課件及期末考試卷人工智能0緒論

人工智能導論——緒論福州大學軟件學院一、課程的性質(zhì)，內(nèi)容人工智能是一門涉及面較寬的綜合性學科，與數(shù)學、計算機科學、思維科學、神經(jīng)生理學、心理學等多種學科都有密切的聯(lián)系，需要多方面的知識。人工智能是一門不斷有新理論、新思想涌現(xiàn)的前沿性學科。

通過學習掌握人工智能的基本理論知識、了解人工智能各個領域內(nèi)容及其的發(fā)展狀況；掌握各種搜索、推理策略和方法；人工智能的知識表示方法；了解并掌握智能計算主要觀點與算法；掌握機器學習概念及其算法、了解數(shù)據(jù)挖掘的基本概念和內(nèi)容。參考書與課時安排《人工智能》馬少平，朱小燕著清華大學出版社《人工智能:一種現(xiàn)代的方法(第二版)》羅素，諾維格著清華大學出版社《人工智能－復雜問題求解的結(jié)構(gòu)和策略》（第四版）GeorgeF.Luger機械工業(yè)出版社《人工智能及其應用》（第三版）蔡自興等清華大學出版社《知識發(fā)現(xiàn)》史忠植清華大學出版社《游戲開發(fā)中的人工智能》DavidM.Bourg&GlennSeemann著東南大學出版社要求與考核課堂考勤作業(yè)期末成績結(jié)構(gòu)筆試（70％）＋作業(yè)（10％）＋平時（20％）一、轉(zhuǎn)入正題：什么是人工智能？什么是人工智能？如何判定具有人工智能？人工智能研究的目標是什么？人工智能的應用本課程的體系結(jié)構(gòu)人類智能人類在認識世界和改造世界的活動中表現(xiàn)出來的能力直覺思維——通過視覺、聽覺、觸覺等感官活動，接受并理解文字、圖象、聲音和語言等各種外界信息，即認識和理解外界環(huán)境的能力。理性思維——通過人腦的生理和心理活動以及有關(guān)的信息處理過程，將感性知識抽象為理性知識，并能對事物運行的規(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。學習能力——通過教育、訓練和學習過程，日益豐富自身的知識和技能。適應能力——對不斷變化的外界環(huán)境能靈活地作出適當?shù)姆磻?。早期的AI傳說與幻想黃帝的“指南車”諸葛亮的“木牛流馬”850B.C古希臘的會勞動的機器人；12-13世紀西班牙的神學家試圖制造能解決各種問題的通用邏輯機；嘗試與成果17世紀法國物理學家B.Pascal制成的機械加法器；在其基礎上，德國數(shù)學家Leibniz制成了四則運算的計算器。1920年KarelCapek的科幻劇中的機器人Roborta；1936年英國數(shù)學家Turning提出了圖靈機模型；1938年德國工程師Zuse研制成了第一臺累計數(shù)字計算機；1946年美國誕生了第一臺電子數(shù)字計算機ENIAC；現(xiàn)代人工智能的興起現(xiàn)代人工智能（ArtificialIntelligence，簡稱AI），一般認為起源于美國1956年的一次夏季討論（達特茅斯會議），在這次會議上，第一次提出了“ArtificialIntelligence”這個詞。美國Dartmouth大學的J.McCarthy教授和他的三位朋友，……第一次正式提出。什么是人工智能？什么是人工智能部分學者對人工智能概念的描述：

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人工智能是那些與人的思維相關(guān)的活動，諸如決策、問題求解和學習等的自動化（Bellman,1978）；

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人工智能是一種計算機能夠思維，使機器具有智力的激動人心的新嘗試（Haugeland,1985）；

