人工智能基礎(chǔ)01-緒論課件

人工智能原理合肥工業(yè)大學(xué)計算機與信息學(xué)院王浩jsjxwangh@

人工智能原理合肥工業(yè)大學(xué)主要教材與參考書人工智能基礎(chǔ)(第2版)蔡自興、蒙祖強編著

高等教育出版社人工智能導(dǎo)論王萬良編著高等教育出版社人工智能——復(fù)雜問題求解的結(jié)構(gòu)和策略（第4版）

GeorgeF.luger著史忠植等譯機械工業(yè)出版社人工智能NilsJ.Nilsson著鄭扣根等譯機械工業(yè)出版社智能科學(xué)史忠植著清華大學(xué)出版社主要教材與參考書人工智能基礎(chǔ)(第2版)目錄第一章緒論第二章知識表示

第三章搜索技術(shù)第四章推理技術(shù)第五章機器學(xué)習(xí)

第六章專家系統(tǒng)

第七章自動規(guī)劃系統(tǒng)第八章自然語言理解第九章智能控制第十章人工智能程序設(shè)計目錄第一章緒論1.1人工智能的定義和發(fā)展21世紀(jì)最具有發(fā)展前景和最具影響力的兩大帶頭學(xué)科群：生命科學(xué)群；信息科學(xué)群；人工智能：是上述兩個學(xué)科群中最重要、最精彩、且最具前景的交叉領(lǐng)域1.1人工智能的定義和發(fā)展21世紀(jì)最具有發(fā)展前景和最1.1人工智能的定義和發(fā)展1.1.1人工智能的定義

人工智能——ArtificialIntelligence，AI定義1.1智能（Intelligent）人的智能是他們理解和學(xué)習(xí)事務(wù)的能力。智能是思考和理解能力而不是本能的做事能力。定義1.2智能機器（IntelligentMachine）智能機器是一種能夠呈現(xiàn)人類智能行為的機器。1.1人工智能的定義和發(fā)展1.1.1人工智能的定義1.1人工智能的定義和發(fā)展2006年人機中國象棋大戰(zhàn)1.1人工智能的定義和發(fā)展2006年人機中國象棋大戰(zhàn)1.1人工智能的定義和發(fā)展1.1人工智能的定義和發(fā)展1.1人工智能的定義和發(fā)展定義1.3人工智能（Nilsson）人工智能是關(guān)于知識的科學(xué)（知識的表示、知識的獲取以及知識的運用）。定義1.4人工智能(學(xué)科)人工智能(學(xué)科)是計算機科學(xué)中涉及研究、設(shè)計和應(yīng)用智能機器的一個分支。它的近期主要目標(biāo)在于研究用機器來模仿和執(zhí)行人腦的某些智力功能，并開發(fā)相關(guān)理論和技術(shù)。

1.1人工智能的定義和發(fā)展定義1.3人工智能（Nilss1.1人工智能的定義和發(fā)展定義1.5人工智能(能力)人工智能(能力)是智能機器所執(zhí)行的通常與人類智能有關(guān)的智能行為，如判斷、推理、證明、識別、感知、理解、通信、設(shè)計、思考、規(guī)劃、學(xué)習(xí)和問題求解等思維活動。1.1人工智能的定義和發(fā)展定義1.5人工智能(能力)TheTuringTest1950:AlanTuring的文章“ComputingMachineryandIntelligence.”Mind,Vol.59,No.236,pp.433-460提出圖靈測試1.1人工智能的定義和發(fā)展TheTuringTest1950:AlanTuri1.1人工智能的定義和發(fā)展1.1.2人工智能的起源和發(fā)展1.孕育時期（1956年前）公元前384-322亞里士多德（Aristotle）形式邏輯三段論20世紀(jì)30~40年代數(shù)理邏輯維納（Wiener）、弗雷治、羅素等為代表對發(fā)展數(shù)理邏輯學(xué)科的貢獻(xiàn)計算模型丘奇(Church)、圖靈和其它一些人關(guān)于計算本質(zhì)的思想，為人工智能的形成產(chǎn)生了重要影響。1943年麥卡洛克和皮茨神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型

→連接主義學(xué)派1948年維納控制論→行為主義學(xué)派1.1人工智能的定義和發(fā)展1.1.2人工智能的起源和發(fā)展1.1人工智能的定義和發(fā)展1.1.2人工智能的起源和發(fā)展2.形成時期（1956~1976年）

1956年夏季，McCarthy、Minsky、Lochester、Shannon，人類歷史上第一次人工智能研討會在美國的達(dá)特茅斯(Dartmouth)大學(xué)舉行，標(biāo)志著人工智能學(xué)科的誕生。

1965年

Feigenbaum專家系統(tǒng)DENDRAL1969年召開了第一屆國際人工智能聯(lián)合會議(InternationalJointConferenceonAI,IJCAI),此后每兩年召開一次。

1970年《人工智能》國際雜志(InternationalJournalofAI)創(chuàng)刊。

1.1人工智能的定義和發(fā)展1.1.2人工智能的起源和發(fā)展1.1人工智能的定義和發(fā)展1.1.2人工智能的起源和發(fā)展3.暗淡時期（1966~1974年）

盲目樂觀：機器翻譯，定理證明（數(shù)學(xué)原理）、跳棋程序、模式識別（字符、積木結(jié)構(gòu)）、通用解題程序（GPS）

預(yù)言：2000年機器智能超過人類

巨大困難：神經(jīng)元數(shù)目1010,Thespiritiswillingbutthefleshisweak（心有余而力不足）→俄→Thewineisgoodbutthemeatisspoiled1971年詹姆士綜合報告，“人工智能即使不是騙局，也是庸人自擾”1.1人工智能的定義和發(fā)展1.1.2人工智能的起源和發(fā)展1.1人工智能的定義和發(fā)展1.1.2人工智能的起源和發(fā)展4.知識應(yīng)用時期（1970~1988年）

Feigenbaum專家系統(tǒng)

1968年，DENDRAL1972~1976年MYCIN1977年第五屆人工智能聯(lián)合會議知識工程（KnowledgeEngineering）

1981年日本第五代智能計算機計劃1.1人工智能的定義和發(fā)展1.1.2人工智能的起源和發(fā)展1.1人工智能的定義和發(fā)展1.1.2人工智能的起源和發(fā)展5.集成發(fā)展時期（1986年至今）專家系統(tǒng)問題：缺乏常識知識、應(yīng)用領(lǐng)域狹窄、知識獲取困難、推理機制單一、缺少學(xué)習(xí)能力、未能分布處理。

機器學(xué)習(xí)、計算智能（神經(jīng)計算、進(jìn)化計算、自然計算、免疫計算、群計算）、智能體（Agent）、網(wǎng)絡(luò)智能

