《人工智能》教學(xué)講座①：智能的概念

1、人工智能教學(xué)講座智能的概念自從1956年，提出了人工智能（Artificial Intelligence，即AI）的概念之后，人們不斷地研究、發(fā)展了許的有關(guān)人工智能的理論、原理等。就是人工智能（AI）的概念，也在不斷地被擴(kuò)展、更新，以及重新定義。2017年3月5日，在第12屆全國人民代表大會第5次會議的政府工作報(bào)告中，指出“加快新材料、人工智能、第五代移動通信等技術(shù)研發(fā)和轉(zhuǎn)化?！币弧⑷四X智能的表現(xiàn)人的智能源于人的大腦。人腦是由大約10111012個(gè)神經(jīng)元組成的一個(gè)復(fù)雜的、動態(tài)的系統(tǒng)。人腦的奧秘，至今還未被完全揭開。因而，導(dǎo)致了人們對智能的模糊認(rèn)識。但是，從人腦的整體功能來看，智能的表現(xiàn)還是可以

2、辨識出來的。例如：學(xué)習(xí)、發(fā)現(xiàn)、創(chuàng)造等能力，就是明顯的人腦智能表現(xiàn)。 人類制造的工具，可以分為輔助體能、輔助智能兩大類。思考問題1：在下列的輔助工具當(dāng)中，哪些是屬于輔助人類體能的？又有哪些是屬于輔助人類智能的？杠桿 鉗子 洗衣板 算籌 算盤 計(jì)算器輔助人類體能的，有：_。輔助人類智能的，有：_。二、人類的智能智能是指人類在認(rèn)識、改造客觀世界的活動中，由腦力勞動表現(xiàn)出來的能力，是知識和智力的總和。知識知識是人類在改造客觀世界的實(shí)踐中，所獲得的認(rèn)識和經(jīng)驗(yàn)的總和，是智能行為的基礎(chǔ)。知識包括：概念。事實(shí)。規(guī)則。概念：是人類在長期實(shí)踐過程中，形成的以區(qū)別其他事物的抽象結(jié)論。事實(shí)：是人類所認(rèn)識的客觀現(xiàn)象。規(guī)

3、則：是概念和事實(shí)之間，各種聯(lián)系的描述。這些概念、事實(shí)和規(guī)則，構(gòu)成了人類的知識。并存放在人的大腦中，因此大腦實(shí)際上就相當(dāng)于一個(gè)存放大量知識的“知識庫”。 智力智力則是獲取知識，并運(yùn)用知識去求解問題的能力。智力是智能中，最富有創(chuàng)造性的那一部分。思考問題2：只有人類具有智能嗎？其它動物（如：海豚、大猩猩、老鼠、蜜蜂、螞蟻）是否也具有智能？參考答案要點(diǎn)：其他動物也有智能。只是和人類比起來有差距而已。如：導(dǎo)盲、緝毒、搜救的狗。如：狼群的等級秩序。運(yùn)用集群的能力，高效率地捕獵。動物智能的進(jìn)化是逐漸加速的。人類的科學(xué)技術(shù)變化越來越快、越來越大，與其他動物的智能差距逐漸拉大。這，也容易使一些人，忽視了其他動物

4、的智能。智能和技能有什么不同？參考答案要點(diǎn)：智能是指人類在認(rèn)識、改造客觀世界的活動中，由腦力勞動表現(xiàn)出來的能力，是知識和智力的總和。技能是指生活，或從事某種工作，所需要的能力。技能可分為2種：動作技能（書寫、騎車）、智力技能（演算、寫作）。知識可以通過語言文字等形式傳授，如：生活常識、數(shù)理化知識等。技能必須親自學(xué)習(xí)，并堅(jiān)持練習(xí)才能掌握其中的技巧。而一旦停止練習(xí)，技能將很快變得生疏，是一種熟能生巧的體力活，對眼手的協(xié)調(diào)能力要求很高，如：開汽車。三、智能的特征人類智能的基本特征表現(xiàn)在4個(gè)方面：感知。記憶與思維。學(xué)習(xí)及自適應(yīng)。行為。感知感知是人們通過視覺、聽覺、味覺、觸覺、嗅覺等感覺器官，感知外部世

