人工智能技術(shù)及應(yīng)用習(xí)題答案第7-10章

習(xí)題7一、名詞解釋1、智能制造所謂智能制造，是指將信息物理系統(tǒng)用于企業(yè)生產(chǎn)、加工的各個(gè)環(huán)節(jié)，以傳感器抓取企業(yè)生產(chǎn)加工中的數(shù)據(jù)，通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將數(shù)據(jù)上傳至云計(jì)算平臺(tái)，在云平臺(tái)上對(duì)生產(chǎn)流動(dòng)實(shí)行智能檢測(cè)和智能控制，從而實(shí)現(xiàn)制造業(yè)生產(chǎn)最優(yōu)化。2、智能制造系統(tǒng)智能制造系統(tǒng)是一種由智能機(jī)器和人類專家共同組成的人機(jī)一體化智能系統(tǒng)，它在制造過程中能以一種高度柔性與集成不高的方式，借助計(jì)算機(jī)模擬人類專家的智能活動(dòng)進(jìn)行分析、推理、判斷、構(gòu)思和決策等，從而取代或者延伸制造環(huán)境中人的部分腦力勞動(dòng)。同時(shí)，收集、存貯、完善、共享、集成和發(fā)展人類專家的智能。3、工業(yè)機(jī)器人所謂工業(yè)機(jī)器人就是面向工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機(jī)械手或多自由度機(jī)器人，是工業(yè)生產(chǎn)用自動(dòng)化裝置，能夠在工業(yè)生產(chǎn)線中自動(dòng)完成點(diǎn)焊、弧焊、噴漆、切割、裝配、搬運(yùn)、包裝、碼垛等作業(yè)，廣泛應(yīng)用于機(jī)械加工、汽車制造、家用電器生產(chǎn)以及鋼鐵、化工等行業(yè)。4、機(jī)器人執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu)即機(jī)器人本體，其臂部一般采用空間開鏈連桿機(jī)構(gòu)，其中的運(yùn)動(dòng)副（轉(zhuǎn)動(dòng)副或移動(dòng)副）常稱為關(guān)節(jié)，關(guān)節(jié)個(gè)數(shù)通常即為機(jī)器人的自由度數(shù)。5、機(jī)器人驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)裝置是驅(qū)使執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)，按照控制系統(tǒng)發(fā)出的指令信號(hào)，借助于動(dòng)力元件使機(jī)器人進(jìn)行動(dòng)作。它輸入的是電信號(hào)，輸出的是線、角位移量。機(jī)器人使用的驅(qū)動(dòng)裝置主要是電力驅(qū)動(dòng)裝置，如步進(jìn)電機(jī)、伺服電機(jī)等，此外也有采用液壓、氣動(dòng)等驅(qū)動(dòng)裝置。6、機(jī)器人檢測(cè)裝置檢測(cè)裝置是實(shí)時(shí)檢測(cè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)及工作情況，根據(jù)需要反饋給控制系統(tǒng)，與設(shè)定信息進(jìn)行比較后，對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，以保證機(jī)器人的動(dòng)作符合預(yù)定的要求。7.機(jī)器人機(jī)器人（Robot）是自動(dòng)執(zhí)行工作的機(jī)器裝置。它既可以接受人類指揮，又可以運(yùn)行預(yù)先編排的程序，也可以根據(jù)以人工智能技術(shù)制定的原則綱領(lǐng)行動(dòng)。它的任務(wù)是協(xié)助或取代人類工作的工作，例如生產(chǎn)業(yè)、建筑業(yè)，或是危險(xiǎn)的工作。二、填空題1、機(jī)器人控制系統(tǒng)有兩種方式，一種是集中式控制，另一種是（分散式）控制。2、機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)裝置主要是（電力）驅(qū)動(dòng)裝置。3、制造業(yè)將成為信息產(chǎn)業(yè)的一部分，制造業(yè)產(chǎn)品將被視為電子產(chǎn)品或者（網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品）。三、簡(jiǎn)答題1、簡(jiǎn)述制造業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的地位。自行發(fā)揮2、簡(jiǎn)述機(jī)器人的組成?機(jī)器人一般由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)裝置、檢測(cè)裝置和控制系統(tǒng)和復(fù)雜機(jī)械等組成。