人工智能技术 课件 3人工智能的概念、4人工智能产品体系

述概能智工人（一）目录/Contents一二人工智能概念人工智能经典问题一人工智能概念一、人工智能概念**1956年的夏天，一群年轻的科学家聚集在一个名叫达特茅斯的小镇，讨论着对于当时的世人而言完全陌生的话题。从此，一个崭新的学科——人工智能，异军突起，开启了她曲折传奇的漫漫征程……2006年达特茅斯会议当事人重聚，左起：摩尔、麦卡锡、明斯基、塞弗里奇、所罗门诺夫。

**2017年5月，一场AlphaGo与世界顶级围棋高手的人机对决，再次将人工智能推到了世界舞台的聚光灯下。一、人工智能概念一、人工智能概念一、人工智能概念人工：即是人工制造。智能:涉及到诸如意识（CONSCIOUSSNESS）、自我(SELF)、思维(MIND)等等。ArtificialIntelligence人工智能（ArtificialIntelligence），英文缩写为AI。人工智能是计算机科学的一个分支。它是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。AI一、人工智能概念它企图了解智能的实质，并生产出一种新的能以人类智能相似的方式做出反应的智能机器，该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。人工智能是对人的意识、思维的信息过程的模拟。人工智能不是人的智能，但能像人那样思考、也可能超过人的智能。什么是人工智能？一、人工智能概念人工智能概念的一般描述

◆部分学者对人工智能概念的描述：

——人工智能是那些与人的思维相关的活动，诸如决策、问题求解和学习等的自动化（Bellman,1978）；

——人工智能是一种计算机能够思维，使机器具有智力的激动人心的新尝试（Haugeland,1985）；

——人工智能是研究如何让计算机做现阶段只有人才能做得好的事情（RichKnight,1991）；

一、人工智能概念——人工智能是那些使知觉、推理和行为成为可能的计算的研究（温斯顿Winston,1992）；——广义地讲，人工智能是关于人造物的智能行为，而智能行为包括知觉、推理、学习、交流和在复杂环境中的行为（尼尔森Nilsson，1998）。——罗素StuartRussell和诺维格PeterNorvig则把已有的一些人工智能定义分为4类：像人一样思考的系统、像人一样行动的系统、理性地思考的系统、理性地行动的系统（2003）。一、人工智能概念全面实施战略性新兴产业发展规划，加快人工智能等技术的研发和转化，做大做强产业集群把发展智能制造作为主攻方向，推进国家智能制造示范区、制造业创新中心建设人工智能：国家战略(2017年政府工作报告)什么是人工智能？一、人工智能概念

在学术界，用功能模拟方法实现的人工智能被（哲学家）称为弱人工智能（weakAI），而通过像人一样的思考（心理活动）过程所实现的人工智能被称为强人工智能（strongAI）。

显然，强人工智能的实现难度要远大于弱人工智能。现阶段我们所学习、研究和开发的人工智能仅限于弱人工智能。但应该指出，从效果上看，强人工智能并非总是高于弱人工智能，或者说，弱人工智能并非一定低于强人工智能。一、人工智能概念脑智能和群智能脑智能（BrainIntelligence,BI）就是脑（主要指人脑）的宏观心理层次的智能表现。由群体行为所表现出的智能称为群智能（SwarmIntelligence,SI）。脑智能和群智能是属于不同层次的智能：

脑智能是一种个体智能（IndividualIntelligence,II）；群智能是一种社会智能（SocialIntelligence,SI），或者说系统智能（SystemIntelligence,SI）。一、人工智能概念符号智能和计算智能

1.符号智能（SymbolicIntelligence）

符号智能就是符号人工智能，它是模拟脑智能的人工智能，也就是所说的传统人工智能或经典人工智能。符号智能以符号形式的知识和信息为基础，主要通过逻辑推理，运用知识进行问题求解。符号智能的主要内容包括知识获取（knowledgeacquisition）、知识表示（knowledgerepresentation）、知识组织与管理和知识运用等技术（这些构成了所谓的知识工程（KnowledgeEngineering,KE））以及基于知识的智能系统等。

