sukj第章+人工智能概述

第1章人工智能概述第1章人工智能概述1956年正式提出人工智能（artificialintelligence,AI）這個術語并把它作為一門新興科學的名稱。20世紀三大科學技術成就：空間技術原子能技術人工智能2第1章人工智能概述1.1人工智能的基本概念1.2人工智能的發(fā)展簡史1.3人工智能研究的基本內(nèi)容1.4人工智能的主要研究領域

3第1章人工智能概述1.1人工智能的基本概念

1.2人工智能的發(fā)展簡史1.3人工智能研究的基本內(nèi)容1.4人工智能的主要研究領域41.1.1智能的概念自然界四大奧秘：物質(zhì)的本質(zhì)、宇宙的起源、生命的本質(zhì)、智能的發(fā)生。對智能還沒有確切的定義，主要流派有：（1）思維理論：智能的核心是思維（2）知識閾值理論：智能取決于知識的數(shù)量及一般化程度（3）進化理論：用控制取代知識的表示智能是知識與智力的總和知識是一切智能行為的基礎獲取知識并應用知識求解問題的能力

5感知能力：通過視覺、聽覺、觸覺、嗅覺等感覺器官感知外部世界的能力。80%以上信息通過視覺得到，10%信息通過聽覺得到。1.1.2智能的特征存儲由感知器官感知到的外部信息以及由思維所產(chǎn)生的知識對記憶的信息進行處理2.記憶與思維能力6（1）邏輯思維（抽象思維）依靠邏輯進行思維。思維過程是串行的。容易形式化。思維過程具有嚴密性、可靠性。1.1.2智能的特征（2）形象思維（直感思維）依據(jù)直覺。思維過程是并行協(xié)同式的。形式化困難。在信息變形或缺少的情況下仍有可能得到比較滿意的結果。74.行為能力（表達能力）

1.1.2智能的特征（3）頓悟思維（靈感思維）不定期的突發(fā)性。

非線性的獨創(chuàng)性及模糊性。穿插于形象思維與邏輯思維之中。

3.學習能力

學習既可能是自覺的、有意識的，也可能是不自覺的、無意識的；既可以是有教師指導的，也可以是通過自己實踐的。人們的感知能力：用于信息的輸入。行為能力：信息的輸出。8

人工智能：用人工的方法在機器（計算機）上實現(xiàn)的智能；或者說是人們使機器具有類似于人的智能。1.1.3人工智能

人工智能學科：一門研究如何構造智能機器（智能計算機）或智能系統(tǒng)，使它能模擬、延伸、擴展人類智能的學科。圖靈測試：1950年圖靈發(fā)表的《計算機與智能》中設計了一個測試，用以說明人工智能的概念。9第1章人工智能概述1.1人工智能的基本概念1.2人工智能的發(fā)展簡史