三大流派：綜合集成、優(yōu)勢互補、共同發(fā)展1.1人工智能的定義和發(fā)展1.1.2人工智能的起源和發(fā)展1.2人工智能的各種認(rèn)知觀1.2.1人工智能的主要學(xué)派1.符號主義又稱邏輯主義（Logicism）、心理學(xué)派（Psychlogism）、計算機學(xué)派（Computerism）基本原理：物理符號系統(tǒng)（即符號操作系統(tǒng)）假設(shè)和有限合理性原理。

起源：數(shù)理邏輯認(rèn)為認(rèn)知是一種符號處理的過程，人類思維過程也可用某種符號來描述，思維就是計算，認(rèn)知就是計算。

LISP語言、PROLOG語言、自然語言理解、機器定理證明、專家系統(tǒng)。domainsperson,another=symbolpredicateslikes(person,another).clauseslikes(jack,sussan).likes(john,marry).likes(tom,cathy).likes(tom,ellen).likes(jack,X)iflikes(tom,X).【事實】Jack喜歡SussanJohn喜歡MarryTom喜歡CathyTom喜歡Ellen【規(guī)則】

如果Tom喜歡X，那么Jack喜歡X1.2人工智能的各種認(rèn)知觀1.2.1人工智能的主要學(xué)派d1.2人工智能的各種認(rèn)知觀1.2.1人工智能的主要學(xué)派2.連接主義又稱仿生學(xué)派（Bionicsism）、生理學(xué)派（Physiologism）

基本原理：神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)間的連接機制和學(xué)習(xí)算法。

起源：仿生學(xué)人腦模型

認(rèn)為人類認(rèn)知活動主要基于大腦神經(jīng)元的活動。1.2人工智能的各種認(rèn)知觀1.2.1人工智能的主要學(xué)派1.2人工智能的各種認(rèn)知觀1.2.1人工智能的主要學(xué)派3.行為主義又稱進(jìn)化主義（Evolutionism）、控制論學(xué)派（Cyberneticism）基本原理：控制論及感知-動作模式控制系統(tǒng)

起源：控制論

1.2人工智能的各種認(rèn)知觀1.2.1人工智能的主要學(xué)派1.2人工智能的各種認(rèn)知觀1.2.2對人工智能的爭論1.對人工智能理論的爭論符號主義：人的認(rèn)知基元是符號，認(rèn)知過程即是符號操作過程。AI的核心：知識表示、知識推理和知識運用

連接主義：人的思維基元是神經(jīng)元。神經(jīng)元連接的大腦工作模式

行為主義：只能取決于感知和行為。不需要知識、不需要推理。

智能行為只能在現(xiàn)實世界中與環(huán)境交互作用而表現(xiàn)出來。2.對人工智能方法的爭論符號主義：功能模擬

連接主義：結(jié)構(gòu)模擬

行為主義：行為模擬1.2人工智能的各種認(rèn)知觀1.2.2對人工智能的爭論1.3人類智能與人工智能1.3.1研究認(rèn)知過程的任務(wù)

探求高層次思維決策與初級信息處理的關(guān)系，并用計算機程序來模擬人的思維策略水平，而用計算機語言模擬人的初級信息處理過程。思維策略初級信息處理生理過程計算機程序計算機語言計算機硬件人類認(rèn)知活動計算機1.3人類智能與人工智能1.3.1研究認(rèn)知過程的任務(wù)思1.3人類智能與人工智能1.3.2智能信息處理系統(tǒng)的假設(shè)

令T表示時間變量，x表示認(rèn)知操作，x的變化△x為當(dāng)前機體狀態(tài)S（機體的生理和心理以及大腦的記憶等）和外界刺激R的函數(shù)。當(dāng)外界刺激作用到處于某一特定狀態(tài)的機體時，便發(fā)生變化，即

T→T+1x→x+△x

△x=f(S,R)1.3人類智能與人工智能1.3.2智能信息處理系統(tǒng)的假1.3人類智能與人工智能1.3.2智能信息處理系統(tǒng)的假設(shè)信息處理系統(tǒng)又叫符號操作系統(tǒng)或物理符號系統(tǒng)。所謂符號就是模式。一個完善的符號系統(tǒng)應(yīng)具有下列6種基本功能：(1)輸入符號(input)；(2)輸出符號(output);(3)存儲符號(store);(4)復(fù)制符號(copy);(5)建立符號結(jié)構(gòu)：通過找出各符號間的關(guān)系，在符號系統(tǒng)中形成符號結(jié)構(gòu)；(6)條件性遷移(conditionaltransfer):根據(jù)已有符號，繼續(xù)完成活動過程。

1.3人類智能與人工智能1.3.2智能信息處理系統(tǒng)的假1.3人類智能與人工智能1.3.2智能信息處理系統(tǒng)的假設(shè)如果一個物理符號系統(tǒng)具有上述全部6種功能，能夠完成這個全過程，那么它就是一個完整的物理符號系統(tǒng)。人具有上述6種功能；現(xiàn)代計算機也具備物理符號系統(tǒng)的這6種功能。任何一個系統(tǒng)，如果它能表現(xiàn)出智能，那么它就必定能夠執(zhí)行上述6種功能。反之，任何系統(tǒng)如果具有這6種功能，那么它就能夠表現(xiàn)出智能；這種智能指的是人類所具有的那種智能。把這個假設(shè)稱為物理符號系統(tǒng)的假設(shè)。1.3人類智能與人工智能1.3.2智能信息處理系統(tǒng)的假1.3人類智能與人工智能1.3.2智能信息處理系統(tǒng)的假設(shè)物理符號系統(tǒng)3個推論推論一既然人具有智能，那么他(她)就一定是個物理符號系統(tǒng)。人之所以能夠表現(xiàn)出智能，就是基于他的信息處理過程。推論二既然計算機是一個物理符號系統(tǒng)，它就一定能夠表現(xiàn)出智能。這是人工智能的基本條件。推論三既然人是一個物理符號系統(tǒng)，計算機也是一個物理符號系統(tǒng)，那么就能夠用計算機來模擬人的活動。1.3人類智能與人工智能1.3.2智能信息處理系統(tǒng)的假1.3人類智能與人工智能1.3.3人類智能的計算機模擬物理符號系統(tǒng)假設(shè)的推論一告訴人們，人有智能，所以他是一個物理符號系統(tǒng)；推論三指出，可以編寫出計算機程序去模擬人類的思維活動。這就是說，人和計算機這兩個物理符號系統(tǒng)所使用的物理符號是相同的，因而計算機可以模擬人類的智能活動過程。圖靈測試

1.3人類智能與人工智能1.3.3人類智能的計算機模擬1.4人工智能的研究目標(biāo)和內(nèi)容1.4.1人工智能的研究目標(biāo)一般研究目標(biāo)：

（1）更好地理解人類智能，通過編寫程序來模仿和檢驗有關(guān)人類智能的理論。

（2）創(chuàng)造有用靈巧的程序，該程序能夠執(zhí)行一般需要人類專家才能實現(xiàn)的任務(wù)。

近期目標(biāo)：建造智能計算機以代替人類的某些智力活動。

遠(yuǎn)期目標(biāo)：用自動機模仿人類思維活動和智力功能。1.4人工智能的研究目標(biāo)和內(nèi)容1.4.1人工智能的研究1.4人工智能的研究目標(biāo)和內(nèi)容1.4.2人工智能研究的基本內(nèi)容