一、人工智能概念

2.计算智能（ComputationalIntelligence）

计算智能就是计算人工智能，它是模拟群智能的人工智能。计算智能以数值数据为基础，主要通过数值计算，运用算法进行问题求解。计算智能的主要内容包括：神经计算（NeuralComputation，NC）、进化计算（亦称演化计算，EvolutionaryComputation，EC，包括遗传算法（GeneticAlgorithm，GA）、进化规划（EvolutionaryPlanning，EP）、进化策略（EvolutionaryStrategies，ES）等）、免疫计算（immunecomputation）、粒群计算（ParticleSwarmAlgorithm，PSA）、蚁群算法（AntColonyAlgorithm，ACA）、自然计算（NaturalComputation，NC）以及人工生命（ArtificialLife，AL）等。一、人工智能概念统计智能和交互智能

1.统计智能（StatisticalIntelligence）

利用样例数据并采用统计、概率和其他数学方法而实现的人工智能称为统计智能。

2.交互智能（InteractionalIntelligence）

通过交互方式而实现的人工智能称为交互智能。一、人工智能概念研究人工智能的意义

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使当前的电脑更好用，更有用，以扩大和延伸人类智能；

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信息化社会的迫切要求；

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自动化发展的必然趋势；

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有益于探索人类自身智能的奥秘。一、人工智能概念人工智能的研究目标和策略研究目标就是制造智能机器和智能系统，实现智能化社会。具体来讲，就是要使计算机不仅具有脑智能和群智能，还要具有看、听、说、写等感知和交流能力。研究策略则是先部分地或某种程度地实现机器的智能，并运用智能技术解决各种实际问题特别是工程问题，从而使现有的计算机更灵活、更好用和更有用，成为人类的智能化信息处理工具，而逐步扩展和不断延伸人的智能，逐步实现智能化。一、人工智能概念二人工智能经典问题图灵测试中文屋子二、人工智能经典问题阿兰·麦席森·图灵（1912~1954），英国著名数学家、逻辑学家、密码学家，被称为计算机科学之父、人工智能之父。图灵图灵在科学、特别在数理逻辑和计算机科学方面，取得了举世瞩目的成就，他的一些科学成果，构成了现代计算机技术的基础。可计算性理论判定问题电子计算机人工智能数理生物学图灵测试为了纪念他对计算机科学的巨大贡献，由美国计算机协会（ACM）于1966年设立一年一度的图灵奖，以表彰在计算机科学中做出突出贡献的人，图灵奖被喻为“计算机界的诺贝尔奖”。