好發(fā)表醫(yī)學(xué)核心期刊課件

2022/12/16史忠植高級人工智能1高級人工智能期刊雜志

2022/12/11史忠植高級人工智能1高級人工智能期刊2022/12/16史忠植高級人工智能2第一章緒論1.1人工智能的發(fā)展概況1.2人工智能的認知問題1.3思維的層次模型1.4符號智能1.5人工智能的研究方法1.6自動推理1.7機器學(xué)習(xí)1.8分布式人工智能1.9智能系統(tǒng)2022/12/11史忠植高級人工智能2第一章緒2022/12/16史忠植高級人工智能3

Computer:

HighperformanceLowintelligenceCitefrom《ScientificAmerican》，2005（3）重大挑戰(zhàn)2022/12/11史忠植高級人工智能3Comput2022/12/16史忠植高級人工智能4智能機器5thcB.C.Aristotelianlogicinvented1642 Pascalbuiltanaddingmachine1694 Leibnitzreckoningmachine2022/12/11史忠植高級人工智能4智能機器5thc2022/12/16史忠植高級人工智能5智能機器1834 CharlesBabbage’sAnalyticalEngine

Adawritesoftheengine,“TheAnalyticalEnginehasnopretensionswhatevertooriginateanything.Itcandowhateverweknowhowtoorderittoperform.”Thepictureisofamodelbuiltinthelate1800sbyBabbage’ssonfromBabbage’sdrawings.2022/12/11史忠植高級人工智能5智能機器18342022/12/16史忠植高級人工智能6布爾邏輯1848GeorgeBooleTheCalculusofLogicchocolatenutsmintchocolateandnutsandmint2022/12/11史忠植高級人工智能6布爾邏輯18482022/12/16史忠植高級人工智能720世紀初的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)1900Hilbert’sprogramandtheefforttoformalizemathematics1931KurtG?del’spaper,OnFormallyUndecidablePropositions1936AlanTuring’spaper,OnComputableNumberswithanapplicationtotheEntscheidungsproblem

2022/12/11史忠植高級人工智能720世紀初的數(shù)學(xué)2022/12/16史忠植高級人工智能8圖靈測試TheTuringTest1950:AlanTuring的文章“ComputingMachineryandIntelligence.”Mind,Vol.59,No.236,pp.433-460提出圖靈測試2022/12/11史忠植高級人工智能8圖靈測試The2022/12/16史忠植高級人工智能9人工智能的誕生1956:

世界上第一次正式的AI會議美國的DartmouthCollege，為期2月JohnMcCarthy正式提出“ArtificialIntelligence”這一術(shù)語著名參加者：J.McCarthy、C.Shannon、M.Minsky、N.Wiener、W.McCulloch、S.Papert2022/12/11史忠植高級人工智能9人工智能的誕生12022/12/16史忠植高級人工智能10人工智能的發(fā)展1958:Newell和Simon的四個預(yù)測十年內(nèi)，計算機將成為世界象棋冠軍十年內(nèi)，計算機將發(fā)現(xiàn)或證明有意義的數(shù)學(xué)定理十年內(nèi)，計算機將能譜寫優(yōu)美的樂曲十年內(nèi)，計算機將能實現(xiàn)大多數(shù)的心理學(xué)理論1959:FrankRosenblatt提出感知器模型（PerceptronModel)1959:MITAILab正式成立（Minsky和McCarthy）2022/12/11史忠植高級人工智能10人工智能的發(fā)展2022/12/16史忠植高級人工智能11人工智能的發(fā)展專家系統(tǒng)時期1962:McCarthy調(diào)到Stanford,1963年創(chuàng)建StanfordAILab1963:M.RossQuillian開創(chuàng)語義網(wǎng)絡(luò)（SemanticNets)1965:Feigenbaum掌管StanfordAILab;Noftsker掌管MITAILab1965:MIT的JosephWeizenbaum研制出ELIZA用英語進行交互回答任何問題1965-83:Feigenbaum和Lederberg啟動DENDRAL工程1966:ALPAC的負面報告造成美國政府取消對機器翻譯的資助1969:Minsky和Papert的感知機報告造成美國政府取消對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)研究的資助。結(jié)論：有限階感知機僅能識別出Euler數(shù)，不能識別其他的拓撲不變性1969:SRI研制出機器人Shakey具有運動、感知和問題求解能力2022/12/11史忠植高級人工智能11人工智能的發(fā)展2022/12/16史忠植高級人工智能12人工智能的發(fā)展

自然語言處理1970:Stanford的TerryWinograd等研制出（ETAOIN）SHRDLU接受自然語言命令操作積木塊1970:Colmerauer研制出PROLOG語言的解釋系統(tǒng)不久，愛丁堡大學(xué)的Warren實現(xiàn)了編譯系統(tǒng)1972:DARPA取消Stanford大學(xué)機器人研究(Shakey)的資助。1972:

Mycin工程啟動1973:JamesLighthill爵士的負面報告使得英國政府取消對AI研究的資助“人工智能研究是不成功的，不值得政府資助。”英政府接受了此報告的觀點。從那時起至今，英國AI研究一蹶不振。1976:DARPA取消對語音識別研究的資助1976:Greenblatt研制出第一臺LISP機CONS2022/12/11史忠植高級人工智能12人工智能的發(fā)展2022/12/16史忠植高級人工智能13人工智能的發(fā)展1976:DougLenat的數(shù)學(xué)積分系統(tǒng)AM(AutomatedMathematician)1977:SRI啟動PROSPECTOR工程幫助地質(zhì)專家探測和解釋礦物1978年發(fā)現(xiàn)鉬礦脈(molybdenumvein)1977:EdwardFeigenbaum正式提出知識工程作為一門學(xué)科在1977年IJCAI會議上1979:Stanford研制出第一臺計算機控制的汽車（StanfordCart）1980:

第一屆美國AI協(xié)會會議（AAAI）在Stanford召開。1980:JohnMcDermott的XCON專家系統(tǒng)用于配置VAX機器系統(tǒng)2022/12/11史忠植高級人工智能13人工智能的發(fā)展2022/12/16史忠植高級人工智能14人工智能的發(fā)展

知識工程時期1981:日本政府宣布日本五代機（first-generationcomputer）計劃（即智能計算機）1982:JohnHopfield掀起神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的研究1983:MCC（MicroelectronicsandComputerTechnologyCorporation）成立（BobbyInman任主任）1984:DougLenat在BobbyRayInman的勸說下在MCC開始Cyc的研究1986:ThinkingMachinesInc研制聯(lián)結(jié)機器(ConnectionMachine)1987:LISP機器市場開始暗淡1988:386芯片使得PC機速度可以與LISP機器媲美2022/12/11史忠植高級人工智能14人工智能的發(fā)展2022/12/16史忠植高級人工智能15人工智能的發(fā)展

分布智能和機器學(xué)習(xí)1992:日本政府宣布五代機計劃失敗。隨后啟動RWC計劃（RealWorldComputingProject）1993:Shoham提出AOP,Agent-OrientedProgramming1995:Vapnik提出SVM1996:中科院計算所多主體系統(tǒng)MAPE1996:DARPA啟動HPKB計劃軍事上的“GrandChallenge”問題分析和求解1997:IBM深藍II(DeepBlue)擊敗GarryKasparov2000:中科院計算所多主體環(huán)境MAGE,知識發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)MSMiner2022/12/11史忠植高級人工智能15人工智能的發(fā)展2022/12/16史忠植高級人工智能16人工智能的發(fā)展

智能科學(xué)

/

JeffHawkins,SandraBlakeslee.

