人工智能第一章教學課件

第一章緒論第一章緒論需要考慮兩個問題：第一個問題：我們怎樣思考？大腦如何感知、理解、預測和應對一個遠比自身龐大和復雜得多的世界？第二個問題：如何建造智能實體或Agent？

對物理專業(yè)的學生而言，好的研究思想已經(jīng)被伽利略、牛頓、愛因斯坦、以及其他物理學家想盡了。而對于AI而言，情況相反，還有出現(xiàn)幾個愛因斯坦的余地。第一章緒論AI的研究：從通用領域，例如學習、感知，到特定任務，例如下國際象棋、數(shù)學定理證明、詩歌寫作、疾病診斷（評價：我感興趣的應用領域）。AI對智能任務進行系統(tǒng)化、自動化，并因而與人類智能活動的任何范疇都潛在相關(guān)。1.1什么是人工智能首先要區(qū)分人類與理性。人類雖然在某種程度上是“情緒不穩(wěn)定的”、“理智不健全的”。但并非必然是“不理性的”。人類不是完美的。例如：人類不都是國際象棋大師，即使知道全部下棋規(guī)則也做不到（評價：這涉及到知識編譯問題）。并非所有人都能在考試中得優(yōu)。思考：人類是理性的嗎？1.1什么是人工智能定義一：像人一樣思考的系統(tǒng)（評價：計算機從定義開始）“新的令人激動的努力，要使計算機能夠思考……從字面上完整的意思就是：有頭腦的機器?！?Haugeland,1985)“[使之自動化]與人類的思維相關(guān)的活動，諸如決策、問題求解、學習等活動”(Bellman,1978)（評價：汽車可以自動化生產(chǎn)，思維也可以嗎？）1.1什么是人工智能定義二：理性地思考的系統(tǒng)

“通過對計算模型的使用來進行心智能力的研究?！?Charniak,&McDermott,1985)“對使得知覺、推理和行動成為可能的計算的研究”(Winston,1992)1.1什么是人工智能定義三：像人一樣行動的系統(tǒng)“一種技藝，創(chuàng)造機器來執(zhí)行人需要智能才能完成的功能?！?Kurzweil,1990)“研究如何讓計算機能夠做到那些目前人比計算機做得更好的事情?！?Rich&Knight,1991)1.1什么是人工智能定義四：理性地行動的系統(tǒng)“計算智能是對設計智能化Agent的研究?！?Poole等,1998)“AI…… 關(guān)心的是人工制品中的智能行為。”(尼爾森,1998)（評價：我的觀點：人工智能≈Agent人工智能≈MultiagentSystem(MAS)）1.1.1類人行為：圖靈測試方法圖靈測試（TurningTest）是圖靈1950年提出的。目的是為智能提供一個滿足可操作要求的定義。與其提出一個長長的、可能有爭議的清單來列舉智能所需要的能力，不如采用一項基于人類這種無可置疑的智能實體的辨別能力的測試。如果人類詢問者在提出一些書面問題后，無法判斷答案是否由人寫出，那么計算機就通過了測試。（評價：如果一個問題的定義不能嚴格給出，就至少給出評價標準）1.1.1類人行為：圖靈測試方法計算機需要具有以下能力（評價：還可以增加）：（1）自然語言處理。計算機可以用英文、中文成功地交流。（2）知識表示：儲存它知道的、聽到的信息。（3）自動推理：運用儲存的信息來回答問題、提取新的結(jié)論。（4）機器學習：能適應新的環(huán)境、并能檢測和推斷新的模式。1.1.1類人行為：圖靈測試方法（完全圖靈測試還包括詢問者利用視頻信號來測試對方的感知能力，以及詢問者“通過窗口”傳遞物體給受試對象。要通過完全圖靈測試，）計算機還需要有：（5）計算機視覺，可以感知物體。（6）機器人技術(shù)，可以操縱和移動物體。1.1.1類人行為：圖靈測試方法AI研究者們并沒有花很大的精力來嘗試通過圖靈測試。他們相信：研究智能的根本原則遠比復制樣本更重要。停止模仿鳥，并了解空氣動力學后，才有萊特兄弟人造飛行器的成功。航空工程師的目標不是：制造可以完全像鴿子一樣飛行的機器，以致可以騙過其它真正的鴿子。1.1.4理性地行動：理性Agent方法智能體（Agent）就是某種能夠行動的東西。不同于簡單程序，它可以實現(xiàn)：自主控制的操作、感知環(huán)境、持續(xù)能力、適應變化、以及有能力承擔其它Agent的目標。（評價：多Agent協(xié)同）理性智能體（RationalAgent）可以通過自己的行動獲得最佳結(jié)果。或者在不確定的情況下，獲得最佳期望的結(jié)果。1.1.4理性地行動：理性Agent方法一方面，做出正確推論是理性智能體的部分功能。因為實現(xiàn)理性行動的一個途徑就是通過邏輯推理得出指定行動能達成目標的結(jié)論，再付諸實施。另一方面，正確的推論并不是理性的全部內(nèi)容。因為在許多情況下，沒有能證明正確性的事情可做，但是仍然必須有所行動。（評價：有時需要立即采取行動）1.1.4理性地行動：理性Agent方法部分完成理性行動的方式和推論過程無關(guān)。例如：從灼熱的火爐上把手拿開，是一種反射活動。比經(jīng)過仔細思考后采取的相對緩慢的行動更有效。圖靈測試需要的所有技能都是為了做出理性行為。需要表示知識并推理的能力，以便在多種不同的環(huán)境中指定好的策略。1.1.4理性地行動：理性Agent方法理性智能體Agent的設計有以下好處：（1）比“思維法則”方法通用，因為正確的推論只是實現(xiàn)理性的機制之一。（2）比建立在人類行為、或思維基礎上的方法更經(jīng)得起科學發(fā)展的檢驗。因為理性的標準有清晰定義、且非常普遍。1.1.4理性地行動：理性智能體方法人類行為可以很好地適應特定環(huán)境。并且部分取決于還未完善的、復雜的、且未知的進化過程。因此，需要著重討論理性Agent的通用原則、以及構(gòu)造此類Agent