人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件

人類智能計(jì)算機(jī)模擬一、人工智能介紹二、人工智能發(fā)展三、博弈樹(shù)搜索3.1博弈概述3.2極小極大分析法3.3α-β剪枝技術(shù)人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第1頁(yè)1.1人工智能定義從1956年正式提出人工智能學(xué)科算起，40多年來(lái)，取得長(zhǎng)足發(fā)展，成為一門廣泛交叉和前沿科學(xué)?？傉f(shuō)來(lái)，人工智能目標(biāo)就是讓計(jì)算機(jī)這臺(tái)機(jī)器能夠象人一樣思索。科學(xué)家已經(jīng)作出了汽車，火車，飛機(jī)，收音機(jī)等等，它們模仿我們身體器官功效，不過(guò)能不能模仿人類大腦功效呢？人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第2頁(yè)1.1人工智能定義定義1智能機(jī)器(intelligentmachine)

能夠在各類環(huán)境中自主地或交互地執(zhí)行各種擬人任務(wù)(anthropomorphictasks)機(jī)器。

例子1：能夠模擬人思維，進(jìn)行博弈計(jì)算機(jī)。1997年5月11日，一個(gè)名為"深藍(lán)"(DeepBlue)ＩＢＭ計(jì)算機(jī)系統(tǒng)戰(zhàn)勝當(dāng)初國(guó)際象棋世界冠軍蓋利.卡斯帕羅夫（GarryKasparov）。

例子2：能夠進(jìn)行深海探測(cè)潛水機(jī)器人。

例子3：在星際探險(xiǎn)中移動(dòng)機(jī)器人，如美國(guó)研制火星探測(cè)車。

人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第3頁(yè)1.1人工智能定義定義2人工智能(AI)AI(artificalintelligence)

斯坦福大學(xué)Nilsson提出人工智能是關(guān)于知識(shí)科學(xué)（知識(shí)表示、知識(shí)獲取以及知識(shí)利用）,從學(xué)科界定來(lái)定義：

·人工智能（學(xué)科）是計(jì)算機(jī)科學(xué)中包括研究、設(shè)計(jì)和應(yīng)用智能機(jī)器一個(gè)分支。它近期主要目標(biāo)在于研究用機(jī)器來(lái)模仿和執(zhí)行人腦一些智能功效，并開(kāi)發(fā)相關(guān)理論和技術(shù)。

從人工智能所實(shí)現(xiàn)功效來(lái)定義：

·人工智能（能力）是智能機(jī)器所執(zhí)行通常與人類智能相關(guān)功效，如判斷、推理、證實(shí)、識(shí)別、感知、了解、設(shè)計(jì)、思索、規(guī)劃、學(xué)習(xí)和問(wèn)題求解等思維活動(dòng)。

人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第4頁(yè)1.2人工智能發(fā)展1.2.1

人工智能起源與發(fā)展

人工智能發(fā)展是以硬件與軟件為基礎(chǔ)。它發(fā)展經(jīng)歷了漫長(zhǎng)發(fā)展歷程。人們從很早就已開(kāi)始研究本身思維形成，早在亞里士多德(公元前384-322年)在著手解釋和編注他稱之為三段論演繹推理時(shí)就邁出了向人工智能發(fā)展早期步伐，能夠看作為原始知識(shí)表示規(guī)范。人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第5頁(yè)1.2人工智能發(fā)展什么是三段論？三段論是以真言判斷為其前提一個(gè)演繹推理，它借助于一個(gè)共同項(xiàng)，把兩個(gè)直言判斷聯(lián)絡(luò)起來(lái)，從而得出結(jié)論。比如：一切金屬都是能夠熔解；鐵是金屬；所以，鐵是能夠熔解。知識(shí)表示、知識(shí)利用和知識(shí)獲取是人工智能系統(tǒng)三個(gè)基本問(wèn)題。人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第6頁(yè)1.3人類智能與人工智能人心理活動(dòng)含有不一樣層次，它能夠與計(jì)算機(jī)層次相比較，見(jiàn)圖1.1。圖1.1人類任知活動(dòng)與計(jì)算機(jī)比較人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第7頁(yè)

1.3人類智能與人工智能

心理活動(dòng)最高層級(jí)是思維策略，中間一層是初級(jí)信息處理，最低層級(jí)是生理過(guò)程，即中樞神經(jīng)系統(tǒng)、神經(jīng)元和大腦活動(dòng)，與此對(duì)應(yīng)是計(jì)算機(jī)程序、語(yǔ)言和硬件。

研究認(rèn)知過(guò)程主要任務(wù)是探求高層次思維決議與初級(jí)信息處理關(guān)系，并用計(jì)算機(jī)程序來(lái)模擬人思維策略水平，而用計(jì)算機(jī)語(yǔ)言模擬人初級(jí)信息處理過(guò)程。人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第8頁(yè)1.3.1

智能信息處理系統(tǒng)假設(shè)

推論一:既然人含有智能，那么他(她)就一定是個(gè)物理符號(hào)系統(tǒng)。推論二:既然計(jì)算機(jī)是一個(gè)物理符號(hào)系統(tǒng)，它就一定能夠表現(xiàn)出智能。推論三:既然人是一個(gè)物理符號(hào)系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)也是一個(gè)物理符號(hào)系統(tǒng)，那么我們就能夠用計(jì)算機(jī)來(lái)模擬人活動(dòng)。人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第9頁(yè)1.3.1