1.認(rèn)知建模

認(rèn)知的5種類型：①信息處理過程②心理上的符號計算③問題求解④思維⑤諸如知覺、記憶、思考、判斷、推理、學(xué)習(xí)、想象、問題求解、概念形成和語言使用等關(guān)聯(lián)活動。認(rèn)知科學(xué)（思維科學(xué)）說明人類在認(rèn)知過程中是如何進(jìn)行信息加工的。1.4人工智能的研究目標(biāo)和內(nèi)容1.4.2人工智能研究的1.4人工智能的研究目標(biāo)和內(nèi)容1.4.2人工智能研究的基本內(nèi)容

2.知識表示

人類知識概念化、形式化或模型化。

3.知識推理

從一些已知判斷或前提推導(dǎo)出一個新的判斷或結(jié)論的思維過程。4.知識應(yīng)用

專家系統(tǒng)、自然語言理解，…

1.4人工智能的研究目標(biāo)和內(nèi)容1.4.2人工智能研究的1.4人工智能的研究目標(biāo)和內(nèi)容1.4.2人工智能研究的基本內(nèi)容

5.機器感知機器有類似于人的感覺，如機器視覺、機器聽覺

6.機器思維

對傳感信息和機器內(nèi)部的工作信息進(jìn)行有目的的處理。7.機器學(xué)習(xí)

使機器（計算機）具有學(xué)習(xí)新知識和新技術(shù)，并在實踐中不斷改進(jìn)和完善的能力。

1.4人工智能的研究目標(biāo)和內(nèi)容1.4.2人工智能研究的1.4人工智能的研究目標(biāo)和內(nèi)容1.4.2人工智能研究的基本內(nèi)容

8.機器行為智能系統(tǒng)（計算機、機器人）具有表達(dá)能力和行動能力。

9.智能系統(tǒng)構(gòu)建開展對模型、系統(tǒng)構(gòu)造與分析技術(shù)、系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境和構(gòu)造工具以及人工智能語言等的研究。

1.4人工智能的研究目標(biāo)和內(nèi)容1.4.2人工智能研究的1.5人工智能研究的主要方法1.功能模擬法以符號處理為核心對人腦功能進(jìn)行模擬。

2.結(jié)構(gòu)模擬法通過神經(jīng)元之間的連接以及神經(jīng)元間的秉性處理，實現(xiàn)對人腦智能的模擬。3.行為模擬法

智能行為的感知-動作模式。4.集成模擬法

1.5人工智能研究的主要方法1.功能模擬法1.6人工智能的研究和應(yīng)用領(lǐng)域1.問題求解與博弈人工智能的第一個大成就是發(fā)展了能夠求解難題的下棋(如國際象棋)程序，它包含問題的表示、分解、搜索與歸約等。2.邏輯推理與定理證明邏輯推理是人工智能研究中最持久的子領(lǐng)域之一，特別重要的是要找到一些方法，只把注意力集中在一個大型數(shù)據(jù)庫中的有關(guān)事實上，留意可信的證明，并在出現(xiàn)新信息時適時修正這些證明。定理證明的研究在人工智能方法的發(fā)展中曾經(jīng)產(chǎn)生過重要的影響。我國人工智能大師吳文俊院士提出并實現(xiàn)了幾何定理機器證明的方法，被國際上承認(rèn)為“吳氏方法”，是定理證明的又一標(biāo)志性成果。1.6人工智能的研究和應(yīng)用領(lǐng)域1.問題求解與博弈1.6人工智能的研究和應(yīng)用領(lǐng)域3.計算智能神經(jīng)計算、模糊計算、進(jìn)化計算、粒子群計算、自然計算、免疫計算等。進(jìn)化計算(EvolutionaryComputation)是指一類以達(dá)爾文進(jìn)化論為依據(jù)來設(shè)計、控制和優(yōu)化人工系統(tǒng)的技術(shù)和方法的總稱，它包括遺傳算法、進(jìn)化策略和進(jìn)化規(guī)劃。

4.分布式人工智能與Agent分布式計算與人工智能的結(jié)合，創(chuàng)建一種能夠描述自然系統(tǒng)和社會系統(tǒng)的精確概念模型。Agent是處在某個環(huán)境中的計算機系統(tǒng)，該系統(tǒng)有能力在這個環(huán)境中自主行動以實現(xiàn)其設(shè)計目標(biāo)。1.6人工智能的研究和應(yīng)用領(lǐng)域3.計算智能1.6人工智能的研究和應(yīng)用領(lǐng)域5.自動程序設(shè)計對自動程序設(shè)計的研究不僅可以促進(jìn)半自動軟件開發(fā)系統(tǒng)的發(fā)展，而且也使通過修正自身數(shù)碼進(jìn)行學(xué)習(xí)(即修正它們的性能)的人工智能系統(tǒng)得到發(fā)展。程序理論方面的有關(guān)研究工作對人工智能的所有研究工作都是很重要的。自動程序設(shè)計研究的重大貢獻(xiàn)之一是作為問題求解策略的調(diào)整概念。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，對程序設(shè)計或機器人控制問題，先產(chǎn)生一個不費事的有錯誤的解，然后再修改它(使它正確工作)，這種做法一般要比堅持要求第一個解就完全沒有缺陷的做法有效得多。

1.6人工智能的研究和應(yīng)用領(lǐng)域5.自動程序設(shè)計1.6人工智能的研究和應(yīng)用領(lǐng)域6.專家系統(tǒng)一般地說，專家系統(tǒng)是一個智能計算機程序系統(tǒng)，其內(nèi)部具有大量專家水平的某個領(lǐng)域知識與經(jīng)驗，能夠利用人類專家的知識和解決問題的方法來解決該領(lǐng)域的問題。發(fā)展專家系統(tǒng)的關(guān)鍵是表達(dá)和運用專家知識，即來自人類專家的并已被證明對解決有關(guān)領(lǐng)域內(nèi)的典型問題是有用的事實和過程。

1.6人工智能的研究和應(yīng)用領(lǐng)域6.專家系統(tǒng)1.6人工智能的研究和應(yīng)用領(lǐng)域7.機器學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)是人類智能的主要標(biāo)志和獲得知識的基本手段；機器學(xué)習(xí)(自動獲取新的事實及新的推理算法)是使計算機具有智能的根本途徑；機器學(xué)習(xí)還有助于發(fā)現(xiàn)人類學(xué)習(xí)的機理和揭示人腦的奧秘。學(xué)習(xí)是一個有特定目的的知識獲取過程，其內(nèi)部表現(xiàn)為新知識結(jié)構(gòu)的不斷建立和修改，而外部表現(xiàn)為性能的改善。