1.3人工智能研究的基本內(nèi)容1.4人工智能的主要研究領域101.2人人工工智能能的發(fā)發(fā)展簡簡史1.2.1孕孕育育（1956年年之前前）公元前前，亞亞里斯斯多德德（Aristotle）：：三段段論培根（（F.Bacon）：：歸納納法萊布尼尼茨（（G.W.Leibnitz）：：萬能能符號號、推推理計計算布爾（（G.Boole）：：用符符號語語言描描述思思維活活動的的基本本推理理法則則1936年年，圖圖靈：：圖靈靈機1943年年，麥麥克洛洛奇（（W.McCulloch）、、匹茲茲(W.Pitts)：M－P模型型111.2人人工工智能能的發(fā)發(fā)展簡簡史1.2.1孕孕育育（1956年年之前前）美國愛愛荷華華州立立大學學的阿阿塔納納索夫夫教授授和他他的研研究生生貝瑞瑞在1937年年至1941年年間開開發(fā)的的世界界上第第一臺臺電子子計算算機““阿塔塔納索索夫－－貝瑞瑞計算算機（（Atanasoff-BerryComputer，ABC）””為人人工智智能的的研究究奠定定了物物質(zhì)基基礎。。阿塔納納索夫貝瑞121.2.2形形成成（1956年年－1969年年）1956年年夏，，當時時美國國達特特茅斯斯大學學數(shù)學學助教教、現(xiàn)現(xiàn)任斯斯坦福福大學學教授授麥卡錫錫和哈佛佛大學學數(shù)學學和神神經(jīng)學學家、、現(xiàn)任任MIT教教授明明斯基基、IBM公司司信息息研究究中心心負責責人洛切斯斯特、貝爾爾實驗驗室信信息部部數(shù)學學研究究員香農(nóng)共同發(fā)發(fā)起，，邀請請普林林斯頓頓大學學莫爾爾和IBM公司司塞繆爾爾、MIT的的塞爾夫夫里奇奇和索索羅莫莫夫以及蘭蘭德公公司和和卡內(nèi)內(nèi)基－－梅隆隆大學學的紐厄爾爾、西蒙等10名年年輕學學者在在達特特莫斯斯大學學召開開了兩兩個月月的學學術研研討會會，討討論機機器智智能問問題。。會上經(jīng)經(jīng)麥卡卡錫提提議正正式采采用““人工工智能能”這這一術術語，，標志志著人人工智智能學學科正正式誕誕生。。麥卡卡錫因因而被被稱為為人工工智能能之父父。此后，，美國國形成成了多多個人人工智智能研研究組組織，，如紐紐厄爾爾和西西蒙的的CarnegieRAND協(xié)協(xié)作組組，明明斯基基和麥麥卡錫錫的MIT研究究組，，塞繆繆爾的的IBM工工程研研究組組等。。131.2.2形形成成（1956年年－1969年年）1956年年以后后，人人工智智能的的研究究在機機器學學習、、定理理證明明、模模式識識別、、問題題求解解、專專家系系統(tǒng)及及人工工智能能語言言等方方面都都取得得了許許多引引人矚矚目的的成就就。。1969年年，成成立了了國際際人工工智能能聯(lián)合合會議議（InternationalJointConferencesonArtificialIntelligence，，IJCAI））。1970年，創(chuàng)創(chuàng)刊了了國際際性的的人工工智能能雜志志（ArtificialIntelligence）。141.2.3發(fā)發(fā)展展（1970年年－））20世世紀60年年代末末，人人工智智能研研究遇遇到困困難，，如機機器翻翻譯。。1966年美美國顧顧問委委員會會的報報告裁裁定：：還不不存在在通用用的科科學文文本機機器翻翻譯，，也沒沒有很很近的的實現(xiàn)現(xiàn)前景景。英英國、、美國國中斷斷了大大部分分機器器翻譯譯項目目的資資助。。1977年年，費費根鮑鮑姆在在第五五屆國國際人人工智智能聯(lián)聯(lián)合會會議上上提出出了““知識識工程程”概概念，，推動動了知知識為為中心心的研研究。。1981年年，日日本宣宣布第第五代代計算算機發(fā)發(fā)展計計劃，，并在在1991年展展出了了研制制的PSI－3智能能工作作站和和由PSI－3構成成的模模型機機系統(tǒng)統(tǒng)。我國自自1978年開開始把把“智智能模模擬””作為為國家家科學學技術術發(fā)展展規(guī)劃劃的主主要研研究課課題。。1981年成成立了了中國國人工工智能能學會會?，F(xiàn)在，，人工工智能能已經(jīng)經(jīng)成為為計算算機、、航空空航天天、軍軍事裝裝備、、工業(yè)業(yè)等眾眾多領領域的的關鍵鍵技術術。