智能信息處理系統(tǒng)假設(shè)1940年，維納開(kāi)始考慮計(jì)算機(jī)怎樣能像大腦一樣工作。他發(fā)覺(jué)了二者相同性。維納認(rèn)為計(jì)算機(jī)是一個(gè)進(jìn)行信息處理和信息轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，只要這個(gè)系統(tǒng)能得到數(shù)據(jù)，機(jī)器本身就應(yīng)該能做幾乎任何事情。而且計(jì)算機(jī)本身并不一定要用齒輪，導(dǎo)線，軸，電機(jī)等部件制成。麻省理工學(xué)院一位教授為了證實(shí)維納這個(gè)觀點(diǎn)，甚至用石塊和衛(wèi)生紙卷制造過(guò)一臺(tái)簡(jiǎn)單能運(yùn)行計(jì)算機(jī)。維納系統(tǒng)地創(chuàng)建了控制論，依據(jù)這一理論，一個(gè)機(jī)械系統(tǒng)完全能進(jìn)行運(yùn)算和記憶。

人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第10頁(yè)1.3.2

人類智能計(jì)算機(jī)模擬

著名英國(guó)科學(xué)家圖靈被稱為人工智能之父,圖靈不但創(chuàng)造了一個(gè)簡(jiǎn)單通用非數(shù)字計(jì)算模型，而且直接證實(shí)了計(jì)算機(jī)可能以某種被了解為智能方法工作。1950年，圖靈發(fā)表了題為《計(jì)算機(jī)能思索嗎？》論文，給人工智能下了一個(gè)定義，而且論證了人工智能可能性。定義智慧時(shí)，假如一臺(tái)機(jī)器能夠經(jīng)過(guò)稱之為圖靈試驗(yàn)試驗(yàn)，那它就是智慧。圖靈試驗(yàn)本質(zhì)就是讓人在不看外型情況下不能區(qū)分是機(jī)器行為還是人行為時(shí)，這個(gè)機(jī)器就是智慧人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第11頁(yè)1.3.2

人類智能計(jì)算機(jī)模擬圖靈測(cè)試

游戲由一男(A)、一女(B)和一名問(wèn)詢者(C)進(jìn)行；C與A、B被隔離，經(jīng)過(guò)電傳打字機(jī)與A、B對(duì)話。問(wèn)詢者只知道二人稱呼是X，Y，經(jīng)過(guò)提問(wèn)以及回答來(lái)判斷，最終作出"X是A，Y是B"或者"X是B，Y是A"結(jié)論。游戲中，A必須盡力使C判斷錯(cuò)誤，而B(niǎo)任務(wù)是幫助C。

當(dāng)一個(gè)機(jī)器代替了游戲中A，而且機(jī)器將試圖使得C相信它是一個(gè)人。假如機(jī)器經(jīng)過(guò)了圖靈測(cè)試，就認(rèn)為它是"智慧"。人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第12頁(yè)1.3.2

人類智能計(jì)算機(jī)模擬物理符號(hào)系統(tǒng)假設(shè)推論一也告訴我們，人有智能，所以他是一個(gè)物理符號(hào)系統(tǒng)；推論三指出，能夠編寫出計(jì)算機(jī)程序去模擬人類思維活動(dòng)。這就是說(shuō)，人和計(jì)算機(jī)這兩個(gè)物理符號(hào)系統(tǒng)所使用物理符號(hào)是相同，因而計(jì)算機(jī)能夠模擬人類智能活動(dòng)過(guò)程。人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第13頁(yè)1.4

人工智能研究和應(yīng)用領(lǐng)域

在大多數(shù)學(xué)科中存在著幾個(gè)不一樣研究領(lǐng)域，每個(gè)領(lǐng)域都有其特有感興趣研究課題、研究技術(shù)和術(shù)語(yǔ)。在人工智能中，這么領(lǐng)域包含語(yǔ)言處理、自動(dòng)定理證實(shí)、智能數(shù)據(jù)檢索系統(tǒng)、視覺(jué)系統(tǒng)、問(wèn)題求解、人工智能方法和程序語(yǔ)言以及自動(dòng)程序設(shè)計(jì)等。在過(guò)去30多年中，已經(jīng)建立了一些含有些人工智能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)；比如，能夠求解微分方程，下棋，設(shè)計(jì)分析集成電路，合成人類自然語(yǔ)言，檢索情報(bào)，診療疾病以及控制太空飛行器和水下機(jī)器人含有不一樣程度人工智能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第14頁(yè)1.4.1

問(wèn)題求解

人工智能第一個(gè)大成就是發(fā)展了能夠求解難題下棋(如國(guó)際象棋)程序。在下棋程序中應(yīng)用一些技術(shù)，如向前看幾步，并把困難問(wèn)題分成一些比較輕易子問(wèn)題，發(fā)展成為搜索和問(wèn)題歸約這么人工智能基本技術(shù)。今天計(jì)算機(jī)程序能夠下錦標(biāo)賽水平各種方盤棋、十五子棋和國(guó)際象棋。另一個(gè)問(wèn)題求解程序把各種數(shù)學(xué)公式符號(hào)匯編在一起，其性能到達(dá)很高水平，并正在為許多科學(xué)家和工程師所應(yīng)用。有些程序甚至還能夠用經(jīng)驗(yàn)來(lái)改進(jìn)其性能。

人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第15頁(yè)1.4.2

邏輯推理與定理證實(shí)