1.6人工智能的研究和應(yīng)用領(lǐng)域7.機器學(xué)習(xí)1.6人工智能的研究和應(yīng)用領(lǐng)域8.自然語言理解語言處理也是人工智能的早期研究領(lǐng)域之一，并引起了進(jìn)一步的重視。語言的生成和理解是一個極為復(fù)雜的編碼和解碼問題。一個能理解自然語言信息的計算機系統(tǒng)看起來就像一個人一樣需要有上下文知識以及根據(jù)這些上下文知識和信息用信息發(fā)生器進(jìn)行推理的過程。理解口頭的和書寫語言的計算機系統(tǒng)所取得的某些進(jìn)展，其基礎(chǔ)就是有關(guān)表示上下文知識結(jié)構(gòu)的某些人工智能思想以及根據(jù)這些知識進(jìn)行推理的某些技術(shù)。1.6人工智能的研究和應(yīng)用領(lǐng)域8.自然語言理解1.6人工智能的研究和應(yīng)用領(lǐng)域9.機器人學(xué)人工智能研究日益受到重視的另一個分支是機器人學(xué)，其中包括對操作機器人裝置程序的研究。這個領(lǐng)域所研究的問題，從機器人手臂的最佳移動到實現(xiàn)機器人目標(biāo)的動作序列的規(guī)劃方法，無所不包。目前已經(jīng)建立了一些比較復(fù)雜的機器人系統(tǒng)。機器人和機器人學(xué)的研究促進(jìn)了許多人工智能思想的發(fā)展。智能機器人的研究和應(yīng)用體現(xiàn)出廣泛的學(xué)科交叉，涉及眾多的課題，機器人已在各領(lǐng)域獲得越來越普遍的應(yīng)用。

1.6人工智能的研究和應(yīng)用領(lǐng)域9.機器人學(xué)1.6人工智能的研究和應(yīng)用領(lǐng)域10.模式識別人工智能所研究的模式識別是指用計算機代替人類或幫助人類感知模式，是對人類感知外界功能的模擬，研究的是計算機模式識別系統(tǒng)，也就是使一個計算機系統(tǒng)具有模擬人類通過感官接受外界信息、識別和理解周圍環(huán)境的感知能力。1.6人工智能的研究和應(yīng)用領(lǐng)域10.模式識別1.6人工智能的研究和應(yīng)用領(lǐng)域11.機器視覺實驗表明，人類接受外界信息的80%以上來自視覺，視覺對人類是非常重要的。機器視覺或計算機視覺已從模式識別的一個研究領(lǐng)域發(fā)展為一門獨立的學(xué)科；在視覺方面，已經(jīng)給計算機系統(tǒng)裝上電視輸入裝置以便能夠“看見”周圍的東西。機器視覺的前沿研究領(lǐng)域包括實時并行處理、主動式定性視覺、動態(tài)和時變視覺、三維景物的建模與識別、實時圖像壓縮傳輸和復(fù)原、多光譜和彩色圖像的處理與解釋等。

1.6人工智能的研究和應(yīng)用領(lǐng)域11.機器視覺1.6人工智能的研究和應(yīng)用領(lǐng)域12.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理直覺和形象思維信息具有比傳統(tǒng)處理方式好得多的效果。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)已在模式識別、圖象處理、組合優(yōu)化、自動控制、信息處理、機器人學(xué)和人工智能的其它領(lǐng)域獲得日益廣泛的應(yīng)用。1.6人工智能的研究和應(yīng)用領(lǐng)域12.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)1.6人工智能的研究和應(yīng)用領(lǐng)域13.智能控制人工智能的發(fā)展促進(jìn)自動控制向智能控制發(fā)展。智能控制是一類無需(或需要盡可能少的)人的干預(yù)就能夠獨立地驅(qū)動智能機器實現(xiàn)其目標(biāo)的自動控制。智能控制是同時具有以知識表示的非數(shù)學(xué)廣義世界模型和數(shù)學(xué)公式模型表示的混合控制過程，也往往是含有復(fù)雜性、不完全性、模糊性或不確定性以及不存在已知算法的非數(shù)學(xué)過程，并以知識進(jìn)行推理，以啟發(fā)來引導(dǎo)求解過程。

1.6人工智能的研究和應(yīng)用領(lǐng)域13.智能控制1.6人工智能的研究和應(yīng)用領(lǐng)域14.智能調(diào)度與指揮確定最佳調(diào)度或組合的問題是人們感興趣的又一類問題，求解這類問題的程序會產(chǎn)生一種組合爆炸的可能性，這時，即使是大型計算機的容量也會被用光。人工智能學(xué)家們曾經(jīng)研究過若干組合問題的求解方法。他們的努力集中在使“時間-問題大小”曲線的變化盡可能緩慢地增長，即使是必須按指數(shù)方式增長。有關(guān)問題域的知識再次成為比較有效的求解方法的關(guān)鍵。為處理組合問題而發(fā)展起來的許多方法對其它組合上不甚嚴(yán)重的問題也是有用的。

1.6人工智能的研究和應(yīng)用領(lǐng)域14.智能調(diào)度與指揮1.6人工智能的研究和應(yīng)用領(lǐng)域15.智能檢索隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，出現(xiàn)了“知識爆炸”的情況，研究智能檢索系統(tǒng)已成為科技持續(xù)快速發(fā)展的重要保證。智能信息檢索系統(tǒng)的設(shè)計者們將面臨以下幾個問題。首先，建立一個能夠理解以自然語言陳述的詢問系統(tǒng)本身就存在不少問題。其次，即使能夠通過規(guī)定某些機器能夠理解的形式化詢問語句來回避語言理解問題，但仍然存在一個如何根據(jù)存儲的事實演繹出答案的問題。第三，理解詢問和演繹答案所需要的知識都可能超出該學(xué)科領(lǐng)域數(shù)據(jù)庫所表示的知識。

1.6人工智能的研究和應(yīng)用領(lǐng)域15.智能檢索1.6人工智能的研究和應(yīng)用領(lǐng)域16.數(shù)據(jù)挖掘與知識發(fā)現(xiàn)知識獲取是知識信息處理的關(guān)鍵問題之一。數(shù)據(jù)挖掘是通過綜合運用統(tǒng)計學(xué)、粗糙集、模糊數(shù)學(xué)、機器學(xué)習(xí)和專家系統(tǒng)等多種學(xué)習(xí)手段和方法，從大量的數(shù)據(jù)中提煉出抽象的知識，從而揭示出蘊涵在這些數(shù)據(jù)背后的客觀世界的內(nèi)在聯(lián)系和本質(zhì)規(guī)律，實現(xiàn)知識的自動獲取。數(shù)據(jù)挖掘和知識發(fā)現(xiàn)技術(shù)已獲廣泛應(yīng)用。1.6人工智能的研究和應(yīng)用領(lǐng)域16.數(shù)據(jù)挖掘與知識發(fā)現(xiàn)1.6人工智能的研究和應(yīng)用領(lǐng)域17.人工生命人工生命(ArtificialLife,ALife)旨在用計算機和精密機械等人工媒介生成或構(gòu)造出能夠表現(xiàn)自然生命系統(tǒng)行為特征的仿真系統(tǒng)或模型系統(tǒng)。自然生命系統(tǒng)行為具有自組織、自復(fù)制、自修復(fù)等特征以及形成這些特征的混沌動力學(xué)、進(jìn)化和環(huán)境適應(yīng)。人工生命所研究的人造系統(tǒng)能夠演示具有自然生命系統(tǒng)特征的行為，在“生命之所能”(lifeasitcouldbe)的廣闊范圍內(nèi)深入研究“生命之所知”(lifeasweknowit)的實質(zhì)。人工生命學(xué)科的研究內(nèi)容包括生命現(xiàn)象的仿生系統(tǒng)、人工建模與仿真、進(jìn)化動力學(xué)、人工生命的計算理論、進(jìn)化與學(xué)習(xí)綜合系統(tǒng)以及人工生命的應(yīng)用等。

