相似设计原理

1、相似设计原理论女题目：人工智能简介院系/机电工程系专业：机械工程及自动化班级：AP07084学号：AP0708423学生姓名：宁志升指导老师：孔凡国相似设计原理论文之人工智能简介摘要：在学习相似设计原理课程的基础上，讨论该课程中个人感兴趣的知识、概 念，从而进行深入的认识探讨。关键词：相似设计；相似原理；人工智能0引言人们在长期探索自然规律的过程中，逐渐形成了研究自然界和工程中各种 相似现象的“相似方法”、“模化设计方法”和相应的相似理论、模拟理论。相 似方法就是把个别现象的研究结果推广到所有相似现象上去的方法。相似 理论是现象模拟和研究相似现象的基础。目前在大型复杂设备和结构设计 过程中，一

2、般都要在相似理论指导下，通过模化方法和模型试验，使方案 取得合理参数，预测设备的性能。当前用计算机辅助进行相似性设计和代 替模型试验，已取得明显的效果。解决相似问题的关键是找出相似系统各尺寸参数的相似比。根据各种物理现象的关系式推导出的由物理量组成的无量纲数群为相似准则。与相 似准则各参数对应相似比组成的关系式称为相似指标。在基本相似条件 和相似三定律的基础上，用相似准则、方程分析、量纲分析列出相似比方 程，然后求得相似比。1人工智能的定义著名的美国斯坦福大学人工智能研究中心尼尔逊教授对人工智能下了这 样一个定义：“人工智能是关于知识的学科一一怎样表示知识以及怎样获得知识 并使用知识的科学疽而

3、另一个美国麻省理工学院的温斯顿教授认为：“人工智能 就是研究如何使计算机去做过去只有人才能做的智能工作。”这些说法反映了人 工智能学科的基本思想和基本内容。即人工智能是研究人类智能活动的规律，构 造具有一定智能的人工系统，研究如何让计算机去完成以往需要人的智力才能胜 任的工作，也就是研究如何应用计算机的软硬件来模拟人类某些智能行为的基本 理论、方法和技术。人工智能（Artificial Intelligence，简称AI）是计算机学科的一个分支，二十 世纪七十年代以来被称为世界三大尖端技术之一（空间技术、能源技术、人工智 能）。也被认为是二十一世纪（基因工程、纳米科学、人工智能）三大尖端技术

4、之一。这是因为近三十年来它获得了迅速的发展，在很多学科领域都获得了广泛 应用，并取得了丰硕的成果，人工智能已逐步成为一个独立的分支，无论在理论 和实践上都已自成一个系统。人工智能是研究使计算机来模拟人的某些思维过程和智能行为（如学习、 推理、思考、规划等）的学科，主要包括计算机实现智能的原理、制造类似于人 脑智能的计算机，使计算机能实现更高层次的应用。人工智能将涉及到计算机科 学、心理学、哲学和语言学等学科。可以说几乎是自然科学和社会科学的所有学 科，其范围已远远超出了计算机科学的范畴，人工智能与思维科学的关系是实践 和理论的关系，人工智能是处于思维科学的技术应用层次，是它的一个应用分支。 从

5、思维观点看，人工智能不仅限于逻辑思维，要考虑形象思维、灵感思维才能促 进人工智能的突破性的发展，数学常被认为是多种学科的基础科学，数学也进入 语言、思维领域，人工智能学科也必须借用数学工具，数学不仅在标准逻辑、模 糊数学等范围发挥作用，数学进入人工智能学科，它们将互相促进而更快地发展。2人工智能的历史和现状人工智能的研究经历了以下几个阶段：第一阶段：50年代人工智能的兴起 和冷落人工智能概念首次提出后，相继出现了一批显著的成果，如机器定理证明、 跳棋程序、通用问题s求解程序、LIsP表处理语言等。但由于消解法推理能力的 有限，以及机器翻译等的失败，使人工智能走入了低谷。这一阶段的特点是：重 视

6、问题求解的方法，忽视知识重要性。第二阶段：60年代末到70年代，专家系 统出现，使人工智能研究出现新高潮DENDRAL化学质谱分析系统、MYcIN疾 病诊断和治疗系统、PRosPEcTIoR探矿系统、HearsayI I语音理解系统等专家 系统的研究和开发，将人工智能引向了实用化。并且，1 969年成立了国际人工 智能联合会议（International Joint conferences on Artificial Intelligence 艮口 IJcAI）。第 三阶段：80年代，随着第五代计算机的研制，人工智能得到了很大发展日本1982 年开始了 “第五代计算机研制计划”，即“知识信息处