二、人工智能经典问题1936年，图灵向伦敦权威的数学杂志投了一篇论文，题为"论数字计算在决断难题中的应用”。在这篇开创性的论文中，图灵给“可计算性”下了一个严格的数学定义，并提出著名的“图灵机”的设想。“图灵机”与“冯·诺伊曼机”齐名，被永远载入计算机的发展史中。他是第一个提出利用某种机器实现逻辑代码的执行，以模拟人类的各种计算和逻辑思维过程的科学家。他领导了英国政府破译二战德军U-潜艇密码的工作，为扭转二战盟军的大西洋战场战局立下汗马功劳。1950年，他提出关于机器思维的问题，他的论文“计算机和智能(Computingmachineryandintelligence)，引起了广泛的注意和深远的影响。二、人工智能经典问题《科学美国人》这样评价图灵性情矛盾的一生：“个人生活隐秘又喜欢大众读物和公共广播，自信满怀又异常谦卑。一个核心的悖论是，他认为电脑能够跟人脑并驾齐驱，但是他本人的个性却是率性而为、我行我素、无法预见，一点也不像机器输出来的东西。”二、人工智能经典问题图灵测试如果一个人（代号C）使用测试对象皆理解的语言去询问两个他不能看见的对象任意一串问题。对象为：一个是正常思维的人（代号B）、一个是机器（代号A）。如果经过若干询问以后，C不能得出实质的区别来分辨A与B的不同，则此机器A通过图灵试验。二、人工智能经典问题研究历程1936哲学家阿尔弗雷德·艾耶尔思考心灵哲学问题：我们怎么知道其他人曾有同样的体验。在《语言，真理与逻辑》中，艾尔建议有意识的人类及无意识的机器之间的区别。1950图灵发表了一篇划时代的论文，文中预言了创造出具有真正智能的机器的可能性。由于注意到“智能”这一概念难以确切定义，他提出了著名的图灵测试：如果一台机器能够与人类展开对话（通过电传设备）而不能被辨别出其机器身份，那么称这台机器具有智能。123二、人工智能经典问题研究历程1952在一场BBC广播中，图灵谈到了一个新的具体想法：让计算机来冒充人。如果不足70%的人判对，也就是超过30%的裁判误以为在和自己说话的是人而非计算机，那就算作成功了。1231967由英国哲学家费丽帕·弗特提出。铁轨上有五个小孩在玩，停用的岔轨上有一个小孩在玩，要把车转移到岔轨上压死一个孩子救下五个吗？这是一个非常典型的关于道德问题的直觉泵。二、人工智能经典问题20146月8日，一台计算机（计算机尤金·古斯特曼并不是超级计算机，也不是电脑，而是一个聊天机器人，是一个电脑程序）成功让人类相信它是一个13岁的男孩，成为有史以来首台通过图灵测试的计算机。这被认为是人工智能发展的一个里程碑事件201511月，《Science》杂志封面刊登了一篇重磅研究：人工智能终于能像人类一样学习，并通过了图灵测试。测试的对象是一种AI系统，研究者分别进行了展示它未见过的书写系统（例如，藏文）中的一个字符例子，并让它写出同样的字符、创造相似字符等任务。结果表明这个系统能够迅速学会写陌生的文字，同时还能识别出非本质特征（也就是那些因书写造成的轻微变异），通过了图灵测试，这也是人工智能领域的一大进步。123研究历程二、人工智能经典问题测试内容