1.6人工智能的研究和應(yīng)用領(lǐng)域17.人工生命1.6人工智能的研究和應(yīng)用領(lǐng)域18.系統(tǒng)與語言工具除了直接瞄準(zhǔn)實現(xiàn)智能的研究工作外，開發(fā)新的方法也往往是人工智能研究的一個重要方面。人工智能對計算機界的某些最大貢獻(xiàn)已經(jīng)以派生的形式表現(xiàn)出來。計算機系統(tǒng)的一些概念，如分時系統(tǒng)、編目處理系統(tǒng)和交互調(diào)試系統(tǒng)等，已經(jīng)在人工智能研究中得到發(fā)展。1.6人工智能的研究和應(yīng)用領(lǐng)域18.系統(tǒng)與語言工具1.7人工智能對人類的影響1.7.1人工智能對經(jīng)濟(jì)的影響人工智能系統(tǒng)的開發(fā)和應(yīng)用，已為人類創(chuàng)造出可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

專家系統(tǒng)、機器人、數(shù)據(jù)挖掘與智能決策、游戲1.7人工智能對人類的影響1.7.1人工智能對經(jīng)濟(jì)的影1.7人工智能對人類的影響1.7.2人工智能對社會的影響1.勞務(wù)就業(yè)問題機器代替人2.社會結(jié)構(gòu)變化“人——機器”→”人——智能機器——機器”3.思維方式與觀念的變化機器人人1.7人工智能對人類的影響1.7.2人工智能對社會的影1.7人工智能對人類的影響1.7.2人工智能對社會的影響4.心理上的威脅

5.技術(shù)失控的危險阿西莫夫“機器人三守則”6.引起的法律問題1.7人工智能對人類的影響1.7.2人工智能對社會的影1.7人工智能對人類的影響1.7.3人工智能對文化的影響1.改善人類的知識

2.改善人類的語言

3.改善文化生活1.7人工智能對人類的影響1.7.3人工智能對文化的影1.8對人工智能對展望1.8.1更新的理論框架人工智能研究存在的問題1.宏觀與微觀的隔離

2.全局與局部割裂

3.理論與實際脫節(jié)1.8對人工智能對展望1.8.1更新的理論框架1.8對人工智能對展望1.8.2更好的技術(shù)集成多學(xué)科智能集成技術(shù)1.8.3更成熟的應(yīng)用方法硬件軟件系統(tǒng)：AI通用語言、開發(fā)環(huán)境、工具“先進(jìn)智能”:自然智能與人工智能研究中的前沿領(lǐng)域。1.8對人工智能對展望1.8.2更好的技術(shù)集成“先進(jìn)智人工智能原理合肥工業(yè)大學(xué)計算機與信息學(xué)院王浩jsjxwangh@

人工智能原理合肥工業(yè)大學(xué)主要教材與參考書人工智能基礎(chǔ)(第2版)蔡自興、蒙祖強編著

高等教育出版社人工智能導(dǎo)論王萬良編著高等教育出版社人工智能——復(fù)雜問題求解的結(jié)構(gòu)和策略（第4版）

GeorgeF.luger著史忠植等譯機械工業(yè)出版社人工智能NilsJ.Nilsson著鄭扣根等譯機械工業(yè)出版社智能科學(xué)史忠植著清華大學(xué)出版社主要教材與參考書人工智能基礎(chǔ)(第2版)目錄第一章緒論第二章知識表示

第三章搜索技術(shù)第四章推理技術(shù)第五章機器學(xué)習(xí)

第六章專家系統(tǒng)

第七章自動規(guī)劃系統(tǒng)第八章自然語言理解第九章智能控制第十章人工智能程序設(shè)計目錄第一章緒論1.1人工智能的定義和發(fā)展21世紀(jì)最具有發(fā)展前景和最具影響力的兩大帶頭學(xué)科群：生命科學(xué)群；信息科學(xué)群；人工智能：是上述兩個學(xué)科群中最重要、最精彩、且最具前景的交叉領(lǐng)域1.1人工智能的定義和發(fā)展21世紀(jì)最具有發(fā)展前景和最1.1人工智能的定義和發(fā)展1.1.1人工智能的定義

人工智能——ArtificialIntelligence，AI定義1.1智能（Intelligent）人的智能是他們理解和學(xué)習(xí)事務(wù)的能力。智能是思考和理解能力而不是本能的做事能力。定義1.2智能機器（IntelligentMachine）智能機器是一種能夠呈現(xiàn)人類智能行為的機器。1.1人工智能的定義和發(fā)展1.1.1人工智能的定義1.1人工智能的定義和發(fā)展2006年人機中國象棋大戰(zhàn)1.1人工智能的定義和發(fā)展2006年人機中國象棋大戰(zhàn)1.1人工智能的定義和發(fā)展1.1人工智能的定義和發(fā)展1.1人工智能的定義和發(fā)展定義1.3人工智能（Nilsson）人工智能是關(guān)于知識的科學(xué)（知識的表示、知識的獲取以及知識的運用）。定義1.4人工智能(學(xué)科)人工智能(學(xué)科)是計算機科學(xué)中涉及研究、設(shè)計和應(yīng)用智能機器的一個分支。它的近期主要目標(biāo)在于研究用機器來模仿和執(zhí)行人腦的某些智力功能，并開發(fā)相關(guān)理論和技術(shù)。