7、理计算机系统KIPs”，其 目的是使逻辑推理达到数值运算那么快。虽然此计划最终失败，但它的开展形成 了一股研究人工智能的热潮。第四阶段：80年代末，神经网络飞速发展1987年， 美国召开第一次神经网络国际会议，宣告了这一新学科的诞生。此后，各国在神 经网络方面的投资逐渐增加，神经网络迅速发展起来。第五阶段：90年代，人 工智能出现新的研究高潮由于网络技术特别是国际互连网技术的发展，人工智能 开始由单个智能主体研究转向基于网络环境下的分布式人工智能研究。不仅研究 基于同一目标的分布式问题求解，而且研究多个智能主体的多目标问题求解，将 人工智能更面向实用。另外，由于Hopfield多层神经网络模型

8、的提出，使人工神 经络研究与应用出现了欣欣向荣的景象。人工智能已深人到社会生活的各个领 域。人工智能涉及信息描述和信息处理的复杂过程，而实现人工智能是一项艰巨 的任务。要制造出一种不仅能模拟而且可以延长、扩展人的智能的所谓图灵机， 是人工智能研究的根本目标。为实现这个目标，就必须彻底搞清楚智能形成的原 理，同时还需要相应的硬件及软件的密切配合。这涉及到诸如脑科学、认识科学、 计算机科学、系统科学、控制论、微电子等多种学科.依赖于它们的协同发展。 但这些学科的发展目前还没有达到所要求的水平，所以，像图灵机那样的智能机 器目前还是难以实现现有的电子计算机与人脑相比，可明显看出它有如下局限 性:（1

9、）人的记忆与思维是相伴相随不可分的，信息是分布存储的。但电子计算机 的数据处理是完全分离的，在处理器与存储器之间仅仅通过一条狭窄的通道逐字 地交换数据。（2）人的思维过程是串行与并行共存并以并行为主的，这使人可以 进行多方位的综合性思考，但目前计算机只能进行串行式的处理。（3）人脑可以 自然处理不确定的事物，但目前的计算机是基于两态逻辑的，要么肯定，要么否 定。对于既不肯定也不否定的问题，计算机就无法处理。为了对不确定性进行处 理，需要从软件上进行弥补，这就增加了软件设计的复杂性及难度。（4）人们在 处理问题时，通常可把逻辑思维、形象思维、顿悟思维等结合起来进行。但目前 计算机只能进行符号处理

10、，所解决的问题仅局限于逻辑思维所能解决的问题范畴 内。（5）人具有感知能力，但目前的计算机不具备感知能力，人机接口方式仍然 是非自然的。（6）目前计算机不具备对外部刺激及时反应的能力。总之，虽然目 前的电子计算机已经为人类作出了巨大的贡献，但它与人类的智能相比还有很大 的差距。为了实现人类智能在计算机上的模拟、延伸、扩展，必须对其体系结构、 工作方式、处理能力、接口方式等进行彻底的变革，这样造出来的计算机才能称 为智能计算机。我们可以把构造这样的智能机器看作为人工智能研究的远期目 标。日本提出的第五代计算机研制计划就是向远期目标迈进的重要一步，被称为 第一代智能计算机。3人工智能的未来和发展技

11、术的发展总是超乎人们的想象，要准确地预测人工智能的未来是不可能 的。但是，从目前的一些前瞻性研究可以看出未来人工智能可能会向以下几个方 面发展：模糊处理、并行化、神经网络和机器情感。目前，人工智能的推理功能 已获突破，学习及联想功能正在研究之中，下一步就是模仿人类右脑的模糊处理 功能和整个大脑的并行化处理功能。人工神经网络是未来人工智能应用的新领 域，未来智能计算机的构成，可能就是作为主机的冯诺依曼型机与作为智能外 围的人工神经网络的结合。研究表明：情感是智能的一部分，而不是与智能相分 离的，因此人工智能领域的下一个突破可能在于赋予计算机情感能力。情感能力 对于计算机与人的自然交往至关重要。4结束语人工智能一直处于计算机技术的前沿，人工智能研究的理论和发现在很大程度上 将决定计算机技术的发展方向。今天，已经有很多人工智能研究的成果进入人们 的日常生活。将来，人工智能技术的发展将会给人