邏輯推理是人工智能研究中最持久子領(lǐng)域之一。其中尤其主要是要找到一些方法，只把注意力集中在一個(gè)大型數(shù)據(jù)庫(kù)中相關(guān)實(shí)際上，留心可信證實(shí)，并在出現(xiàn)新信息時(shí)適時(shí)修正這些證實(shí)。對(duì)數(shù)學(xué)中臆測(cè)定理尋找一個(gè)證實(shí)或反證，確實(shí)稱得上是一項(xiàng)智能任務(wù)。為此不但需要有依據(jù)假設(shè)進(jìn)行演繹能力，而且需要一些直覺(jué)技巧。

1976年7月，美國(guó)阿佩爾(K.Appel)等人合作處理了長(zhǎng)達(dá)124年之久難題--四色定理。他們用三臺(tái)大型計(jì)算機(jī)，花去1200小時(shí)CPU時(shí)間，并對(duì)中間結(jié)果進(jìn)行人為重復(fù)修改500多處。四色定理成功證實(shí)曾轟動(dòng)計(jì)算機(jī)界。人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第16頁(yè)1.4.3

自然語(yǔ)言了解

NLP(NaturalLanguageProcessing)自然語(yǔ)言處理也是人工智能早期研究領(lǐng)域之一，已經(jīng)編寫出能夠從內(nèi)部數(shù)據(jù)庫(kù)回答用英語(yǔ)提出問(wèn)題程序，這些程序經(jīng)過(guò)閱讀文本材料和建立內(nèi)部數(shù)據(jù)庫(kù)，能夠把句子從一個(gè)語(yǔ)言翻譯為另一個(gè)語(yǔ)言，執(zhí)行用英語(yǔ)給出指令和獲取知識(shí)等。有些程序甚至能夠在一定程度上翻譯從話筒輸入口頭指令(而不是從鍵盤打入計(jì)算機(jī)指令)。當(dāng)前語(yǔ)言處理研究主要課題是：在翻譯句子時(shí)，以主題和對(duì)話情況為基礎(chǔ)，注意大量普通常識(shí)--世界知識(shí)和期望作用主要性。

人工智能在語(yǔ)言翻譯與語(yǔ)音了解程序方面已經(jīng)取得成就，發(fā)展為人類自然語(yǔ)言處理新概念。

人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第17頁(yè)1.4.4

自動(dòng)程序設(shè)計(jì)

可能程序設(shè)計(jì)并不是人類知識(shí)一個(gè)十分主要方面，不過(guò)它本身卻是人工智能一個(gè)主要研究領(lǐng)域。這個(gè)領(lǐng)域工作叫做自動(dòng)程序設(shè)計(jì)。已經(jīng)研制出能夠以各種不一樣目標(biāo)描述(比如輸入/輸出對(duì)，高級(jí)語(yǔ)言描述，甚至英語(yǔ)描述算法)來(lái)編寫計(jì)算機(jī)程序。這方面進(jìn)展局限于少數(shù)幾個(gè)完全現(xiàn)成例子。對(duì)自動(dòng)程序設(shè)計(jì)研究不但能夠促進(jìn)半自動(dòng)軟件開(kāi)發(fā)系統(tǒng)發(fā)展，而且也使經(jīng)過(guò)修正本身數(shù)碼進(jìn)行學(xué)習(xí)(即修正它們性能)人工智能系統(tǒng)得到發(fā)展。自動(dòng)編制一份程序來(lái)取得某種指定結(jié)果任務(wù)同證實(shí)一份給定程序?qū)⑷〉媚撤N指定結(jié)果任務(wù)是緊密相關(guān)。后者叫做程序驗(yàn)證。許多自動(dòng)程序設(shè)計(jì)系統(tǒng)將產(chǎn)生一份輸出程序驗(yàn)證作為額外收獲。人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第18頁(yè)1.4.5

教授系統(tǒng)

普通地說(shuō)，教授系統(tǒng)是一個(gè)智能計(jì)算機(jī)程序系統(tǒng)，其內(nèi)部含有大量教授水平某個(gè)領(lǐng)域知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)，能夠利用人類教授知識(shí)和處理問(wèn)題方法來(lái)處理該領(lǐng)域問(wèn)題。也就是說(shuō)，教授系統(tǒng)是一個(gè)含有大量專門知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)程序系統(tǒng)，它應(yīng)用人工智能技術(shù)，依據(jù)某個(gè)領(lǐng)域一個(gè)或多個(gè)人類教授提供知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行推理和判斷，模擬人類教授決議過(guò)程，以處理那些需要教授決定復(fù)雜問(wèn)題。

當(dāng)前研究包括相關(guān)教授系統(tǒng)設(shè)計(jì)各種問(wèn)題。這些系統(tǒng)是在某個(gè)領(lǐng)域教授(他可能無(wú)法明確表示他全部知識(shí))與系統(tǒng)設(shè)計(jì)者之間經(jīng)過(guò)艱辛重復(fù)交換意見(jiàn)之后建立起來(lái)。在已經(jīng)建立教授咨詢系統(tǒng)中，有能夠診療疾病(包含中醫(yī)診療智能機(jī))，預(yù)計(jì)潛在石油等礦藏，研究復(fù)雜有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)以及提供使用其它計(jì)算機(jī)系統(tǒng)參考意見(jiàn)等。發(fā)展教授系統(tǒng)關(guān)鍵是表示和利用教授知識(shí)，

