人工智能技術 課件 3人工智能的概念、4人工智能產品體系

述概能智工人（一）目錄/Contents一二人工智能概念人工智能經典問題一人工智能概念一、人工智能概念**1956年的夏天，一群年輕的科學家聚集在一個名叫達特茅斯的小鎮(zhèn)，討論著對于當時的世人而言完全陌生的話題。從此，一個嶄新的學科——人工智能，異軍突起，開啟了她曲折傳奇的漫漫征程……2006年達特茅斯會議當事人重聚，左起：摩爾、麥卡錫、明斯基、塞弗里奇、所羅門諾夫。

**2017年5月，一場AlphaGo與世界頂級圍棋高手的人機對決，再次將人工智能推到了世界舞臺的聚光燈下。一、人工智能概念一、人工智能概念一、人工智能概念人工：即是人工制造。智能:涉及到諸如意識（CONSCIOUSSNESS）、自我(SELF)、思維(MIND)等等。ArtificialIntelligence人工智能（ArtificialIntelligence），英文縮寫為AI。人工智能是計算機科學的一個分支。它是研究、開發(fā)用于模擬、延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術及應用系統(tǒng)的一門新的技術科學。AI一、人工智能概念它企圖了解智能的實質，并生產出一種新的能以人類智能相似的方式做出反應的智能機器，該領域的研究包括機器人、語言識別、圖像識別、自然語言處理和專家系統(tǒng)等。人工智能是對人的意識、思維的信息過程的模擬。人工智能不是人的智能，但能像人那樣思考、也可能超過人的智能。什么是人工智能？一、人工智能概念人工智能概念的一般描述

◆部分學者對人工智能概念的描述：

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

——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階段只有人才能做得好的事情（RichKnight,1991）；

一、人工智能概念——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（溫斯頓Winston,1992）；——廣義地講，人工智能是關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（尼爾森Nilsson，1998）。——羅素StuartRussell和諾維格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）。一、人工智能概念全面實施戰(zhàn)略性新興產業(yè)發(fā)展規(guī)劃，加快人工智能等技術的研發(fā)和轉化，做大做強產業(yè)集群把發(fā)展智能制造作為主攻方向，推進國家智能制造示范區(qū)、制造業(yè)創(chuàng)新中心建設人工智能：國家戰(zhàn)略(2017年政府工作報告)什么是人工智能？一、人工智能概念

在學術界，用功能模擬方法實現的人工智能被（哲學家）稱為弱人工智能（weakAI），而通過像人一樣的思考（心理活動）過程所實現的人工智能被稱為強人工智能（strongAI）。

顯然，強人工智能的實現難度要遠大于弱人工智能?，F階段我們所學習、研究和開發(fā)的人工智能僅限于弱人工智能。但應該指出，從效果上看，強人工智能并非總是高于弱人工智能，或者說，弱人工智能并非一定低于強人工智能。一、人工智能概念腦智能和群智能腦智能（BrainIntelligence,BI）就是腦（主要指人腦）的宏觀心理層次的智能表現。由群體行為所表現出的智能稱為群智能（SwarmIntelligence,SI）。腦智能和群智能是屬于不同層次的智能：

腦智能是一種個體智能（IndividualIntelligence,II）；群智能是一種社會智能（SocialIntelligence,SI），或者說系統(tǒng)智能（SystemIntelligence,SI）。一、人工智能概念符號智能和計算智能

1.符號智能（SymbolicIntelligence）

符號智能就是符號人工智能，它是模擬腦智能的人工智能，也就是所說的傳統(tǒng)人工智能或經典人工智能。符號智能以符號形式的知識和信息為基礎，主要通過邏輯推理，運用知識進行問題求解。符號智能的主要內容包括知識獲?。╧nowledgeacquisition）、知識表示（knowledgerepresentation）、知識組織與管理和知識運用等技術（這些構成了所謂的知識工程（KnowledgeEngineering,KE））以及基于知識的智能系統(tǒng)等。

