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）这个术语并把它作为一门新兴科学的名称。20世纪三大科学技术成就：空间技术原子能技术人工智能2第1章人工智能概述1.1人工智能的基本概念1.2人工智能的发展简史1.3人工智能研究的基本内容1.4人工智能的主要研究领域

3第1章人工智能概述1.1人工智能的基本概念

1.2人工智能的发展简史1.3人工智能研究的基本内容1.4人工智能的主要研究领域41.1.1智能的概念自然界四大奥秘：物质的本质、宇宙的起源、生命的本质、智能的发生。对智能还没有确切的定义，主要流派有：（1）思维理论：智能的核心是思维（2）知识阈值理论：智能取决于知识的数量及一般化程度（3）进化理论：用控制取代知识的表示智能是知识与智力的总和知识是一切智能行为的基础获取知识并应用知识求解问题的能力

5感知能力：通过视觉、听觉、触觉、嗅觉等感觉器官感知外部世界的能力。80%以上信息通过视觉得到，10%信息通过听觉得到。1.1.2智能的特征存储由感知器官感知到的外部信息以及由思维所产生的知识对记忆的信息进行处理2.记忆与思维能力6（1）逻辑思维（抽象思维）依靠逻辑进行思维。思维过程是串行的。容易形式化。思维过程具有严密性、可靠性。1.1.2智能的特征（2）形象思维（直感思维）依据直觉。思维过程是并行协同式的。形式化困难。在信息变形或缺少的情况下仍有可能得到比较满意的结果。74.行为能力（表达能力）

1.1.2智能的特征（3）顿悟思维（灵感思维）不定期的突发性。

非线性的独创性及模糊性。穿插于形象思维与逻辑思维之中。

3.学习能力

学习既可能是自觉的、有意识的，也可能是不自觉的、无意识的；既可以是有教师指导的，也可以是通过自己实践的。人们的感知能力：用于信息的输入。行为能力：信息的输出。8

人工智能：用人工的方法在机器（计算机）上实现的智能；或者说是人们使机器具有类似于人的智能。1.1.3人工智能

人工智能学科：一门研究如何构造智能机器（智能计算机）或智能系统，使它能模拟、延伸、扩展人类智能的学科。图灵测试：1950年图灵发表的《计算机与智能》中设计了一个测试，用以说明人工智能的概念。9第1章人工智能概述1.1人工智能的基本概念1.2人工智能的发展简史

