1章講：人工智能的誕生40

人工智能

ArtificialIntelligence

主講黃芳hfang@2015.3人工智能能課程教教學主要內(nèi)容容:人工智能能的研究究與發(fā)展展知識表示示方法確定性推推理智能計算算專家系統(tǒng)統(tǒng)課程要求求教學方式式：理論論(26))+實踐(6)考核方式式：考試試(70%%)+作業(yè)和實實驗(30%%)課程學分分：2教材及參參考書：：[1]《《人工智能能及其應(yīng)應(yīng)用》，第四版版，蔡自自興，徐徐光祐．．本科生生用書．．清華大大學出版版社，2010[2]《《ArtificialIntelligence:ANewSynthesis》》.N.J.Nilsson.MorganKaufmann,,1998;;機械工業(yè)業(yè)出社，，1999[3]《《人工智能能及其在在決策系系統(tǒng)中的的應(yīng)用》．蔡自興興．國防防科技大大學出版版社，2006[4]《《專家系統(tǒng)統(tǒng)》，蔡自興興，JohnDurkin，龔濤．．原理、、設(shè)計與與應(yīng)用．．科學出出版社，，2005人工智能能PK人類智能能第一講：：人工智智能的誕誕生主講黃黃芳芳hfang@..cn2015.3美夢能否否成真？？人類夢想想發(fā)明各各種機械械工具和和動力機機器，協(xié)協(xié)助甚至至代替人人們從事事各種體體力勞動動。18世紀第一一次工業(yè)業(yè)革命中中，瓦特特發(fā)明的的蒸汽機機開辟了了利用機機器動力力代替人人力和畜畜力的新新紀元。。此后，，顯著減減輕體力力勞動和和實現(xiàn)生生產(chǎn)過程程自動化化才成為為可能。。美夢能否否成真？？人類同樣樣夢想發(fā)發(fā)明各種種智能工工具和智智能機器器，協(xié)助助甚至代代替人們們從事各各種腦力力勞動。。20世紀40年代計算算機的發(fā)發(fā)明和50年代人工工智能的的出現(xiàn)開開辟了利利用智能能機器代代替人類類從事腦腦力勞動動的新紀紀元。此此后，顯顯著減輕輕腦力勞勞動和實實現(xiàn)生產(chǎn)產(chǎn)過程智智能化才才成為可可能。人工智能能與人類類智能你認為人工智能是否能夠超過人類智能？人工智能能與人類類智能由于人類類對機器器人“不信任感感”擔心使用用機器人人帶來失失業(yè)的恐恐懼，擔擔心“機器人的的智能將將要超過過人類，，從而反反客為主主，要統(tǒng)統(tǒng)治人類類”，給人類造造成心理理威脅。。機器智能能不是生生命現(xiàn)象象，而是是一種人人為的機機械模仿仿。未來的高高智能機機器人的的某些功功能，很很可能會會超過人人，但從從總體上上看，機機器人智智不能超超過人類類智能。。主要內(nèi)容容1.什么是人人工智能能?2.人工智能能是如何何發(fā)展起起來的？3.人類智能能與人工工智能的的關(guān)系如如何？智能？？什么是智智能？自然智能能人類大腦腦是如何何實現(xiàn)智智能的?兩大難題題之一：：宇宙起起源、人人腦奧秘秘對人腦奧奧秘知之之甚少人腦結(jié)構(gòu)構(gòu)：含有有1011-12個（千億億-萬億個））神經(jīng)元元，而且且呈現(xiàn)并并行分布布大腦功能能：記憶憶、思維維、觀察察、分析析等對智能的的嚴格定定義有待待于人腦腦奧秘的的進一步步揭示與與認識人工（man--made）制品相對于天天然河流流，人類類開鑿了了運河；；相對于于天然衛(wèi)衛(wèi)星（如如地球的的衛(wèi)星—月亮），，人類制制造了人人造衛(wèi)星星；相對對于天然然纖維（（如棉花花、蠶絲絲和羊毛毛），人人類發(fā)明明了維呢呢絨和滌滌絨等人人造纖維維；相對對于天然然心臟、、自然受受精和自自然四肢肢等，人人類創(chuàng)造造了人工工心臟、、人工受受精（試試管嬰兒兒）、和和假肢等等人造物物品……2009年7月，英國國宣布成成功利用用人類干干細胞培培育出成成熟精子子（人工工精子））。人工制品品人工，即即人造的的，不是是自然的的。例子：人工湖，，人工河河（運河河），人人工纖維維，人造造衛(wèi)星，，人工肢肢腿（假假肢假腿腿），人人工腦，，人工心心臟，人人工魚（（轉(zhuǎn)基因因魚），，克隆羊羊、克隆隆牛，各各種轉(zhuǎn)基基因食品品……人工智能能—機器人？？