OnIntelligence.

TimesBooks,HenryHoltandCompany,NewYork,2004

2022/12/11史忠植高級人工智能16人工智能的發(fā)展2022/12/16史忠植高級人工智能17人工智能的基礎(chǔ)

認知科學(xué)

腦科學(xué)邏輯2022/12/11史忠植高級人工智能17人工智能的基礎(chǔ)2022/12/16史忠植高級人工智能18認知科學(xué)認知科學(xué)研究是“國際人類前沿科學(xué)計劃”的重點。認知科學(xué)及其信息處理方面的研究被列為整個計劃的三大部分之一(其余兩部分是“物質(zhì)和能量的轉(zhuǎn)換”、“支撐技術(shù)”)；“知覺和認知”、“運動和行為”、“記憶和學(xué)習(xí)”和“語言和思考”被列為人類前沿科學(xué)的12大焦點問題中的4個。近年來，美國和歐共體分別推出“腦的十年”計劃和“EC腦的十年計劃”。日本則推出雄心勃勃的“腦科學(xué)時代”計劃，總預(yù)算高達200億美元。在“腦科學(xué)時代”計劃中，腦的認知功能及其信息處理的研究是重中之重。2022/12/11史忠植高級人工智能18認知科學(xué)認知科2022/12/16史忠植高級人工智能19認知

認知是和情感、動機、意志等相對的理智或認識過程。美國心理學(xué)家Houston等人將對“認知”的看法歸納為如下五種主要類型：(1)認知是信息的處理過程；(2)認知是心理上的符號運算；(3)認知是問題求解；(4)認知是思維；(5)認知是一組相關(guān)的活動，如知覺、記憶、思維、判斷、推理、問題求解、學(xué)習(xí)、想象、概念形成、語言使用等。

2022/12/11史忠植高級人工智能19認知2022/12/16史忠植高級人工智能20認知

認知心理學(xué)家Dodd等則認為，認知應(yīng)包括三個方面，即適應(yīng)結(jié)構(gòu)過程。也就是說，認知是為了一定的目的，在一定的心理結(jié)構(gòu)中進行的信息加工過程。2022/12/11史忠植高級人工智能20認知2022/12/16史忠植高級人工智能21認知科學(xué)認知科學(xué)探索人類的智力如何由物質(zhì)產(chǎn)生和人腦信息處理的過程。具體地說，認知科學(xué)是研究人類的認知和智力的本質(zhì)和規(guī)律的前沿科學(xué)。認知科學(xué)研究的范圍包括知覺、注意、記憶、動作、語言、推理、思考、意識乃至情感動機在內(nèi)的各個層面的認知活動。2022/12/11史忠植高級人工智能21認知科學(xué)認知科2022/12/16史忠植高級人工智能22認知科學(xué)認知科學(xué)是研究人類感知和思維信息處理過程的科學(xué),包括從感覺的輸入到復(fù)雜問題求解,從人類個體到人類社會的智能活動,以及人類智能和機器智能的性質(zhì)。認知科學(xué)是現(xiàn)代心理學(xué)、信息科學(xué)、神經(jīng)科學(xué)、數(shù)學(xué)、科學(xué)語言學(xué)、人類學(xué)乃至自然哲學(xué)等學(xué)科交叉發(fā)展的結(jié)果。它是人工智能重要的理論基礎(chǔ)。2022/12/11史忠植高級人工智能22認知科學(xué)認知科2022/12/16史忠植高級人工智能23人工智能的五個基本問題

(1)知識與概念化是否是人工智能的核心？(2)認知能力能否與載體分開來研究？(3)認知的軌跡是否可用類自然語言來描述？(4)學(xué)習(xí)能力能否與認知分開來研究？(5)所有的認知是否有一種統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)？2022/12/11史忠植高級人工智能23人工智能的五個2022/12/16史忠植高級人工智能24思維的層次模型思維是客觀現(xiàn)實的反映過程，是具有意識的人腦對于客觀現(xiàn)實的本質(zhì)屬性、內(nèi)部規(guī)律性的自覺的、間接的和概括的反映。人類思維的形態(tài)主要有感知思維形象思維抽象思維靈感思維

2022/12/11史忠植高級人工智能24思維的層次模型2022/12/16史忠植高級人工智能25感知思維是一種初級的思維形態(tài)。在人們開始認識世界時,只是把感性材料組織起來,使之構(gòu)成有條理的知識,所能認識到的僅是現(xiàn)象。在此基礎(chǔ)上形成的思維形態(tài)即是感知思維。人們在實踐過程中,通過眼、耳、鼻、舌、身等感官直接接觸客觀外界而獲得的各種事物的表面現(xiàn)象的初步認識,它的來源和內(nèi)容都是客觀的、豐富的。2022/12/11史忠植高級人工智能25感知思維是一種2022/12/16史忠植高級人工智能26形象思維形象思維主要是用典型化的方法進行概括，并用形象材料來思維，是一切高等生物所共有的。形象思維是與神經(jīng)機制的連接論相適應(yīng)的。模式識別、圖象處理、視覺信息加工都屬于這個范疇。2022/12/11史忠植高級人工智能26形象思維形象思2022/12/16史忠植高級人工智能27抽象思維抽象思維是一種基于抽象概念的思維形式，通過符號信息處理進行思維。只有語言的出現(xiàn)，抽象思維才成為可能，語言和思維互相促進，互相推動?？梢哉J為物理符號系統(tǒng)是抽象思維的基礎(chǔ)。2022/12/11史忠植高級人工智能27抽象思維抽象思2022/12/16史忠植高級人工智能28靈感思維對靈感思維至今研究甚少。有人認為,靈感思維是形象思維擴大到潛意識,人腦有一部分對信息進行加工,但是人并沒有意識到。也有人認為,靈感思維是頓悟。靈感思維在創(chuàng)造性思維中起重要作用,有待進行深入研究。2022/12/11史忠植高級人工智能28靈感思維對靈感2022/12/16史忠植高級人工智能29思維的層次模型