15第1章章人人工智智能概概述1.1人人工工智能能的基基本概概念1.2人人工工智能能的發(fā)發(fā)展簡簡史1.3人人工工智能能研究究的基基本內(nèi)內(nèi)容1.4人人工工智能能的主主要研研究領領域161.3人人工工智智能能研研究究的的基基本本內(nèi)內(nèi)容容知識識表表示示知識識表表示示：將將人人類類知知識識形形式式化化或或者者模模型型化化。。知識識表表示示方方法法：符符號號表表示示法法、、連連接接機機制制表表示示法法。。符號號表表示示法法：用用各各種種包包含含具具體體含含義義的的符符號號，，以以各各種種不不同同的的方方式式和和順順序序組組合合起起來來表表示示知知識識的的一一類類方方法法。。例例如如，，一一階階謂謂詞詞邏邏輯輯、、產(chǎn)產(chǎn)生生式式等等。。連接接機機制制表表示示法法：把把各各種種物物理理對對象象以以不不同同的的方方式式及及順順序序連連接接起起來來，，并并在在其其間間互互相相傳傳遞遞及及加加工工各各種種包包含含具具體體意意義義的的信信息息，，以以此此來來表表示示相相關關的的概概念念及及知知識識。。例例如如，，神神經(jīng)經(jīng)網(wǎng)網(wǎng)絡絡等等。。172.機機器器感感知知2.機器器感感知知機器器感感知知：：使使機機器器（（計計算算機機））具具有有類類似似于于人人的的感感知知能能力力。。以以機機器器視視覺覺(machinevision)與與機機器器聽聽覺覺為為主主。。1.3人人工工智智能能研研究究的的基基本本內(nèi)內(nèi)容容3.機器器思思維維機器器思思維維：：對對通通過過感感知知得得來來的的外外部部信信息息及及機機器器內(nèi)內(nèi)部部的的各各種種工工作作信信息息進進行行有有目目的的的的處處理理。。182.機機器器感感知知4.機器器學學習習機器器學學習習（（machinelearning）：：研研究究如如何何使使計計算算機機具具有有類類似似于于人人的的學學習習能能力力，，使使它它能能通通過過學學習習自自動動地地獲獲取取知知識識。。1957年年，，Rosenblatt研研制制成成功功了了感感知知機機。。1.3人人工工智智能能研研究究的的基基本本內(nèi)內(nèi)容容5.機器行為機器行為：：計算機的的表達能力力，即“說說”、“寫寫”、“畫畫”等能力力。19第1章人人工智智能概述1.1人人工智能能的基本概概念1.2人人工智能能的發(fā)展簡簡史1.3人人工智能能研究的基基本內(nèi)容1.4人人工智能能的主要研研究領域201.4人人工智能能的主要研研究領域1.自動動定理證明明定理證明的的實質(zhì)是證證明由前提提P得到結論Q的永真性。。1958年年，王浩證證明了有關關命題演算算的全部定定理（220條）、、謂詞演算算中150條定理的的85%。。1965年年魯賓遜（（Robinson）提出了了歸結原理理，使機器器定理證明明成為現(xiàn)實實。我國著名數(shù)數(shù)學家、中中國科學院院吳文俊院院士把幾何何代數(shù)化，，建立了一一套機器證證明方法，，被稱為““吳方法””。211.4人人工智能能的主要研研究領域2.博弈下棋、打牌牌、戰(zhàn)爭等等一類競爭爭性的智能能活動。1956年年，塞繆爾爾研制出跳跳棋程序。。1991年年8月，IBM公司司研制的DeepThought2計算機機系統(tǒng)與澳澳大利亞象象棋冠軍約約翰森（D.Johansen）舉行行了一場人人機對抗賽賽，以1：：1平局告告終。1996年年2月10日至17日，IBM公司司的“深藍藍”計算機機系統(tǒng)與卡卡斯帕羅夫夫進行了六六局比賽，，以3.5比2.5的總比分分贏得這場場世人矚目目的“人機機大戰(zhàn)”的的勝利。222007年年臺北國際際發(fā)明暨技技術交易展展覽上，第第三代智能能機器人DOC現(xiàn)現(xiàn)場表演下下棋。1.4人人工智能能的主要研研究領域231.4人人工智能能的主要研研究領域模式識別（patternrecognition））：研究對象象描述和分分類方法的的學科。分分析和識別別的模式可可以是信號號、圖象或或者普通數(shù)數(shù)據(jù)。文字識別：：郵政編碼碼、車牌識識別、漢字字識別。人臉識別：：反恐、商商業(yè)。物體識別：：導彈、機機器人。3.模式式識別241.4人人工智能能的主要研研究領域4.專家系統(tǒng)專家系統(tǒng)模模擬人類專專家求解問問題的思維維過程求解解領域內(nèi)的的各種問題題，其水平平可以達到到甚至超過過人類專家家的水平。。