1.1人工智能的定義和發(fā)展定義1.3人工智能（Nilss1.1人工智能的定義和發(fā)展定義1.5人工智能(能力)人工智能(能力)是智能機器所執(zhí)行的通常與人類智能有關(guān)的智能行為，如判斷、推理、證明、識別、感知、理解、通信、設(shè)計、思考、規(guī)劃、學(xué)習(xí)和問題求解等思維活動。1.1人工智能的定義和發(fā)展定義1.5人工智能(能力)TheTuringTest1950:AlanTuring的文章“ComputingMachineryandIntelligence.”Mind,Vol.59,No.236,pp.433-460提出圖靈測試1.1人工智能的定義和發(fā)展TheTuringTest1950:AlanTuri1.1人工智能的定義和發(fā)展1.1.2人工智能的起源和發(fā)展1.孕育時期（1956年前）公元前384-322亞里士多德（Aristotle）形式邏輯三段論20世紀(jì)30~40年代數(shù)理邏輯維納（Wiener）、弗雷治、羅素等為代表對發(fā)展數(shù)理邏輯學(xué)科的貢獻(xiàn)計算模型丘奇(Church)、圖靈和其它一些人關(guān)于計算本質(zhì)的思想，為人工智能的形成產(chǎn)生了重要影響。1943年麥卡洛克和皮茨神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型

→連接主義學(xué)派1948年維納控制論→行為主義學(xué)派1.1人工智能的定義和發(fā)展1.1.2人工智能的起源和發(fā)展1.1人工智能的定義和發(fā)展1.1.2人工智能的起源和發(fā)展2.形成時期（1956~1976年）

1956年夏季，McCarthy、Minsky、Lochester、Shannon，人類歷史上第一次人工智能研討會在美國的達(dá)特茅斯(Dartmouth)大學(xué)舉行，標(biāo)志著人工智能學(xué)科的誕生。

1965年

Feigenbaum專家系統(tǒng)DENDRAL1969年召開了第一屆國際人工智能聯(lián)合會議(InternationalJointConferenceonAI,IJCAI),此后每兩年召開一次。

1970年《人工智能》國際雜志(InternationalJournalofAI)創(chuàng)刊。

1.1人工智能的定義和發(fā)展1.1.2人工智能的起源和發(fā)展1.1人工智能的定義和發(fā)展1.1.2人工智能的起源和發(fā)展3.暗淡時期（1966~1974年）

盲目樂觀：機器翻譯，定理證明（數(shù)學(xué)原理）、跳棋程序、模式識別（字符、積木結(jié)構(gòu)）、通用解題程序（GPS）

預(yù)言：2000年機器智能超過人類

巨大困難：神經(jīng)元數(shù)目1010,Thespiritiswillingbutthefleshisweak（心有余而力不足）→俄→Thewineisgoodbutthemeatisspoiled1971年詹姆士綜合報告，“人工智能即使不是騙局，也是庸人自擾”1.1人工智能的定義和發(fā)展1.1.2人工智能的起源和發(fā)展1.1人工智能的定義和發(fā)展1.1.2人工智能的起源和發(fā)展4.知識應(yīng)用時期（1970~1988年）

Feigenbaum專家系統(tǒng)

1968年，DENDRAL1972~1976年MYCIN1977年第五屆人工智能聯(lián)合會議知識工程（KnowledgeEngineering）

1981年日本第五代智能計算機計劃1.1人工智能的定義和發(fā)展1.1.2人工智能的起源和發(fā)展1.1人工智能的定義和發(fā)展1.1.2人工智能的起源和發(fā)展5.集成發(fā)展時期（1986年至今）專家系統(tǒng)問題：缺乏常識知識、應(yīng)用領(lǐng)域狹窄、知識獲取困難、推理機制單一、缺少學(xué)習(xí)能力、未能分布處理。

機器學(xué)習(xí)、計算智能（神經(jīng)計算、進(jìn)化計算、自然計算、免疫計算、群計算）、智能體（Agent）、網(wǎng)絡(luò)智能

三大流派：綜合集成、優(yōu)勢互補、共同發(fā)展1.1人工智能的定義和發(fā)展1.1.2人工智能的起源和發(fā)展1.2人工智能的各種認(rèn)知觀1.2.1人工智能的主要學(xué)派1.符號主義又稱邏輯主義（Logicism）、心理學(xué)派（Psychlogism）、計算機學(xué)派（Computerism）基本原理：物理符號系統(tǒng)（即符號操作系統(tǒng)）假設(shè)和有限合理性原理。

起源：數(shù)理邏輯認(rèn)為認(rèn)知是一種符號處理的過程，人類思維過程也可用某種符號來描述，思維就是計算，認(rèn)知就是計算。

LISP語言、PROLOG語言、自然語言理解、機器定理證明、專家系統(tǒng)。domainsperson,another=symbolpredicateslikes(person,another).clauseslikes(jack,sussan).likes(john,marry).likes(tom,cathy).likes(tom,ellen).likes(jack,X)iflikes(tom,X).【事實】Jack喜歡SussanJohn喜歡MarryTom喜歡CathyTom喜歡Ellen【規(guī)則】

如果Tom喜歡X，那么Jack喜歡X1.2人工智能的各種認(rèn)知觀1.2.1人工智能的主要學(xué)派d1.2人工智能的各種認(rèn)知觀1.2.1人工智能的主要學(xué)派2.連接主義又稱仿生學(xué)派（Bionicsism）、生理學(xué)派（Physiologism）

基本原理：神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)間的連接機制和學(xué)習(xí)算法。

起源：仿生學(xué)人腦模型

認(rèn)為人類認(rèn)知活動主要基于大腦神經(jīng)元的活動。1.2人工智能的各種認(rèn)知觀1.2.1人工智能的主要學(xué)派1.2人工智能的各種認(rèn)知觀1.2.1人工智能的主要學(xué)派3.行為主義又稱進(jìn)化主義（Evolutionism）、控制論學(xué)派（Cyberneticism）基本原理：控制論及感知-動作模式控制系統(tǒng)

起源：控制論

1.2人工智能的各種認(rèn)知觀1.2.1人工智能的主要學(xué)派1.2人工智能的各種認(rèn)知觀1.2.2對人工智能的爭論1.對人工智能理論的爭論符號主義：人的認(rèn)知基元是符號，認(rèn)知過程即是符號操作過程。AI的核心：知識表示、知識推理和知識運用

連接主義：人的思維基元是神經(jīng)元。神經(jīng)元連接的大腦工作模式

行為主義：只能取決于感知和行為。不需要知識、不需要推理。

智能行為只能在現(xiàn)實世界中與環(huán)境交互作用而表現(xiàn)出來。2.對人工智能方法的爭論符號主義：功能模擬

連接主義：結(jié)構(gòu)模擬

行為主義：行為模擬1.2人工智能的各種認(rèn)知觀1.2.2對人工智能的爭論1.3人類智能與人工智能1.3.1研究認(rèn)知過程的任務(wù)

探求高層次思維決策與初級信息處理的關(guān)系，并用計算機程序來模擬人的思維策略水平，而用計算機語言模擬人的初級信息處理過程。思維策略初級信息處理生理過程計算機程序計算機語言計算機硬件人類認(rèn)知活動計算機1.3人類智能與人工智能1.3.1研究認(rèn)知過程的任務(wù)思1.3人類智能與人工智能1.3.2智能信息處理系統(tǒng)的假設(shè)