3、從自動(dòng)化角度，機(jī)器人分為哪幾類？圖7-9.4、工業(yè)4.0的核心技術(shù)？圖7-3.5、工業(yè)4.0產(chǎn)生的社會(huì)背景？圖7-2.6、談?wù)剬?duì)未來制造業(yè)暢想。百度，開放答題。習(xí)題8一、判斷題1、醫(yī)療人工智能可在多個(gè)方面提高醫(yī)療系統(tǒng)的效率。T2、人工智能與藥物挖掘的結(jié)合，使得新藥研發(fā)時(shí)間大大縮短，研發(fā)成本大大降低。T3、將人工智能技術(shù)應(yīng)用到醫(yī)療服務(wù)領(lǐng)域，造福人類，且不會(huì)面臨任何挑戰(zhàn)。F二、填空題 1、人工智能通過大量（圖像）數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)，能夠發(fā)現(xiàn)正常人的軟骨中的（異常），從而預(yù)測(cè)出未來三年患有骨關(guān)節(jié)炎的概率。2、目前國(guó)內(nèi)AI+藥物挖掘已經(jīng)在逐步落地，但研發(fā)周期仍相對(duì)較長(zhǎng)，且算法需要大量的（動(dòng)物實(shí)驗(yàn)）和（人體實(shí)驗(yàn)）積累，短期內(nèi)很難產(chǎn)生營(yíng)收數(shù)據(jù)。3、“健康管理”應(yīng)用場(chǎng)景，主要包含（營(yíng)養(yǎng)學(xué)）、（身體）健康管理、（精神）健康管理三大子場(chǎng)景。4、未來出現(xiàn)的機(jī)器人將擁有（生物）大腦，甚至可以與人腦的（神經(jīng)元）數(shù)量相媲美。三、簡(jiǎn)答題1、Google研發(fā)的DeepMindHealth系統(tǒng)如何解決醫(yī)療保健問題的？Google研發(fā)的DeepMindHealth系統(tǒng)將機(jī)器學(xué)習(xí)和系統(tǒng)神經(jīng)科學(xué)結(jié)合，通過強(qiáng)大的通用學(xué)習(xí)算法模擬構(gòu)建人腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，以便更好的解決醫(yī)療保健問題；DeepMind系統(tǒng)于2016年在英國(guó)的一家醫(yī)院使用。2、人工智能在醫(yī)療業(yè)面臨的挑戰(zhàn)有哪些？（1）患者隱私保護(hù)（2）醫(yī)務(wù)人員接受AI的程度（3）風(fēng)險(xiǎn)責(zé)任（4）醫(yī)療人工智能法律主體地位習(xí)題9一、名詞解釋1.回溯搜索 回溯算法實(shí)際上是一個(gè)類似枚舉的搜索嘗試過程，主要是在搜索嘗試過程中尋找問題的解，當(dāng)發(fā)現(xiàn)已不滿足求解條件時(shí)，就“回溯”返回，嘗試別的路徑。 2.遺傳算法遺傳算法（GeneticAlgorithm）是一種模擬自然界“自然選擇”和“自然遺傳”的啟發(fā)式搜索算法，通過模擬自然進(jìn)化過程搜索最優(yōu)解的方法。3.模擬退火模擬退火其實(shí)也是一種貪婪算法，但是它的搜索過程引入了隨機(jī)因素。模擬退火算法以一定的概率來接受一個(gè)比當(dāng)前解要差的解，因此有可能會(huì)跳出這個(gè)局部的最優(yōu)解，達(dá)到全局的最優(yōu)解。4.A*算法或圖通用算法在采用如下形式的估計(jì)函數(shù)時(shí),稱為A算法。

f(n)=g(n)+h(n)

其中g(shù)(n)表示從s到n點(diǎn)費(fèi)用的估計(jì)，因?yàn)閚為當(dāng)前節(jié)點(diǎn)，搜索已達(dá)到n點(diǎn)，所以g(n)可計(jì)算出。特別是當(dāng)要求h(n)≤h*(n），

就稱為這種A算法為A*算法。5.深度優(yōu)先搜索深度優(yōu)先搜索是一個(gè)與問題無關(guān)的通用方法。

深度優(yōu)先搜索一般不能保證找到最優(yōu)解：當(dāng)深度限制不合理時(shí)，可能找不到解，可以將算法改為可變深度限制最壞情況時(shí)，搜索空間等同于窮舉。6.寬度優(yōu)先搜索寬度優(yōu)先搜索也是一個(gè)通用的與問題無關(guān)的方法。缺點(diǎn)：當(dāng)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)距離初始節(jié)點(diǎn)較遠(yuǎn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生許多無用的節(jié)點(diǎn),搜索效率低。優(yōu)點(diǎn)：只要問題有解,則總可以得到解,是完備的，而且是最短路徑的解。二、選擇題1、下列不屬于常見的基因編碼方式的是（C）A.