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文檔簡介
人工智能的歷史、現(xiàn)狀、前景
—人工智能、廣義人工智能、智能科學(xué)技術(shù)
TuXuyan(涂序彥)ChineseAssociationforArtificialIntelligence
(中國人工智能學(xué)會)SchoolofInformationEngineering,UniversityofScienceandTechnologyBeijing(北京科技大學(xué)信息工程學(xué)院)Page1人工智能的歷史、現(xiàn)狀、前景
—人工智能、廣義人工智能、智能科摘要(Abstract):
本文回顧、分析、展望人工智能的歷史、現(xiàn)狀、前景,認(rèn)為:已從傳統(tǒng)的、狹義的“人工智能”走向現(xiàn)代“廣義人工智能”,將發(fā)展成未來的“智能科學(xué)技術(shù)”。
Inthispaper,thehistory,presentandfutureofArtificialIntelligencearereviewed,analyzedandforecasted.Inauthor’sopinion,thetraditional“ArtificialIntelligence”hasgonetopresent“GeneralizedArtificialIntelligence”,andwouldbedevelopingtofuturistic“Science&TechnologyofIntelligence”.20062摘要(Abstract):本文回顧、分析、展望人工智能的目錄人工智能的歷史回顧—功能模擬、結(jié)構(gòu)模擬、行為模擬2.
廣義人工智能—多學(xué)派、多層次、多智體人工智能
3.
廣義智能學(xué)—智能科學(xué)技術(shù)的理論基礎(chǔ)結(jié)論主要參考文獻(xiàn)20063目錄人工智能的歷史回顧200631.人工智能的歷史回顧—
功能模擬、結(jié)構(gòu)模擬、行為模擬1.1人工智能的歷史背景人工智能在中國的歷史淵源:司辰、擊鼓、報時的“機(jī)關(guān)人”,會跳舞的“人形舞姬”,能捕鼠的木制“鐘馗”,會化緣的“木僧人”,等等.國際方面:英國科學(xué)家圖靈于1936年提出“理論計(jì)算機(jī)”模型,被稱之為“圖靈機(jī)”(TuringMachine),創(chuàng)立了“自動機(jī)理論”。1950年,圖靈發(fā)表了著名論文《計(jì)算機(jī)能思維嗎?》,明確地提出了“機(jī)器能思維”的觀點(diǎn)。1943年,美國科學(xué)家麥卡洛克(W.S.McCulloch)、匹茨(W.H.Pitts)研制出世界上第一個人工神經(jīng)細(xì)胞模型,被稱之為“MP模型”。從仿生學(xué)觀點(diǎn),以結(jié)構(gòu)模擬方法,探討人工智能的途徑。1948年,美國科學(xué)家維納等創(chuàng)立了“控制論”(Cybernetics),研究動物與機(jī)器中的控制和通訊的共同規(guī)律,在生物科學(xué)與工程技術(shù)之間架起了學(xué)術(shù)橋梁,開拓了從行為模擬觀點(diǎn)研究人工智能的園地。200641.人工智能的歷史回顧—
功能模擬、結(jié)構(gòu)模擬、行1.人工智能的歷史回顧—
功能模擬、結(jié)構(gòu)模擬、行為模擬1.2啟發(fā)程序→專家系統(tǒng)啟發(fā)程序(Heuristicprogram):第一個著名的啟發(fā)程序是“邏輯理論機(jī)”(LogicTheroyMachine),簡稱為“LT”。由紐厄爾、西蒙、肖(J.C.Shaw)合作,于1956年研制成功。1960年,華裔美國數(shù)理邏輯學(xué)家王浩(WangHao)提出了命題邏輯的機(jī)器定理證明的新算法,利用計(jì)算機(jī)證明了集合論中的300多條定理。1965年,羅濱遜(J.A.Robinson)提出了一階謂詞邏輯的“消解原理”(ResolutionPrinciple),簡化了判定步驟,推動了基于謂詞邏輯的機(jī)器定理證明的進(jìn)展。1977年,我國數(shù)學(xué)家、人工智能學(xué)家吳文俊提出了初等幾何判定問題的機(jī)器定理證明方法,并進(jìn)一步推廣到初等微分幾何、非歐幾何領(lǐng)域,被稱為“吳氏方法”。專家系統(tǒng)(ExpertSystem):第一個專家系統(tǒng)DENDRAL是化學(xué)分析專家系統(tǒng),由美國科學(xué)家費(fèi)根鮑姆(E.A.Feigennbaum)于1965年提出,1968年研制成功的。醫(yī)療專家系統(tǒng)MYCIN是由斯坦福大學(xué)(StanfordUniversity)肖特利夫(E.H.Shortliffe)等人于1971年開始研制,1974年基本完成,1976年發(fā)表的,具有類似于內(nèi)科醫(yī)生的知識和經(jīng)驗(yàn),可用于血液感染病的診斷、治療和咨詢服務(wù)。在應(yīng)用上獲得顯著成就的是地質(zhì)勘探專家系統(tǒng)(PROSPECTOR)。它是由斯坦福研究所(SRI)的杜達(dá)(R.O.Duda)等研制的,可用于地質(zhì)勘測數(shù)據(jù)分析,探查礦床的類型、蘊(yùn)藏量、分布。從1976年開始研制,1981年基本完成,其特點(diǎn)是具有多專家、多專業(yè)的知識和經(jīng)驗(yàn)。我國的第一個專家系統(tǒng)“中醫(yī)關(guān)幼波肝炎診斷治療程序”,由中國科學(xué)院自動化研究所控制論組涂序彥、郭榮江等,與北京市中醫(yī)院關(guān)幼波等合作,于1976年開始研制,1977年研制成功的,這也是國際上第一個中醫(yī)專家系統(tǒng)。200651.人工智能的歷史回顧—
功能模擬、結(jié)構(gòu)模擬、行1.人工智能的歷史回顧—
功能模擬、結(jié)構(gòu)模擬、行為模擬1.3人工神經(jīng)細(xì)胞→人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)人工神經(jīng)細(xì)胞(ArtificialNeuralCell)1943年,麥卡洛克、匹茨合作研究的“MP”模型,這是關(guān)于神經(jīng)細(xì)胞模型的奠基性工作,因而,人們認(rèn)為它是從腦的生物結(jié)構(gòu)原型出發(fā),探討人工智能的開創(chuàng)性成果??死锛{研制了帶有反饋的閉環(huán)神經(jīng)細(xì)胞模型,發(fā)展了“自動機(jī)”理論。1949年,心理學(xué)家荷布(D.O.Hebb)指出,當(dāng)神經(jīng)細(xì)胞參與某種心理活動時,細(xì)胞之間的聯(lián)結(jié)通路的信息傳導(dǎo)能力將會增強(qiáng),即所謂“Hebb規(guī)則”。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”(ArtificialNeuralNetwork):1957年羅森勃拉特(F.Rosenblatt)等研制的“感知機(jī)”(Perceptron)1969年,明斯基出版了專著:Perceptrons1982年,荷普菲爾德(J.Hopfield)提出Hopfield型的網(wǎng)絡(luò),成功地求解了計(jì)算復(fù)雜度為NP完全的“旅行商”問題。