人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第19頁(yè)1.4.5

教授系統(tǒng)即來(lái)自人類教授并已被證實(shí)對(duì)處理相關(guān)領(lǐng)域內(nèi)經(jīng)典問(wèn)題是有用事實(shí)和過(guò)程。教授系統(tǒng)和傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)程序最本質(zhì)不一樣之處于于教授系統(tǒng)所要處理問(wèn)題普通沒(méi)有算法解，而且經(jīng)常要在不完全、不準(zhǔn)確或不確定信息基礎(chǔ)上作出結(jié)論。

教授系統(tǒng)能夠處理問(wèn)題普通包含解釋、預(yù)測(cè)、診療、設(shè)計(jì)、規(guī)劃、監(jiān)視、修理、指導(dǎo)和控制等。高性能教授系統(tǒng)也已經(jīng)從學(xué)術(shù)研究開(kāi)始進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用研究。伴隨人工智能整體水平提升，教授系統(tǒng)也取得發(fā)展。正在開(kāi)發(fā)新一代教授系統(tǒng)有分布式教授系統(tǒng)和協(xié)同式教授系統(tǒng)等。在新一代教授系統(tǒng)中，不但采取基于規(guī)則方法，而且采取基于模型原理。人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第20頁(yè)1.4.6

機(jī)器學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)能力無(wú)疑是人工智能研究上最突出和最主要一個(gè)方面。人工智能在這方面研究近年來(lái)取得了一些進(jìn)展。學(xué)習(xí)是人類智能主要標(biāo)志和取得知識(shí)基本伎倆。機(jī)器學(xué)習(xí)(自動(dòng)獲取新事實(shí)及新推理算法)是使計(jì)算機(jī)含有智能根本路徑。正如香克(R.Shank)所說(shuō)："一臺(tái)計(jì)算機(jī)若不會(huì)學(xué)習(xí)，就不能稱為含有智能。"另外，機(jī)器學(xué)習(xí)還有利于發(fā)覺(jué)人類學(xué)習(xí)機(jī)理和揭示人腦奧秘。所以這是一個(gè)一直得到重視，理論正在創(chuàng)建，方法日臻完善，但遠(yuǎn)未到達(dá)理想境地研究領(lǐng)域。

人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第21頁(yè)1.5

人工智能對(duì)人類影響

1.5.1

人工智能對(duì)經(jīng)濟(jì)影響

人工智能系統(tǒng)開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，已為人類創(chuàng)造出可觀經(jīng)濟(jì)效益，教授系統(tǒng)就是一個(gè)例子。伴隨計(jì)算機(jī)系統(tǒng)價(jià)格繼續(xù)下降，人工智能技術(shù)必將得到更大推廣，產(chǎn)生更大經(jīng)濟(jì)效益。下面略舉二例說(shuō)明。

人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第22頁(yè)1.5.1

人工智能對(duì)經(jīng)濟(jì)影響1.教授系統(tǒng)效益

成功教授系統(tǒng)能為它建造者、擁有者和用戶帶來(lái)顯著經(jīng)濟(jì)效益。用比較經(jīng)濟(jì)方法執(zhí)行任務(wù)而不需要有經(jīng)驗(yàn)教授，能夠極大地降低勞務(wù)開(kāi)支和培養(yǎng)費(fèi)用。因?yàn)檐浖子趶?fù)制，所以教授系統(tǒng)能夠廣泛傳輸教授知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，推廣應(yīng)用數(shù)量有限和昂貴專業(yè)人員及其知識(shí)。

假如保護(hù)得當(dāng)，軟件能被長(zhǎng)久地和完整地保留。

領(lǐng)域?qū)I(yè)人員(如醫(yī)生)難以同時(shí)保持最新實(shí)際提議(如治療方案和方法)，而教授系統(tǒng)卻能快速地更新和保留這類提議，使終端用戶(如病人)從中受益。人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第23頁(yè)1.5.1

人工智能對(duì)經(jīng)濟(jì)影響2.人工智能推進(jìn)計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展

人工智能研究已經(jīng)對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)各個(gè)方面產(chǎn)生并將繼續(xù)產(chǎn)生較大影響。人工智能應(yīng)用要求繁重計(jì)算，促進(jìn)了并行處理和專用集成片開(kāi)發(fā)。算法發(fā)生器和靈巧數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)取得應(yīng)用，自動(dòng)程序設(shè)計(jì)技術(shù)將開(kāi)始對(duì)軟件開(kāi)發(fā)產(chǎn)生主動(dòng)影響。全部這些在研究人工智能時(shí)開(kāi)發(fā)出來(lái)新技術(shù)，推進(jìn)了計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展，進(jìn)而使計(jì)算機(jī)為人類創(chuàng)造更大經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第24頁(yè)1.5.2

人工智能對(duì)社會(huì)影響

人工智能在給它創(chuàng)造者、銷售者和用戶帶來(lái)經(jīng)濟(jì)利益同時(shí)，就象任何新技術(shù)一樣，它發(fā)展也引發(fā)或即將出現(xiàn)許多問(wèn)題，并使一些人感到擔(dān)心或懊惱。

