塞繆爾(A.L.Samuel),IBM公司
塞爾夫里奇(O.Selfridge)、索羅蒙夫(R.Solomonff),MIT
紐厄爾(A.Newell),蘭德(RAND)公司
西蒙(H.A.Simon),卡內(nèi)基(Carnagie)工科大學(xué)
會(huì)議結(jié)果:
由麥卡錫提議正式采用了“ArtificialIntelligence”這一術(shù)語
一、何謂人工智能:人工智能的提出
WhatisArti25一、何謂人工智能:早期研究
WhatisArtificialIntelligence:earlyresearchonA.I.心理學(xué)小組:1957年,紐厄爾、肖(J.Shaw)和西蒙等人的心理學(xué)小組研制了稱為邏輯理論機(jī)(簡稱LT)的數(shù)學(xué)定理證明程序。
1960年研制了通用問題求解程序。該程序當(dāng)時(shí)可解決11種類型的問題,如不定積分、三角函數(shù)、代數(shù)方程、猴子摘香蕉、河內(nèi)梵塔、人—羊過河等。
IBM工程小組:1956年,塞繆爾在IBM704計(jì)算機(jī)上研制成功了具有自學(xué)習(xí)、自組織和自適應(yīng)能力的西洋跳棋程序。這個(gè)程序可以從棋譜中學(xué)習(xí),也可以在下棋過程中積累經(jīng)驗(yàn)、提高棋藝。通過不斷學(xué)習(xí),該程序1959年擊敗了塞繆爾本人,1962年又擊敗了一個(gè)州的冠軍。
MIT小組:1958年,麥卡西建立了行動(dòng)規(guī)劃咨詢系統(tǒng)。
1960年,麥卡西又研制了人工智能語言LISP。
1961年,明斯基發(fā)表了“走向人工智能的步驟”的論文,推動(dòng)了人工智能的發(fā)展。
其他方面:1965年,魯賓遜(J.A.Robinson)提出了歸結(jié)(消解)原理。
1965年,費(fèi)根鮑姆開始研究化學(xué)專家系統(tǒng)DENDRAL。一、何謂人工智能:早期研究
WhatisArtific26一、何謂人工智能:挫折
WhatisArtificialIntelligence:frustration失敗的預(yù)言:
60年代初,西蒙預(yù)言:10年內(nèi)計(jì)算機(jī)將成為世界冠軍、將證明一個(gè)未發(fā)現(xiàn)的數(shù)學(xué)定理、將能譜寫出具有優(yōu)秀作曲家水平的樂曲、大多數(shù)心理學(xué)理論將在計(jì)算機(jī)上形成。
挫折和教訓(xùn)
在博弈方面,塞繆爾的下棋程序在與世界冠軍對(duì)弈時(shí),5局?jǐn)×?局。
在定理證明方面,發(fā)現(xiàn)魯賓遜歸結(jié)法的能力有限。當(dāng)用歸結(jié)原理證明兩個(gè)連續(xù)函數(shù)之和還是連續(xù)函數(shù)時(shí),推了10萬步也沒證出結(jié)果。
在問題求解方面,對(duì)于不良結(jié)構(gòu),會(huì)產(chǎn)生組合爆炸問題。
在機(jī)器翻譯方面,發(fā)現(xiàn)并不那么簡單,甚至?xí)[出笑話。例如,把“心有余而力不足”的英語句子翻譯成俄語,再翻譯回來時(shí)竟變成了“酒是好的,肉變質(zhì)了”
在神經(jīng)生理學(xué)方面,研究發(fā)現(xiàn)人腦有1011-12以上的神經(jīng)元,在現(xiàn)有技術(shù)條件下用機(jī)器從結(jié)構(gòu)上模擬人腦是根本不可能的。
在其它方面,人工智能也遇到了不少問題。在英國,劍橋大學(xué)的詹姆教授指責(zé)“人工智能研究不是騙局,也是庸人自擾”。從此,形勢(shì)急轉(zhuǎn)直下,在全世界范圍內(nèi)人工智能研究陷入困境、落入低谷。
一、何謂人工智能:挫折
WhatisArtificia27一、何謂人工智能:以知識(shí)為中心的研究
WhatisArtificialIntelligence:knowledge-orientedresearches以知識(shí)為中心的研究:
專家系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了人工智能從理論研究走向?qū)嶋H應(yīng)用,從一般思維規(guī)律探討走向?qū)iT知識(shí)運(yùn)用的重大突破,是AI發(fā)展史上的一次重要轉(zhuǎn)折。