图灵提出了一种测试机器是不是具备人类智能的方法。即假设有一台电脑，其运算速度非常快、记忆容量和逻辑单元的数目也超过了人脑，而且还为这台电脑编写了许多智能化的程序，并提供了合适种类的大量数据，那么，是否就能说这台机器具有思维能力？

图灵肯定机器可以思维的，他还对智能问题从行为主义的角度给出了定义，由此提出一假想：即一个人在不接触对方的情况下，通过一种特殊的方式，和对方进行一系列的问答，如果在相当长时间内，他无法根据这些问题判断对方是人还是计算机，那么，就可以认为这个计算机具有同人相当的智力，即这台计算机是能思维的。二、人工智能经典问题测试内容

要分辨一个想法是“自创”的思想还是精心设计的“模仿”是非常难的，任何自创思想的证据都可以被否决。图灵试图解决长久以来关于如何定义思考的哲学争论，他提出一个虽然主观但可操作的标准：如果一台电脑表现（act）、反应（react）和互相作用（interact）都和有意识的个体一样，那么它就应该被认为是有意识的。

为消除人类心中的偏见，图灵设计了一种“模仿游戏”即图灵测试：远处的人类测试者在一段规定的时间内，根据两个实体对他提出的各种问题的反应来判断是人类还是电脑。通过一系列这样的测试，从电脑被误判断为人的几率就可以测出电脑智能的成功程度。二、人工智能经典问题人机测试图灵采用“问”与“答”模式，即观察者通过控制打字机向两个测试对象通话，其中一个是人，另一个是机器。要求观察者不断提出各种问题，从而辨别回答者是人还是机器。图灵还为这项测试亲自拟定了几个示范性问题：二、人工智能经典问题具体问答问：请给我写出有关“第四号桥”主题的十四行诗。答：不要问我这道题，我从来不会写诗。问：34957加70764等于多少？答：（停30秒后）105721问：你会下国际象棋吗？答：是的。图灵指出：“如果机器在某些现实的条件下，能够非常好地模仿人回答问题，以至提问者在相当长时间里误认它不是机器，那么机器就可以被认为是能够思维的。”二、人工智能经典问题从表面上看，要使机器回答按一定范围提出的问题似乎没有什么困难，可以通过编制特殊的程序来实现。然而，如果提问者并不遵循常规标准，编制回答的程序是极其困难的事情。例如，提问与回答呈现出下列状况：问：你会下国际象棋吗？是的。问：你会下国际象棋吗？是的。问：请再次回答，你会下国际象棋吗？是的。二、人工智能经典问题你多半会想到，面前的这位是一部笨机器。但如果提问与回答呈现出另一种状态：问：你会下国际象棋吗？是的。问：你会下国际象棋吗？答：是的，我不是已经说过了吗？问：请再次回答，你会下国际象棋吗？答：你烦不烦，干嘛老提同样的问题。

那么，你面前的这位，大概是人而不是机器。上述两种对话的区别在于，第一种可明显地感到回答者是从知识库里提取简单的答案，第二种则具有分析综合的能力，回答者知道观察者在反复提出同样的问题。“图灵测试”没有规定问题的范围和提问的标准，如果想要制造出能通过试验的机器，以我们的技术水平，必须在电脑中储存人类所有可以想到的问题，储存对这些问题的所有合乎常理的回答，并且还需要理智地作出选择。二、人工智能经典问题图灵测试的意义图灵测试考虑的是：一个智能只能由其他智能来识别。它代表着机器对人类知识体系/交互的理解程度。自动驾驶/种田/生产，如果机器能理解人，再有高效的控制系统，那总有一天能让人类完全脱离体力劳动，生存不再那么艰难，可以选择自己想做的事情去做。二、人工智能经典问题

事实上，每个人对于智能的理解都不同。有些人可能觉得会解数学题就算是了，有些人还要求智能有自我学习的能力……图灵测试显然没有展开讨论这些情况。作为计算机科学与人工智能领域共同的先驱，图灵成功定义了什么是机器，却不能定义什么是智能。这也反映一个困局：我们试图创造智能，但我们连智能应是怎样都不知道。测试一个系统是否具有强智能应该有更好的准则。但目前我们首先要做的是去理解更广义的智能，而非对我们自己穷追不舍。图灵测试的意义二、人工智能经典问题如今最先进的机器学习系统距离通过图灵测试还有多远？

早在2005年，人工智能专家雷·库兹韦尔Raykurzweil就在畅销书《奇点临近》中预言，人工智能超越人类思维的“奇点”即将到来，理由是人类科技正呈现“指数级增长”他在书中列举了15个科技领域，证明它们都像计算机业的摩尔定律一样，呈现指数级发展，并宣布人类可以借此进一步揭示人工智能“有序的复杂性”，以及凭借“计算能力的不断增加”，最终在2045年实现人工智能。

国际公司如Google，IBM，微软，Facebook以及国内的科大讯飞、百度都在积极投入人员配置和资本研发人工智能。我们日常生活中能接触到语音助手类产品如Siri、Cortana、灵犀语音助手即是初代人工智能体产品的成熟应用。

也许某天，人工智能真的能发展出自我意识也说不定，那对整个人类文明都会是一次升华。即使最终证明“灵魂”无法被我们制造，在研究的路上，我们对自身的理解也会有深刻的进步。