一、人工智能概念

2.計算智能（ComputationalIntelligence）

計算智能就是計算人工智能，它是模擬群智能的人工智能。計算智能以數值數據為基礎，主要通過數值計算，運用算法進行問題求解。計算智能的主要內容包括：神經計算（NeuralComputation，NC）、進化計算（亦稱演化計算，EvolutionaryComputation，EC，包括遺傳算法（GeneticAlgorithm，GA）、進化規(guī)劃（EvolutionaryPlanning，EP）、進化策略（EvolutionaryStrategies，ES）等）、免疫計算（immunecomputation）、粒群計算（ParticleSwarmAlgorithm，PSA）、蟻群算法（AntColonyAlgorithm，ACA）、自然計算（NaturalComputation，NC）以及人工生命（ArtificialLife，AL）等。一、人工智能概念統(tǒng)計智能和交互智能

1.統(tǒng)計智能（StatisticalIntelligence）

利用樣例數據并采用統(tǒng)計、概率和其他數學方法而實現的人工智能稱為統(tǒng)計智能。

2.交互智能（InteractionalIntelligence）

通過交互方式而實現的人工智能稱為交互智能。一、人工智能概念研究人工智能的意義

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使當前的電腦更好用，更有用，以擴大和延伸人類智能；

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信息化社會的迫切要求；

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自動化發(fā)展的必然趨勢；

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有益于探索人類自身智能的奧秘。一、人工智能概念人工智能的研究目標和策略研究目標就是制造智能機器和智能系統(tǒng)，實現智能化社會。具體來講，就是要使計算機不僅具有腦智能和群智能，還要具有看、聽、說、寫等感知和交流能力。研究策略則是先部分地或某種程度地實現機器的智能，并運用智能技術解決各種實際問題特別是工程問題，從而使現有的計算機更靈活、更好用和更有用，成為人類的智能化信息處理工具，而逐步擴展和不斷延伸人的智能，逐步實現智能化。一、人工智能概念二人工智能經典問題圖靈測試中文屋子二、人工智能經典問題阿蘭·麥席森·圖靈（1912~1954），英國著名數學家、邏輯學家、密碼學家，被稱為計算機科學之父、人工智能之父。圖靈圖靈在科學、特別在數理邏輯和計算機科學方面，取得了舉世矚目的成就，他的一些科學成果，構成了現代計算機技術的基礎?？捎嬎阈岳碚撆卸▎栴}電子計算機人工智能數理生物學圖靈測試為了紀念他對計算機科學的巨大貢獻，由美國計算機協(xié)會（ACM）于1966年設立一年一度的圖靈獎，以表彰在計算機科學中做出突出貢獻的人，圖靈獎被喻為“計算機界的諾貝爾獎”。