1972年,費(fèi)根鮑姆開始研究MYCIN專家系統(tǒng),并于1976年研制成功。從應(yīng)用角度看,它能協(xié)助內(nèi)科醫(yī)生診斷細(xì)菌感染疾病,并提供最佳處方。從技術(shù)角度看,他解決了知識(shí)表示、不精確推理、搜索策略、人機(jī)聯(lián)系、知識(shí)獲取及專家系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)等一系列重大技術(shù)問題。
1976年,斯坦福大學(xué)的杜達(dá)(R.D.Duda)等人開始研制地質(zhì)勘探專家系統(tǒng)PROSPECTOR
這一時(shí)期,與專家系統(tǒng)同時(shí)發(fā)展的重要領(lǐng)域還有計(jì)算機(jī)視覺和機(jī)器人,自然語言理解與機(jī)器翻譯等。
新的問題:
專家系統(tǒng)本身所存在的應(yīng)用領(lǐng)域狹窄、缺乏常識(shí)性知識(shí)、知識(shí)獲取困難、推理方法單一、沒有分布式功能、不能訪問現(xiàn)存數(shù)據(jù)庫等問題被逐漸暴露出來。
一、何謂人工智能:以知識(shí)為中心的研究
WhatisAr28一、何謂人工智能:從學(xué)派分立到綜合
WhatisArtificialIntelligence:synthesis20世紀(jì)80年代到本世紀(jì)初人工智能研究形成了三大學(xué)派:
隨著人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的再度興起和布魯克(R.A.Brooks)的機(jī)器蟲的出現(xiàn),人工智能研究形成了符號(hào)主義、連接主義和行為主義三大學(xué)派。
符號(hào)主義學(xué)派
是指基于符號(hào)運(yùn)算的人工智能學(xué)派,他們認(rèn)為知識(shí)可以用符號(hào)來表示,認(rèn)知可以通過符號(hào)運(yùn)算來實(shí)現(xiàn)。例如,專家系統(tǒng)等。
連接主義學(xué)派
是指神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)派,在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方面,繼魯梅爾哈特研制出BP網(wǎng)絡(luò)之后,1987年,首屆國際人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)術(shù)大會(huì)在美國的圣迭戈(San-Diego)舉行,掀起了人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的第二次高潮。之后,隨著模糊邏輯和進(jìn)化計(jì)算的逐步成熟,又形成了“計(jì)算智能”這個(gè)統(tǒng)一的學(xué)科范疇。
行為主義學(xué)派
是指進(jìn)化主義學(xué)派,在行為模擬方面,麻省理工學(xué)院的布魯克教授1991年研制成功了能在未知的動(dòng)態(tài)環(huán)境中漫游的有6條腿的機(jī)器蟲。
三大學(xué)派的綜合集成
隨著研究和應(yīng)用的深入,人們又逐步認(rèn)識(shí)到,三個(gè)學(xué)派各有所長,各有所短,應(yīng)相互結(jié)合、取長補(bǔ)短,綜合集成。
一、何謂人工智能:從學(xué)派分立到綜合
WhatisArt29一、何謂人工智能:智能科學(xué)技術(shù)
WhatisArtificialIntelligence:intelligentscienceandtechnology本世紀(jì)初以來:
一個(gè)以人工智能為核心,以自然智能、人工智能、集成智能為一體的新的智能科學(xué)技術(shù)學(xué)科正在逐步興起,并引起了人們的極大關(guān)注。
該學(xué)科研究的主要特征包括以下幾個(gè)方面:
(1)由對(duì)人工智能的單一研究走向以自然智能、人工智能、集成智能為一體的協(xié)同研究;
(2)由人工智能學(xué)科的獨(dú)立研究走向重視與腦科學(xué)、認(rèn)知科學(xué)、等學(xué)科的交叉研究;
(3)由多個(gè)不同學(xué)派的獨(dú)立研究走向多學(xué)派的綜合研究;
