《人工智能導論》課件-項目1 人工智能的前世今生

項目1人工智能的前世今生

01項目背景02思維導圖03思政聚焦04項目相關知識05項目小結與展望目錄CONTENTS01項目背景想象一下你作為一名普通的上班一族，人工智能是如何使你的生活變得更加美好的。清晨，悠悠轉醒的你，通過簡單的語音指令拉開了窗簾和打開了房間的燈，通過人臉或指紋識別解鎖手機，各式各樣的社交、新聞App已經準備好為你推送你感興趣的信息。早餐后，你坐上了自己的車準備出發(fā)去上班，導航App已經根據當時的路況篩選出了最便捷的路徑，音響中也開始自動播放你喜愛的歌曲，自動駕駛或輔助駕駛功能也讓開車的過程變得愈發(fā)的輕松，智能交通信號“綠波帶”更讓你的心情變得愉悅起來。你刷臉進入了公司的大樓，電梯門像先知先覺似的在你到達的時候開啟，你無需按樓層按鍵，電梯按默認記憶將你送達辦公樓層，通過生物識別你進入了辦公室，照明和空調系統(tǒng)已根據你的習慣和當天的天氣情況打開，在舒適的辦公環(huán)境中你開始了一天的工作。工作的繁忙可能讓你沒空去餐廳享用午餐，貼心的送餐機器人會將經過智能營養(yǎng)配餐的午飯準時送到你的辦公室。以前下班的你，可能會站在大廈數(shù)層的巨大停車場前茫然地回憶早上究竟把車停在哪兒了，而現(xiàn)在在智能尋車系統(tǒng)的幫助下，這樣的情形早已不復存在。回到家中你發(fā)現(xiàn)，掃地機器人也已經完成了每天的清潔工作，花園里的植物在智能澆灌系統(tǒng)的照料下不需要你過多的操心，不善廚藝的你，甚至可以問問冰箱有關營養(yǎng)搭配和烹飪技巧的問題。躺在床上隨著逐漸變暗的燈光漸入夢鄉(xiāng)的你，更會對人工智能的未來充滿了期待。02思維導圖思維導圖03課程思政中國智能科學研究的領軍人-吳文俊院士吳文俊獲得首屆國家最高科學技術獎中國人工智能學會2011年發(fā)起主辦“吳文俊人工智能科學技術獎”中國智能科學研究的領軍人-吳文俊院士吳院士開創(chuàng)了數(shù)學機械化研究領域，提出的用計算機證明幾何定理的方法在國際上被譽為“吳方法”，人工智能、模式識別等諸多領域背后都有數(shù)學機械化的廣泛應用。美國人工智能協(xié)會前主席W.Bledsoe等人主動寫信給中國主管科技的領導人，稱贊“吳關于平面幾何定理自動證明的工作是一流的，他使中國在自動推理領域進入國際領先地位”。04項目相關知識項目相關知識人工智能的迭起興衰中國人工智能的發(fā)展人工智能元年（1956）人工智能的萌芽和早期發(fā)展12341.人工的萌芽和早期發(fā)展人工智能發(fā)展的思想、理論與物質基礎010203040506公元前384-公元前322年，亞里士多德在他的名著《工具論》中提出提出了演繹推理的基本依據：三段論英國哲學家培根系統(tǒng)地提出了以觀察和實驗為基礎的歸納法—科學歸納法德國數(shù)學家和哲學家萊布尼茨(G.W.Leibniz)提出了萬能符號和推理計算的思想英國數(shù)學家艾倫·麥席恩·圖靈(A.M.Turing)在1936年提出了一種理想計算機數(shù)學模型，即圖靈機英國邏輯學家布爾(C.Boole)在《思維法則》一書中首次用符號語言描述了思維活動的基本推理法則美國神經生理學家麥克洛奇與匹茲(W.Pitts)在1943年建成了第一個神經網絡模型(M-P模型)。1.人工的萌芽和早期發(fā)展早期文學作品中的“機器人小滴答”-“Tik-Tok”北京時代華文書局出版的《綠野仙蹤全集—機器人小滴答》封面

美國兒童文學作家萊曼·弗蘭克·鮑姆(1856-1919)在1914年創(chuàng)作了《機器人小滴答(Tik-TokofOZ)》。這個叫做“Tik-Tok”的機器人角色在作者的想象中，是一個非常具有責任心、有想象力能夠流利使用人類語言的人形機械（mechanicalman），它能思考會說話，可以做到一切人類能做到的事情。“Tik-Tok”被廣泛地認為是人類文學作品中最早的比較完善的“機器人”角色，是機器人這個概念的“原型機”。1.人工的萌芽和早期發(fā)展啟蒙與發(fā)展---圖靈機與圖靈測試圖靈機的基本構造

人工智能歷史上的第一座里程碑，便是圖靈機。在1936年，被稱為計算機科學之父、人工智能之父的英國數(shù)學家艾倫·麥席恩·圖靈提出了一個抽象的計算模型的構想-圖靈機。

左圖便是圖靈機的基本構造，我們可以簡單地將其理解為三部分：紙帶、程序和處理盒。1.人工的萌芽和早期發(fā)展啟蒙與發(fā)展---圖靈機與圖靈測試

1950年，艾倫·麥席恩·圖靈發(fā)表了一篇劃時代的論文，這也為他正式獲得了“人工智能之父”這一桂冠。圖靈提出了一個測試方法，這個方法就是通常說的“圖靈測試”。測試的具體形式采取問與答的模式，觀察者通過打字機與兩個被測試對象（一人類一機器）通話，觀察者不斷提出問題，通過被測試對象的回答來辨別其是人還是機器，如果機器使30%以上的觀察者對其身份產生了誤判，那么這個機器就可以被認定為具備智能。圖靈測試為人工智能的概念與方向做出了進一步的解釋與分析，也為人工智能做出了基本的標準。為紀念圖靈對計算機科學和人工智能領域的貢獻，美國計算機協(xié)會（ACM）于1966年設立了計算機獎項“A.M.圖靈獎（ACM