人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第25頁(yè)1.5.2

人工智能對(duì)社會(huì)影響。

1.勞務(wù)就業(yè)問(wèn)題

因?yàn)槿斯ぶ悄苣軌虼嫒祟愡M(jìn)行各種腦力勞動(dòng)，將會(huì)使一部分人不得不改變他們工種，甚至造成失業(yè)。人工智能在科技和工程中應(yīng)用，會(huì)使一些人失去介入信息處理活動(dòng)(如規(guī)劃、診療、了解和決議等)機(jī)會(huì)，甚至不得不改變自己工作方式。

人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第26頁(yè)1.5.2

人工智能對(duì)社會(huì)影響2.社會(huì)結(jié)構(gòu)變化

人們一方面希望人工智能和智能機(jī)器能夠代替人類從事各種勞動(dòng)，其次又擔(dān)心它們發(fā)展會(huì)引起新社會(huì)問(wèn)題。實(shí)際上，近十多年來(lái)，社會(huì)結(jié)構(gòu)正在發(fā)生一種靜悄悄變化。"人-機(jī)器"社會(huì)結(jié)構(gòu)，終將為"人-智能機(jī)器-機(jī)器"社會(huì)結(jié)構(gòu)所取代。智能機(jī)器人就是智能機(jī)器之一?，F(xiàn)在和將來(lái)很多原來(lái)是由人負(fù)擔(dān)工作將由機(jī)器人來(lái)?yè)?dān)任，所以，人們將不得不學(xué)會(huì)與有智能機(jī)器相處，并適應(yīng)這種變化了社會(huì)結(jié)構(gòu)。

人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第27頁(yè)1.5.2

人工智能對(duì)社會(huì)影響3.思維方式與觀念改變

人工智能發(fā)展與推廣應(yīng)用，將影響到人類思維方式和傳統(tǒng)觀念，并使它們發(fā)生改變。比如，傳統(tǒng)知識(shí)普通印在書(shū)本報(bào)刊或雜志上，因而是固定不變，而人工智能系統(tǒng)知識(shí)庫(kù)知識(shí)卻是能夠不停修改、擴(kuò)充和更新。又如，一旦教授系統(tǒng)用戶開(kāi)始相信系統(tǒng)(智能機(jī)器)判斷和決定，那么他們就可能不愿多動(dòng)腦筋，變得懶惰，并失去對(duì)許多問(wèn)題及其求解任務(wù)責(zé)任感和敏感性。那些過(guò)分依賴計(jì)算器學(xué)生，他們主動(dòng)思維能力和計(jì)算能力也會(huì)顯著下降。過(guò)分地依賴計(jì)算機(jī)提議而不加分析地接收，將會(huì)使智能機(jī)器用戶認(rèn)知能力下降，并增加誤解。在設(shè)計(jì)和研制智能系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)考慮到上述問(wèn)題，盡可能勉勵(lì)用戶在問(wèn)題求解中主動(dòng)性，讓他們智力主動(dòng)參加問(wèn)題求解過(guò)程。

人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第28頁(yè)1.5.2

人工智能對(duì)社會(huì)影響4.心理上威脅

人工智能還使一部分社會(huì)組員感到心理上威脅，或叫做精神威脅。人們普通認(rèn)為，只有些人類才含有感知精神，而且以此與機(jī)器相別。假如有一天，這些人開(kāi)始相信機(jī)器也能夠思維和創(chuàng)作，那么他們可能會(huì)感到失望，甚至感到威脅。他們擔(dān)心：有朝一日，智能機(jī)器人工智能會(huì)超出人類自然智能，使人類淪為智能機(jī)器和智能系統(tǒng)奴隸。對(duì)于人觀念(更詳細(xì)地指人精神)和機(jī)器觀念(更詳細(xì)地指人工智能)之間關(guān)系問(wèn)題，哲學(xué)家、神學(xué)家和其它人們之間一直存在著爭(zhēng)論。按照人工智能觀點(diǎn)，人類有可能用機(jī)器來(lái)規(guī)劃自己未來(lái)，甚至能夠把這個(gè)規(guī)劃問(wèn)題想象為一類狀態(tài)空間搜索。當(dāng)社會(huì)上一部分人歡迎這種新觀念時(shí)，另一部分人則發(fā)覺(jué)這些新觀念是惹人煩惱和無(wú)法接收，尤其是當(dāng)這些觀念與他們鐘愛(ài)信仰和觀念背道而馳時(shí)。

人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第29頁(yè)1.5.2

人工智能對(duì)社會(huì)影響5.技術(shù)失控危險(xiǎn)

任何新技術(shù)最大危險(xiǎn)莫過(guò)于人類對(duì)它失去了控制，或者是它落入那些企圖利用新技術(shù)反對(duì)人類人手中。有些人擔(dān)心機(jī)器人和人工智能其它制品威脅人類安全。為此，著名美國(guó)科幻作家阿西莫夫(I.Asimov)提出了“機(jī)器人三守則”：

(1)機(jī)器人必須不危害人類，也不允許它眼看人類受害而袖手旁觀。

(2)機(jī)器人必須絕對(duì)服從人類，除非這種服從有害于人類。

(3)機(jī)器人必須保護(hù)本身不受傷害，除非為了保護(hù)人類或者是人類命令它作出犧牲。

我們認(rèn)為，假如把這個(gè)“機(jī)器人三守則”推廣到整個(gè)智能機(jī)器，成為“智能機(jī)器三守則”，那么，人類社會(huì)就會(huì)更輕易接收智能機(jī)器和人工智能。