二、人工智能經典問題1936年，圖靈向倫敦權威的數學雜志投了一篇論文，題為"論數字計算在決斷難題中的應用”。在這篇開創(chuàng)性的論文中，圖靈給“可計算性”下了一個嚴格的數學定義，并提出著名的“圖靈機”的設想?！皥D靈機”與“馮·諾伊曼機”齊名，被永遠載入計算機的發(fā)展史中。他是第一個提出利用某種機器實現邏輯代碼的執(zhí)行，以模擬人類的各種計算和邏輯思維過程的科學家。他領導了英國政府破譯二戰(zhàn)德軍U-潛艇密碼的工作，為扭轉二戰(zhàn)盟軍的大西洋戰(zhàn)場戰(zhàn)局立下汗馬功勞。1950年，他提出關于機器思維的問題，他的論文“計算機和智能(Computingmachineryandintelligence)，引起了廣泛的注意和深遠的影響。二、人工智能經典問題《科學美國人》這樣評價圖靈性情矛盾的一生：“個人生活隱秘又喜歡大眾讀物和公共廣播，自信滿懷又異常謙卑。一個核心的悖論是，他認為電腦能夠跟人腦并駕齊驅，但是他本人的個性卻是率性而為、我行我素、無法預見，一點也不像機器輸出來的東西?！倍?、人工智能經典問題圖靈測試如果一個人（代號C）使用測試對象皆理解的語言去詢問兩個他不能看見的對象任意一串問題。對象為：一個是正常思維的人（代號B）、一個是機器（代號A）。如果經過若干詢問以后，C不能得出實質的區(qū)別來分辨A與B的不同，則此機器A通過圖靈試驗。二、人工智能經典問題研究歷程1936哲學家阿爾弗雷德·艾耶爾思考心靈哲學問題：我們怎么知道其他人曾有同樣的體驗。在《語言，真理與邏輯》中，艾爾建議有意識的人類及無意識的機器之間的區(qū)別。1950圖靈發(fā)表了一篇劃時代的論文，文中預言了創(chuàng)造出具有真正智能的機器的可能性。由于注意到“智能”這一概念難以確切定義，他提出了著名的圖靈測試：如果一臺機器能夠與人類展開對話（通過電傳設備）而不能被辨別出其機器身份，那么稱這臺機器具有智能。123二、人工智能經典問題研究歷程1952在一場BBC廣播中，圖靈談到了一個新的具體想法：讓計算機來冒充人。如果不足70%的人判對，也就是超過30%的裁判誤以為在和自己說話的是人而非計算機，那就算作成功了。1231967由英國哲學家費麗帕·弗特提出。鐵軌上有五個小孩在玩，停用的岔軌上有一個小孩在玩，要把車轉移到岔軌上壓死一個孩子救下五個嗎？這是一個非常典型的關于道德問題的直覺泵。二、人工智能經典問題20146月8日，一臺計算機（計算機尤金·古斯特曼并不是超級計算機，也不是電腦，而是一個聊天機器人，是一個電腦程序）成功讓人類相信它是一個13歲的男孩，成為有史以來首臺通過圖靈測試的計算機。這被認為是人工智能發(fā)展的一個里程碑事件201511月，《Science》雜志封面刊登了一篇重磅研究：人工智能終于能像人類一樣學習，并通過了圖靈測試。測試的對象是一種AI系統(tǒng)，研究者分別進行了展示它未見過的書寫系統(tǒng)（例如，藏文）中的一個字符例子，并讓它寫出同樣的字符、創(chuàng)造相似字符等任務。結果表明這個系統(tǒng)能夠迅速學會寫陌生的文字，同時還能識別出非本質特征（也就是那些因書寫造成的輕微變異），通過了圖靈測試，這也是人工智能領域的一大進步。123研究歷程二、人工智能經典問題測試內容