星球大戰(zhàn)戰(zhàn)木牛流馬馬銅壺漏刻刻—鐃神報時時什么是人人工智能能?人工智能能—ArtificialIntelligence((AI))眾說紛紜紜目前還沒沒有統(tǒng)一一的定義義AI的嚴格定定義依賴賴于對智智能的定定義即要定義義人工智智能，首首先應(yīng)該該定義智智能但智能本本身也還還無嚴格格定義因此，應(yīng)應(yīng)當首先先研究人人類的自自然智能能一般解釋釋：人工工智能就就是用人工的的方法在在機器（計算機機）上實現(xiàn)的的智能，或稱機機器智能能、計算算機智能能。知識與智智能知識人們通過過體驗、、學習或或聯(lián)想而而知曉的的對客觀觀世界規(guī)規(guī)律性的的認識，包括事事實、條條件、過過程、規(guī)規(guī)則、關(guān)關(guān)系和規(guī)規(guī)律等。。智能一種應(yīng)用用知識對對一定環(huán)環(huán)境或問問題進行行處理的的能力或者進行行抽象象思考的的能力。智能機器器能夠在各各類環(huán)境境中自主地或交互互地執(zhí)行行各種擬人任務(wù)務(wù)的機器。。人工智能能的不同同定義AI((能力)智能機器器所執(zhí)行行的通常常與人類類智能有有關(guān)的智能行為為，如判斷斷、推理理、證明明、識別別、感知知、理解解、通信信、設(shè)計計、思考考、規(guī)劃劃、學習習和問題題求解等等思維活動動。AI((學科)計算機科科學中涉及研研究、設(shè)設(shè)計和應(yīng)應(yīng)用智能機器器的一個分支。它的近近期目標標在于研研究用機機器來模模仿和執(zhí)執(zhí)行人腦腦的某些些功能，，并開發(fā)發(fā)相關(guān)理理論和技技術(shù)。2.人工智能能是如何何發(fā)展的的？孕育育期期（（1956年前）形成成期期（（1956－1970年）暗淡淡期期（（1966－1974年）知識應(yīng)用用期（（1970－1988年）集成發(fā)展展期（（1986年至今））2.人工智能能的起源源與發(fā)展展—孕育期孕育期（1956以前）亞里斯多多德（公公元前384—322）：古希希臘偉大大的哲學學家和思思想家，，創(chuàng)立了了演繹法法。他提提出的三三段論至至今仍然然是演繹推理理的最基本本出發(fā)點點。萊布尼茨茨(1646—1716)：德國數(shù)數(shù)學家和和哲學家家，把形形式邏輯輯符號化化，奠定定了數(shù)理邏輯輯的基礎(chǔ)。。2.人工智能能的起源源與發(fā)展展—孕育期圖靈(1912—1954)：英國數(shù)數(shù)學家，，1936年創(chuàng)立了了自動機理理論亦稱圖靈靈機，1950年在其著著作《計算機器器與智能能》中首次提提出“機器也能能思維”，被譽為為“人工智能能之父”。莫克(1907—1980)：美國數(shù)數(shù)學家、、電子數(shù)數(shù)字計算算機的先先驅(qū)，1946年研制成成功了世世界上第第一臺通通用電子子數(shù)字計計算機ENIAC。2.人工智能能的起源源與發(fā)展展—孕育期麥克洛奇奇和皮茲茲：美國國神經(jīng)生生理學家家，1943年建成第第一個神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)模型(MP模型)。維納(1874—1956)：美國著著名數(shù)學學家、控制論創(chuàng)始人。。1948年創(chuàng)立了了控制論論?？刂浦普搶θ巳斯ぶ悄苣艿挠绊戫?，形成成了行為為主義學學派。2.人工智能能的起源源與發(fā)展展—形成期形成期（1956-1970）AI誕生于一一次歷史史性的聚聚會—達特茅斯斯會議1956年夏季，，年輕的的美國學學者麥卡卡錫、明明斯基、、朗徹斯斯特和香香農(nóng)共同同發(fā)起，，邀請莫莫爾、塞塞繆爾、、紐厄厄爾和西西蒙等參參加在美美國達特特茅斯大大學舉辦辦了一一次長達達2個多月的的研討會會，熱烈烈地討論論用機器器模擬人人類智能能的問題題。會上上，首次次使用了了“人工智能能”這一術(shù)語語。這是是人類歷歷史上第第一次人人工智智能研討討會，標標志著人人工智能能學科的的誕生，，具有十十分重要要的歷史史意義。。2.