二進(jìn)制編碼B.浮點(diǎn)數(shù)編碼C.字符編碼D.整數(shù)編碼2、下列不屬于其他搜索算法的是（B）A.爬山法 B.分類法 C.動(dòng)態(tài)規(guī)劃法 D.分支界限法三、判斷題1、最后一個(gè)遺傳算子叫做變異。F2、第二個(gè)遺傳算子叫做交叉。T3、據(jù)SGA處理流程可知，遺傳演算開始前，需要先產(chǎn)生初代種群（由一堆隨機(jī)產(chǎn)生的染色體組成的），由于一個(gè)染色體代表一個(gè)問題解，因而初代種群也代表初始解的集合。T4、選擇機(jī)制類似于“無性繁殖”，根據(jù)每個(gè)染色體的適應(yīng)度值大小來決定該染色體被選擇的概率，適應(yīng)度越高，被選擇概率就大（自然選擇），一旦染色體被選擇，就會(huì)進(jìn)行“自我復(fù)制”，并且被放置在稱為配對(duì)庫(kù)的暫存區(qū)中。T四、填空題1、啟發(fā)式搜索利用知識(shí)來引導(dǎo)搜索，達(dá)到減少搜索范圍，（降低問題復(fù)雜度）的目的。2、回溯算法也叫試探法，它是一種（系統(tǒng)）地搜索問題的解的方法。3、深度優(yōu)先搜索是一個(gè)針對(duì)（圖）和（樹）的遍歷算法，早在19世紀(jì)就被用于解決迷宮問題。習(xí)題10一、名詞解釋1.知識(shí)表示知識(shí)表示可看成是一組描述事物的約定，把人類知識(shí)表示成機(jī)器能處理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。知識(shí)表示沒有統(tǒng)一的方法，依賴于與應(yīng)用場(chǎng)景，好的知識(shí)表示是解決問題的一半，好的知識(shí)表示最終結(jié)果就是使機(jī)器具備理解和解釋的能力。2.專家系統(tǒng)專家系統(tǒng)其實(shí)就是一套計(jì)算機(jī)軟件，它往往聚焦于單個(gè)專業(yè)領(lǐng)域，模擬人類專家回答問題或提供知識(shí)，幫助工作人員作出決策。（參見1.2.2）3.知識(shí)圖譜知識(shí)圖譜用節(jié)點(diǎn)和關(guān)系所組成的圖譜，為真實(shí)世界的各個(gè)場(chǎng)景直觀地建模，運(yùn)用“圖”這種基礎(chǔ)性、通用性的“語(yǔ)言”，“高保真”地表達(dá)這個(gè)多姿多彩世界的各種關(guān)系，并且非常直觀、自然、直接和高效，不需要中間過程的轉(zhuǎn)換和處理——這種中間過程的轉(zhuǎn)換和處理，往往把問題復(fù)雜化，或者遺漏掉很多有價(jià)值的信息。二、單選題1.（D）可看成是一組描述事物的約定，把人類知識(shí)表示成機(jī)器能處理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。A.知識(shí)獲取B.知識(shí)表示C.知識(shí)存儲(chǔ)D.知識(shí)利用2.（C）其主要原理為認(rèn)知過程就是在符號(hào)表示上的一種運(yùn)算。A.行為主義B.連接主義C.符號(hào)主義D.表示主義3.知識(shí)表示起源于人工智能的（C）。A.行為主義B.連接主義C.符號(hào)主義D.表示主義4.下面（D）不是基于符號(hào)主義的知識(shí)表示主要方法。A.命題邏輯B.一階謂詞邏輯C.產(chǎn)生式系統(tǒng)D.知識(shí)圖譜5.“人工智能必須引進(jìn)知識(shí)”是（C）首先提出的。A.西蒙B.紐維爾C.費(fèi)根鮑姆D.TimBerners-Lee6.Web1.0實(shí)現(xiàn)了（A）A.文檔互聯(lián)B.數(shù)據(jù)互聯(lián)C.知識(shí)互聯(lián)D.個(gè)性網(wǎng)頁(yè)7.Web2.0實(shí)現(xiàn)了（B）A.文檔互聯(lián)B.數(shù)據(jù)互聯(lián)C.知識(shí)互聯(lián)D.個(gè)性網(wǎng)頁(yè)8.Web3.0實(shí)現(xiàn)了（D）A.文檔互聯(lián)B.數(shù)據(jù)互聯(lián)C.知識(shí)互聯(lián)D.個(gè)性網(wǎng)頁(yè)9.從知識(shí)圖譜模型角度看，知識(shí)圖譜=知識(shí)本體+（D）A.實(shí)體B.關(guān)系C.關(guān)系D.知識(shí)實(shí)例10.面向語(yǔ)言知識(shí)圖譜是（A）。A.WordNetB.FreebaseC.DBpediaD.YAGO211.行業(yè)知識(shí)圖譜項(xiàng)目是（A）。A.KinshipsB.FreebaseC.DBpediaD.YAGO2三、判斷題1.知識(shí)表示有統(tǒng)一的方法。F2.目前，認(rèn)知智能已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)。