1983年,欣頓(J.Hinton)研制出“Boltzman機(jī)”1986年,魯姆哈特(D.Rumelhar)等研制出新一代的多層感知機(jī),稱之為“反向傳播神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(Back-Bropagation),簡稱“BP”網(wǎng)絡(luò)。格羅斯伯格(S.Grossberg)提出了自適應(yīng)共振理論ART。1987年,首屆國際人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)術(shù)大會在美國的圣迭戈(San-Diego)舉行,成立了“國際神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)協(xié)會”(InternationalNeuralNetworkSociety)簡稱INNS,掀起了人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)研究的第二次高潮。1980年,我們在《生物控制論》(Bio-Cybernetics)一書中,研究了人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和神經(jīng)系統(tǒng)控制論。200661.人工智能的歷史回顧—
功能模擬、結(jié)構(gòu)模擬、行1.人工智能的歷史回顧—
功能模擬、結(jié)構(gòu)模擬、行為模擬1.4控制論動物→智能機(jī)器人控制論動物(CyberneticAnimal)
1952年,香農(nóng)研制的機(jī)器老鼠模型,模擬老鼠在“迷宮”中尋找通路的條件反射行為和學(xué)習(xí)功能,稱為“香農(nóng)老鼠”,是第一個著名的控制論動物。瓦爾特(G.Walter)研制的“電動烏龜”等。被認(rèn)為是“自學(xué)習(xí)機(jī)器”和“控制論動物”的先驅(qū)。智能機(jī)器人(IntelligentRobot):1968年,麥卡錫(J.McCarthy)等研究了智能機(jī)器人的視覺和聽覺,利用斯坦福大學(xué)的“手一眼”機(jī)器人進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),可根據(jù)紅、黃、綠、白四種顏色,將積木進(jìn)行分類識別,裝卸、堆放。1972年,溫斯頓(P.H.Winston)對MIT研制的智能機(jī)器人進(jìn)行了總結(jié)和評述。1991年,在國際人工智能聯(lián)合會(IJCAI)上,麻省理工學(xué)院的布魯克斯(R.A.Brooks)表演了他研制的新型智能機(jī)器人,能夠在未知的動態(tài)環(huán)境中進(jìn)行漫游。1977年,中國科學(xué)院自動化研究所在國內(nèi)率先開展了“智能控制”理論方法和技術(shù)的研究;80-90年代,我國高等院校和研究機(jī)構(gòu)在智能控制與智能機(jī)器人的研究開發(fā)方面,取得了豐碩的成果。200671.人工智能的歷史回顧—
功能模擬、結(jié)構(gòu)模擬、行1.人工智能的歷史回顧—
功能模擬、結(jié)構(gòu)模擬、行為模擬1.5人工智能的學(xué)派分支
回顧人工智能發(fā)展的歷史進(jìn)程,從科學(xué)方法論的角度分析,其發(fā)展有三條途徑,在學(xué)術(shù)觀點(diǎn)上有三大學(xué)派,如圖1所示。
人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)啟發(fā)程序人工神經(jīng)細(xì)胞功能模擬行為模擬人工智能結(jié)構(gòu)模擬控制論動物專家系統(tǒng)智能機(jī)器人圖l人工智能的學(xué)派分支與研究進(jìn)展200681.人工智能的歷史回顧—
功能模擬、結(jié)構(gòu)模擬、行2.廣義人工智能—
多學(xué)派、多層次、多智體人工智能2.1“廣義人工智能”的概念涵義
事實(shí)表明:“人工智能”學(xué)科已從學(xué)派分歧的、不同層次的、傳統(tǒng)的“狹義人工智能”,走向多學(xué)派兼容、多層次結(jié)合的、現(xiàn)代的“廣義人工智能”(GeneralizedArtificialIntelligence)?!皬V義人工智能”GAI的涵義如下:
“多學(xué)派”人工智能
“廣義人工智能”是兼容多學(xué)派的“多學(xué)派人工智能”,模擬、延伸與擴(kuò)展“人的智能”及其它動物智能,既研究“機(jī)器智能”,也開發(fā)“智能機(jī)器”。“多層次”人工智能
“廣義人工智能”是多層次結(jié)合的“多層次人工智能”。如:自推理,自聯(lián)想,自學(xué)習(xí),自尋優(yōu),自協(xié)調(diào),自規(guī)劃,自決策,自感知,自識別,自辨識,自診斷,自預(yù)測,自聚焦,自融合,自適應(yīng),自組織,自整定,自校正,自穩(wěn)定,自修復(fù),自繁衍,自進(jìn)化等。不僅研究專家系統(tǒng),而且研究人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模式識別、智能機(jī)器人等?!岸嘀求w”人工智能
“廣義人工智能”不僅研究個體的、單機(jī)的、集中式人工智能,而且研究群體的、網(wǎng)絡(luò)的、“多智體”(Multi-Agent)、分布式人工智能(DistributedArtificialIntelligence)。研究如何使分散的“個體人工智能”協(xié)調(diào)配合,形成協(xié)同的“群體人工智能”,模擬、延伸與擴(kuò)展人的群體智能或其它動物的群體智能。200692.廣義人工智能—
多學(xué)派、多層次2.廣義人工智能—
多學(xué)派、多層次、多智體人工智能2.2“廣義人工智能”的學(xué)科體系
GAIMSAIDAIMLAIMIIMBMTMPMMBMTMPPRESMGRMABIR研究對象學(xué)科內(nèi)容學(xué)科分支CVTPICIIANIMNLUKENLGISIC‘INMAAI圖2廣義人工智能GAI學(xué)科體系MSAI—多學(xué)派人工智能,MLAI—多層次人工智能,MAAI—多智體人工智能。MI—機(jī)器智能(MachineIntelligence)MP—機(jī)器感知(MachinePerception),MT—機(jī)器思維(MachineThinking),MB—機(jī)器行為(MachineBehavior)。IM—智能機(jī)器(GeneralizedIntelligentMachine)PM—感知機(jī)器(PerceptionMachine),TM—思維機(jī)器(ThinkingMachine),BM—行為機(jī)器(BehaviorMachine)。MP—機(jī)器感知CV—計(jì)算機(jī)視覺(ComputerVision),PR—模式識別(PatternRecognition),NLU—自然語言理解(NaturalLanguageUnderstanding)MT—機(jī)器思維ES—專家系統(tǒng)(ExpertSystem),KE—知識工程(KnowledgeEngineering),TP—定理證明(TheoremProving)。MB—機(jī)器行為MG—機(jī)器博奕(MachineGame),IC—智能控制(IntelligentControl),NLG—自然語言生成(NaturalLanguageGeneration)。PM—感知機(jī)器II—智能儀表(IntelligentInstrument),RM—識別機(jī)器(RecognitionMachine),IS—工程感覺裝置(Industrialsensor)。TM—思維機(jī)器,AN—人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ArtificialNeuralNetwork),IC’—智能計(jì)算機(jī)(IntelligentComputer),AB—人工腦(ArtificialBrain)。BM—行為機(jī)器,IR—智能機(jī)器人(IntelligentRobot),IM—智能操作機(jī)(IntelligentManipulator),IN—智能網(wǎng)絡(luò)(IntelligentNetwork)2006102.廣義人工智能—