人工智能能的起源源與發(fā)展展—形成期形成期（1956-1970）迅速發(fā)展展，過于于樂觀1956年，塞繆繆爾在IBM計算機上上研制成成功了具具有自學學習、自自組織和和自適應(yīng)應(yīng)能力的的西洋跳跳棋程序序。1957年，紐厄厄爾、肖肖(Shaw)和西蒙等等研制了了一個稱稱為邏輯輯理論機機（LT)的數(shù)學定定理證明明程序。。1958年，麥卡卡錫建立立了行動動規(guī)劃咨咨詢系統(tǒng)統(tǒng)。1960年紐厄爾爾等研制制了通用用問題求求解(GPS)程序。麥麥卡錫研研制了人人工智能能語言LISP。1961年，明斯斯基發(fā)表表了“走向人工工智能的的步驟”的論文，，推動了了人工智智能的發(fā)發(fā)展。1965年，魯賓賓遜提出出了歸結(jié)結(jié)（消解解）原理理。2.人工智能能的起源源與發(fā)展展—暗淡期暗淡期（1966－1974）過高預(yù)言言的失敗敗，給AI的聲譽造造成重重大傷害害。“20年內(nèi)，機機器將能能做人所所能做的的一切。?！薄髅?，1965“在3～8年時間里里，我們們將研制制出具有有普通人人智力的的計算機機。這樣樣的機器器能讀懂懂莎士比比亞的著著作，會會給汽車車上潤滑滑油，會會玩弄政政治權(quán)術(shù)術(shù)，能講講笑話，，會爭吵吵?！闹橇αo以以倫比。?！薄魉够?，，19772.人工智能能的起源源與發(fā)展展—暗淡期塞繆爾的的下棋程程序在與與世界冠冠軍對弈弈時，以以1比4告負。歸結(jié)法的的能力有有限。當當用歸結(jié)結(jié)原理證證明“兩連續(xù)函函數(shù)之和和仍然是是連續(xù)函函數(shù)”時，推了了10萬步也沒沒證明出出結(jié)果來來。把“心有余而而力不足足”(Thespiritiswillingbutthefleshisweak)的英語句句子翻譯譯成俄語語，再翻翻譯回來來時竟變變成了“酒是好的的，肉變變質(zhì)了”英國劍橋橋大學數(shù)數(shù)學家詹詹姆士按按照英國國政府的的旨意，，發(fā)表一一份關(guān)于于人工智智能的綜綜合報告告，聲稱稱人工智能能即使不不是騙局局也是庸庸人自擾擾。2.人工智能能的起源源與發(fā)展展—知識應(yīng)用用期知識應(yīng)用用期（1970－1988年）專家系統(tǒng)統(tǒng)實現(xiàn)了人人工智能能從理論論研究走走向?qū)ｉT門知識應(yīng)應(yīng)用，是是AI發(fā)展史上上的一次次重要突突破與轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)折。1972-1976年，費根根鮑姆研研制MYCIN專家系統(tǒng)統(tǒng)，用于于協(xié)助內(nèi)內(nèi)科醫(yī)生生診斷細細菌感染染疾病，，并提供供最佳處處方。1976年，斯坦坦福大學學的杜達達等人研研制地質(zhì)質(zhì)勘探專專家系統(tǒng)統(tǒng)PROSPECTOR。計算機視視覺、機機器人、、自然語語言理解解、機器器翻譯等等AI應(yīng)用研究究獲得發(fā)發(fā)展。同時也出出現(xiàn)新的的問題2.人工智能能的起源源與發(fā)展展—集成發(fā)展展期集成發(fā)展展時期（1986-）專家系統(tǒng)統(tǒng)的不足足：應(yīng)用用領(lǐng)域狹狹窄、缺缺乏常識識性知識識、知識識獲取困困難、推推理方法法單一、、沒有分分布式功功能、不不能訪問問現(xiàn)存數(shù)數(shù)據(jù)庫等等，促進進專家系系統(tǒng)的改改進與發(fā)發(fā)展。機器學習習、人工工神經(jīng)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)、智智能機器器人和行行為主義義研究趨趨向熱烈烈和深入入。智能計算算(CI）彌補了了人工智智能中在在數(shù)學理理論和計計算上的的不足，，更新和和豐富了了人工智智能理論論框架，，使人工工智能進進入一個個新的發(fā)發(fā)展時期期。人工智能能的時代代已經(jīng)到到來“尤金””在2012年圖靈靈誕辰100周周年的比比賽上，，以29.2%%的成績績，險些些通過圖圖靈測試試。庫茲韋爾爾預(yù)言,在2045年年跨越人人工智能能超過人人類智能能的“奇奇點”。