(4)由對(duì)個(gè)體、集中智能的研究走向?qū)θ后w、分布智能的研究。一、何謂人工智能:智能科學(xué)技術(shù)
WhatisArtif30現(xiàn)代科技概論人工智能31現(xiàn)代科技概論人工智能32現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)概論:人工智能AnIntroductiontoModernScienceandTechnology:ArtificialIntelligence現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)概論:人工智能目錄
content目錄
content34一、何謂人工智能
WhatisArtificialIntelligence?一、何謂人工智能
WhatisArtificialI35一、何謂人工智能
WhatisArtificialIntelligence?研究人類智能如何以人工方法來實(shí)現(xiàn)。目前,用計(jì)算機(jī)模擬人類的某些智能活動(dòng),如推理、決策、規(guī)劃、設(shè)計(jì)和學(xué)習(xí)等。一、何謂人工智能
WhatisArtificialI36一、何謂人工智能:智能
WhatisArtificialIntelligence:intelligence自然智能:指人類和一些動(dòng)物所具有的智力和行為能力人類的自然智能(簡稱智能):指人類在認(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。
人類大腦是如何實(shí)現(xiàn)智能的
兩大難題之一:宇宙起源、人腦奧秘
對(duì)人腦奧秘知之甚少
對(duì)人腦奧秘知道什么
結(jié)構(gòu):1011-12量級(jí)的神經(jīng)元,分布并行
功能:記憶、思維、觀察、分析等
對(duì)智能的嚴(yán)格定義
有待于人腦奧秘的揭示,進(jìn)一步認(rèn)識(shí)
一、何謂人工智能:智能
WhatisArtificia37一、何謂人工智能:智能的觀點(diǎn)
WhatisArtificialIntelligence:viewpointsonintelligence思維理論
智能來源于思維活動(dòng),智能的核心是思維,人的一切知識(shí)都是思維的產(chǎn)物??赏ㄟ^對(duì)思維規(guī)律和思維方法的研究,來揭示智能的本質(zhì)。
知識(shí)閾值理論
智能取決于知識(shí)的數(shù)量及其可運(yùn)用程度。一個(gè)系統(tǒng)所具有的可運(yùn)用知識(shí)越多,其智能就會(huì)越高。
進(jìn)化理論
是美國MIT的Brooks在對(duì)人造機(jī)器蟲研究的基礎(chǔ)上提出來的。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),智能不需要知識(shí)、不需要表示、不需要推理,智能可由逐步進(jìn)化來實(shí)現(xiàn)。
不一致,從層次結(jié)構(gòu)再認(rèn)識(shí)一、何謂人工智能:智能的觀點(diǎn)
WhatisArtifi38一、何謂人工智能:智能的層次結(jié)構(gòu)
WhatisArtificialIntelligence:levelsandstructuresofintelligence高層智能
以大腦皮層(抑制中樞)為主,主要完成記憶、思維等活動(dòng)。
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)。
不同觀點(diǎn)在層次結(jié)構(gòu)中的對(duì)應(yīng)關(guān)系
思維理論
知識(shí)閾值理論
進(jìn)化理論中層智能和低層智能
包含哪些能力?一、何謂人工智能:智能的層次結(jié)構(gòu)
WhatisArti39一、何謂人工智能:智能包含的能力
WhatisArtificialIntelligence:intelligenceandabilities感知能力
通過感知器官感知外界的能力。是人類獲得外界信息的基本途徑,其處理方式有以下兩種:
感知--動(dòng)作方式:對(duì)簡單、緊急信息
感知--思維--動(dòng)作方式:對(duì)復(fù)雜信息
記憶和思維能力