多學(xué)派、多層次2.廣義人工智能—
多學(xué)派、多層次、多智體人工智能2.3“廣義人工智能”的理論基礎(chǔ)“廣義人工智能”學(xué)科的理論基礎(chǔ)是“廣義智能信息系統(tǒng)論”(GeneralizedIntelligenceInformationSystemTheory,簡稱GIIST),包括:
(1)廣義智能論:
智能普存論,研究廣義智能的普存性及其存在形式和環(huán)境。人有智能,其他動物也有智能,計(jì)算機(jī)有智能,其他機(jī)器也可以有智能。智能普存性是廣義人工智能研究和開發(fā)的前提條件。
(2)智能信息論:
感知信息論,研究感知活動過程中,廣義信息獲取、存儲、傳遞、變換、處理的理論和方法。如文字、圖象、聲音、語言等多媒體信息的感知理論。思維信息論,研究思維活動過程中,廣義信息的獲取、存儲、傳遞、變換、處理的理論和方法。如聯(lián)想學(xué)習(xí),推理等思維過程的信息理論。行為信息論,研究行為活動過程中廣義信息的傳遞、變換、處理和利用的理論和方法。如說話、行走、運(yùn)動、操作過程的信息處理和利用方法。智能系統(tǒng)論:
感知系統(tǒng)論,研究感知系統(tǒng)的建模、分析和設(shè)計(jì)的理論和方法。如,視覺系統(tǒng)、聽覺系統(tǒng)、嗅覺系統(tǒng)、觸覺系統(tǒng)等,以及多重感知系統(tǒng)的多媒體信息融合及情景協(xié)同問題。思維系統(tǒng)論,研究思維系統(tǒng)的建模、分析和設(shè)計(jì)的理論和方法。如:邏輯思維系統(tǒng)、形象思維系統(tǒng)、創(chuàng)新思維系統(tǒng)的理論與方法,以及群體思維系統(tǒng)的協(xié)同解題與智能集成問題。行為系統(tǒng)論,研究行為系統(tǒng)的建模、分析和設(shè)計(jì)的理論和方法。如人或機(jī)器人的行動規(guī)劃系統(tǒng)、運(yùn)動控制系統(tǒng),語言生成系統(tǒng)等,及其相互配合與協(xié)調(diào)控制問題。2006112.廣義人工智能—
多學(xué)派、多層次2.廣義人工智能—
多學(xué)派、多層次、多智體人工智能2.4廣義人工智能的科學(xué)方法
(1)多學(xué)科協(xié)同
廣義人工智能是跨學(xué)科的綜合性邊緣學(xué)科,需要采取信息科學(xué)、生物科學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)、思維科學(xué)、行為科學(xué)等多學(xué)科協(xié)同的科學(xué)研究方法。(2)多途徑結(jié)合
廣義人工智能是對廣義自然智能的模擬、延伸和擴(kuò)展,需要采取功能模擬、結(jié)構(gòu)模擬、行為模擬等定性研究與定量分析,綜合集成的多途徑相結(jié)合的科學(xué)方法。
(3)多學(xué)派兼容
雖然,人工智能領(lǐng)域中存在不同學(xué)派的爭論,但是,為了取長補(bǔ)短,集思廣益,廣義人工智能的研究應(yīng)當(dāng)也需要采取符號主義,聯(lián)結(jié)主義,行為主義等多學(xué)派兼容的科學(xué)方法。2006122.廣義人工智能—
多學(xué)派、多層次3.廣義智能學(xué)—
智能科學(xué)技術(shù)的理論基礎(chǔ)
提出和研究“廣義智能學(xué)”(GeneralizedIntelligenics)之目的在于:探討“自然智能”(特別是“人的智能”)與“人工智能”的共性規(guī)律,對自然智能與人工智能進(jìn)行“協(xié)同研究”,研究“人的智能”與“人工智能”相互結(jié)合的人機(jī)“集成智能”、“個體智能”協(xié)調(diào)涌現(xiàn)的群體“協(xié)同智能”,為“智能科學(xué)技術(shù)”的發(fā)展提供寬廣的理論基礎(chǔ)。2006133.廣義智能學(xué)—
智能科學(xué)技術(shù)的理3.廣義智能學(xué)—
智能科學(xué)技術(shù)的理論基礎(chǔ)
3.1“廣義智能學(xué)”的基本概念:“廣義智能學(xué)”的基本概念是“廣義智能觀”,其主要觀點(diǎn)如下:“智能”富于“內(nèi)涵”,“智能”基于“信息”,
“智能”源于“混沌”,“智能”寓于“系統(tǒng)”,
“智能”善于“協(xié)調(diào)”,“智能”需于“進(jìn)化”,“智能”待于“開拓”,“智能”度于“相對”,“智能”伴于“情感”。2006143.廣義智能學(xué)—
智能科學(xué)技術(shù)的理3.廣義智能學(xué)—
智能科學(xué)技術(shù)的理論基礎(chǔ)
3.2廣義智能學(xué)”的研究對象
“廣義智能”是“自然智能”、“人工智能”、“集成智能”、“協(xié)同智能”的概括,可表示為四元組集合,如式(1)所示:Informula(1):
GI--GeneralizedIntelligence(廣義智能)
NI--NaturalIntelligence(自然智能)
AI--ArtificialIntelligence(人工智能)
II--IntegratedIntelligence(集成智能)
CI--CooperativeIntelligence(協(xié)同智能)GI={NI,AI,II,CI}(1)2006153.廣義智能學(xué)—
智能科學(xué)技術(shù)的理3.廣義智能學(xué)—
智能科學(xué)技術(shù)的理論基礎(chǔ)
(3)集成智能“集成智能”,指“自然智能”與“人工智能”通過協(xié)調(diào)配合所集成的智能,主要是“人的智能”與“機(jī)器智能”協(xié)調(diào)配合而形成的人機(jī)系統(tǒng)的“集成智能”,如式(4)所示:HI+MI→II(4)在式(4)中:HI—人的智能(HumanIntelligence)MI—機(jī)器智能(MachineIntelligence)如:計(jì)算機(jī)、控制器、機(jī)器人的智能II—集成智能(IntegratedIntelligence)例如,人機(jī)和諧的智能CAD系統(tǒng),人機(jī)協(xié)調(diào)的智能駕駛系統(tǒng)等?!凹芍悄堋?,指“自然智能”與“人工智能”通過協(xié)調(diào)配合所集成的智能,主要是“人的智能”與“機(jī)器智能”協(xié)調(diào)配合而形成的人機(jī)系統(tǒng)的“集成智能”,如式(4)所示.