圖靈提出了一種測試機器是不是具備人類智能的方法。即假設有一臺電腦，其運算速度非?？?、記憶容量和邏輯單元的數目也超過了人腦，而且還為這臺電腦編寫了許多智能化的程序，并提供了合適種類的大量數據，那么，是否就能說這臺機器具有思維能力？

圖靈肯定機器可以思維的，他還對智能問題從行為主義的角度給出了定義，由此提出一假想：即一個人在不接觸對方的情況下，通過一種特殊的方式，和對方進行一系列的問答，如果在相當長時間內，他無法根據這些問題判斷對方是人還是計算機，那么，就可以認為這個計算機具有同人相當的智力，即這臺計算機是能思維的。二、人工智能經典問題測試內容

要分辨一個想法是“自創(chuàng)”的思想還是精心設計的“模仿”是非常難的，任何自創(chuàng)思想的證據都可以被否決。圖靈試圖解決長久以來關于如何定義思考的哲學爭論，他提出一個雖然主觀但可操作的標準：如果一臺電腦表現（act）、反應（react）和互相作用（interact）都和有意識的個體一樣，那么它就應該被認為是有意識的。

為消除人類心中的偏見，圖靈設計了一種“模仿游戲”即圖靈測試：遠處的人類測試者在一段規(guī)定的時間內，根據兩個實體對他提出的各種問題的反應來判斷是人類還是電腦。通過一系列這樣的測試，從電腦被誤判斷為人的幾率就可以測出電腦智能的成功程度。二、人工智能經典問題人機測試圖靈采用“問”與“答”模式，即觀察者通過控制打字機向兩個測試對象通話，其中一個是人，另一個是機器。要求觀察者不斷提出各種問題，從而辨別回答者是人還是機器。圖靈還為這項測試親自擬定了幾個示范性問題：二、人工智能經典問題具體問答問：請給我寫出有關“第四號橋”主題的十四行詩。答：不要問我這道題，我從來不會寫詩。問：34957加70764等于多少？答：（停30秒后）105721問：你會下國際象棋嗎？答：是的。圖靈指出：“如果機器在某些現實的條件下，能夠非常好地模仿人回答問題，以至提問者在相當長時間里誤認它不是機器，那么機器就可以被認為是能夠思維的?！倍?、人工智能經典問題從表面上看，要使機器回答按一定范圍提出的問題似乎沒有什么困難，可以通過編制特殊的程序來實現。然而，如果提問者并不遵循常規(guī)標準，編制回答的程序是極其困難的事情。例如，提問與回答呈現出下列狀況：問：你會下國際象棋嗎？是的。問：你會下國際象棋嗎？是的。問：請再次回答，你會下國際象棋嗎？是的。二、人工智能經典問題你多半會想到，面前的這位是一部笨機器。但如果提問與回答呈現出另一種狀態(tài)：問：你會下國際象棋嗎？是的。問：你會下國際象棋嗎？答：是的，我不是已經說過了嗎？問：請再次回答，你會下國際象棋嗎？答：你煩不煩，干嘛老提同樣的問題。

那么，你面前的這位，大概是人而不是機器。上述兩種對話的區(qū)別在于，第一種可明顯地感到回答者是從知識庫里提取簡單的答案，第二種則具有分析綜合的能力，回答者知道觀察者在反復提出同樣的問題。“圖靈測試”沒有規(guī)定問題的范圍和提問的標準，如果想要制造出能通過試驗的機器，以我們的技術水平，必須在電腦中儲存人類所有可以想到的問題，儲存對這些問題的所有合乎常理的回答，并且還需要理智地作出選擇。二、人工智能經典問題圖靈測試的意義圖靈測試考慮的是：一個智能只能由其他智能來識別。它代表著機器對人類知識體系/交互的理解程度。自動駕駛/種田/生產，如果機器能理解人，再有高效的控制系統(tǒng)，那總有一天能讓人類完全脫離體力勞動，生存不再那么艱難，可以選擇自己想做的事情去做。二、人工智能經典問題

事實上，每個人對于智能的理解都不同。有些人可能覺得會解數學題就算是了，有些人還要求智能有自我學習的能力……圖靈測試顯然沒有展開討論這些情況。作為計算機科學與人工智能領域共同的先驅，圖靈成功定義了什么是機器，卻不能定義什么是智能。這也反映一個困局：我們試圖創(chuàng)造智能，但我們連智能應是怎樣都不知道。測試一個系統(tǒng)是否具有強智能應該有更好的準則。但目前我們首先要做的是去理解更廣義的智能，而非對我們自己窮追不舍。圖靈測試的意義二、人工智能經典問題如今最先進的機器學習系統(tǒng)距離通過圖靈測試還有多遠？

早在2005年，人工智能專家雷·庫茲韋爾Raykurzweil就在暢銷書《奇點臨近》中預言，人工智能超越人類思維的“奇點”即將到來，理由是人類科技正呈現“指數級增長”他在書中列舉了15個科技領域，證明它們都像計算機業(yè)的摩爾定律一樣，呈現指數級發(fā)展，并宣布人類可以借此進一步揭示人工智能“有序的復雜性”，以及憑借“計算能力的不斷增加”，最終在2045年實現人工智能。

國際公司如Google，IBM，微軟，Facebook以及國內的科大訊飛、百度都在積極投入人員配置和資本研發(fā)人工智能。我們日常生活中能接觸到語音助手類產品如Siri、Cortana、靈犀語音助手即是初代人工智能體產品的成熟應用。

也許某天，人工智能真的能發(fā)展出自我意識也說不定，那對整個人類文明都會是一次升華。即使最終證明“靈魂”無法被我們制造，在研究的路上，我們對自身的理解也會有深刻的進步。

二、人工智能經典問題二人工智能經典問題圖靈測試中文屋子

1980年，哲學家西爾勒提出了名為“中文屋子”的假想實驗，模擬圖靈測試，用以反駁強人工智能觀點。主要說明某臺計算機即使通過了圖靈測試，能正確的回答問題，它對問題仍然沒有任何理解，因此不具備真正的智能。二、人工智能經典問題◆約翰.西爾勒(JohnSearle)的“中文屋子”