F3.語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和弧都必須帶有標(biāo)識(shí)。T4.語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)可以表示各種事物、概念、情況、屬性、動(dòng)作、狀態(tài)。T5.好的知識(shí)表示最終結(jié)果就是使機(jī)器具備理解和解釋的能力。T6.圖數(shù)據(jù)庫(kù)把實(shí)體（結(jié)點(diǎn)）和實(shí)體之間的關(guān)系建模為邊。T7.只有圖能有效表示數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)。F8.知識(shí)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)為知識(shí)圖譜。F9.知識(shí)圖譜是智慧的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)。T10.知識(shí)本體表達(dá)的是實(shí)體之間層次關(guān)系。F11.知識(shí)實(shí)例表達(dá)的是實(shí)體之間語(yǔ)義關(guān)聯(lián)。F四、填空題1.知識(shí)表示可看成是一組描述事物的約定，把人類知識(shí)表示成機(jī)器能處理的（數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)）。2.可以判斷真假的陳述句稱為（命題）。3.表達(dá)單一意義的命題叫做（原子命題）。4.一階謂詞邏輯將原子命題分解為(個(gè)體)詞和謂詞。5.全稱量詞用（）表示。6.存在量詞用（）表示。7.產(chǎn)生式規(guī)則通常用于描述事物的一種（因果關(guān)系）。8.一般認(rèn)為，人工智能分為計(jì)算智能、感知智能和認(rèn)知智能（三）個(gè)層次9.在人工智能系統(tǒng)中，常把知識(shí)定義為（知識(shí)=事實(shí)+規(guī)則+控制+元知識(shí)）。10.知識(shí)按獲取方法分顯性知識(shí)和（隱性）知識(shí)。11.知識(shí)按思維認(rèn)知方法分為（邏輯）知識(shí)和形象知識(shí)。12.知識(shí)按確定程度分為確定性知識(shí)和（不確定）知識(shí)。13.知識(shí)按知識(shí)作用范圍分（領(lǐng)域性）知識(shí)和通識(shí)性知識(shí)。14.專家系統(tǒng)最重要的兩部分是知識(shí)庫(kù)和（推理機(jī)）。11.一個(gè)框架由若干個(gè)（槽）結(jié)構(gòu)組成。12.語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)通過（有向圖）來表示知識(shí)。17.語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)中的弧指明它所連接的節(jié)點(diǎn)間某種（語(yǔ)義）關(guān)系。18.知識(shí)圖譜以結(jié)構(gòu)化（三元組）的形式存儲(chǔ)現(xiàn)實(shí)世界中的實(shí)體以及實(shí)體之間的關(guān)系。五、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述知識(shí)表示的發(fā)展歷程。圖10-12.語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)組成。語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)其實(shí)就是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。這張圖上有各種不同的概念，比如中間的哺乳動(dòng)物，貓是一種哺乳動(dòng)物，貓有毛；熊是哺乳動(dòng)物，熊也有毛；鯨是哺乳動(dòng)物，但生活在水里面；魚也生活在水里面，但不是哺乳動(dòng)物，而屬于哺乳動(dòng)物的上位概念：動(dòng)物這個(gè)類別；哺乳動(dòng)物是一種脊椎動(dòng)物，也是動(dòng)物的一種。3.語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)優(yōu)缺點(diǎn)。（1）語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)優(yōu)點(diǎn)①結(jié)構(gòu)性：以節(jié)點(diǎn)和弧形式把事物屬性以及事物間的語(yǔ)義聯(lián)想顯式地表示出來。②聯(lián)想性：作為人類聯(lián)想記憶模型提出。③自然性