2006163.廣義智能學(xué)—
智能科學(xué)技術(shù)的理3.廣義智能學(xué)—
智能科學(xué)技術(shù)的理論基礎(chǔ)
(4)協(xié)同智能
“協(xié)同智能”,指“個體智能”相互協(xié)調(diào)所涌現(xiàn)的群體智能,即由智能個體所組成的群體的協(xié)同智能,如式(5)所示:PiI+PjI→CI(5)在式(5)中:PiI,PjI—個體智能(PersonalIntelligence),i,j,=1,2,…nCI—協(xié)同智能(CooperativeIntelligence)例如,國際體育團(tuán)體競標(biāo)賽中的籃球隊(duì)、排球隊(duì)、足球隊(duì)的人群協(xié)同智能;蟻群、蜂群、鳥群的協(xié)同智能;計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分布式人工智能、國際機(jī)器人足球賽中的機(jī)器人團(tuán)隊(duì)的協(xié)同機(jī)器智能等。2006173.廣義智能學(xué)—
智能科學(xué)技術(shù)的理3.3“廣義智能學(xué)”的學(xué)科體系根據(jù)“廣義智能學(xué)”的研究對象,“廣義智能學(xué)”的學(xué)科體系,如圖3所示:廣義智能自然智能集成智能人工智能廣義智能學(xué)演繹+歸納宏觀+微觀定性+定量類比+聯(lián)想分析+綜合黑箱+白箱研究對象協(xié)同智能智能普存論智能層次論智能系統(tǒng)論智能協(xié)調(diào)論智能信息論智能生成論智能進(jìn)化論智能測度論智能開拓論基本內(nèi)容研究方法圖3“廣義智能學(xué)”的學(xué)科體系2006183.3“廣義智能學(xué)”的學(xué)科體系廣義智能自然智能集成智3.3,“廣義智能學(xué)”的學(xué)科體系(1)自然智能學(xué)“自然智能學(xué)”(NaturalIntelligenics)在心理學(xué)、生理學(xué)、行為學(xué)、社會學(xué)與生物控制論、生物信息學(xué)等學(xué)科基礎(chǔ)上,研究“人的智能”及其他“生物智能”的“個體智能”、“群體智能”的基本概念和特性,存在性、層次性、相對性,產(chǎn)生形成、協(xié)調(diào)協(xié)同、進(jìn)化開拓、評價測度、信息處理、系統(tǒng)構(gòu)成的機(jī)制和理論。(2)人工智能學(xué)“人工智能學(xué)”(ArtificialIntelligenics)在“廣義智能信息系統(tǒng)論”、“全信息”、“泛邏輯”、“可拓學(xué)”的基礎(chǔ)上,研究兼容:“功能派人工智能”,“結(jié)構(gòu)派人工智能”,“行為派人工智能”,包括:機(jī)器智能與智能機(jī)器二方面,思維、感知、行為三層次的“廣義人工智能”的基本概念和特性,分析設(shè)計(jì)、協(xié)調(diào)協(xié)同、進(jìn)化開拓、評價測度、信息處理、系統(tǒng)構(gòu)成、管理控制的理論和方法。(3)集成智能學(xué)“集成智能學(xué)”(IntegratedIntelligenics)在“協(xié)調(diào)學(xué)”、“工程心理學(xué)”、“人機(jī)系統(tǒng)”的基礎(chǔ)上,研究“自然智能”與“人工智能”,主要是“人的智能”與“機(jī)器智能”如何協(xié)調(diào)配合、取長補(bǔ)短、合理分工、智能結(jié)合,形成“集成智能”、構(gòu)成人機(jī)和諧“集成智能”系統(tǒng)的基本理論和方法。(4)協(xié)同智能學(xué)“協(xié)同智能學(xué)”(CooperativeIntelligenics)在“協(xié)調(diào)學(xué)”、“大系統(tǒng)控制論”、“分布人工智能”、“社會學(xué)”的基礎(chǔ)上,研究“智能個體”如何相互協(xié)調(diào)、友好協(xié)商、分工協(xié)作,組成“智能群體”,“個體智能”相互協(xié)調(diào),涌現(xiàn)群體“協(xié)同智能”、組成分布式網(wǎng)絡(luò)群體“協(xié)同智能”系統(tǒng)的基本理論和方法。2006193.3,“廣義智能學(xué)”的學(xué)科體系(1)自然智能學(xué)200613.4,“廣義智能學(xué)”的基本內(nèi)容(4)智能信息論“智能信息論”(IntelligenceInformationTheory),簡稱IIT。研究“廣義信息”,即“全信息”(包括:語法信息、語義信息、語用信息)的理論和方法。“廣義智能”意味著“全信息”的獲取、處理、利用的理智和才能,研究基于“全信息”的智能信息論?!爸悄堋被凇靶畔ⅰ薄爸R”,基于信息和知識的獲取、變換、傳輸、處理、加工及利用過程,思維層智能基于信息和知識的處理與加工,感知層智能基于信息和知識的獲取、變換、傳輸,行為層智能基于信息和知識的傳輸及利用。(5)智能協(xié)調(diào)論“智能協(xié)調(diào)論”(IntelligenceCoordinationTheory),簡稱ICT。在“協(xié)調(diào)學(xué)”、“大系統(tǒng)控制論”的基礎(chǔ)上,研究:“人的智能”與“機(jī)器智能”如何協(xié)調(diào)配合、取長補(bǔ)短、合理分工、智能結(jié)合,形成人機(jī)“集成智能”;“個體智能”如何相互協(xié)調(diào)、友好協(xié)商、分工協(xié)作,涌現(xiàn)出群體“協(xié)同智能”的理論和方法;研究多學(xué)派智能、多層次智能的協(xié)調(diào)理論和方法,是“集成智能學(xué)”與“協(xié)同智能學(xué)”的理論基礎(chǔ)。另一方面,“智能協(xié)調(diào)論”,還研究如何應(yīng)用“人的智能”和“人工智能”,實(shí)現(xiàn)“人機(jī)協(xié)調(diào)”、“群體協(xié)調(diào)”;避免“人機(jī)失調(diào)”、“群體失調(diào)”的理論和方法。(6)智能生成論“智能生成論”(IntelligenceGenerationTheory),簡稱IGT。研究“智能”的起源、產(chǎn)生、形成的理論和方法。如:自然智能,包括:人的智能及其它生物智能的起源、產(chǎn)生、形成的機(jī)制和理論;人工智能,包括:計(jì)算機(jī)智能及其它機(jī)器智能的產(chǎn)生、形成的理論和方法;人機(jī)集成智能、群體協(xié)同智能的產(chǎn)生、形成的理論和方法。研究如何將自然智能的生成機(jī)制引用于開發(fā)人工智能,如何用人工智能系統(tǒng)模擬、仿真自然智能的生成機(jī)理,研究“信息—知識—智能”演化理論。