記憶:對(duì)感知到的外界信息和由思維產(chǎn)生的內(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
思維方式:
抽象思維(邏輯思維):根據(jù)邏輯規(guī)則對(duì)信息和知識(shí)進(jìn)行處理的理性思維方式。例如,邏輯推理等
形象思維(直感思維):基于形象概念,根據(jù)感性形象認(rèn)識(shí)材料對(duì)客觀現(xiàn)象進(jìn)行處理的一種思維方式。例如,圖像、景物識(shí)別等
靈感思維(頓悟思維):是一種顯意識(shí)和潛意識(shí)相互作用的思維方式。例如,因靈感而頓時(shí)開竅一、何謂人工智能:智能包含的能力
WhatisArti40一、何謂人工智能:智能包含的能力
WhatisArtificialIntelligence:intelligenceandabilities學(xué)習(xí)和自適應(yīng)能力
學(xué)習(xí):是一個(gè)具有特定目的的知識(shí)獲取過程
是人的一種本能。不同人的學(xué)習(xí)方法、能力不同
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
是人的一種本能。不同人的適應(yīng)能力不同
行為能力
含義:是人們對(duì)感知到的外界信息作出動(dòng)作反應(yīng)的能力
信息來源:由感知直接獲得的外界信息
經(jīng)過思維加工后的信息
實(shí)現(xiàn)過程:通過脊髓來控制
由語言、表情、體姿等來實(shí)現(xiàn)一、何謂人工智能:智能包含的能力
WhatisArti41一、何謂人工智能:智能
WhatisArtificialIntelligence:intelligence綜合各種不同觀點(diǎn),可從能力和學(xué)科兩個(gè)方面討論
能力方面
人工智能就是用人工的方法在機(jī)器(計(jì)算機(jī))上實(shí)現(xiàn)的智能,或稱機(jī)器智能
學(xué)科方面
是一門研究如何構(gòu)造智能機(jī)器或智能系統(tǒng),以模擬、延伸和擴(kuò)展人類智能的學(xué)科
Turing測(cè)試
如下圖所示。能分辨出人和機(jī)器的概率小于50%
Turing測(cè)試存在的問題
僅反映了結(jié)果的比較,沒涉及思維過程
沒指出是什么人一、何謂人工智能:智能
WhatisArtificia42測(cè)試主持人被測(cè)機(jī)器被測(cè)人小于50%?Turing測(cè)試,1950一、何謂人工智能:圖靈測(cè)試
WhatisArtificialIntelligence:TheTuringTest測(cè)試主持人被測(cè)機(jī)器被測(cè)人小于50%?Turing測(cè)試,19543測(cè)試主持人被測(cè)機(jī)器被測(cè)人小于50%?Turing測(cè)試,1950一、何謂人工智能:中文屋
WhatisArtificialIntelligence:theChineseroomargument測(cè)試主持人被測(cè)機(jī)器被測(cè)人小于50%?Turing測(cè)試,19544一、何謂人工智能:中文屋
WhatisArtificialIntelligence:theChineseroomargument一個(gè)對(duì)中文一竅不通的,以英語作母語的人被關(guān)閉在一只有兩個(gè)通口的封閉房間中。房間里有一本用英文寫成,從形式上說明中文文字句法和文法組合規(guī)則的手冊(cè),以及一大堆中文符號(hào)。房外的人不斷向房間內(nèi)遞進(jìn)用中文寫成的問題。房內(nèi)的人便按照手冊(cè)的說明,將中文符號(hào)組合成對(duì)問題的解答,并將答案遞出房間。一、何謂人工智能:中文屋
WhatisArtifici45一、何謂人工智能:中文屋
WhatisArtificialIntelligence:theChineseroomargument一、何謂人工智能:中文屋
WhatisArtifici46一、何謂人工智能:目標(biāo)
WhatisArtificialIntelligence:goals遠(yuǎn)期目標(biāo)
揭示人類智能的根本機(jī)理,用智能機(jī)器去模擬、延伸和擴(kuò)展人類的智能