蘋果于2011年正式推推出人工工智能計計劃CALO的Siri語音助理理，推廣廣到億萬萬人的手手機上。。2012年，多倫倫多大學學的GeofferyHinton宣布在機機器深度度學習領(lǐng)領(lǐng)域（DeepLearning）達成重重大突破破，模擬擬人類神神經(jīng)元的的重要發(fā)發(fā)明憶阻阻器，和和高通的的神經(jīng)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)芯片片也相繼繼誕生，，人工智智能研究究的軟硬硬件條件件，都已已基本具具備。人工智能能的時代代已經(jīng)到到來Hinton與與庫茲韋韋爾一起起加入Google的的X實驗驗室，谷歌的的戰(zhàn)略則則開始瘋瘋狂向人人工智能能傾斜。。IBM推推出超級級計算機機Watson，并在在電視智智力競賽賽中戰(zhàn)勝勝人類對對手，該公司司將語音音識別的的精度提提高了30%，，并推出出類Siri功功能“Cortana個人助助理”。。中國的玩玩家百度度深度學學習研究究院，公公布了““百度度大腦””項目，，宣布該該項目已已能模擬擬人腦的的200億個神經(jīng)經(jīng)元，達達到兩三三歲孩童童的智力力水平——這意味著著百度的的進度已已經(jīng)是谷谷歌此前前10億個神經(jīng)經(jīng)元的20倍，在不不聲不響響中做到到了全球球領(lǐng)先。。2.人工智能能的起源源與發(fā)展展—進入新世世紀1956年夏出席席達特茅茅斯會議議的部分分代表于于50年后重逢逢2006，AI50周年會議議（美國國）莫爾，麥麥卡錫，，明斯基基，塞爾爾夫里奇奇，索羅羅蒙夫2.人工智能能的起源源與發(fā)展展—中國人工智能能在中國國的發(fā)展展1981年中國人人工智能能學會在在長沙艱艱難成立立，其后后長期得得不到國國內(nèi)科技技界的認認同，只只能掛靠靠中國社社會科學學院哲學學研究所所，直到到2004年，才得得以“返祖歸宗宗”，掛靠到到中國科科學技術(shù)術(shù)協(xié)會。。1985年前，人人工智能能在西方方國家得得到重視視和發(fā)展展，而在在蘇聯(lián)卻卻受到批批判；我我國人工工智能也也與“特異功能能”一起受到到質(zhì)疑，，人工智智能學科科群專著著不能公公開出版版。2.人工智能能的起源源與發(fā)展展—中國希望的曙曙光1986年清華大大學校務(wù)務(wù)委員會會經(jīng)過長長期和三三次討論論后，決決定同意意在清華華大學出出版社出出版人工工智能著著作。我國首部部人工智智能、機機器人學學和智能能控制著著作分別別于1987年、1988年和1990年在清華華大學出出版社、、中南工工業(yè)大學學出版社社和電子子工業(yè)出出版社問問世。2.人工智能能的起源源與發(fā)展展—中國破土而出出據(jù)不完全全統(tǒng)計，，現(xiàn)在全全國已編編著出版版了50多部人工工智能、、40多部智能能控制和和近50部機器人人學的教教材/專著。從1987年到1999年2.人工智能能的起源源與發(fā)展展—中國從2000年到2006年從2007年到2010年2.人工智能能的起源源與發(fā)展展—中國人工智能能研究起起步較晚晚1978年把“智能模擬擬”納入國家家研究計計劃。1984年召開了了智能計計算機及及其系統(tǒng)統(tǒng)學術(shù)討討論會。。1986年起把智智能計算算機系統(tǒng)統(tǒng)、智能能機器人人和智能能信息處處理等重重大項目目列入國國家高技技術(shù)研究究計劃。。1993年起，把把智能控控制和智智能自動動化等項項目列入入國家科科技攀登登計劃。。進入21世紀后，，已有更更多的人人工智能能與智能能系統(tǒng)研研究獲得得各種基基金計劃劃支持，，并與國國家國民民經(jīng)濟和和科技發(fā)發(fā)展的重重大需求求相結(jié)合合，力求求做出更更大貢獻獻。2.人工智能能的起源源與發(fā)展展—中國進入新世世紀出現(xiàn)新動動向請關(guān)注以以下2個問題：：“我深信，，以人工工智能和和模式識識別為帶帶頭的這這門新學學科，將將為人類類邁進智智能自動動化時期期做出奠奠基性貢貢獻?！薄薄谓。?988）AI仍屬于計算機科學的一個分支？是否已形成“智能科學”新學科？3.人類智能能與人工工智能關(guān)關(guān)系？符號處理理系統(tǒng)的的六種基基