5、界的能力。人類的大腦具備感知能力，通過感知獲取外部信息。如果沒有感知，人類就無法獲取前提知識，也就不可能引發(fā)各種智能行為。因此，感知是智能活動的必要條件。視覺、聽覺在人類感知中，占有主導(dǎo)地位。獲得外界信息：約80%以上是通過視覺得到的。10%是通過聽覺得到的。因此，在目前的研究中，機(jī)器視覺和機(jī)器聽覺是研究熱點(diǎn)。記憶與思維記憶用于存儲由感覺器官感知到的外部信息，以及由思維所產(chǎn)生的知識。思維用于對記憶的信息進(jìn)行處理，利用已有的知識對信息進(jìn)行分析、計(jì)算、比較、判斷、推理、聯(lián)想及決策等。學(xué)習(xí)及自適應(yīng)學(xué)習(xí)是人類智能的主要標(biāo)識，是指通過指導(dǎo)、實(shí)踐等過程，來豐富自身知識和技巧的能力。學(xué)習(xí)是人類的本能。每個(gè)人

6、隨時(shí)隨地都在學(xué)習(xí)，既可能是自覺的、有意識的，也可能是不自覺、無意識的。人人都可以通過與環(huán)境的相互作用，不斷地進(jìn)行學(xué)習(xí)，通過學(xué)習(xí)積累知識、增長才干，從而適應(yīng)環(huán)境的變化。并根據(jù)環(huán)境的變化，不斷地改變自己的行為。學(xué)習(xí)是集體活動、個(gè)人行為。由于每個(gè)個(gè)體本身都是不相同的，其學(xué)習(xí)、自適應(yīng)能力也是不相同的，因此體現(xiàn)出不同的智能差異。行為行為是指人們通常用語言、表情、眼神、形體等動作，對來自外界的刺激，做出的反應(yīng)，傳達(dá)信息。思考問題3： 列舉反映“行為”能力的一個(gè)實(shí)例： 如：洗手時(shí)，手被熱水燙到，自然快速收回 。 列舉反映“感知”能力的一個(gè)實(shí)例： 如： 。 列舉反映“思維與記憶”能力的一個(gè)實(shí)例： 如： 。 列

7、舉反映“學(xué)習(xí)及自適應(yīng)”能力的一個(gè)實(shí)例： 如： 。智能要體現(xiàn)在知識表示和知識運(yùn)用上。如果要將人類智能轉(zhuǎn)移到機(jī)器的智能上，人們還需要對人類智能進(jìn)行深入的、必要的了解，從而進(jìn)一步地學(xué)習(xí)、研究人工智能。四、人工智能人工智能（AI）是計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)分支。從學(xué)科的角度，認(rèn)識和理解的人工智能（AI）是研究、開發(fā)，用于模擬、延伸和擴(kuò)展人類智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用的一門技術(shù)科學(xué)。如今，人們認(rèn)識和理解的人工智能（AI）學(xué)科研究的過程，就是將社會問題符號化，再進(jìn)一步數(shù)據(jù)化（二進(jìn)制數(shù)據(jù)），輸入到計(jì)算機(jī)等數(shù)碼設(shè)備中，進(jìn)行處理。附錄1：個(gè)體智能生物是存在智能的。如：蝙蝠有活動（飛行）回聲定位系統(tǒng)（聲納）。蝙蝠的聲納

8、不僅可以確定飛行中昆蟲的距離，還能探測目標(biāo)大小、相對速度、方位角及仰角，甚至目標(biāo)各部位的大小。它還要及時(shí)控制全身，靈巧而高效地追趕和捕捉獵物。這一切所需要的復(fù)雜神經(jīng)計(jì)算，僅由一個(gè)櫻桃般大小的腦袋，在很短時(shí)間內(nèi)完成的！ 盡管人們制造了世界第一的“神威太湖之光”計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，運(yùn)算峰值性達(dá)到125.436 P Flops，持續(xù)性能93.015 P Flops。但是，就感覺運(yùn)動協(xié)調(diào)、解決問題的綜合能力而言，這個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的智能，還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及1只蝙蝠！附錄2：P FlopsP Flops：每秒所執(zhí)行的浮點(diǎn)運(yùn)算次數(shù)。是衡量一個(gè)計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力標(biāo)準(zhǔn)。最前面的“P”是個(gè)“數(shù)量級單位”。1P=1024T 1T=1024G 1G=1024M 1M=1024k“P Flops”就是“每秒運(yùn)算1千萬億（1015）次指令的浮點(diǎn)運(yùn)算?！奔矗? P Flops = 1015 次指令/秒最后面的“s”是“秒”的意思。附錄3：群體智能一些動物的個(gè)體能力表現(xiàn)平平，但是其群體卻有驚人的表現(xiàn)。如：螞蟻、蜜蜂等。白蟻?zhàn)鳛閭€(gè)體，只有幾個(gè)神經(jīng)元，只會毫無結(jié)果地咬著小土塊、木屑搬來搬去，好似“沒頭腦”。但是，當(dāng)白蟻的群體變大時(shí)，其智能也隨之增加了。它們像是思考著的集體社會，又像是某種活的