——人工智能是研究如何讓計算機做現(xiàn)階段只有人才能做得好的事情（RichKnight,1991）；——

人工智能是那些使知覺、推理和行為成為可能的計算的研究（Winston,1992）；——

廣義地講，人工智能是關(guān)于人造物的智能行為，而智能行為包括知覺、推理、學習、交流和在復雜環(huán)境中的行為（Nilsson，1998）?！猄tuartRussell和PeterNorvig則把已有的一些人工智能定義分為4類：像人一樣思考的系統(tǒng)、像人一樣行動的系統(tǒng)、理性地思考的系統(tǒng)、理性地行動的系統(tǒng)（2003）。如何判定是否具有人工智能？圖靈測試如何知道一個系統(tǒng)是否具有智能呢？1950年，計算機科學家圖靈提出了著名的“圖靈測試”。希爾勒的中文屋子通過了圖靈測試就具有了智能嗎？機器是否真的理解了呢？希爾勒的中文屋子人類和計算機各有所長計算機難以模擬的語音識別自然語言理解計算機的強項復雜的數(shù)值計算大規(guī)模數(shù)據(jù)庫管理網(wǎng)絡信息檢索太空飛行器的自動控制等等人工智能的研究目標與途徑最終目標理解人類的智能有效的自動化有效的智能拓展超人的智力通用問題求解連貫性交談自治學習遠期目標：制造智能機器。近期目標：實現(xiàn)機器智能。研究如何制造出人造的智能機器或系統(tǒng)，來模擬人類智能活動的能力，以延伸人們智能的科學。人工智能研究的經(jīng)典課題自然語言理解(naturallanguageunderstanding)數(shù)據(jù)庫智能檢索(intelligentretrievalfromdatabase)專家咨詢系統(tǒng)(expertconsultingsystem)定理機器證明(theoremproving)博弈(gameplaying)機器人學(robotics)自動程序設計(automaticprogramming)組合調(diào)度問題(combinatorialandschedulingproblem)感知問題(perceptionproblems)模式識別(patternrecognition)人工智能研究的新課題人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(artificialneuralnetwork)智能控制(intelligentcontrol)智能調(diào)度和指揮(intelligentschedulingandcommanding)智能決策支持系統(tǒng)intelligentdecisionsupportsystems)知識發(fā)現(xiàn)和數(shù)據(jù)挖掘(knowledgediscoveryindatabase/datamining)分布式人工智能(distributedartificialintelligence)人工智能的應用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”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。正在與深藍下棋的卡斯帕羅夫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“深藍”的技術(shù)指標：32個CPU每個CPU有16個協(xié)處理器每個CPU有256M內(nèi)存每個CPU的處理速度為200萬步/秒明德至誠、博學遠志福州大學軟件學院具有人工智能的機器狗、機器鳥等機器人寵物可以對聲音指令作出回應，找到主人。機器人寵物還可以裝上感應器和警報器，一旦主人生病，可以向主人親屬發(fā)出告警。2009年6月，在倫敦進行的一次肝移植手術(shù)中，機器人就派上了用場。它們最初設計用于偏遠地區(qū)或戰(zhàn)場，可以配備三維超聲波和攝像機，幫助進行常規(guī)手術(shù)。智能汽車智能技術(shù)與系統(tǒng)國家重點實驗室研制的智能汽車在高速公路上，該汽車可以自動識別道路，自動躲避障礙物在最近的實驗中，平均速度為100公里，最高速度達到了150公里，達到了世界先進水平。智能交通圖像識別系統(tǒng)四色定理的證明四色定理從1852年發(fā)現(xiàn)四色問題，世界上很多著名的科學家試圖證明，當一直未能完成。1976年6月，哈肯在美國伊利諾斯大學的兩臺不同的電子計算機上，用了1200個小時，作了100億次判斷，終于完成了四色定理的證明，從而解決了一個歷時100多年的問題，轟動了世界。人工智能發(fā)展簡史（自學之）萌芽時期（1956年以前）形成時期（1956-1961年）發(fā)展時期（1961年以后）萌芽時期（1956年以前）

850B.C古希臘的會勞動的機器人；

900B.C中國古代的歌舞機器人；

12-13世紀西班牙的神學家試圖制造能解決各種問題的通用邏輯機；

17世紀法國物理學家B.Pascal制成的機械加法器；在其基礎上，德國數(shù)學家Leibniz制成了四則運算的計算器。

1920年KarelCapek的科幻劇中的機器人Roborta；

1936年英國數(shù)學家Turning提出了圖靈機模型；

1938年德國工程師Zuse研制成了第一臺累計數(shù)字計算機；

1946年美國誕生了第一臺電子數(shù)字計算機ENIAC；明德至誠、博學遠志福州大學軟件學院形成時期（1956-1961年）1956年，在美國Dartmouth大學的一次歷史性聚會是人工智能學科正式誕生的標志。有三個較有影響的研究團隊。A.Newell、J.Shaw和H.Simon：1957年，邏輯理論機LT，1960年，通用問題求解器GPS，編程的表處理技術(shù)和NSS國際象棋機。IBM研究小組：A.Samuel西洋跳棋程序，1962年，戰(zhàn)勝了美國的一個州冠軍。MIT研究小組：1959年，McCarthy發(fā)明了人工智能主要的語言：LISP。1958年開發(fā)了的行動計劃咨詢系統(tǒng)。1960年Minsky的論文：走向人工智能的步驟。其他：1956年N.Chomsky的文法體系、1958年Shelffridge的模式識別系統(tǒng)發(fā)展時期（1961年以后）符號主義學派方面歸結(jié)原理推動了定理證明技術(shù)的發(fā)展。專家系統(tǒng)和知識工程技術(shù)已應用到各種計算機應用系統(tǒng)中，出現(xiàn)了智能管理信息系統(tǒng)、智能決策支持系統(tǒng)、智能控制系統(tǒng)、智能CAD系統(tǒng)、智能CAI系統(tǒng)、智能數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和智能多媒體系統(tǒng)等等。知識表示、不確定性推理、機器學習等方面都取得了重大的進展。連結(jié)主義學派方面神經(jīng)網(wǎng)絡在智能控制、語言識別與合成、圖形文字識別、數(shù)據(jù)壓縮、知識工程、最優(yōu)化問題求解和智能計算機等領域進行了實踐并取得了一系列的成果行為主義學派方面Brooks等人的六腳行走機器人，是一種基于感知-動作模式的模擬昆蟲行為的控制系統(tǒng)。低潮發(fā)展期（1966~1976）1958年Newell和Simon的預言AI處在低潮和反對的聲浪之中這個時期AI獲得了總結(jié)和提高新一輪的高潮發(fā)展期（1977~1988）“知識就是力量”——1977年斯坦福大學在第五屆人工智能大會上展示的專家系統(tǒng)ES。20世紀80年代，日本批準了第五代計算機KIPS(知識信息處理系統(tǒng))的十年研究計劃多學科共同發(fā)展時期（問題的求解、邏輯推理與定理的證明、自然語言的理解、博弈、自動程序設計、專家系統(tǒng)、機器學習、機器人……）高潮迭起的發(fā)展時期（1989