涉及到腦科學(xué)、認(rèn)知科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)、控制論等多種學(xué)科,并依賴于它們的共同發(fā)展
近期目標(biāo)
研究如何使現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)更聰明,即使它能夠運(yùn)用知識(shí)去處理問題,能夠模擬人類的智能行為。
相互關(guān)系
遠(yuǎn)期目標(biāo)為近期目標(biāo)指明了方向
近期目標(biāo)則為遠(yuǎn)期目標(biāo)奠定了理論和技術(shù)基礎(chǔ)一、何謂人工智能:目標(biāo)
WhatisArtificia47一、何謂人工智能:歷史上的嘗試
WhatisArtificialIntelligence:HistoricalAttemptsMaryShelley,1818年,描述了一個(gè)科學(xué)家弗蘭肯斯坦創(chuàng)造生命的故事。Frankensteincreatesthefiend-illustrationbyBernieWrightson(?1977)
Frankenstein,后被改編為電影,《弗蘭肯斯坦》《人造人的故事》一、何謂人工智能:歷史上的嘗試
WhatisArtif48/wiki/The_Turk一、何謂人工智能:歷史上的嘗試
WhatisArtificialIntelligence:HistoricalAttempts1770年,TheTurk土耳其行棋傀儡/wiki/T49一、何謂人工智能:歷史上的嘗試
WhatisArtificialIntelligence:HistoricalAttemptsJosephFaber'sAmazingTalkingMachine(1830-40's)TheEuphonia(塔納格拉雀,美聲裸鼻雀)TalkingHead,聊天的機(jī)器,會(huì)說話的頭(聊天之腦)TheEuphonia一、何謂人工智能:歷史上的嘗試
WhatisArtif50一、何謂人工智能:歷史上的嘗試
WhatisArtificialIntelligence:HistoricalAttempts1920年捷克作家卡佩克(KarelCapek)的劇本《Rossum’SUniversalRobots》,羅薩姆的萬能機(jī)器人。劇中的人造勞動(dòng)者取名為Robota,捷克語的意思是“苦力”、“奴隸”。英語的Robot一詞就是由此而來的,以后世界各國都用Robot作為機(jī)器人的代名詞。Robot:機(jī)器人"CHEAPLABOR.ROSSUM'SROBOTS."
"ROBOTSFORTHETROPICS.
150DOLLARSEACH."
"EVERYONESHOULDBUYHISOWNROBOT."
"DOYOUWANTTOCHEAPENYOUROUTPUT?
ORDERROSSUM'SROBOTS"
一、何謂人工智能:歷史上的嘗試
WhatisArtif51一、何謂人工智能:歷史上的嘗試
WhatisArtificialIntelligence:HistoricalAttempts技術(shù)發(fā)展5thcB.C.亞里士多德,演繹邏輯1642 ,帕斯卡,加法機(jī)1694,萊布尼茲,計(jì)算機(jī)器一、何謂人工智能:歷史上的嘗試
WhatisArtif52一、何謂人工智能:歷史上的嘗試
WhatisArtificialIntelligence:HistoricalAttempts技術(shù)發(fā)展1834,巴貝奇,分析機(jī)(差分機(jī))一、何謂人工智能:歷史上的嘗試
WhatisArtif53一、何謂人工智能:歷史上的嘗試
WhatisArtificialIntelligence:HistoricalAttempts邏輯發(fā)展1848布爾,邏輯運(yùn)算
chocolateand?nutsandmint一、何謂人工智能:歷史上的嘗試
WhatisArtif54一、何謂人工智能:計(jì)算機(jī)的發(fā)明
WhatisArtificialIntelligence:computer1945ENIACElectronicNumericalIntegratorandComputer一、何謂人工智能:計(jì)算機(jī)的發(fā)明
WhatisArtif55一、何謂人工智能:計(jì)算機(jī)的發(fā)明