二、人工智能经典问题二人工智能经典问题图灵测试中文屋子

1980年，哲学家西尔勒提出了名为“中文屋子”的假想实验，模拟图灵测试，用以反驳强人工智能观点。主要说明某台计算机即使通过了图灵测试，能正确的回答问题，它对问题仍然没有任何理解，因此不具备真正的智能。二、人工智能经典问题◆约翰.西尔勒(JohnSearle)的“中文屋子”

在一个完全封闭的房间内，里面有一个不懂中文的人，房间只有一个小窗口，以供在房间内外进行信息交换。我们在一张纸条上写上中文，这个中文可以是一个问题，可以是一个问候，可以是一个玩笑，总之，你要通过小窗口把纸条递给房间内那个不懂中文的人。

在房间内部，有一个可以在任何语言之间转换的机器，那个不懂中文的人通过机器来看懂纸条并且进行相应的回复。那么，在房间外的你，能否通过纸条回复来判断房间内的人是否懂中文？二、人工智能经典问题

西尔勒创造了“中文房间”思想实验来反驳电脑和其他人工智能能够真正思考的观点。房间里的人不会说中文；他不能够用中文思考。但因为他拥有某些特定的工具，他甚至可以让以中文为母语的人以为他能流利的说中文。根据西尔勒，电脑就是这样工作的。它们无法真正的理解接收到的信息，但它们可以运行一个程序，处理信息，然后给出一个智能的印象。二、人工智能经典问题

但是，在此基础上，有人提出了更强烈的反击：把爱因斯坦对任何一个问题的回答汇编成一本书，那么你拿任何一个问题去问爱因斯坦，与翻着本书会得到同样的答案，现在我们能说这本书像爱因斯坦一样会思考吗？二、人工智能经典问题听聆谢谢品产能智工人目录/Contents010203人工智能产品体系智能家居智能金融0405智慧城市智慧交通01人工智能产品体系ArtificialIntelligence一、人工智能产品体系（一）什么是人工智能？理论方法技术应用一门新的技术科学一、人工智能产品体系（二）人工智能的应用可以说：人工智能正在各个领域帮助人类创造价值人工智能产业02智能家居2.1相关核心技术智能嵌入技术“物联网”的目的则是让所有的物品都具有计算机的智能但并不以通用计算机的形式出现，并把这些物品与网络连接在一起，这就需要嵌入式技术的支持。国际互联网又称为因特网（Internet）是一组全球信息资源的总汇，以相互交流信息资源为目的，基于一些共同的协议，并通过许多路由器和公共互联网而成。移动通信网缩写为GSM，由欧洲电信标准组织ETSI制订的一个数字移动通信标准，1G、2G、3G、4G，以及5G。ZigBee也称紫蜂，是一种低速短距离传输的无线网上协议，底层是采用IEEE802.15.4标准规范的媒体访问层与物理层。二、智能家居2.2极致生活体验添加标题内容移动物联网时代的生活是全智能生活的时代，是基于互联网平台打造的一种全新智能化生活方式，利用移动物联网、云计算、自动化以及移动互联网等高端智能技术，配合丰富的智能家居终端，将家居设备智能控制、家庭健康感知、环境感知、安全感知以及信息交流、购物等家居服务有效结合，为智能家庭用户提供舒适性、便捷性于一体的低碳、健康、绿色的个性化家居生活。移动智能终端是实现智慧家庭系统管理与服务的载体，而移动终端在智慧家庭中的应用最终需要通过移动物联网技术来实现。二、智能家居添加标题内容获得温度、湿度、二氧化碳浓度、PM2.5浓度等值，能够有效的检测出室内的空气成分，并在检测到某种污染物超标时自动打开空气净化器，保证使用者室内空气清新；还能同时提供室内温度和空气湿度等信息，让人们一直处在最适宜的家居环境中。1环境健康家庭环境智能调节应用2.2极致生活体验二、智能家居添加标题内容电器控制主要针对传统的电器进行智能控制，对于电器没有要求，比如家用的空调、热水器、饮水机、电视以及电动窗帘等设备进