令T表示時間變量，x表示認(rèn)知操作，x的變化△x為當(dāng)前機體狀態(tài)S（機體的生理和心理以及大腦的記憶等）和外界刺激R的函數(shù)。當(dāng)外界刺激作用到處于某一特定狀態(tài)的機體時，便發(fā)生變化，即

T→T+1x→x+△x

△x=f(S,R)1.3人類智能與人工智能1.3.2智能信息處理系統(tǒng)的假1.3人類智能與人工智能1.3.2智能信息處理系統(tǒng)的假設(shè)信息處理系統(tǒng)又叫符號操作系統(tǒng)或物理符號系統(tǒng)。所謂符號就是模式。一個完善的符號系統(tǒng)應(yīng)具有下列6種基本功能：(1)輸入符號(input)；(2)輸出符號(output);(3)存儲符號(store);(4)復(fù)制符號(copy);(5)建立符號結(jié)構(gòu)：通過找出各符號間的關(guān)系，在符號系統(tǒng)中形成符號結(jié)構(gòu)；(6)條件性遷移(conditionaltransfer):根據(jù)已有符號，繼續(xù)完成活動過程。

1.3人類智能與人工智能1.3.2智能信息處理系統(tǒng)的假1.3人類智能與人工智能1.3.2智能信息處理系統(tǒng)的假設(shè)如果一個物理符號系統(tǒng)具有上述全部6種功能，能夠完成這個全過程，那么它就是一個完整的物理符號系統(tǒng)。人具有上述6種功能；現(xiàn)代計算機也具備物理符號系統(tǒng)的這6種功能。任何一個系統(tǒng)，如果它能表現(xiàn)出智能，那么它就必定能夠執(zhí)行上述6種功能。反之，任何系統(tǒng)如果具有這6種功能，那么它就能夠表現(xiàn)出智能；這種智能指的是人類所具有的那種智能。把這個假設(shè)稱為物理符號系統(tǒng)的假設(shè)。1.3人類智能與人工智能1.3.2智能信息處理系統(tǒng)的假1.3人類智能與人工智能1.3.2智能信息處理系統(tǒng)的假設(shè)物理符號系統(tǒng)3個推論推論一既然人具有智能，那么他(她)就一定是個物理符號系統(tǒng)。人之所以能夠表現(xiàn)出智能，就是基于他的信息處理過程。推論二既然計算機是一個物理符號系統(tǒng)，它就一定能夠表現(xiàn)出智能。這是人工智能的基本條件。推論三既然人是一個物理符號系統(tǒng)，計算機也是一個物理符號系統(tǒng)，那么就能夠用計算機來模擬人的活動。1.3人類智能與人工智能1.3.2智能信息處理系統(tǒng)的假1.3人類智能與人工智能1.3.3人類智能的計算機模擬物理符號系統(tǒng)假設(shè)的推論一告訴人們，人有智能，所以他是一個物理符號系統(tǒng)；推論三指出，可以編寫出計算機程序去模擬人類的思維活動。這就是說，人和計算機這兩個物理符號系統(tǒng)所使用的物理符號是相同的，因而計算機可以模擬人類的智能活動過程。圖靈測試

1.3人類智能與人工智能1.3.3人類智能的計算機模擬1.4人工智能的研究目標(biāo)和內(nèi)容1.4.1人工智能的研究目標(biāo)一般研究目標(biāo)：

（1）更好地理解人類智能，通過編寫程序來模仿和檢驗有關(guān)人類智能的理論。

（2）創(chuàng)造有用靈巧的程序，該程序能夠執(zhí)行一般需要人類專家才能實現(xiàn)的任務(wù)。

近期目標(biāo)：建造智能計算機以代替人類的某些智力活動。

遠(yuǎn)期目標(biāo)：用自動機模仿人類思維活動和智力功能。1.4人工智能的研究目標(biāo)和內(nèi)容1.4.1人工智能的研究1.4人工智能的研究目標(biāo)和內(nèi)容1.4.2人工智能研究的基本內(nèi)容

1.認(rèn)知建模

認(rèn)知的5種類型：①信息處理過程②心理上的符號計算③問題求解④思維⑤諸如知覺、記憶、思考、判斷、推理、學(xué)習(xí)、想象、問題求解、概念形成和語言使用等關(guān)聯(lián)活動。認(rèn)知科學(xué)（思維科學(xué)）說明人類在認(rèn)知過程中是如何進(jìn)行信息加工的。1.4人工智能的研究目標(biāo)和內(nèi)容1.4.2人工智能研究的1.4人工智能的研究目標(biāo)和內(nèi)容1.4.2人工智能研究的基本內(nèi)容

2.知識表示

人類知識概念化、形式化或模型化。

3.知識推理

從一些已知判斷或前提推導(dǎo)出一個新的判斷或結(jié)論的思維過程。4.知識應(yīng)用

專家系統(tǒng)、自然語言理解，…

1.4人工智能的研究目標(biāo)和內(nèi)容1.4.2人工智能研究的1.4人工智能的研究目標(biāo)和內(nèi)容1.4.2人工智能研究的基本內(nèi)容

5.機器感知機器有類似于人的感覺，如機器視覺、機器聽覺

6.機器思維

對傳感信息和機器內(nèi)部的工作信息進(jìn)行有目的的處理。7.機器學(xué)習(xí)

使機器（計算機）具有學(xué)習(xí)新知識和新技術(shù)，并在實踐中不斷改進(jìn)和完善的能力。

1.4人工智能的研究目標(biāo)和內(nèi)容1.4.2人工智能研究的1.4人工智能的研究目標(biāo)和內(nèi)容1.4.2人工智能研究的基本內(nèi)容

8.機器行為智能系統(tǒng)（計算機、機器人）具有表達(dá)能力和行動能力。

9.智能系統(tǒng)構(gòu)建開展對模型、系統(tǒng)構(gòu)造與分析技術(shù)、系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境和構(gòu)造工具以及人工智能語言等的研究。

1.4人工智能的研究目標(biāo)和內(nèi)容1.4.2人工智能研究的1.5人工智能研究的主要方法1.功能模擬法以符號處理為核心對人腦功能進(jìn)行模擬。

2.結(jié)構(gòu)模擬法通過神經(jīng)元之間的連接以及神經(jīng)元間的秉性處理，實現(xiàn)對人腦智能的模擬。3.行為模擬法

智能行為的感知-動作模式。4.集成模擬法

1.5人工智能研究的主要方法1.功能模擬法1.6人工智能的研究和應(yīng)用領(lǐng)域1.問題求解與博弈人工智能的第一個大成就是發(fā)展了能夠求解難題的下棋(如國際象棋)程序，它包含問題的表示、分解、搜索與歸約等。2.邏輯推理與定理證明邏輯推理是人工智能研究中最持久的子領(lǐng)域之一，特別重要的是要找到一些方法，只把注意力集中在一個大型數(shù)據(jù)庫中的有關(guān)事實上，留意可信的證明，并在出現(xiàn)新信息時適時修正這些證明。定理證明的研究在人工智能方法的發(fā)展中曾經(jīng)產(chǎn)生過重要的影響。我國人工智能大師吳文俊院士提出并實現(xiàn)了幾何定理機器證明的方法，被國際上承認(rèn)為“吳氏方法”，是定理證明的又一標(biāo)志性成果。1.6人工智能的研究和應(yīng)用領(lǐng)域1.問題求解與博弈1.6人工智能的研究和應(yīng)用領(lǐng)域3.計算智能神經(jīng)計算、模糊計算、進(jìn)化計算、粒子群計算、自然計算、免疫計算等。進(jìn)化計算(EvolutionaryComputation)是指一類以達(dá)爾文進(jìn)化論為依據(jù)來設(shè)計、控制和優(yōu)化人工系統(tǒng)的技術(shù)和方法的總稱，它包括遺傳算法、進(jìn)化策略和進(jìn)化規(guī)劃。