2006203.4,“廣義智能學(xué)”的基本內(nèi)容(4)智能信息論20063.4,“廣義智能學(xué)”的基本內(nèi)容(7)智能進(jìn)化論“智能進(jìn)化論”(IntelligenceEvolutionTheory),簡稱IET。研究:自然智能,特別是人的智能,包括:“先天智能”,基于遺傳、變異的自然進(jìn)化的機(jī)制;“后天智能”基于學(xué)習(xí),訓(xùn)練的進(jìn)化理論和方法;將自然智能進(jìn)化的機(jī)制借鑒于研究人工智能的人工進(jìn)化理論和方法,開發(fā)自進(jìn)化的人工智能系統(tǒng),研究人機(jī)集成智能、群體協(xié)同智能的協(xié)同進(jìn)化理論與方法,開發(fā)協(xié)同進(jìn)化的人機(jī)集成智能系統(tǒng)、群體協(xié)同智能系統(tǒng)、分布式網(wǎng)絡(luò)智能系統(tǒng)。另一方面,將人工智能理論、方法用于研究人的智能進(jìn)化機(jī)制,開發(fā)智能教學(xué)系統(tǒng)與協(xié)同智能教學(xué)系統(tǒng)。(8)智能測度論
“智能測度論”(IntelligenceMeasurementTheory),簡稱IMT。在“人的智能”的“智商測試”理論和方法、“人工智能”的“圖靈測試”理論和方法的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步研究智能的相對性、可測性,開發(fā)適用于多層次、多類型、多方面“廣義智能”,包括:自然智能、人工智能、協(xié)同智能與集成智能的測度理論與測試方法。為廣義智能系統(tǒng)的多種智能特性的測試與智能水平的評估,提供科學(xué)的測度理論與定量化的測試方法。(9)智能開拓論“智能開拓論”(IntelligenceOpeningTheory)簡稱IOT。在“可拓學(xué)”、“創(chuàng)新論”、“混沌論”、“突變論”等基礎(chǔ)上,研究“廣義智能”如何開拓、創(chuàng)新的理論和方法,一方面,研究“靈感”與“頓悟”等創(chuàng)新思維智能如何產(chǎn)生的機(jī)制與開拓的理論和方法,另一方面,研究如何從“無智”開拓為“有智”,從“低智”開拓為“高智”,從“弱智”開拓為“強(qiáng)智”的智能開拓理論和方法。因此,“廣義智能學(xué)”是協(xié)同研究自然智能與人工智能、集成智能和協(xié)同智能的,包括:智能普存論、智能層次論、智能系統(tǒng)論、智能信息論、智能協(xié)調(diào)論、智能生成論、智能進(jìn)化論、智能測度論、智能開拓論的基礎(chǔ)理論學(xué)科。2006213.4,“廣義智能學(xué)”的基本內(nèi)容(7)智能進(jìn)化論20063.5,“廣義智能學(xué)”的研究方法(1)“類比+聯(lián)想”方法(2)“分析+綜合”方法(3)“黑箱+白箱”方法(4)“演繹+歸納”方法(5)“宏觀+微觀”方法(6)“定性+定量”方法
2006223.5,“廣義智能學(xué)”的研究方法(1)“類比+聯(lián)想”方法23.6,“廣義智能學(xué)”的科學(xué)意義研究發(fā)展“廣義智能學(xué)”具有重要科學(xué)意義和應(yīng)用價值,如:(1)協(xié)同研究“自然智能”與“人工智能”,(2)研究開發(fā)人機(jī)“集成智能”,(3)研究開發(fā)群體“協(xié)同智能”,(4)為研究“人工智能”提供新思路,(5)為研究“自然智能”提供新方法,(6)為發(fā)展智能科學(xué)技術(shù)提供新理論?!皬V義智能學(xué)”協(xié)同地、綜合地研究“自然智能”、“人工智能”,開發(fā)人機(jī)“集成智能”、群體“協(xié)同智能”的基礎(chǔ)理論和方法,有助于為智能科學(xué)技術(shù)提供寬廣、深厚的理論基礎(chǔ),促進(jìn)智能科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展與廣泛應(yīng)用。2006233.6,“廣義智能學(xué)”的科學(xué)意義研究發(fā)展“廣義智能學(xué)”具有
綜上所述,我們認(rèn)為:“人工智能”學(xué)科已從學(xué)派分歧的、傳統(tǒng)的、狹義的“人工智能”AI,走向多學(xué)派兼容、多層次結(jié)合現(xiàn)代的“廣義人工智能”GAI,將發(fā)展成為人機(jī)集成的、群體協(xié)同的、未來的“智能科學(xué)技術(shù)”STI。如圖4所示:
結(jié)論圖4人工智能的歷史、現(xiàn)狀、前景200624綜上所述,我們認(rèn)為:“人工智能”學(xué)科已從學(xué)派分歧的、傳主要參考文獻(xiàn)
200625主要參考文獻(xiàn)200625謝謝!200626謝謝!200626人工智能的歷史、現(xiàn)狀、前景
—人工智能、廣義人工智能、智能科學(xué)技術(shù)
TuXuyan(涂序彥)ChineseAssociationforArtificialIntelligence
(中國人工智能學(xué)會)SchoolofInformationEngineering,UniversityofScienceandTechnologyBeijing(北京科技大學(xué)信息工程學(xué)院)Page27人工智能的歷史、現(xiàn)狀、前景
—人工智能、廣義人工智能、智能科摘要(Abstract):
本文回顧、分析、展望人工智能的歷史、現(xiàn)狀、前景,認(rèn)為:已從傳統(tǒng)的、狹義的“人工智能”走向現(xiàn)代“廣義人工智能”,將發(fā)展成未來的“智能科學(xué)技術(shù)”。
Inthispaper,thehistory,presentandfutureofArtificialIntelligencearereviewed,analyzedandforecasted.Inauthor’sopinion,thetraditional“ArtificialIntelligence”hasgonetopresent“GeneralizedArtificialIntelligence”,andwouldbedevelopingtofuturistic“Science&TechnologyofIntelligence”.200628摘要(Abstract):本文回顧、分析、展望人工智能的目錄人工智能的歷史回顧—功能模擬、結(jié)構(gòu)模擬、行為模擬2.
廣義人工智能—多學(xué)派、多層次、多智體人工智能
3.