抽象處理單元形象處理單元1形象處理單元2形象處理單元n感知處理單元1感知處理單元2感知處理單元n抽象思維形象思維感知思維外界信號2022/12/11史忠植高級人工智能29思維的層次模型2022/12/16史忠植高級人工智能30人工智能智能是什么？智能是個體有目的的行為、合理的思維,以及有效的適應(yīng)環(huán)境的綜合性能力。通俗地說,智能是個體認識客觀事物和運用知識解決問題的能力。人類個體的智能是一種綜合性能力,具體講,可以包括感知與認識客觀事物、客觀世界與自我的能力;通過學(xué)習(xí)取得經(jīng)驗、積累知識的能力;理解知識、運用知識和運用經(jīng)驗分析問題和解決問題的能力;聯(lián)想、推理、判斷、決策的能力;運用語言進行抽象、概括的能力;發(fā)現(xiàn)、發(fā)明、創(chuàng)造、創(chuàng)新的能力;實時地、迅速地、合理地應(yīng)付復(fù)雜環(huán)境的能力;預(yù)測、洞察事物發(fā)展變化的能力等。2022/12/11史忠植高級人工智能30人工智能智能是2022/12/16史忠植高級人工智能31人工智能人工智能(ArtificialIntelligence)是相對人的自然智能而言，即用人工的方法和技術(shù),模仿、延伸和擴展人的智能,實現(xiàn)某些``機器思維“。作為一門學(xué)科，人工智能研究智能行為的計算模型，研制具有感知、推理、學(xué)習(xí)、聯(lián)想、決策等思維活動的計算系統(tǒng)，解決需要人類專家才能處理的復(fù)雜問題。2022/12/11史忠植高級人工智能31人工智能人工智2022/12/16史忠植高級人工智能32什么是人工智能StuartRussell和PeterNorvig把當(dāng)前有關(guān)AI的定義分成四類：類人思維方法理性思維系統(tǒng)類人行為方法理性行為系統(tǒng)2022/12/11史忠植高級人工智能32什么是人工智能2022/12/16史忠植高級人工智能33類人行為方法Kurzwell提出人工智能認為人工智能是一門技術(shù)，它創(chuàng)造出夠完成一定任務(wù)的機器，而當(dāng)我們?nèi)祟悓@些任務(wù)進行處理的時候，需要一定的智能。方法：

對于人類做的比較好的智能任務(wù)，讓計算機來完成最著名的就是Turing測試定理證明下國際象棋做外科手術(shù)診斷疾病……2022/12/11史忠植高級人工智能33類人行為方法K2022/12/16史忠植高級人工智能34Turing測試（1）AlanTuring,“ComputingMachineryandIntelligence”,Mind,59:433–460,1950.問題:“Canmachinesthink?”為此，Turing設(shè)計了著名的TuringTest2022/12/11史忠植高級人工智能34Turing測2022/12/16史忠植高級人工智能35Turing測試（2）測試者A，被測試者B與C。A是人，B與C一個是人，另一個是計算機。A提出問題，B與C分別回答。如果B與C的回答，使得A無法區(qū)分是人的回答還是計算機的回答，則計算機具有了智能。Turing測試第一次給出了檢驗計算機是否具有智能的哲學(xué)說法。2022/12/11史忠植高級人工智能35Turing測2022/12/16史忠植高級人工智能36類人思維方法Bellman提出人工智能是那些與人的思維、決策、問題求解和學(xué)習(xí)等有關(guān)活動的自動化。主要采用的是認知模型的方法---是關(guān)于人類思維工作原理的可檢測的理論。如果說某個程序能夠像人一樣思考，那么就必須以某種方式確定人是如何思考的。為確定人類思維的內(nèi)部是怎樣工作的，可以有兩種方法：通過內(nèi)?。╥ntrospection）----在人思考過程中，掌握人自己的想法；或者通過心理學(xué)實驗2022/12/11史忠植高級人工智能36類人思維方法B2022/12/16史忠植高級人工智能37理性思考方法1985年Charniak和McDermott提出人工智能是用計算模型研究智力能力。這是一種理性思維方法。一個系統(tǒng)如果能根據(jù)它所知的信息(知識、時間、資源等)能夠做出最好的決策，這就是理性的當(dāng)知識是完全的，并且資源是無限的時候，就是所謂的邏輯推理。當(dāng)知識是不完全的，或者資源有限時，就是理性的行為。2022/12/11史忠植高級人工智能37理性思考方法12022/12/16史忠植高級人工智能38理性行為方法尼爾森（Nilsson）認為人工智能關(guān)心的是人工制品中的智能行為。這種人工制品主要指能夠動作的主體（agent）。行為上的理性指的是已知某些信念，執(zhí)行某些動作以達到某個目標(biāo)。主體（agent）可以看作是可以進行感知和執(zhí)行動作的某個系統(tǒng)。在這種方法中，人工智能可以認為就是研究和建造理性主體（agent）。在“理性思維”方法中，它所強調(diào)的是正確的推理。做出正確的推理有時被作為理性主體（agent）的一部分。另一方面，正確的推理并不是理性的全部，因為在有些情景下，往往沒有某個行為一定是正確的，而其他的是錯誤的。2022/12/11史忠植高級人工智能38理性行為方法尼2022/12/16史忠植高級人工智能39人工智能符號主義連接主義行為主義

2022/12/11史忠植高級人工智能39人工智能2022/12/16史忠植高級人工智能40符號智能傳統(tǒng)人工智能是符號主義，它以Newell和Simon提出的物理符號系統(tǒng)假設(shè)為基礎(chǔ)。物理符號系統(tǒng)假設(shè)認為物理符號系統(tǒng)是智能行為充分和必要的條件。物理符號系統(tǒng)由一組符號實體組成，它們都是物理模式，可在符號結(jié)構(gòu)的實體中作為組分出現(xiàn)。該系統(tǒng)可以進行建立、修改、復(fù)制、刪除等操作，以生成其它符號結(jié)構(gòu)。2022/12/11史忠植高級人工智能40符號智能傳統(tǒng)人2022/12/16史忠植高級人工智能41連接主義連接主義研究非程序的、適應(yīng)性的、大腦風(fēng)格的信息處理的本質(zhì)和能力。人們也稱它為神經(jīng)計算。由于它近年來的迅速發(fā)展,大量的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的機理、模型、算法不斷地涌現(xiàn)出來。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)主體是一種開放式的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，提供典型的、具有實用價值的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。2022/12/11史忠植高級人工智能41連接主義連接主2022/12/16史忠植高級人工智能42行為主義Brooks提出了無需知識表示的智能、無需推理的智能。他認為智能只是在與環(huán)境的交互作用中表現(xiàn)出來，在許多方面是行為心理學(xué)觀點在現(xiàn)代人工智能中的反映，人們稱為基于行為的人工智能，簡言之，稱為行為主義。2022/12/11史忠植高級人工智能42行為主義Bro2022/12/16史忠植高級人工智能43智能符號智能是以知識為基礎(chǔ)，通過推理進行問題求解。也即所謂的傳統(tǒng)人工智能。計算智能是以數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，通過訓(xùn)練建立聯(lián)系，進行問題求解。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法、模糊系統(tǒng)、進化程序設(shè)計、人工生命等都可以包括在計算智能。2022/12/11史忠植高級人工智能43智能符號智能是2022/12/16史忠植高級人工智能44人工智能的研究方法認知學(xué)派邏輯學(xué)派行為學(xué)派2022/12/11史忠植高級人工智能44人工智能的研究2022/12/16史忠植高級人工智能45認知學(xué)派以Simon,Minsky和Newell等為代表，從人的思維活動出發(fā)，利用計算機進行宏觀功能模擬。