4.分布式人工智能與Agent分布式計算與人工智能的結(jié)合，創(chuàng)建一種能夠描述自然系統(tǒng)和社會系統(tǒng)的精確概念模型。Agent是處在某個環(huán)境中的計算機系統(tǒng)，該系統(tǒng)有能力在這個環(huán)境中自主行動以實現(xiàn)其設(shè)計目標(biāo)。1.6人工智能的研究和應(yīng)用領(lǐng)域3.計算智能1.6人工智能的研究和應(yīng)用領(lǐng)域5.自動程序設(shè)計對自動程序設(shè)計的研究不僅可以促進(jìn)半自動軟件開發(fā)系統(tǒng)的發(fā)展，而且也使通過修正自身數(shù)碼進(jìn)行學(xué)習(xí)(即修正它們的性能)的人工智能系統(tǒng)得到發(fā)展。程序理論方面的有關(guān)研究工作對人工智能的所有研究工作都是很重要的。自動程序設(shè)計研究的重大貢獻(xiàn)之一是作為問題求解策略的調(diào)整概念。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，對程序設(shè)計或機器人控制問題，先產(chǎn)生一個不費事的有錯誤的解，然后再修改它(使它正確工作)，這種做法一般要比堅持要求第一個解就完全沒有缺陷的做法有效得多。

1.6人工智能的研究和應(yīng)用領(lǐng)域5.自動程序設(shè)計1.6人工智能的研究和應(yīng)用領(lǐng)域6.專家系統(tǒng)一般地說，專家系統(tǒng)是一個智能計算機程序系統(tǒng)，其內(nèi)部具有大量專家水平的某個領(lǐng)域知識與經(jīng)驗，能夠利用人類專家的知識和解決問題的方法來解決該領(lǐng)域的問題。發(fā)展專家系統(tǒng)的關(guān)鍵是表達(dá)和運用專家知識，即來自人類專家的并已被證明對解決有關(guān)領(lǐng)域內(nèi)的典型問題是有用的事實和過程。

1.6人工智能的研究和應(yīng)用領(lǐng)域6.專家系統(tǒng)1.6人工智能的研究和應(yīng)用領(lǐng)域7.機器學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)是人類智能的主要標(biāo)志和獲得知識的基本手段；機器學(xué)習(xí)(自動獲取新的事實及新的推理算法)是使計算機具有智能的根本途徑；機器學(xué)習(xí)還有助于發(fā)現(xiàn)人類學(xué)習(xí)的機理和揭示人腦的奧秘。學(xué)習(xí)是一個有特定目的的知識獲取過程，其內(nèi)部表現(xiàn)為新知識結(jié)構(gòu)的不斷建立和修改，而外部表現(xiàn)為性能的改善。

1.6人工智能的研究和應(yīng)用領(lǐng)域7.機器學(xué)習(xí)1.6人工智能的研究和應(yīng)用領(lǐng)域8.自然語言理解語言處理也是人工智能的早期研究領(lǐng)域之一，并引起了進(jìn)一步的重視。語言的生成和理解是一個極為復(fù)雜的編碼和解碼問題。一個能理解自然語言信息的計算機系統(tǒng)看起來就像一個人一樣需要有上下文知識以及根據(jù)這些上下文知識和信息用信息發(fā)生器進(jìn)行推理的過程。理解口頭的和書寫語言的計算機系統(tǒng)所取得的某些進(jìn)展，其基礎(chǔ)就是有關(guān)表示上下文知識結(jié)構(gòu)的某些人工智能思想以及根據(jù)這些知識進(jìn)行推理的某些技術(shù)。1.6人工智能的研究和應(yīng)用領(lǐng)域8.自然語言理解1.6人工智能的研究和應(yīng)用領(lǐng)域9.機器人學(xué)人工智能研究日益受到重視的另一個分支是機器人學(xué)，其中包括對操作機器人裝置程序的研究。這個領(lǐng)域所研究的問題，從機器人手臂的最佳移動到實現(xiàn)機器人目標(biāo)的動作序列的規(guī)劃方法，無所不包。目前已經(jīng)建立了一些比較復(fù)雜的機器人系統(tǒng)。機器人和機器人學(xué)的研究促進(jìn)了許多人工智能思想的發(fā)展。智能機器人的研究和應(yīng)用體現(xiàn)出廣泛的學(xué)科交叉，涉及眾多的課題，機器人已在各領(lǐng)域獲得越來越普遍的應(yīng)用。

1.6人工智能的研究和應(yīng)用領(lǐng)域9.機器人學(xué)1.6人工智能的研究和應(yīng)用領(lǐng)域10.模式識別人工智能所研究的模式識別是指用計算機代替人類或幫助人類感知模式，是對人類感知外界功能的模擬，研究的是計算機模式識別系統(tǒng)，也就是使一個計算機系統(tǒng)具有模擬人類通過感官接受外界信息、識別和理解周圍環(huán)境的感知能力。1.6人工智能的研究和應(yīng)用領(lǐng)域10.模式識別1.6人工智能的研究和應(yīng)用領(lǐng)域11.機器視覺實驗表明，人類接受外界信息的80%以上來自視覺，視覺對人類是非常重要的。機器視覺或計算機視覺已從模式識別的一個研究領(lǐng)域發(fā)展為一門獨立的學(xué)科；在視覺方面，已經(jīng)給計算機系統(tǒng)裝上電視輸入裝置以便能夠“看見”周圍的東西。機器視覺的前沿研究領(lǐng)域包括實時并行處理、主動式定性視覺、動態(tài)和時變視覺、三維景物的建模與識別、實時圖像壓縮傳輸和復(fù)原、多光譜和彩色圖像的處理與解釋等。

1.6人工智能的研究和應(yīng)用領(lǐng)域11.機器視覺1.6人工智能的研究和應(yīng)用領(lǐng)域12.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理直覺和形象思維信息具有比傳統(tǒng)處理方式好得多的效果。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)已在模式識別、圖象處理、組合優(yōu)化、自動控制、信息處理、機器人學(xué)和人工智能的其它領(lǐng)域獲得日益廣泛的應(yīng)用。1.6人工智能的研究和應(yīng)