人工智能技術(shù)是一個(gè)信息技術(shù)，能夠極快地傳遞。我們必須保持高度警覺(jué),預(yù)防人工智能技術(shù)被用于反對(duì)人類和危害社會(huì)犯罪(有人稱之為“智能犯罪”)。同時(shí)，人類有足夠智慧和信心，能夠研制出防范、檢測(cè)和偵破各種智能犯罪活動(dòng)智能伎倆。人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第30頁(yè)1.5.2

人工智能對(duì)社會(huì)影響6.引發(fā)法律問(wèn)題

人工智能應(yīng)用技術(shù)不但代替了人一些體力勞動(dòng)，也代替了人一些腦力勞動(dòng)，有時(shí)甚至行使著本應(yīng)由人擔(dān)任職能，免不了引發(fā)法律糾紛。比如醫(yī)療診療教授系統(tǒng)萬(wàn)一出現(xiàn)失誤，造成醫(yī)療事故，怎么樣來(lái)處理，開(kāi)發(fā)教授系統(tǒng)者是否要負(fù)責(zé)任，使用教授系統(tǒng)者應(yīng)負(fù)什么責(zé)任，等等。

人工智能應(yīng)用將會(huì)越來(lái)越普及，正在逐步進(jìn)入家庭，使用"機(jī)頂盒"技術(shù)智能化電器已問(wèn)世。能夠預(yù)料，將會(huì)出現(xiàn)更多與人工智能應(yīng)用相關(guān)法律問(wèn)題，需要社會(huì)在實(shí)踐基礎(chǔ)上從法律角度作出對(duì)這些問(wèn)題處理方案。

要經(jīng)過(guò)法律伎倆，對(duì)利用人工智能技術(shù)來(lái)反對(duì)人類和危害社會(huì)犯罪行為進(jìn)行處罰，使人工智能技術(shù)為人類利益作貢獻(xiàn)。

人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第31頁(yè)1.5.3

人工智能對(duì)文化影響

1.改進(jìn)人類知識(shí)

在重新闡述我們歷史知識(shí)過(guò)程中，哲學(xué)家、科學(xué)家和人工智能學(xué)家有機(jī)會(huì)努力處理知識(shí)含糊性以及消除知識(shí)不一致性。這種努力結(jié)果，可能造成知識(shí)一些改進(jìn)，方便能夠比較輕易地推斷出令人感興趣新真理。

人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第32頁(yè)1.5.3

人工智能對(duì)文化影響2.改進(jìn)人類語(yǔ)言

依據(jù)語(yǔ)言學(xué)觀點(diǎn)，語(yǔ)言是思維表現(xiàn)和工具，思維規(guī)律可用語(yǔ)言學(xué)方法加以研究，但人下意識(shí)和潛意識(shí)往往"只能意會(huì)，不可言傳"。因?yàn)椴扇∪斯ぶ悄芗夹g(shù)，綜合應(yīng)用語(yǔ)法、語(yǔ)義和形式知識(shí)表示方法，我們有可能在改進(jìn)知識(shí)自然語(yǔ)言表示同時(shí)，把知識(shí)闡述為適用人工智能形式。伴隨人工智能原理日益廣泛傳輸，人們可能應(yīng)用人工智能概念來(lái)描述他們生活中日常狀態(tài)和求解各種問(wèn)題過(guò)程。人工智能能夠擴(kuò)大人們交流知識(shí)概念集合，為我們提供一定情況下可供選擇概念，描述我們所見(jiàn)所聞方法以及描述我們信念新方法。

人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第33頁(yè)1.5.3

人工智能對(duì)文化影響3.改進(jìn)文化生活

人工智能技術(shù)為人類文化生活打開(kāi)了許多新窗口。比如圖像處理技術(shù)必將對(duì)圖形藝術(shù)、廣告和社會(huì)教育部門產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。比如現(xiàn)有智力游戲機(jī)將發(fā)展為含有更高智能文化娛樂(lè)伎倆。

綜上分析我們知道，人工智能技術(shù)對(duì)人類社會(huì)進(jìn)步、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和文化提升都有巨大影響。伴隨時(shí)間推進(jìn)和技術(shù)進(jìn)步，這種影響將越來(lái)越顯著地表現(xiàn)出來(lái)。還有一些影響，可能是我們現(xiàn)在難以預(yù)測(cè)。能夠必定，人工智能將對(duì)人類物質(zhì)文明和精神文明產(chǎn)生越來(lái)越大影響。

人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第34頁(yè)三、博弈樹(shù)搜索

3.1博弈概述

諸以下棋、打牌、競(jìng)技、戰(zhàn)爭(zhēng)等一類競(jìng)爭(zhēng)性智能活動(dòng)稱為博弈。博弈有很各種，我們討論最簡(jiǎn)單"二人零和、全信息、非偶然"博弈，其特征以下：

(1)對(duì)壘MAX、MIN雙方輪番采取行動(dòng)，博弈結(jié)果只有三種情況：MAX方勝，MIN方??；MIN方勝，MAX方敗；和局。

(2)在對(duì)壘過(guò)程中，任何一方都了解當(dāng)前格局及過(guò)去歷史。

(3)任何一方在采取行動(dòng)前都要依據(jù)當(dāng)前實(shí)際情況，進(jìn)行得失分析，選取對(duì)自已為最有利而對(duì)對(duì)方最為不利對(duì)策，不存在擲骰子之類"碰運(yùn)氣"原因。即雙方都是很理智地決定自己行動(dòng)。