1.3人工智能研究的基本内容1.4人工智能的主要研究领域101.2人人工工智能能的发发展简简史1.2.1孕孕育育（1956年年之前前）公元前前，亚亚里斯斯多德德（Aristotle）：：三段段论培根（（F.Bacon）：：归纳纳法莱布尼尼茨（（G.W.Leibnitz）：：万能能符号号、推推理计计算布尔（（G.Boole）：：用符符号语语言描描述思思维活活动的的基本本推理理法则则1936年年，图图灵：：图灵灵机1943年年，麦麦克洛洛奇（（W.McCulloch）、、匹兹兹(W.Pitts)：M－P模型型111.2人人工工智能能的发发展简简史1.2.1孕孕育育（1956年年之前前）美国爱爱荷华华州立立大学学的阿阿塔纳纳索夫夫教授授和他他的研研究生生贝瑞瑞在1937年年至1941年年间开开发的的世界界上第第一台台电子子计算算机““阿塔塔纳索索夫－－贝瑞瑞计算算机（（Atanasoff-BerryComputer，ABC）””为人人工智智能的的研究究奠定定了物物质基基础。。阿塔纳纳索夫贝瑞121.2.2形形成成（1956年年－1969年年）1956年年夏，，当时时美国国达特特茅斯斯大学学数学学助教教、现现任斯斯坦福福大学学教授授麦卡锡锡和哈佛佛大学学数学学和神神经学学家、、现任任MIT教教授明明斯基基、IBM公司司信息息研究究中心心负责责人洛切斯斯特、贝尔尔实验验室信信息部部数学学研究究员香农共同发发起，，邀请请普林林斯顿顿大学学莫尔尔和IBM公司司塞缪尔尔、MIT的的塞尔夫夫里奇奇和索索罗莫莫夫以及兰兰德公公司和和卡内内基－－梅隆隆大学学的纽厄尔尔、西蒙等10名年年轻学学者在在达特特莫斯斯大学学召开开了两两个月月的学学术研研讨会会，讨讨论机机器智智能问问题。。会上经经麦卡卡锡提提议正正式采采用““人工工智能能”这这一术术语，，标志志着人人工智智能学学科正正式诞诞生。。麦卡卡锡因因而被被称为为人工工智能能之父父。此后，，美国国形成成了多多个人人工智智能研研究组组织，，如纽纽厄尔尔和西西蒙的的CarnegieRAND协协作组组，明明斯基基和麦麦卡锡锡的MIT研究究组，，塞缪缪尔的的IBM工工程研研究组组等。。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机机器学学习、、定理理证明明、模模式识识别、、问题题求解解、专专家系系统及及人工工智能能语言言等方方面都都取得得了许许多引引人瞩瞩目的的成就就。。1969年年，成成立了了国际际人工工智能能联合合会议议（InternationalJointConferencesonArtificialIntelligence，，IJCAI））。1970年，创创刊了了国际际性的的人工工智能能杂志志（ArtificialIntelligence）。141.2.3发发展展（1970年年－））20世世纪60年年代末末，人人工智智能研研究遇遇到困困难，，如机机器翻翻译。。1966年美美国顾顾问委委员会会的报报告裁裁定：：还不不存在在通用用的科科学文文本机机器翻翻译，，也没没有很很近的的实现现前景景。英英国、、美国国中断断了大大部分分机器器翻译译项目目的资资助。。1977年年，费费根鲍鲍姆在在第五五届国国际人人工智智能联联合会会议上上提出出了““知识识工程程”概概念，，推动动了知知识为为中心心的研研究。。1981年年，日日本宣宣布第第五代代计算算机发发展计计划，，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构成成的模模型机机系统统。我国自自1978年开开始把把“智智能模模拟””作为为国家家科学学技术术发展展规划划的主主要研研究课课题。。1981年成成立了了中国国人工工智能能学会会。现在，，人工工智能能已经经成为为计算算机、、航空空航天天、军军事装装备、、工业业等众众多领领域的的关键键技术术。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人人工工智能能的发发展简简史1.3人人工工智能能研究究的基基本内内容1.4人人工工智能能的主主要研研究领领域161.3人人工工智智能能研研究究的的基基本本内内容容知识识表表示示知识识表表示示：将将人人类类知知识识形形式式化化或或者者模模型型化化。。知识识表表示示方方法法：符符号号表表示示法法、、连连接接机机制制表表示示法法。。符号号表表示示法法：用用各各种种包包含含具具体体含含义义的的符符号号，，以以各各种种不不同同的的方方式式和和顺顺序序组组合合起起来来表表示示知知识识的的一一类类方方法法。。例例如如，，一一阶阶谓谓词词逻逻辑辑、、产产生生式式等等。。连接接机机制制表表示示法法：把把各各种种物物理理对对象象以以不不同同的的方方式式及及顺顺序序连连接接起起来来，，并并在在其其间间互互相相传传递递及及加加工工各各种种包包含含具具体体意意义义的的信信息息，，以以此此来来表表示示相相关关的的概概念念及及知知识识。。例例如如，，神神经经网网络络等等。。172.机机器器感感知知2.机器器感感知知机器器感感知知：：使使机机器器（（计计算算机机））具具有有类类似似于于人人的的感感知知能能力力。。以以机机器器视视觉觉(machinevision)与与机机器器听听觉觉为为主主。。1.3人人工工智智能能研研究究的的基基本本内内容容3.机器器思思维维机器器思思维维：：对对通通过过感感知知得得来来的的外外部部信信息息及及机机器器内内部部的的各各种种工工作作信信息息进进行行有有目目的的的的处处理理。。182.机机器器感感知知4.机器器学学习习机器器学学习习（（machinelearning）：：研研究究如如何何使使计计算算机机具具有有类类似似于于人人的的学学习习能能力力，，使使它它能能通通过过学学习习自自动动地地获获取取知知识识。。