廣義智能學(xué)—智能科學(xué)技術(shù)的理論基礎(chǔ)結(jié)論主要參考文獻(xiàn)200629目錄人工智能的歷史回顧200631.人工智能的歷史回顧—
功能模擬、結(jié)構(gòu)模擬、行為模擬1.1人工智能的歷史背景人工智能在中國的歷史淵源:司辰、擊鼓、報時的“機(jī)關(guān)人”,會跳舞的“人形舞姬”,能捕鼠的木制“鐘馗”,會化緣的“木僧人”,等等.國際方面:英國科學(xué)家圖靈于1936年提出“理論計(jì)算機(jī)”模型,被稱之為“圖靈機(jī)”(TuringMachine),創(chuàng)立了“自動機(jī)理論”。1950年,圖靈發(fā)表了著名論文《計(jì)算機(jī)能思維嗎?》,明確地提出了“機(jī)器能思維”的觀點(diǎn)。1943年,美國科學(xué)家麥卡洛克(W.S.McCulloch)、匹茨(W.H.Pitts)研制出世界上第一個人工神經(jīng)細(xì)胞模型,被稱之為“MP模型”。從仿生學(xué)觀點(diǎn),以結(jié)構(gòu)模擬方法,探討人工智能的途徑。1948年,美國科學(xué)家維納等創(chuàng)立了“控制論”(Cybernetics),研究動物與機(jī)器中的控制和通訊的共同規(guī)律,在生物科學(xué)與工程技術(shù)之間架起了學(xué)術(shù)橋梁,開拓了從行為模擬觀點(diǎn)研究人工智能的園地。2006301.人工智能的歷史回顧—
功能模擬、結(jié)構(gòu)模擬、行1.人工智能的歷史回顧—
功能模擬、結(jié)構(gòu)模擬、行為模擬1.2啟發(fā)程序→專家系統(tǒng)啟發(fā)程序(Heuristicprogram):第一個著名的啟發(fā)程序是“邏輯理論機(jī)”(LogicTheroyMachine),簡稱為“LT”。由紐厄爾、西蒙、肖(J.C.Shaw)合作,于1956年研制成功。1960年,華裔美國數(shù)理邏輯學(xué)家王浩(WangHao)提出了命題邏輯的機(jī)器定理證明的新算法,利用計(jì)算機(jī)證明了集合論中的300多條定理。1965年,羅濱遜(J.A.Robinson)提出了一階謂詞邏輯的“消解原理”(ResolutionPrinciple),簡化了判定步驟,推動了基于謂詞邏輯的機(jī)器定理證明的進(jìn)展。1977年,我國數(shù)學(xué)家、人工智能學(xué)家吳文俊提出了初等幾何判定問題的機(jī)器定理證明方法,并進(jìn)一步推廣到初等微分幾何、非歐幾何領(lǐng)域,被稱為“吳氏方法”。專家系統(tǒng)(ExpertSystem):第一個專家系統(tǒng)DENDRAL是化學(xué)分析專家系統(tǒng),由美國科學(xué)家費(fèi)根鮑姆(E.A.Feigennbaum)于1965年提出,1968年研制成功的。醫(yī)療專家系統(tǒng)MYCIN是由斯坦福大學(xué)(StanfordUniversity)肖特利夫(E.H.Shortliffe)等人于1971年開始研制,1974年基本完成,1976年發(fā)表的,具有類似于內(nèi)科醫(yī)生的知識和經(jīng)驗(yàn),可用于血液感染病的診斷、治療和咨詢服務(wù)。在應(yīng)用上獲得顯著成就的是地質(zhì)勘探專家系統(tǒng)(PROSPECTOR)。它是由斯坦福研究所(SRI)的杜達(dá)(R.O.Duda)等研制的,可用于地質(zhì)勘測數(shù)據(jù)分析,探查礦床的類型、蘊(yùn)藏量、分布。從1976年開始研制,1981年基本完成,其特點(diǎn)是具有多專家、多專業(yè)的知識和經(jīng)驗(yàn)。我國的第一個專家系統(tǒng)“中醫(yī)關(guān)幼波肝炎診斷治療程序”,由中國科學(xué)院自動化研究所控制論組涂序彥、郭榮江等,與北京市中醫(yī)院關(guān)幼波等合作,于1976年開始研制,1977年研制成功的,這也是國際上第一個中醫(yī)專家系統(tǒng)。2006311.人工智能的歷史回顧—
功能模擬、結(jié)構(gòu)模擬、行1.人工智能的歷史回顧—
功能模擬、結(jié)構(gòu)模擬、行為模擬1.3人工神經(jīng)細(xì)胞→人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)人工神經(jīng)細(xì)胞(ArtificialNeuralCell)1943年,麥卡洛克、匹茨合作研究的“MP”模型,這是關(guān)于神經(jīng)細(xì)胞模型的奠基性工作,因而,人們認(rèn)為它是從腦的生物結(jié)構(gòu)原型出發(fā),探討人工智能的開創(chuàng)性成果??死锛{研制了帶有反饋的閉環(huán)神經(jīng)細(xì)胞模型,發(fā)展了“自動機(jī)”理論。1949年,心理學(xué)家荷布(D.O.Hebb)指出,當(dāng)神經(jīng)細(xì)胞參與某種心理活動時,細(xì)胞之間的聯(lián)結(jié)通路的信息傳導(dǎo)能力將會增強(qiáng),即所謂“Hebb規(guī)則”。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”(ArtificialNeuralNetwork):1957年羅森勃拉特(F.Rosenblatt)等研制的“感知機(jī)”(Perceptron)1969年,明斯基出版了專著:Perceptrons1982年,荷普菲爾德(J.Hopfield)提出Hopfield型的網(wǎng)絡(luò),成功地求解了計(jì)算復(fù)雜度為NP完全的“旅行商”問題。1983年,欣頓(J.Hinton)研制出“Boltzman機(jī)”1986年,魯姆哈特(D.Rumelhar)等研制出新一代的多層感知機(jī),稱之為“反向傳播神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(Back-Bropagation),簡稱“BP”網(wǎng)絡(luò)。格羅斯伯格(S.Grossberg)提出了自適應(yīng)共振理論ART。1987年,首屆國際人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)術(shù)大會在美國的圣迭戈(San-Diego)舉行,成立了“國際神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)協(xié)會”(InternationalNeuralNetworkSociety)簡稱INNS,掀起了人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)研究的第二次高潮。1980年,我們在《生物控制論》(Bio-Cybernetics)一書中,研究了人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和神經(jīng)系統(tǒng)控制論。2006321.人工智能的歷史回顧—
功能模擬、結(jié)構(gòu)模擬、行1.人工智能的歷史回顧—
功能模擬、結(jié)構(gòu)模擬、行為模擬1.4控制論動物→智能機(jī)器人控制論動物(CyberneticAnimal)
1952年,香農(nóng)研制的機(jī)器老鼠模型,模擬老鼠在“迷宮”中尋找通路的條件反射行為和學(xué)習(xí)功能,稱為“香農(nóng)老鼠”,是第一個著名的控制論動物。瓦爾特(G.Walter)研制的“電動烏龜”等。被認(rèn)為是“自學(xué)習(xí)機(jī)器”和“控制論動物”的先驅(qū)。智能機(jī)器人(IntelligentRobot):1968年,麥卡錫(J.McCarthy)等研究了智能機(jī)器人的視覺和聽覺,利用斯坦福大學(xué)的“手一眼”機(jī)器人進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),可根據(jù)紅、黃、綠、白四種顏色,將積木進(jìn)行分類識別,裝卸、堆放。1972年,溫斯頓(P.H.Winston)對MIT研制的智能機(jī)器人進(jìn)行了總結(jié)和評述。1991年,在國際人工智能聯(lián)合會(IJCAI)上,麻省理工學(xué)院的布魯克斯(R.A.Brooks)表演了他研制的新型智能機(jī)器人,能夠在未知的動態(tài)環(huán)境中進(jìn)行漫游。1977年,中國科學(xué)院自動化研究所在國內(nèi)率先開展了“智能控制”理論方法和技術(shù)的研究;80-90年代,我國高等院校和研究機(jī)構(gòu)在智能控制與智能機(jī)器人的研究開發(fā)方面,取得了豐碩的成果。2006331.人工智能的歷史回顧—