2022/12/11史忠植高級人工智能45認知學(xué)派以Si2022/12/16史忠植高級人工智能46認知學(xué)派1976年Newell和Simon提出了物理符號系統(tǒng)假設(shè)，認為物理系統(tǒng)表現(xiàn)智能行為必要和充分的條件是它是一個物理符號系統(tǒng)。這樣，可以把任何信息加工系統(tǒng)看成是一個具體的物理系統(tǒng)，如人的神經(jīng)系統(tǒng)、計算機的構(gòu)造系統(tǒng)等。所謂符號就是模式。任何一個模式，只要它能和其它模式相區(qū)別，它就是一個符號。不同的英文字母就是不同的符號。對符號進行操作就是對符號進行比較，即找出哪幾個是相同的符號，哪幾個是不同的符號。物理符號系統(tǒng)的基本任務(wù)和功能是辨認相同的符號和區(qū)分不同的符號。2022/12/11史忠植高級人工智能46認知學(xué)派1972022/12/16史忠植高級人工智能47認知學(xué)派80年代Newell等又致力于SOAR系統(tǒng)的研究。SOAR系統(tǒng)是以知識塊(Chunking)理論為基礎(chǔ)，利用基于規(guī)則的記憶，獲取搜索控制知識和操作符，實現(xiàn)通用問題求解。2022/12/11史忠植高級人工智能47認知學(xué)派80年2022/12/16史忠植高級人工智能48認知學(xué)派Minsky從心理學(xué)的研究出發(fā)，認為人們在他們?nèi)粘５恼J識活動中，使用了大批從以前的經(jīng)驗中獲取并經(jīng)過整理的知識。該知識是以一種類似框架的結(jié)構(gòu)記存在人腦中。因此，在70年代他提出了框架知識表示方法。到80年代，Minsky認為人的智能，根本不存在統(tǒng)一的理論。1985年，他發(fā)表了一本著名的書《SocietyofMind(思維社會)》。書中指出思維社會是由大量具有某種思維能力的單元組成的復(fù)雜社會。2022/12/11史忠植高級人工智能48認知學(xué)派Min2022/12/16史忠植高級人工智能49邏輯學(xué)派邏輯學(xué)派是以McCarthy和Nilsson等為代表，主張用邏輯來研究人工智能，即用形式化的方法描述客觀世界。他們認為：

(1)智能機器必須有關(guān)于自身環(huán)境的知識。

(2)通用智能機器要能陳述性地表達關(guān)于自身環(huán)境的大部分知識

(3)通用智能機器表示陳述性知識的語言至少要有一階邏輯的表達能力。

邏輯學(xué)派在人工智能研究中，強調(diào)的是概念化知識表示、模型論語義、演繹推理等。McCarthy主張任何事物都可以用統(tǒng)一的邏輯框架來表示，在常識推理中以非單調(diào)邏輯為中心。2022/12/11史忠植高級人工智能49邏輯學(xué)派邏輯學(xué)2022/12/16史忠植高級人工智能50行為學(xué)派智能只是在與環(huán)境的交互作用中表現(xiàn)出來，其基本觀點：

(1)到現(xiàn)場去；(2)物理實現(xiàn)；(3)初級智能；(4)行為產(chǎn)生智能。2022/12/11史忠植高級人工智能50行為學(xué)派智能只2022/12/16史忠植高級人工智能51自動推理演繹推理(deductivereasoning)歸納推理(inductivereasoning)反繹推理(abductivereasoning)2022/12/11史忠植高級人工智能51自動推理2022/12/16史忠植高級人工智能52自動推理從一個或幾個已知的判斷(前提)邏輯地推論出一個新的判斷(結(jié)論)的思維形式稱為推理,這是事物的客觀聯(lián)系在意識中的反映。人解決問題就是利用以往的知識,通過推理得出結(jié)論。自動推理的理論和技術(shù)是程序推導(dǎo)、程序正確性證明、專家系統(tǒng)、智能機器人等研究領(lǐng)域的重要基礎(chǔ)。2022/12/11史忠植高級人工智能52自動推理從一個2022/12/16史忠植高級人工智能53自動推理正向推理

(ForwardReasoning)又叫：向前推理、數(shù)據(jù)驅(qū)動的推理定義：從已知的數(shù)據(jù)/條件/中間結(jié)論出發(fā)推導(dǎo)出新的結(jié)論1.AG12.AG13.BG24.BG25.G1&G2G2022/12/11史忠植高級人工智能53自動推理正向推2022/12/16史忠植高級人工智能54自動推理反向推理

(BackwardReasoning)

又叫向后推理、面向目標(biāo)的推理定義：從結(jié)論（目標(biāo)）出發(fā)推導(dǎo)結(jié)論（目標(biāo)）的前提條件1.G

G1&G22.G1A3.G1A4.G2B5.G2B

2022/12/11史忠植高級人工智能54自動推理反向推2022/12/16史忠植高級人工智能55機器學(xué)習(xí)Simon對學(xué)習(xí)的定義是：“如果一個系統(tǒng)能夠通過執(zhí)行某種過程而改進它的性能，這就是學(xué)習(xí)”。這個說法的要點是：學(xué)習(xí)是一個過程，其二，學(xué)習(xí)是對一個系統(tǒng)而言，其三，學(xué)習(xí)改變系統(tǒng)性能。過程、系統(tǒng)與改變性能是學(xué)習(xí)的三個的要點。對上述說法，第一點是自然的。第二點中的系統(tǒng)則相當(dāng)復(fù)雜，一般是指一臺計算機，但是，也可以是計算系統(tǒng)，甚至包括人的人機計算系統(tǒng)。第三點則只強調(diào)“改進系統(tǒng)性能”，而未限制這種“改進”的方法。2022/12/11史忠植高級人工智能55機器學(xué)習(xí)Sim2022/12/16史忠植高級人工智能56機器學(xué)習(xí)反饋環(huán)境學(xué)習(xí)單元知識庫執(zhí)行單元

外界環(huán)境內(nèi)省學(xué)習(xí)機執(zhí)行單元觀察學(xué)習(xí)機庫識知2022/12/11史忠植高級人工智能56機器學(xué)習(xí)反饋環(huán)2022/12/16史忠植高級人工智能57機器學(xué)習(xí)