WhatisArtificialIntelligence:computer1949EDVACElectronicDiscreteVariableAutomaticComputer一、何謂人工智能:計(jì)算機(jī)的發(fā)明
WhatisArtif56一、何謂人工智能:人工智能的提出
WhatisArtificialIntelligence:A.I.AI誕生于一次歷史性的聚會(huì)
時(shí)間:1956年夏季
地點(diǎn):達(dá)特莫斯(Dartmouth)大學(xué)
目的:為使計(jì)算機(jī)變得更“聰明”,或者說使計(jì)算機(jī)具有智能
發(fā)起人:
麥卡錫(J.McCarthy),Dartmouth的年輕數(shù)學(xué)家、計(jì)算機(jī)專家,后為MIT教授
明斯基(M.L.Minsky),哈佛大學(xué)數(shù)學(xué)家、神經(jīng)學(xué)家,后為MIT教授
洛切斯特(N.Lochester),IBM公司信息中心負(fù)責(zé)人
香農(nóng)(C.E.Shannon),貝爾實(shí)驗(yàn)室信息部數(shù)學(xué)研究員
參加人:
莫爾(T.more)、塞繆爾(A.L.Samuel),IBM公司
塞爾夫里奇(O.Selfridge)、索羅蒙夫(R.Solomonff),MIT
紐厄爾(A.Newell),蘭德(RAND)公司
西蒙(H.A.Simon),卡內(nèi)基(Carnagie)工科大學(xué)
會(huì)議結(jié)果:
由麥卡錫提議正式采用了“ArtificialIntelligence”這一術(shù)語
一、何謂人工智能:人工智能的提出
WhatisArti57一、何謂人工智能:早期研究
WhatisArtificialIntelligence:earlyresearchonA.I.心理學(xué)小組:1957年,紐厄爾、肖(J.Shaw)和西蒙等人的心理學(xué)小組研制了稱為邏輯理論機(jī)(簡稱LT)的數(shù)學(xué)定理證明程序。
1960年研制了通用問題求解程序。該程序當(dāng)時(shí)可解決11種類型的問題,如不定積分、三角函數(shù)、代數(shù)方程、猴子摘香蕉、河內(nèi)梵塔、人—羊過河等。
IBM工程小組:1956年,塞繆爾在IBM704計(jì)算機(jī)上研制成功了具有自學(xué)習(xí)、自組織和自適應(yīng)能力的西洋跳棋程序。這個(gè)程序可以從棋譜中學(xué)習(xí),也可以在下棋過程中積累經(jīng)驗(yàn)、提高棋藝。通過不斷學(xué)習(xí),該程序1959年擊敗了塞繆爾本人,1962年又擊敗了一個(gè)州的冠軍。
MIT小組:1958年,麥卡西建立了行動(dòng)規(guī)劃咨詢系統(tǒng)。
1960年,麥卡西又研制了人工智能語言LISP。
1961年,明斯基發(fā)表了“走向人工智能的步驟”的論文,推動(dòng)了人工智能的發(fā)展。
其他方面:1965年,魯賓遜(J.A.Robinson)提出了歸結(jié)(消解)原理。
1965年,費(fèi)根鮑姆開始研究化學(xué)專家系統(tǒng)DENDRAL。一、何謂人工智能:早期研究
WhatisArtific58一、何謂人工智能:挫折
WhatisArtificialIntelligence:frustration失敗的預(yù)言:
60年代初,西蒙預(yù)言:10年內(nèi)計(jì)算機(jī)將成為世界冠軍、將證明一個(gè)未發(fā)現(xiàn)的數(shù)學(xué)定理、將能譜寫出具有優(yōu)秀作曲家水平的樂曲、大多數(shù)心理學(xué)理論將在計(jì)算機(jī)上形成。
挫折和教訓(xùn)
在博弈方面,塞繆爾的下棋程序在與世界冠軍對(duì)弈時(shí),5局?jǐn)×?局。
在定理證明方面,發(fā)現(xiàn)魯賓遜歸結(jié)法的能力有限。當(dāng)用歸結(jié)原理證明兩個(gè)連續(xù)函數(shù)之和還是連續(xù)函數(shù)時(shí),推了10萬步也沒證出結(jié)果。
在問題求解方面,對(duì)于不良結(jié)構(gòu),會(huì)產(chǎn)生組合爆炸問題。
在機(jī)器翻譯方面,發(fā)現(xiàn)并不那么簡單,甚至?xí)[出笑話。例如,把“心有余而力不足”的英語句子翻譯
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