在一個完全封閉的房間內，里面有一個不懂中文的人，房間只有一個小窗口，以供在房間內外進行信息交換。我們在一張紙條上寫上中文，這個中文可以是一個問題，可以是一個問候，可以是一個玩笑，總之，你要通過小窗口把紙條遞給房間內那個不懂中文的人。

在房間內部，有一個可以在任何語言之間轉換的機器，那個不懂中文的人通過機器來看懂紙條并且進行相應的回復。那么，在房間外的你，能否通過紙條回復來判斷房間內的人是否懂中文？二、人工智能經典問題

西爾勒創(chuàng)造了“中文房間”思想實驗來反駁電腦和其他人工智能能夠真正思考的觀點。房間里的人不會說中文；他不能夠用中文思考。但因為他擁有某些特定的工具，他甚至可以讓以中文為母語的人以為他能流利的說中文。根據西爾勒，電腦就是這樣工作的。它們無法真正的理解接收到的信息，但它們可以運行一個程序，處理信息，然后給出一個智能的印象。二、人工智能經典問題

但是，在此基礎上，有人提出了更強烈的反擊：把愛因斯坦對任何一個問題的回答匯編成一本書，那么你拿任何一個問題去問愛因斯坦，與翻著本書會得到同樣的答案，現在我們能說這本書像愛因斯坦一樣會思考嗎？二、人工智能經典問題聽聆謝謝品產能智工人目錄/Contents010203人工智能產品體系智能家居智能金融0405智慧城市智慧交通01人工智能產品體系ArtificialIntelligence一、人工智能產品體系（一）什么是人工智能？理論方法技術應用一門新的技術科學一、人工智能產品體系（二）人工智能的應用可以說：人工智能正在各個領域幫助人類創(chuàng)造價值人工智能產業(yè)02智能家居2.1相關核心技術智能嵌入技術“物聯(lián)網”的目的則是讓所有的物品都具有計算機的智能但并不以通用計算機的形式出現，并把這些物品與網絡連接在一起，這就需要嵌入式技術的支持。國際互聯(lián)網又稱為因特網（Internet）是一組全球信息資源的總匯，以相互交流信息資源為目的，基于一些共同的協(xié)議，并通過許多路由器和公共互聯(lián)網而成。移動通信網縮寫為GSM，由歐洲電信標準組織ETSI制訂的一個數字移動通信標準，1G、2G、3G、4G，以及5G。ZigBee也稱紫蜂，是一種低速短距離傳輸的無線網上協(xié)議，底層是采用IEEE802.15.4標準規(guī)范的媒體訪問層與物理層。二、智能家居2.2極致生活體驗添加標題內容移動物聯(lián)網時代的生活是全智能生活的時代，是基于互聯(lián)網平臺打造的一種全新智能化生活方式，利用移動物聯(lián)網、云計算、自動化以及移動互聯(lián)網等高端智能技術，配合豐富的智能家居終端，將家居設備智能控制、家庭健康感知、環(huán)境感知、安全感知以及信息交流、購物等家居服務有效結合，為智能家庭用戶提供舒適性、便捷性于一體的低碳、健康、綠色的個性化家居生活。移動智能終端是實現智慧家庭系統(tǒng)管理與服務的載體，而移動終端在智慧家庭中的應用最終需要通過移動物聯(lián)網技術來實現。二、智能家居添加標題內容獲得溫度、濕度、二氧化碳濃度、PM2.5濃度等值，能夠有效的檢測出室內的空氣成分，并在檢測到某種污染物超標時自動打開空氣凈化器，保證使用者室內空氣清新；還能同時提供室內溫度和空氣濕度等信息，讓人們一直處在最適宜的家居環(huán)境中。1環(huán)境健康家庭環(huán)境智能調節(jié)應用2.2極致生活體驗二、智能家居添加標題內容電器控制主要針對傳統(tǒng)的電器進行智能控制，對于電器沒有要求，比如家用的空調、熱水器、飲水機、電視以及電動窗簾等設備進