人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第35頁(yè)三、博弈樹(shù)搜索在博弈過(guò)程中，任何一方都希望自己取得勝利。所以，當(dāng)某一方當(dāng)前有多個(gè)行動(dòng)方案可供選擇時(shí)，他總是挑選對(duì)自己最為有利而對(duì)對(duì)方最為不利那個(gè)行動(dòng)方案。此時(shí)，假如我們站在MAX方立場(chǎng)上，則可供MAX方選擇若干行動(dòng)方案之間是"或"關(guān)系，因?yàn)橹鲃?dòng)權(quán)操在MAX方手里，他或者選擇這個(gè)行動(dòng)方案，或者選擇另一個(gè)行動(dòng)方案，完全由MAX方自已決定。當(dāng)MAX方選取任一方案走了一步后，MIN方也有若干個(gè)可供選擇行動(dòng)方案，此時(shí)這些行動(dòng)方案對(duì)MAX方來(lái)說(shuō)它們之間則是"與"關(guān)系，因?yàn)檫@時(shí)主動(dòng)權(quán)操在MIN方手里，這些可供選擇行動(dòng)方案中任何一個(gè)都可能被MIN方選中，MAX方必須應(yīng)付每一個(gè)情況發(fā)生。

人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第36頁(yè)三、博弈樹(shù)搜索這么，假如站在某一方(如MAX方，即MAX要取勝)，把上述博弈過(guò)程用圖表示出來(lái)，則得到是一棵"與或樹(shù)"。描述博弈過(guò)程與或樹(shù)稱為博弈樹(shù)，它有以下特點(diǎn)：

人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第37頁(yè)三、博弈樹(shù)搜索(1)博弈初始格局是初始節(jié)點(diǎn)。

(2)在博弈樹(shù)中，"或"節(jié)點(diǎn)和"與"節(jié)點(diǎn)是逐層交替出現(xiàn)。自己一方擴(kuò)展節(jié)點(diǎn)之間是"或"關(guān)系，對(duì)方擴(kuò)展節(jié)點(diǎn)之間是"與"關(guān)系。雙方輪番地?cái)U(kuò)展節(jié)點(diǎn)。

(3)全部自己一方獲勝終局都是本原問(wèn)題，對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)是可解節(jié)點(diǎn)；全部使對(duì)方獲勝終局都認(rèn)為是不可解節(jié)點(diǎn)。

我們假定MAX先走，處于奇數(shù)深度級(jí)節(jié)點(diǎn)都對(duì)應(yīng)下一步由MAX走，這些節(jié)點(diǎn)稱為MAX節(jié)點(diǎn)，對(duì)應(yīng)地偶數(shù)級(jí)為MIN節(jié)點(diǎn)。

人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第38頁(yè)3.2極小極大分析法

在二人博弈問(wèn)題中，為了從眾多可供選擇行動(dòng)方案中選出一個(gè)對(duì)自己最為有利行動(dòng)方案，就需要對(duì)當(dāng)前情況以及將要發(fā)生情況進(jìn)行分析，經(jīng)過(guò)某搜索算法從中選出最優(yōu)走步。在博弈問(wèn)題中，每一個(gè)格局可供選擇行動(dòng)方案都有很多，所以會(huì)生成十分龐大博弈樹(shù)，假如試圖經(jīng)過(guò)直到終局與或樹(shù)搜索而得到最好一步棋是不可能，比如曾有些人預(yù)計(jì)，西洋跳棋完整博弈樹(shù)約有1040個(gè)節(jié)點(diǎn)。

最常使用分析方法是極小極大分析法。其基本思想或算法是：

人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第39頁(yè)3.2極小極大分析法(1)設(shè)博弈雙方中一方為MAX，另一方為MIN。然后為其中一方(比如MAX)尋找一個(gè)最優(yōu)行動(dòng)方案。

(2)為了找到當(dāng)前最優(yōu)行動(dòng)方案，需要對(duì)各個(gè)可能方案所產(chǎn)生后果進(jìn)行比較,詳細(xì)地說(shuō)，就是要考慮每一方案實(shí)施后對(duì)方可能采取全部行動(dòng)，并計(jì)算可能得分。

(3)為計(jì)算得分，需要依據(jù)問(wèn)題特征信息定義一個(gè)估價(jià)函數(shù)，用來(lái)估算當(dāng)前博弈樹(shù)端節(jié)點(diǎn)得分。此時(shí)估算出來(lái)得分稱為靜態(tài)估值。

人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第40頁(yè)3.2極小極大分析法(4)當(dāng)端節(jié)點(diǎn)估值計(jì)算出來(lái)后，再推算出父節(jié)點(diǎn)得分，推算方法是：對(duì)“或”節(jié)點(diǎn)，選其子節(jié)點(diǎn)中一個(gè)最大得分作為父節(jié)點(diǎn)得分，這是為了使自己在可供選擇方案中選一個(gè)對(duì)自己最有利方案；對(duì)“與”節(jié)點(diǎn)，選其子節(jié)點(diǎn)中一個(gè)最小得分作為父節(jié)點(diǎn)得分，這是為了立足于最壞情況。這么計(jì)算出父節(jié)點(diǎn)得分稱為倒推值。