功能模擬、結(jié)構(gòu)模擬、行1.人工智能的歷史回顧—
功能模擬、結(jié)構(gòu)模擬、行為模擬1.5人工智能的學(xué)派分支
回顧人工智能發(fā)展的歷史進(jìn)程,從科學(xué)方法論的角度分析,其發(fā)展有三條途徑,在學(xué)術(shù)觀點(diǎn)上有三大學(xué)派,如圖1所示。
人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)啟發(fā)程序人工神經(jīng)細(xì)胞功能模擬行為模擬人工智能結(jié)構(gòu)模擬控制論動物專家系統(tǒng)智能機(jī)器人圖l人工智能的學(xué)派分支與研究進(jìn)展2006341.人工智能的歷史回顧—
功能模擬、結(jié)構(gòu)模擬、行2.廣義人工智能—
多學(xué)派、多層次、多智體人工智能2.1“廣義人工智能”的概念涵義
事實(shí)表明:“人工智能”學(xué)科已從學(xué)派分歧的、不同層次的、傳統(tǒng)的“狹義人工智能”,走向多學(xué)派兼容、多層次結(jié)合的、現(xiàn)代的“廣義人工智能”(GeneralizedArtificialIntelligence)。“廣義人工智能”GAI的涵義如下:
“多學(xué)派”人工智能
“廣義人工智能”是兼容多學(xué)派的“多學(xué)派人工智能”,模擬、延伸與擴(kuò)展“人的智能”及其它動物智能,既研究“機(jī)器智能”,也開發(fā)“智能機(jī)器”?!岸鄬哟巍比斯ぶ悄?/p>
“廣義人工智能”是多層次結(jié)合的“多層次人工智能”。如:自推理,自聯(lián)想,自學(xué)習(xí),自尋優(yōu),自協(xié)調(diào),自規(guī)劃,自決策,自感知,自識別,自辨識,自診斷,自預(yù)測,自聚焦,自融合,自適應(yīng),自組織,自整定,自校正,自穩(wěn)定,自修復(fù),自繁衍,自進(jìn)化等。不僅研究專家系統(tǒng),而且研究人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模式識別、智能機(jī)器人等?!岸嘀求w”人工智能
“廣義人工智能”不僅研究個體的、單機(jī)的、集中式人工智能,而且研究群體的、網(wǎng)絡(luò)的、“多智體”(Multi-Agent)、分布式人工智能(DistributedArtificialIntelligence)。研究如何使分散的“個體人工智能”協(xié)調(diào)配合,形成協(xié)同的“群體人工智能”,模擬、延伸與擴(kuò)展人的群體智能或其它動物的群體智能。2006352.廣義人工智能—
多學(xué)派、多層次2.廣義人工智能—
多學(xué)派、多層次、多智體人工智能2.2“廣義人工智能”的學(xué)科體系
GAIMSAIDAIMLAIMIIMBMTMPMMBMTMPPRESMGRMABIR研究對象學(xué)科內(nèi)容學(xué)科分支CVTPICIIANIMNLUKENLGISIC‘INMAAI圖2廣義人工智能GAI學(xué)科體系MSAI—多學(xué)派人工智能,MLAI—多層次人工智能,MAAI—多智體人工智能。MI—機(jī)器智能(MachineIntelligence)MP—機(jī)器感知(MachinePerception),MT—機(jī)器思維(MachineThinking),MB—機(jī)器行為(MachineBehavior)。IM—智能機(jī)器(GeneralizedIntelligentMachine)PM—感知機(jī)器(PerceptionMachine),TM—思維機(jī)器(ThinkingMachine),BM—行為機(jī)器(BehaviorMachine)。MP—機(jī)器感知CV—計(jì)算機(jī)視覺(ComputerVision),PR—模式識別(PatternRecognition),NLU—自然語言理解(NaturalLanguageUnderstanding)MT—機(jī)器思維ES—專家系統(tǒng)(ExpertSystem),KE—知識工程(KnowledgeEngineering),TP—定理證明(TheoremProving)。MB—機(jī)器行為MG—機(jī)器博奕(MachineGame),IC—智能控制(IntelligentControl),NLG—自然語言生成(NaturalLanguageGeneration)。PM—感知機(jī)器II—智能儀表(IntelligentInstrument),RM—識別機(jī)器(RecognitionMachine),IS—工程感覺裝置(Industrialsensor)。TM—思維機(jī)器,AN—人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ArtificialNeuralNetwork),IC’—智能計(jì)算機(jī)(IntelligentComputer),AB—人工腦(ArtificialBrain)。BM—行為機(jī)器,IR—智能機(jī)器人(IntelligentRobot),IM—智能操作機(jī)(IntelligentManipulator),IN—智能網(wǎng)絡(luò)(IntelligentNetwork)2006362.廣義人工智能—
多學(xué)派、多層次2.廣義人工智能—
多學(xué)派、多層次、多智體人工智能2.3“廣義人工智能”的理論基礎(chǔ)“廣義人工智能”學(xué)科的理論基礎(chǔ)是“廣義智能信息系統(tǒng)論”(GeneralizedIntelligenceInformationSystemTheory,簡稱GIIST),包括:
(1)廣義智能論:
智能普存論,研究廣義智能的普存性及其存在形式和環(huán)境。人有智能,其他動物也有智能,計(jì)算機(jī)有智能,其他機(jī)器也可以有智能。智能普存性是廣義人工智能研究和開發(fā)的前提條件。
(2)智能信息論:
感知信息論,研究感知活動過程中,廣義信息獲取、存儲、傳遞、變換、處理的理論和方法。如文字、圖象、聲音、語言等多媒體信息的感知理論。思維信息論,研究思維活動過程中,廣義信息的獲取、存儲、傳遞、變換、處理的理論和方法。如聯(lián)想學(xué)習(xí),推理等思維過程的信息理論。行為信息論,研究行為活動過程中廣義信息的傳遞、變換、處理和利用的理論和方法。如說話、行走、運(yùn)動、操作過程的信息處理和利用方法。智能系統(tǒng)論:
感知系統(tǒng)論,研究感知系統(tǒng)的建模、分析和設(shè)計(jì)的理論和方法。如,視覺系統(tǒng)、聽覺系統(tǒng)、嗅覺系統(tǒng)、觸覺系統(tǒng)等,以及多重感知系統(tǒng)的多媒體信息融合及情景協(xié)同問題。思維系統(tǒng)論,研究思維系統(tǒng)的建模、分析和設(shè)計(jì)的理論和方法。如:邏輯思維系統(tǒng)、形象思維系統(tǒng)、創(chuàng)新思維系統(tǒng)的理論與方法,以及群體思維系統(tǒng)的協(xié)同解題與智能集成問題。行為系統(tǒng)論,研究行為系統(tǒng)的建模、分析和設(shè)計(jì)的理論和方法。如人或機(jī)器人的行動規(guī)劃系統(tǒng)、運(yùn)動控制系統(tǒng),語言生成系統(tǒng)等,及其相互配合與協(xié)調(diào)控制問題。2006372.廣義人工智能—
多學(xué)派、多層次2.廣義人工智能—
多學(xué)派、多層次、多智體人工智能2.4廣義人工智能的科學(xué)方法
(1)多學(xué)科協(xié)同
廣義人工智能是跨學(xué)科的綜合性邊緣學(xué)科,需要采取信息科學(xué)、生物科學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)、思維科學(xué)、行為科學(xué)等多學(xué)科協(xié)同的科學(xué)研究方法。(2)多途徑結(jié)合