1965年年費根鮑姆姆研究小組組開始研制制第一個專專家系統(tǒng)———分析化化合物分子子結構的DENDRAL，1968年年完成并投投入使用。。1971年年MIT開開發(fā)成功求求解一些數(shù)數(shù)學問題的的MYCSYMA專專家系統(tǒng)。。拉特格爾爾大學開發(fā)發(fā)的清光眼眼診斷與治治療的專家家系統(tǒng)CASNET。1972年斯坦福大學學肖特里菲等等人開始研研制用于診診斷和治療療感染性疾疾病的專家家系統(tǒng)MYCIN。1976年年斯坦福研研究所開始始開發(fā)探礦礦專家系統(tǒng)統(tǒng)PROSPECTOR，1980年年首次實地地分析華盛盛頓某山區(qū)區(qū)地質(zhì)資料料，發(fā)現(xiàn)了了一個鉬礦礦。1981年年斯坦福大大學研制成成功專家系系統(tǒng)AM，，能模擬人人類進行概概括、抽象象和歸納推推理，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)某些數(shù)論論的概念和和定理。251.4人人工智能能的主要研研究領域5.機器人20世紀60年代初，研制出出尤尼梅特特和沃莎特特蘭兩種機機器人。機器人發(fā)展展：程序控控制機器人人（第一代代）、自自適應機器器人（第二二代）、智智能機器人人（現(xiàn)代））。26仿人形機器器人表演舞舞蹈千手觀觀音2007年年9月26日，南京京青少年活活動中心科科技館展示示大廳里，，來自中國國科技大學學的8個20多厘米米高的機器器人表演《《千手觀音音》，它們們的手臂、、身軀隨著著節(jié)奏依次次或伸展或或搖擺，還還能夠蹲起起直立。1.4人人工智能能的主要研研究領域271.4人人工智能能的主要研研究領域6.機器視覺機器視覺(machinevision)或或計算機視視覺(computervision)是用用機器代替替人眼睛進進行測量和和判斷。機器視覺系系統(tǒng)是指通通過圖像攝攝取裝置將將被攝取的的目標轉(zhuǎn)換換成圖像信信號，傳送送給專用的的圖像處理理系統(tǒng)，根根據(jù)像素分分布和寬度度、顏色等等信息，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換成數(shù)字字信號，抽抽取目標的的特征，根根據(jù)判別結結果控制現(xiàn)現(xiàn)場的設備備動作。機器視覺應應用在半導導體及電子子、汽車、、冶金、制制藥、食品品飲料、印印刷、包裝裝、零配件件裝配及制制造質(zhì)量檢檢測等。281.4人人工智能能的主要研研究領域7.自然然語言理解解研究如何讓讓計算機理理解人類自自然語言，，包括回答答問題、生生成摘要、、翻譯等。。1957年年，在蘇聯(lián)聯(lián)人造衛(wèi)星星成功發(fā)射射的刺激下下,美國國國家研究會會大力支持持對俄科技技論文的計計算機翻譯譯。人們最最初以為機機器翻譯只只要將雙向向詞典及一一些詞法知知識放進計計算機就行行了。后來來發(fā)現(xiàn)有時時會出現(xiàn)十十分荒謬的的錯誤。291.4人人工智能能的主要研研究領域8.自動動程序設計計程序綜合：：用戶只需要要告訴計算算機要“做做什么”，，無須說說明“怎么么做”，計計算機就可可自動實現(xiàn)現(xiàn)程序的設設計。程序正確性性的驗證：研究出一一套理論和和方法，通通過運用這這套理論和和方法就可可以證明程程序的正確確性。301.4人人工智能能的主要研研究領域9.智能能信息檢索索智能信息檢檢索系統(tǒng)的的功能：(1)能能理解自然然語言。(2)具具有推理能能力。(3)系系統(tǒng)擁有一一定的常識識性知識。。10.數(shù)數(shù)據(jù)挖掘與與知識發(fā)現(xiàn)現(xiàn)數(shù)據(jù)挖掘的的目的是從從數(shù)據(jù)庫中中找出有意意義的模式式(一組規(guī)規(guī)則、聚類類、決策樹樹、依賴網(wǎng)網(wǎng)絡或其他他方式表示示的知識)。數(shù)據(jù)挖掘過過程：數(shù)據(jù)據(jù)預處理、、建模、模模型評估及及模型應用用。311.4人人工智能能的主要研研究領域11.組組合優(yōu)化問問題組合優(yōu)化問問題：旅行商問問題、生產(chǎn)產(chǎn)計劃與調(diào)調(diào)度、物流流中的車輛輛調(diào)度、智智能交通、、通信