(5)假如一個(gè)行動(dòng)方案能取得較大倒推值，則它就是當(dāng)前最好行動(dòng)方案。

人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第41頁(yè)3.2極小極大分析法在博弈問(wèn)題中，每一個(gè)格局可供選擇行動(dòng)方案都有很多，所以會(huì)生成十分龐大博弈樹(shù)。試圖利用完整博弈樹(shù)來(lái)進(jìn)行極小極大分析是困難?？尚蟹椒ㄊ侵簧梢欢ㄉ疃炔┺臉?shù)，然后進(jìn)行極小極大分析,找出當(dāng)前最好行動(dòng)方案。在此之后，再在已選定分支上擴(kuò)展一定深度，再選最好行動(dòng)方案。如此進(jìn)行下去，直到取得勝敗結(jié)果為止，至于每次生成博弈樹(shù)深度，當(dāng)然是越大越好，但因?yàn)槭艿接?jì)算機(jī)存放空間限制，只好依據(jù)實(shí)際情況而定。

人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第42頁(yè)一字棋游戲極小極大分析法

設(shè)有九個(gè)空格，由MAX，MIN二人對(duì)弈，輪到誰(shuí)走棋誰(shuí)就往空格上放一只自己棋子，誰(shuí)先使自己棋子組成“三子成一線”(同一行或列或?qū)蔷€全是某人棋子)，誰(shuí)就取得了勝利。人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第43頁(yè)一字棋游戲極小極大分析法用叉號(hào)表示MAX，用圓圈代表MIN。比以下列圖中就是MIN取勝棋局。

為了不致于生成太大博弈樹(shù)，假設(shè)每次僅擴(kuò)展兩層。估價(jià)函數(shù)定義以下：設(shè)棋局為P，估價(jià)函數(shù)為e(P)。人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第44頁(yè)一字棋游戲極小極大分析法

(1)若P對(duì)任何一方來(lái)說(shuō)都不是獲勝位置，則e(P)=e(那些仍為MAX空著完全行、列或?qū)蔷€總數(shù))-e(那些仍為MIN空著完全行、列或?qū)蔷€總數(shù))(2)若P是MAX必勝棋局，則e(P)＝+∞。(3)若P是B必勝棋局，則e(P)＝-∞。

如右圖示,則e(P)=6-4=2人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第45頁(yè)一字棋游戲極小極大分析法要注意利用棋盤位置對(duì)稱性,在生成后繼節(jié)點(diǎn)位置時(shí)，以下博弈結(jié)局人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第46頁(yè)一字棋游戲極小極大分析法都是相同棋局(在博弈中，一宇棋分枝系數(shù)比較小起初是因?yàn)閷?duì)稱性，而后是因?yàn)槠灞P上未布子空格降低所致)。圖3.15畫(huà)出了經(jīng)過(guò)兩層搜索生成博弈樹(shù)，靜態(tài)估值記在端節(jié)點(diǎn)下面，倒推值記在圓圈內(nèi)。人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第47頁(yè)圖3.15應(yīng)用于一字棋極小極大搜索過(guò)程(第一階段)人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第48頁(yè)一字棋游戲極小極大分析法因?yàn)橛覉D所表示位置含有最大倒推值，它應(yīng)該選取為MAX第一步（恰好是MAX最好優(yōu)先走步）。

人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第49頁(yè)一字棋游戲極小極大分析法現(xiàn)在我們假設(shè)MAX走了這一步，而MIN回步是直接在X上方空格里放上一個(gè)圓圈(對(duì)MAX來(lái)說(shuō)這是一步壞棋，他一定沒(méi)有采取好搜索策略)。下一步，MAX又在新格局下搜索兩層，產(chǎn)生如圖3.16所表示搜索圖。人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第50頁(yè)圖3.16應(yīng)用于一字棋極小極大搜索過(guò)程(第二階段)人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第51頁(yè)一字棋游戲極小極大分析法現(xiàn)在圖中MAX有兩個(gè)可能“最好”優(yōu)先走步，假設(shè)MAX走了圖上指明那一步。而MIN為了防止馬上失利被迫走了另一步，從而產(chǎn)生以下棋局：MAX再次搜索，產(chǎn)生如圖3.17所表示樹(shù)。

人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第52頁(yè)圖3.17應(yīng)用于一字棋極小極大搜索過(guò)程(第三階段)人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第53頁(yè)一字棋游戲極小極大分析法在這棵樹(shù)中一些端節(jié)點(diǎn)(比如其中一個(gè)標(biāo)識(shí)著A)代表MIN獲勝，所以它們估值為—∞。當(dāng)這些估值被倒推回去時(shí)，可看到MAX最好也是唯一能使他防止馬上失敗一個(gè)走步?，F(xiàn)在，MIN能夠看出MAX必定在他下一走步中獲勝，所以，MIN只好認(rèn)輸。

人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第54頁(yè)3.3α-β剪枝技術(shù)

首先分析極小極大分析法效率，上述極小極大分析法，實(shí)際是先生成一棵博弈樹(shù)，然后再計(jì)算其倒推值，至使極小極大分析法效率較低。于是在極小極大分析法基礎(chǔ)上提出了α-β剪枝技術(shù)。

α-β剪枝技術(shù)基本思想或算法是，邊生成博弈樹(shù)邊計(jì)算評(píng)定各節(jié)點(diǎn)倒推值，而且依據(jù)評(píng)定出倒推值范圍，及時(shí)停頓擴(kuò)展那些已無(wú)必要再擴(kuò)展子節(jié)點(diǎn)，即相當(dāng)于剪去了博弈樹(shù)上一些分枝，從而節(jié)約了機(jī)器開(kāi)銷，提升了搜索效率。詳細(xì)