機器學(xué)習(xí)的研究尚處于初級階段,必須大力開展研究的一個人工智能領(lǐng)域。只有機器學(xué)習(xí)的研究取得進展,人工智能和知識工程才會取得重大突破。今后機器學(xué)習(xí)的研究重點是研究學(xué)習(xí)過程的認知模型、機器學(xué)習(xí)的計算理論、新的學(xué)習(xí)算法、綜合多種學(xué)習(xí)方法的機器學(xué)習(xí)系統(tǒng)等。2022/12/11史忠植高級人工智能57機器學(xué)習(xí)

2022/12/16史忠植高級人工智能58機器學(xué)習(xí)

機器學(xué)習(xí)的研究尚處于初級階段,必須大力開展研究的一個人工智能領(lǐng)域。只有機器學(xué)習(xí)的研究取得進展,人工智能和知識工程才會取得重大突破。今后機器學(xué)習(xí)的研究重點是研究學(xué)習(xí)過程的認知模型、機器學(xué)習(xí)的計算理論、新的學(xué)習(xí)算法、綜合多種學(xué)習(xí)方法的機器學(xué)習(xí)系統(tǒng)等。2022/12/11史忠植高級人工智能58機器學(xué)習(xí)

2022/12/16史忠植高級人工智能59分布式人工智能自80年代以來，隨著計算機網(wǎng)絡(luò)、計算機通信和并發(fā)程序設(shè)計技術(shù)的發(fā)展，分布式人工智能逐漸成為人工智能領(lǐng)域的一個新的研究熱點。分布式人工智能是人工智能的一個分支，它主要研究在邏輯上或物理上分散的智能動作者如何協(xié)調(diào)其智能行為，即協(xié)調(diào)它們的知識、技能和規(guī)劃,求解單目標(biāo)或多目標(biāo)問題，為設(shè)計和建立大型復(fù)雜的智能系統(tǒng)或計算機支持協(xié)同工作提供有效途徑。

2022/12/11史忠植高級人工智能59分布式人工智能2022/12/16史忠植高級人工智能60人工思維模型真實世界的所謂柔性問題具有下列特點：

(1)包含意義不明確或不確定信息的各種復(fù)雜情況的集成；

(2)主動獲取必要的信息和知識，通過歸納學(xué)習(xí)范化知識；

(3)系統(tǒng)本身能適應(yīng)用戶和環(huán)境的變化；

(4)根據(jù)處理對象系統(tǒng)進行自組織；

(5)容錯處理能力。2022/12/11史忠植高級人工智能60人工思維模型真2022/12/16史忠植高級人工智能61人工思維模型柔性信息處理集體智能開放式自主系統(tǒng)真實世界2022/12/11史忠植高級人工智能61人工思維模型柔2022/12/16史忠植高級人工智能62知識系統(tǒng)知識庫系統(tǒng)是把知識以一定的結(jié)構(gòu)存入計算機,進行知識的管理和問題求解,實現(xiàn)知識的共享。美國推出了KBMS軟件產(chǎn)品。日本的NTT公司也研制成了KBMS。中國科學(xué)院計算所于1990年完成了國家七五重點科技攻關(guān)項目知識庫管理系統(tǒng)軟件KBMS。這些軟件的明顯特色是將推理和查詢結(jié)合起來,改善了知識庫的維護功能,為開發(fā)具體領(lǐng)域的知識系統(tǒng)提供有用的環(huán)境。2022/12/11史忠植高級人工智能62知識系統(tǒng)知識庫2022/12/16史忠植高級人工智能63智能系統(tǒng)

單領(lǐng)域知識單處理范型智能系統(tǒng)多領(lǐng)域知識單處理范型智能系統(tǒng)單領(lǐng)域知識多處理范型智能系統(tǒng)多領(lǐng)域知識多處理范型智能系統(tǒng)

2022/12/11史忠植高級人工智能63智能系統(tǒng)2022/12/16史忠植高級人工智能64謝謝!2022/12/11史忠植高級人工智能64謝謝!2022/12/16史忠植高級人工智能65高級人工智能期刊雜志

2022/12/11史忠植高級人工智能1高級人工智能期刊2022/12/16史忠植高級人工智能66第一章緒論1.1人工智能的發(fā)展概況1.2人工智能的認知問題1.3思維的層次模型1.4符號智能1.5人工智能的研究方法1.6自動推理1.7機器學(xué)習(xí)1.8分布式人工智能1.9智能系統(tǒng)2022/12/11史忠植高級人工智能2第一章緒2022/12/16史忠植高級人工智能67

Computer:

HighperformanceLowintelligenceCitefrom《ScientificAmerican》，2005（3）重大挑戰(zhàn)2022/12/11史忠植高級人工智能3Comput2022/12/16史忠植高級人工智能68智能機器5thcB.C.Aristotelianlogicinvented1642 Pascalbuiltanaddingmachine1694 Leibnitzreckoningmachine2022/12/11史忠植高級人工智能4智能機器5thc2022/12/16史忠植高級人工智能69智能機器1834 CharlesBabbage’sAnalyticalEngine

Adawritesoftheengine,“TheAnalyticalEnginehasnopretensionswhatevertooriginateanything.Itcandowhateverweknowhowtoorderittoperform.”Thepictureisofamodelbuiltinthelate1800sbyBabbage’ssonfromBabbage’sdrawings.2022/12/11史忠植高級人工智能5智能機器18342022/12/16史忠植高級人工智能70布爾邏輯1848GeorgeBooleTheCalculusofLogicchocolatenutsmintchocolateandnutsandmint2022/12/11史忠植高級人工智能6布爾邏輯18482022/12/16史忠植高級人工智能7120世紀初的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)1900Hilbert’sprogramandtheefforttoformalizemathematics1931KurtG?del’spaper,OnFormallyUndecidablePropositions1936AlanTuring’spaper,OnComputableNumberswithanapplicationtotheEntscheidungsproblem

2022/12/11史忠植高級人工智能720世紀初的數(shù)學(xué)2022/12/16史忠植高級人工智能72圖靈測試TheTuringTest1950:AlanTuring的文章“ComputingMachineryandIntelligence.”Mind,Vol.59,No.236,pp.433-460提出圖靈測試2022/12/11史忠植高級人工智能8圖靈測試The2022/12/16史忠植高級人工智能73人工智能的誕生1956:

世界上第一次正式的AI會議美國的DartmouthCollege，為期2月JohnMcCarthy正式提出“ArtificialIntelligence”這一術(shù)語著名參加者：J.McCarthy、C.Shannon、M.Minsky、N.Wiener、W.McCulloch、S.Papert2022/12/11史忠植高級人工智能9人工智能的誕生12022/12/16史忠植高級人工智能74人工智能的發(fā)展1958:Newell和Simon的四個預(yù)測十年內(nèi)，計算機將成為世界象棋冠軍十年內(nèi)，計算機將發(fā)現(xiàn)或證明有意義的數(shù)學(xué)定理十年內(nèi)，計算機將能譜寫優(yōu)美的樂曲十年內(nèi)，計算機將能實現(xiàn)大多數(shù)的心理學(xué)理論1959:FrankRosenblatt提出感知器模型（PerceptronModel)1959:MITAILab正式成立（Minsky和McCarthy）2022/12/11史忠植高級人工智能10人工智能的發(fā)展2022/12/16史忠植高級人工智能75人工智能的發(fā)展專家系統(tǒng)時期1962:McCarthy調(diào)到Stanford,1963年創(chuàng)建StanfordAILab1963:M.RossQuillian開創(chuàng)語義網(wǎng)絡(luò)（SemanticNets)1965:Feigenbaum掌管StanfordAILab;Noftsker掌管MITAILab1965:MIT的JosephWeizenbaum研制出ELIZA用英語進行交互回答任何問題1965-83:Feigenbaum和Lederberg啟動DENDRAL工程1966:ALPAC的負面報告造成美國政府取消對機器翻譯的資助1969:Minsky和Papert的感知機報告造成美國政府取消對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)研究的資助。結(jié)論：有限階感知機僅能識別出Euler數(shù)，不能識別其他的拓撲不變性1969:SRI研制出機器人Shakey具有運動、感知和問題求解能力2022/12/11史忠植高級人工智能11人工智能的發(fā)展2022/12/16史忠植高級人工智能76人工智能的發(fā)展

自然語言處理1970:Stanford的TerryWinograd等研制出（ETAOIN）SHRDLU接受自然語言命令操作積木塊1970:Colmerauer研制出PROLOG語言的解釋系統(tǒng)不久，愛丁堡大學(xué)的Warren實現(xiàn)了編譯系統(tǒng)1972:DARPA取消Stanford大學(xué)機器人研究(Shakey)的資助。1972:

Mycin工程啟動1973:JamesLighthill爵士的負面報告使得英國政府取消對AI研究的資助“人工智能研究是不成功的，不值得政府資助?！庇⒄邮芰舜藞蟾娴挠^點。從那時起至今，英國AI研究一蹶不振。1976:DARPA取消對語音識別研究的資助1976:Greenblatt研制出第一臺LISP機CONS2022/12/11史忠植高級人工智能12人工智能的發(fā)展2022/12/16史忠植高級人工智能77人工智能的發(fā)展1976:DougLenat的數(shù)學(xué)積分系統(tǒng)AM(AutomatedMathematician)1977:SRI啟動PROSPECTOR工程幫助地質(zhì)專家探測和解釋礦物1978年發(fā)現(xiàn)鉬礦脈(molybdenumvein)1977:EdwardFeigenbaum正式提出知識工程作為一門學(xué)科在1977年IJCAI會議上1979:Stanford研制出第一臺計算機控制的汽車（StanfordCart）1980:

第一屆美國AI協(xié)會會議（AAAI）在Stanford召開。1980:JohnMcDermott的XCON專家系統(tǒng)用于配置VAX機器系統(tǒng)2022/12/11史忠植高級人工智能13人工智能的發(fā)展2022/12/16史忠植高級人工智能78人工智能的發(fā)展

知識工程時期1981:日本政府宣布日本五代機（first-generationcomputer）計劃（即智能計算機）1982:JohnHopfield掀起神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的研究1983:MCC（MicroelectronicsandComputerTechnologyCorporation）成立（BobbyInman任主任）1984:DougLenat在BobbyRayInman的勸說下在MCC開始Cyc的研究1986:ThinkingMachinesInc研制聯(lián)結(jié)機器(ConnectionMachine)1987:LISP機器市場開始暗淡1988:386芯片使得PC機速度可以與LISP機器媲美2022/12/11史忠植高級人工智能14人工智能的發(fā)展2022/12/16史忠植高級人工智能79人工智能的發(fā)展

分布智能和機器學(xué)習(xí)1992:日本政府宣布五代機計劃失敗。隨后啟動RWC計劃（RealWorldComputingProject）1993:Shoham提出AOP,Agent-OrientedProgramming1995:Vapnik提出SVM1996:中科院計算所多主體系統(tǒng)MAPE1996:DARPA啟動HPKB計劃軍事上的“GrandChallenge”問題分析和求解1997:IBM深藍II(DeepBlue)擊敗GarryKasparov2000:中科院計算所多主體環(huán)境MAGE,知識發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)MSMiner2022/12/11史忠植高級人工智能15人工智能的發(fā)展2022/12/16史忠植高級人工智能80人工智能的發(fā)展

智能科學(xué)

/

JeffHawkins,SandraBlakeslee.

OnIntelligence.

TimesBooks,HenryHoltandCompany,NewYork,2004

2022/12/11史忠植高級人工智能16人工智能的發(fā)展2022/12/16史忠植高級人工智能81人工智能的基礎(chǔ)

認知科學(xué)

腦科學(xué)邏輯2022/12/11史忠植高級人工智能17人工智能的基礎(chǔ)2022/12/16史忠植高級人工智能82認知科學(xué)認知科學(xué)研究是“國際人類前沿科學(xué)計劃”的重點。認知科學(xué)及其信息處理方面的研究被列為整個計劃的三大部分之一(其余兩部分是“物質(zhì)和能量的轉(zhuǎn)換”、“支撐技術(shù)”)；“知覺和認知”、“運動和行為”、“記憶和學(xué)習(xí)”和“語言和思考”被列為人類前沿科學(xué)的12大焦點問題中的4個。近年來，美國和歐共體分別推出“腦的十年”計劃和“EC腦的十年計劃”。日本則推出雄心勃勃的“腦科學(xué)時代”計劃，總預(yù)算高達200億美元。在“腦科學(xué)時代”計劃中，腦的認知功能及其信息處理的研究是重中之重。2022/12/11史忠植高級人工智能18認知科學(xué)認知科2022/12/16史忠植高級人工智能83認知

認知是和情感、動機、意志等相對的理智或認識過程。美國心理學(xué)家Houston等人將對“認知”的看法歸納為如下五種主要類型：(1)認知是信息的處理過程；(2)認知是心理上的符號運算；(3)認知是問題求解；(4)認知是思維；(5)認知是一組相關(guān)的活動，如知覺、記憶、思維、判斷、推理、問題求解、學(xué)習(xí)、想象、概念形成、語言使用等。