1957年年，，Rosenblatt研研制制成成功功了了感感知知机机。。1.3人人工工智智能能研研究究的的基基本本内内容容5.机器行为机器行为：：计算机的的表达能力力，即“说说”、“写写”、“画画”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人人工智能能的发展简简史1.3人人工智能能研究的基基本内容1.4人人工智能能的主要研研究领域201.4人人工智能能的主要研研究领域1.自动动定理证明明定理证明的的实质是证证明由前提提P得到结论Q的永真性。。1958年年，王浩证证明了有关关命题演算算的全部定定理（220条）、、谓词演算算中150条定理的的85%。。1965年年鲁宾逊（（Robinson）提出了了归结原理理，使机器器定理证明明成为现实实。我国著名数数学家、中中国科学院院吴文俊院院士把几何何代数化，，建立了一一套机器证证明方法，，被称为““吴方法””。211.4人人工智能能的主要研研究领域2.博弈下棋、打牌牌、战争等等一类竞争争性的智能能活动。1956年年，塞缪尔尔研制出跳跳棋程序。。1991年年8月，IBM公司司研制的DeepThought2计算机机系统与澳澳大利亚象象棋冠军约约翰森（D.Johansen）举行行了一场人人机对抗赛赛，以1：：1平局告告终。1996年年2月10日至17日，IBM公司司的“深蓝蓝”计算机机系统与卡卡斯帕罗夫夫进行了六六局比赛，，以3.5比2.5的总比分分赢得这场场世人瞩目目的“人机机大战”的的胜利。222007年年台北国际际发明暨技技术交易展展览上，第第三代智能能机器人DOC现现场表演下下棋。1.4人人工智能能的主要研研究领域231.4人人工智能能的主要研研究领域模式识别（patternrecognition））：研究对象象描述和分分类方法的的学科。分分析和识别别的模式可可以是信号号、图象或或者普通数数据。文字识别：：邮政编码码、车牌识识别、汉字字识别。人脸识别：：反恐、商商业。物体识别：：导弹、机机器人。3.模式式识别241.4人人工智能能的主要研研究领域4.专家系统专家系统模模拟人类专专家求解问问题的思维维过程求解解领域内的的各种问题题，其水平平可以达到到甚至超过过人类专家家的水平。。1965年年费根鲍姆姆研究小组组开始研制制第一个专专家系统———分析化化合物分子子结构的DENDRAL，1968年年完成并投投入使用。。1971年年MIT开开发成功求求解一些数数学问题的的MYCSYMA专专家系统。。拉特格尔尔大学开发发的清光眼眼诊断与治治疗的专家家系统CASNET。1972年斯坦福大学学肖特里菲等等人开始研研制用于诊诊断和治疗疗感染性疾疾病的专家家系统MYCIN。1976年年斯坦福研研究所开始始开发探矿矿专家系统统PROSPECTOR，1980年年首次实地地分析华盛盛顿某山区区地质资料料，发现了了一个钼矿矿。1981年年斯坦福大大学研制成成功专家系系统AM，，能模拟人人类进行概概括、抽象象和归纳推推理，发现现某些数论论的概念和和定理。251.4人人工智能能的主要研研究领域5.机器人20世纪60年代初，研制出出尤尼梅特特和沃莎特特兰两种机机器人。机器人发展展：程序控控制机器人人（第一代代）、自自适应机器器人（第二二代）、智智能机器人人（现代））。26仿人形机器器人表演舞舞蹈千手观观音2007年年9月26日，南京京青少年活活动中心科科技馆展示示大厅里，，来自中国国科技大学学的8个20多厘米米高的机器器人表演《《千手观音音》，它们们的手臂、、身躯随着着节奏依次次或伸展或或摇摆，还还能够蹲起起直立。1.4人人工智能能的主要研研究领域271.4人人工智能能的主要研研究领域6.机器视觉机器视觉(machinevision)或或计算机视视觉(computervision)是用用机器代替替人眼睛进进行测量和和判断。机器视觉系系统是指通通过图像摄摄取装置将将被摄取的的目标转换换成图像信信号，传送送给专用的的图像处理理系统，根根据像素分分布和宽度度、颜色等等信息，转转换成数字字信号，抽抽取目标的的特征，根根据判别结结果控制现现场的设备备动作。机器视觉应应用在半导导体及电子子、汽车、、冶金、制制药、食品品饮料、印印刷、包装装、零配件件装配及制制造质量检检测等。281.4人人工智能能的主要研研究领域7.自然然语言理解解研究如何让让计算机理理解人类自自然语言，，包括回答答问题、生生成摘要、、翻译等。。1957年年，在苏联联人造卫星星成功发射射的刺激下下,美国国国家研究会会大力支持持对俄科技技论文的计计算机翻译译。人们最最初以为机机器翻译只只要将双向向词典及一一些词法知知识放进计计算机就行行了。后来来发现有时时会出现十十分荒谬的的错误。291.4人人工智能能的主要研研究领域8.自动动程序设计计程序综合：：用户只需要要告诉计算算机要“做做什么”，，无须说说明“怎么么做”，计计算机就可可自动实现现程序的设设计。程序正确性性的验证：研究出一一套理论和和方法，通通过运用这这套理论和和方法就可可以证明程程序的正确确性。301.4人人工智能能的主要研研究领域9.智能能信息检索索智能信息检检索系统的的功能：(1)能能理解自然然语言。(2)具具有推理能能力。(3)系系统拥有一一定的常识识性知识。。10.数数据挖掘与与知识发现现数据挖掘的的目的是从从数据库中中找出有意意义的模式式(一组规规则、聚类类、决策树树、依赖网网络或其他他方式表示示的知识)。数据挖掘过过程：数据据预处理、、建模、模模型评估及及模型应用用。311.4人人工智能能的主要研研究领域11.组组合优化问问题组合优化问问题：旅行商问问题、生产产计划与调调度、物流流中的车辆辆调度、智智能交通、、通信