A.MTuringAward）”，簡稱“圖靈獎（TuringAward）”。2.人工智能元年在人工智能發(fā)展歷史上稱得上里程碑式的會議就是1956年8月在在美國的達特茅斯學院召開的達特茅斯會議，又稱為達特茅斯夏季人工智能研究計劃（DartmouthSummerResearchProjectonArtificialIntelligence）。在這個會議上人工智能（ArtificialIntelligence）這個詞被正式使用和廣泛接受，因此1956年被普遍稱為人工智能元年。2.人工智能元年

達特茅斯會議的主題是“用機器來模仿人類學習以及其他方面的智能”，包括七個相關的基礎議題：自動計算機AutomaticComputer如何通過編程使計算機使用自然語言HowCanaComputerbeProgrammedtoUseaLanguage神經元網絡NeuronNets計算規(guī)模理論TheoryoftheSizeofaCalculation自我提升Self-Improvement抽象概念Abstraction隨機性和創(chuàng)造力RandomnessandCreativity3.人工智能的迭起興衰ABCDEF第一次繁榮（1956-1974）第一次“寒冬”（1974-1980）重振旗鼓（1980-1987）第二次寒冬（1987-1993）穩(wěn)健時代（1993-2011）走向新的繁榮（2012-今）3.人工智能的迭起興衰-大事記第一次繁榮期（1956-1974）Unimate機器人

機器人WABOT-13.人工智能的迭起興衰-大事記重振旗鼓期（1980-1987）專家系統(tǒng)卡耐基梅隆大學（CMU）1978年研發(fā)的XCON，在1980年正式投入工廠使用，XCON是一款能夠幫助顧客自動選配計算機配件的軟件程序，這是個完善的專家系統(tǒng)，包含了設定好的超過2500條規(guī)則，在后續(xù)幾年處理了超過80000條訂單，準確度超過95%，每年節(jié)省超過2500萬美元。這成為一個新時期的里程碑。日本的第五代計算機系統(tǒng)日本研發(fā)的第五代計算機

日本嘗試使用大規(guī)模多CUP并行計算來解決人工智能計算力問題，并希望打造面向更大的人類知識庫的專家系統(tǒng)來實現(xiàn)更強的人工智能。3.人工智能的迭起興衰-大事記穩(wěn)健時代（1993-2011）1997年5月，“深藍”以3.5-2.5正式擊敗國際象棋世界冠軍卡斯巴羅夫，成為了首個在標準比賽時間內擊敗國際象棋世界冠軍的計算機系統(tǒng)。人工智能在某個領域正式超越人類的消息廣為傳播，引起了世界的轟動。

超級計算機“深藍”的其中一個機組3.人工智能的迭起興衰-大事記走向新的繁榮（2012-今）阿爾法狗（AlphaGo）

同樣是下棋，對于計算機來說，圍棋的難度要遠高于國際象棋，因為圍棋的落子點太多，分支因子也遠多于其他游戲。AlphaGo通過數(shù)萬盤的自我對弈進行練習強化，于2016年3月以4：1擊敗了韓國最強的職業(yè)棋手李世石。3.人工智能的迭起興衰-大事記走向新的繁榮（2012-今）

波士頓動力學公司機器狗和機器人的演進大狗機器人（Bigdog）

大狗機器人（Bigdog）因形似機械狗被命名為“大狗”。大狗機器人由波士頓動力學工程公司研制，1992年MarcRaibert與他人一起創(chuàng)辦了波士頓動力學公司。他首先開發(fā)了全球第一個能自我平衡的跳躍機器人。左圖所示是波士頓動力學公司機器狗和機器人的演進。4.中國人工智能的發(fā)展20141978年20世紀80年代初19842006鄧小平發(fā)表了“科學技術是生產力”的重要講話科技事業(yè)迎來了春天錢學森等主張開展人工智能研究人工智能研究進一步活躍鄧小平批示批示“計算機普及要從娃娃抓起”研究境遇有了極大改善人工智能學科誕生50周年，東北大學的“棋天大圣”象棋軟件獲得機器博弈冠軍人工智能科技取得了長足的進步人工智能成為國家發(fā)展戰(zhàn)略進入快速發(fā)展通道4.中國人工智能的發(fā)展

人工智能等新技術的進步極大地推動了中國制造向高端制造領域發(fā)展，近些年來，我國也誕生許多與人工智能相關的世界級品牌產品。以華為，小米，OPPO，VIVO為代表的智能手機，已形成中國智能手機集群優(yōu)勢，在全球占有極大的市場份額。研發(fā)大疆無人機的深圳市大疆創(chuàng)新科技有限公司，創(chuàng)立于2006年，短短的十五年時間，大疆創(chuàng)新的業(yè)務從無人機系統(tǒng)拓展至多元化產品體系，在無人機、手持影像系統(tǒng)、機器人教育等多個領域成為全球領先的品牌，以一流的技術產品重新定義了“中國制造”的內涵。MavicAir2型號大疆無人機04項目小結與展望項目小結

本項目我們學習了人工智能的發(fā)展史，從公元前偉大的哲學家亞里士多德的三段論的形式邏輯，到科學歸納法、數(shù)量邏輯、思維規(guī)律機械化、神經網絡模型、計算機數(shù)學模型、世界上第一臺電子計算機等成就奠定了人工智能發(fā)展思想、理論和物質基礎。人工智能歷史上的第一座里程碑是圖靈機與圖靈測試；以時間軸看，從人工智能元年（1956年）到今天的202