2022/12/11史忠植高級人工智能19認知2022/12/16史忠植高級人工智能84認知

認知心理學(xué)家Dodd等則認為，認知應(yīng)包括三個方面，即適應(yīng)結(jié)構(gòu)過程。也就是說，認知是為了一定的目的，在一定的心理結(jié)構(gòu)中進行的信息加工過程。2022/12/11史忠植高級人工智能20認知2022/12/16史忠植高級人工智能85認知科學(xué)認知科學(xué)探索人類的智力如何由物質(zhì)產(chǎn)生和人腦信息處理的過程。具體地說，認知科學(xué)是研究人類的認知和智力的本質(zhì)和規(guī)律的前沿科學(xué)。認知科學(xué)研究的范圍包括知覺、注意、記憶、動作、語言、推理、思考、意識乃至情感動機在內(nèi)的各個層面的認知活動。2022/12/11史忠植高級人工智能21認知科學(xué)認知科2022/12/16史忠植高級人工智能86認知科學(xué)認知科學(xué)是研究人類感知和思維信息處理過程的科學(xué),包括從感覺的輸入到復(fù)雜問題求解,從人類個體到人類社會的智能活動,以及人類智能和機器智能的性質(zhì)。認知科學(xué)是現(xiàn)代心理學(xué)、信息科學(xué)、神經(jīng)科學(xué)、數(shù)學(xué)、科學(xué)語言學(xué)、人類學(xué)乃至自然哲學(xué)等學(xué)科交叉發(fā)展的結(jié)果。它是人工智能重要的理論基礎(chǔ)。2022/12/11史忠植高級人工智能22認知科學(xué)認知科2022/12/16史忠植高級人工智能87人工智能的五個基本問題

(1)知識與概念化是否是人工智能的核心？(2)認知能力能否與載體分開來研究？(3)認知的軌跡是否可用類自然語言來描述？(4)學(xué)習(xí)能力能否與認知分開來研究？(5)所有的認知是否有一種統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)？2022/12/11史忠植高級人工智能23人工智能的五個2022/12/16史忠植高級人工智能88思維的層次模型思維是客觀現(xiàn)實的反映過程，是具有意識的人腦對于客觀現(xiàn)實的本質(zhì)屬性、內(nèi)部規(guī)律性的自覺的、間接的和概括的反映。人類思維的形態(tài)主要有感知思維形象思維抽象思維靈感思維

2022/12/11史忠植高級人工智能24思維的層次模型2022/12/16史忠植高級人工智能89感知思維是一種初級的思維形態(tài)。在人們開始認識世界時,只是把感性材料組織起來,使之構(gòu)成有條理的知識,所能認識到的僅是現(xiàn)象。在此基礎(chǔ)上形成的思維形態(tài)即是感知思維。人們在實踐過程中,通過眼、耳、鼻、舌、身等感官直接接觸客觀外界而獲得的各種事物的表面現(xiàn)象的初步認識,它的來源和內(nèi)容都是客觀的、豐富的。2022/12/11史忠植高級人工智能25感知思維是一種2022/12/16史忠植高級人工智能90形象思維形象思維主要是用典型化的方法進行概括，并用形象材料來思維，是一切高等生物所共有的。形象思維是與神經(jīng)機制的連接論相適應(yīng)的。模式識別、圖象處理、視覺信息加工都屬于這個范疇。2022/12/11史忠植高級人工智能26形象思維形象思2022/12/16史忠植高級人工智能91抽象思維抽象思維是一種基于抽象概念的思維形式，通過符號信息處理進行思維。只有語言的出現(xiàn)，抽象思維才成為可能，語言和思維互相促進，互相推動?？梢哉J為物理符號系統(tǒng)是抽象思維的基礎(chǔ)。2022/12/11史忠植高級人工智能27抽象思維抽象思2022/12/16史忠植高級人工智能92靈感思維對靈感思維至今研究甚少。有人認為,靈感思維是形象思維擴大到潛意識,人腦有一部分對信息進行加工,但是人并沒有意識到。也有人認為,靈感思維是頓悟。靈感思維在創(chuàng)造性思維中起重要作用,有待進行深入研究。2022/12/11史忠植高級人工智能28靈感思維對靈感2022/12/16史忠植高級人工智能93思維的層次模型

抽象處理單元形象處理單元1形象處理單元2形象處理單元n感知處理單元1感知處理單元2感知處理單元n抽象思維形象思維感知思維外界信號2022/12/11史忠植高級人工智能29思維的層次模型2022/12/16史忠植高級人工智能94人工智能智能是什么？智能是個體有目的的行為、合理的思維,以及有效的適應(yīng)環(huán)境的綜合性能力。通俗地說,智能是個體認識客觀事物和運用知識解決問題的能力。人類個體的智能是一種綜合性能力,具體講,可以包括感知與認識客觀事物、客觀世界與自我的能力;通過學(xué)習(xí)取得經(jīng)驗、積累知識的能力;理解知識、運用知識和運用經(jīng)驗分析問題和解決問題的能力;聯(lián)想、推理、判斷、決策的能力;運用語言進行抽象、概括的能力;發(fā)現(xiàn)、發(fā)明、創(chuàng)造、創(chuàng)新的能力;實時地、迅速地、合理地應(yīng)付復(fù)雜環(huán)境的能力;預(yù)測、洞察事物發(fā)展變化的能力等。2022/12/11史忠植高級人工智能30人工智能智能是2022/12/16史忠植高級人工智能95人工智能人工智能(ArtificialIntelligence)是相對人的自然智能而言，即用人工的方法和技術(shù),模仿、延伸和擴展人的智能,實現(xiàn)某些``機器思維“。作為一門學(xué)科，人工智能研究智能行為的計算模型，研制具有感知、推理、學(xué)習(xí)、聯(lián)想、決策等思維活動的計算系統(tǒng)，解決需要人類專家才能處理的復(fù)雜問題。2022/12/11史忠植高級人工智能31人工智能人工智2022/12/16史忠植高級人工智能96什么是人工智能StuartRussell和PeterNorvig把當(dāng)前有關(guān)AI的定義分成四類：類人思維方法理性思維系統(tǒng)類人行為方法理性行為系統(tǒng)2022/12/11史忠植高級人工智能32什么是人工智能2022/12/16史忠植高級人工智能97類人行為方法Kurzwell提出人工智能認為人工智能是一門技術(shù)，它創(chuàng)造出夠完成一定任務(wù)的機器，而當(dāng)我們?nèi)祟悓@些任務(wù)進行處理的時候，需要一定的智能。方法：