廣義人工智能是對廣義自然智能的模擬、延伸和擴(kuò)展,需要采取功能模擬、結(jié)構(gòu)模擬、行為模擬等定性研究與定量分析,綜合集成的多途徑相結(jié)合的科學(xué)方法。
(3)多學(xué)派兼容
雖然,人工智能領(lǐng)域中存在不同學(xué)派的爭論,但是,為了取長補(bǔ)短,集思廣益,廣義人工智能的研究應(yīng)當(dāng)也需要采取符號主義,聯(lián)結(jié)主義,行為主義等多學(xué)派兼容的科學(xué)方法。2006382.廣義人工智能—
多學(xué)派、多層次3.廣義智能學(xué)—
智能科學(xué)技術(shù)的理論基礎(chǔ)
提出和研究“廣義智能學(xué)”(GeneralizedIntelligenics)之目的在于:探討“自然智能”(特別是“人的智能”)與“人工智能”的共性規(guī)律,對自然智能與人工智能進(jìn)行“協(xié)同研究”,研究“人的智能”與“人工智能”相互結(jié)合的人機(jī)“集成智能”、“個體智能”協(xié)調(diào)涌現(xiàn)的群體“協(xié)同智能”,為“智能科學(xué)技術(shù)”的發(fā)展提供寬廣的理論基礎(chǔ)。2006393.廣義智能學(xué)—
智能科學(xué)技術(shù)的理3.廣義智能學(xué)—
智能科學(xué)技術(shù)的理論基礎(chǔ)
3.1“廣義智能學(xué)”的基本概念:“廣義智能學(xué)”的基本概念是“廣義智能觀”,其主要觀點(diǎn)如下:“智能”富于“內(nèi)涵”,“智能”基于“信息”,
“智能”源于“混沌”,“智能”寓于“系統(tǒng)”,
“智能”善于“協(xié)調(diào)”,“智能”需于“進(jìn)化”,“智能”待于“開拓”,“智能”度于“相對”,“智能”伴于“情感”。2006403.廣義智能學(xué)—
智能科學(xué)技術(shù)的理3.廣義智能學(xué)—
智能科學(xué)技術(shù)的理論基礎(chǔ)
3.2廣義智能學(xué)”的研究對象
“廣義智能”是“自然智能”、“人工智能”、“集成智能”、“協(xié)同智能”的概括,可表示為四元組集合,如式(1)所示:Informula(1):
GI--GeneralizedIntelligence(廣義智能)
NI--NaturalIntelligence(自然智能)
AI--ArtificialIntelligence(人工智能)
II--IntegratedIntelligence(集成智能)
CI--CooperativeIntelligence(協(xié)同智能)GI={NI,AI,II,CI}(1)2006413.廣義智能學(xué)—
智能科學(xué)技術(shù)的理3.廣義智能學(xué)—
智能科學(xué)技術(shù)的理論基礎(chǔ)
(3)集成智能“集成智能”,指“自然智能”與“人工智能”通過協(xié)調(diào)配合所集成的智能,主要是“人的智能”與“機(jī)器智能”協(xié)調(diào)配合而形成的人機(jī)系統(tǒng)的“集成智能”,如式(4)所示:HI+MI→II(4)在式(4)中:HI—人的智能(HumanIntelligence)MI—機(jī)器智能(MachineIntelligence)如:計(jì)算機(jī)、控制器、機(jī)器人的智能II—集成智能(IntegratedIntelligence)例如,人機(jī)和諧的智能CAD系統(tǒng),人機(jī)協(xié)調(diào)的智能駕駛系統(tǒng)等。“集成智能”,指“自然智能”與“人工智能”通過協(xié)調(diào)配合所集成的智能,主要是“人的智能”與“機(jī)器智能”協(xié)調(diào)配合而形成的人機(jī)系統(tǒng)的“集成智能”,如式(4)所示.
2006423.廣義智能學(xué)—
智能科學(xué)技術(shù)的理3.廣義智能學(xué)—
智能科學(xué)技術(shù)的理論基礎(chǔ)
(4)協(xié)同智能
“協(xié)同智能”,指“個體智能”相互協(xié)調(diào)所涌現(xiàn)的群體智能,即由智能個體所組成的群體的協(xié)同智能,如式(5)所示:PiI+PjI→CI(5)在式(5)中:PiI,PjI—個體智能(PersonalIntelligence),i,j,=1,2,…nCI—協(xié)同智能(CooperativeIntelligence)例如,國際體育團(tuán)體競標(biāo)賽中的籃球隊(duì)、排球隊(duì)、足球隊(duì)的人群協(xié)同智能;蟻群、蜂群、鳥群的協(xié)同智能;計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分布式人工智能、國際機(jī)器人足球賽中的機(jī)器人團(tuán)隊(duì)的協(xié)同機(jī)器智能等。2006433.廣義智能學(xué)—
智能科學(xué)技術(shù)的理3.3“廣義智能學(xué)”的學(xué)科體系根據(jù)“廣義智能學(xué)”的研究對象,“廣義智能學(xué)”的學(xué)科體系,如圖3所示:廣義智能自然智能集成智能人工智能廣義智能學(xué)演繹+歸納宏觀+微觀定性+定量類比+聯(lián)想分析+綜合黑箱+白箱研究對象協(xié)同智能智能普存論智能層次論智能系統(tǒng)論智能協(xié)調(diào)論智能信息論智能生成論智能進(jìn)化論智能測度論智能開拓論基本內(nèi)容研究方法圖3“廣義智能學(xué)”的學(xué)科體系2006443.3“廣義智能學(xué)”的學(xué)科體系廣義智能自然智能集成智3.3,“廣義智能學(xué)”的學(xué)科體系(1)自然智能學(xué)“自然智能學(xué)”(NaturalIntelligenics)在心理學(xué)、生理學(xué)、行為學(xué)、社會學(xué)與生物控制論、生物信息學(xué)等學(xué)科基礎(chǔ)上,研究“人的智能”及其他“生物智能”的“個體智能”、“群體智能”的基本概念和特性,存在性、層次性、相對性,產(chǎn)生形成、協(xié)調(diào)協(xié)同、進(jìn)化開拓、評價測度、信息處理、系統(tǒng)構(gòu)成的機(jī)制和理論。(2)人工智能學(xué)“人工智能學(xué)”(ArtificialIntelligenics)在“廣義智能信息系統(tǒng)論”、“全信息”、“泛邏輯”、“可拓學(xué)”的基礎(chǔ)上,研究兼容:“功能派人工智能”,“結(jié)構(gòu)派人工智能”,“行為派人工智能”,包括:機(jī)器智能與智能機(jī)器二方面,思維、感知、行為三層次的“廣義人工智能”的基本概念和特性,分析設(shè)計(jì)、協(xié)調(diào)協(xié)同、進(jìn)化開拓、評價測度、信息處理、系統(tǒng)構(gòu)成、管理控制的理論和方法。(3)集成智能學(xué)“集成智能學(xué)”(IntegratedIntelligenics)在“協(xié)調(diào)學(xué)”、“工程心理學(xué)”、“人機(jī)系統(tǒng)”的基礎(chǔ)上,研究“自然智能”與“人工智能”,主要是“人的智能”與“機(jī)器智能”如何協(xié)調(diào)配合、取長補(bǔ)短、合理分工、智能結(jié)合,形成“集成智能”、構(gòu)成人機(jī)和諧“集成智能”系統(tǒng)的基本理論和方法。(4)協(xié)同智能學(xué)“協(xié)同智能學(xué)”(CooperativeIntelligenics)在“協(xié)調(diào)學(xué)”、“大系統(tǒng)控制論”、“分布人工智能”、“社會學(xué)”的基礎(chǔ)上,研究“智能個體”如何相互協(xié)調(diào)、友好協(xié)商、分工協(xié)作,組成“智能群體”,“個體智能”相互協(xié)調(diào),涌現(xiàn)群體“協(xié)同智能”、組成分布式網(wǎng)絡(luò)群體“協(xié)同智能”系統(tǒng)的基本理論和方
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