對于人類做的比較好的智能任務(wù)，讓計算機來完成最著名的就是Turing測試定理證明下國際象棋做外科手術(shù)診斷疾病……2022/12/11史忠植高級人工智能33類人行為方法K2022/12/16史忠植高級人工智能98Turing測試（1）AlanTuring,“ComputingMachineryandIntelligence”,Mind,59:433–460,1950.問題:“Canmachinesthink?”為此，Turing設(shè)計了著名的TuringTest2022/12/11史忠植高級人工智能34Turing測2022/12/16史忠植高級人工智能99Turing測試（2）測試者A，被測試者B與C。A是人，B與C一個是人，另一個是計算機。A提出問題，B與C分別回答。如果B與C的回答，使得A無法區(qū)分是人的回答還是計算機的回答，則計算機具有了智能。Turing測試第一次給出了檢驗計算機是否具有智能的哲學(xué)說法。2022/12/11史忠植高級人工智能35Turing測2022/12/16史忠植高級人工智能100類人思維方法Bellman提出人工智能是那些與人的思維、決策、問題求解和學(xué)習(xí)等有關(guān)活動的自動化。主要采用的是認知模型的方法---是關(guān)于人類思維工作原理的可檢測的理論。如果說某個程序能夠像人一樣思考，那么就必須以某種方式確定人是如何思考的。為確定人類思維的內(nèi)部是怎樣工作的，可以有兩種方法：通過內(nèi)省（introspection）----在人思考過程中，掌握人自己的想法；或者通過心理學(xué)實驗2022/12/11史忠植高級人工智能36類人思維方法B2022/12/16史忠植高級人工智能101理性思考方法1985年Charniak和McDermott提出人工智能是用計算模型研究智力能力。這是一種理性思維方法。一個系統(tǒng)如果能根據(jù)它所知的信息(知識、時間、資源等)能夠做出最好的決策，這就是理性的當(dāng)知識是完全的，并且資源是無限的時候，就是所謂的邏輯推理。當(dāng)知識是不完全的，或者資源有限時，就是理性的行為。2022/12/11史忠植高級人工智能37理性思考方法12022/12/16史忠植高級人工智能102理性行為方法尼爾森（Nilsson）認為人工智能關(guān)心的是人工制品中的智能行為。這種人工制品主要指能夠動作的主體（agent）。行為上的理性指的是已知某些信念，執(zhí)行某些動作以達到某個目標(biāo)。主體（agent）可以看作是可以進行感知和執(zhí)行動作的某個系統(tǒng)。在這種方法中，人工智能可以認為就是研究和建造理性主體（agent）。在“理性思維”方法中，它所強調(diào)的是正確的推理。做出正確的推理有時被作為理性主體（agent）的一部分。另一方面，正確的推理并不是理性的全部，因為在有些情景下，往往沒有某個行為一定是正確的，而其他的是錯誤的。2022/12/11史忠植高級人工智能38理性行為方法尼2022/12/16史忠植高級人工智能103人工智能符號主義連接主義行為主義

2022/12/11史忠植高級人工智能39人工智能2022/12/16史忠植高級人工智能104符號智能傳統(tǒng)人工智能是符號主義，它以Newell和Simon提出的物理符號系統(tǒng)假設(shè)為基礎(chǔ)。物理符號系統(tǒng)假設(shè)認為物理符號系統(tǒng)是智能行為充分和必要的條件。物理符號系統(tǒng)由一組符號實體組成，它們都是物理模式，可在符號結(jié)構(gòu)的實體中作為組分出現(xiàn)。該系統(tǒng)可以進行建立、修改、復(fù)制、刪除等操作，以生成其它符號結(jié)構(gòu)。2022/12/11史忠植高級人工智能40符號智能傳統(tǒng)人2022/12/16史忠植高級人工智能105連接主義連接主義研究非程序的、適應(yīng)性的、大腦風(fēng)格的信息處理的本質(zhì)和能力。人們也稱它為神經(jīng)計算。由于它近年來的迅速發(fā)展,大量的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的機理、模型、算法不斷地涌現(xiàn)出來。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)主體是一種開放式的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，提供典型的、具有實用價值的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。2022/12/11史忠植高級人工智能41連接主義連接主2022/12/16史忠植高級人工智能106行為主義Brooks提出了無需知識表示的智能、無需推理的智能。他認為智能只是在與環(huán)境的交互作用中表現(xiàn)出來，在許多方面是行為心理學(xué)觀點在現(xiàn)代人工智能中的反映，人們稱為基于行為的人工智能，簡言之，稱為行為主義。2022/12/11史忠植高級人工智能42行為主義Bro2022/12/16史忠植高級人工智能107智能符號智能是以知識為基礎(chǔ)，通過推理進行問題求解。也即所謂的傳統(tǒng)人工智能。計算智能是以數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，通過訓(xùn)練建立聯(lián)系，進行問題求解。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法、模糊系統(tǒng)、進化程序設(shè)計、人工生命等都可以包括在計算智能。2022/12/11史忠植高級人工智能43智能符號智能是2022/12/16史忠植高級人工智能108人工智能的研究方法認知學(xué)派邏輯學(xué)派行為學(xué)派2022/12/11史忠植高級人工智能44人工智能的研究2022/12/16史忠植高級人工智能109認知學(xué)派以Simon,Minsky和Newell等為代表，從人的思維活動出發(fā)，利用計算機進行宏觀功能模擬。

2022/12/11史忠植高級人工智能45認知學(xué)派以Si2022/12/16史忠植高級人工智能110認知學(xué)派1976年Newell和Simon提出了物理符號系統(tǒng)假設(shè)，認為物理系統(tǒng)表現(xiàn)智能行為必要和充分的條件是它是一個物理符號系統(tǒng)。這樣，可以把任何信息加工系統(tǒng)看成是一個具體的物理系統(tǒng)，如人的神經(jīng)系統(tǒng)、計算機的構(gòu)造系統(tǒng)等。所謂符號就是模式。任何一個模式，只要它能和其它模式相區(qū)別，它就是一個符號。不同的英文字母就是不同的符號。對符號進行操作就是對符號進行比較，即找出哪幾個是相同的符號，哪幾個是不同的符號。物理符號系統(tǒng)的基本任務(wù)和功能是辨認相同的符號和區(qū)分不同的符號。2022/12/11史忠植高級人工智能46認知學(xué)派1972022/12/16史忠植高級人工智能111認知學(xué)派80年代Newell等又致力于SOAR系統(tǒng)的研究。SOAR系統(tǒng)是以知識塊(Chunking)理論為基礎(chǔ)，利用基于規(guī)則的記憶，獲取搜索控制知識和操作符，實現(xiàn)通用問題求解。2022/12/11史忠植高級人工智能47認知學(xué)派80年2022/12/16史忠植高級人工智能112認知學(xué)派Minsky從心理學(xué)的研究出發(fā)，認為人們在他們?nèi)粘５恼J識活動中，使用了大批從以前的經(jīng)驗中獲取并經(jīng)過整理的知識。該知識是以一種類似框架的結(jié)構(gòu)記存在人腦中。因此，在70年代他提出了框架知識表示方法。到80年代，Minsky認為人的智能，根本不存在統(tǒng)一的理論。1985年，他發(fā)表了一本著名的書《SocietyofMind(思維社會)》。書中指出思維社會是由大量具有某種思維能力的單元組成的復(fù)雜社會。2022/12/11史忠植高級人工智能48認知學(xué)派Min2022/12/16史忠植高級人工智能113邏輯學(xué)派邏輯學(xué)派是以McCarthy和Nilsson等為代表，主張用邏輯來研究人工智能，即用形式化的方法描述客觀世界。他們認為：

(1)智能機器必須有關(guān)于自身環(huán)境的知識。

(2)通用智能機器要能陳述性地表達關(guān)于自身環(huán)境的大部分知識

(3)通用智能機器表示陳述性知識的語言至少要有一階邏輯的表達能力。

邏輯學(xué)派在人工智能研究中，強調(diào)的是概念化知識表示、模型論語義、演繹推理等。McCa