人工智能与专家系统(上海交大)

人工智能与专家系统1.1人工智能的概念1.2人工智能的研讨学派1.3人工智能的研讨目的1.4人工智能的研讨领域1.5人工智能的开展简史1.1人工智能的概念几种定义智能机器〔intelligentmachine〕人工智能〔学科〕人工智能〔才干〕人工智能〔拟人思想、行为〕人工智能〔理性思想、行为人工智能顾名思义，人工智能就是人造智能，其英文表示是“ArtificialIntelligence〞，简称AI。当然，这只是人工智能的字面解释或广义解释。目前的“人工智能〞一词是指用计算机模拟或实现的智能，同时，人工智能又是一个学科称号。1.1.2智能、智力和才干之间的区别与联络智能：从觉得到记忆到思想这一过程，称为“智慧〞，智慧的结果就产生了行为和言语，将行为和言语的表达过程称为“才干〞，两者合称“智能〞，将觉得、去记、回想、思想、言语、行为的整个过程称为智能过程，它是智力和才干的表现。智力：智力〔Intelligence)是指生物普通性的精神才干。指人认识、了解客观事物并运用知识、阅历等处理问题的才干，包括记忆、察看、想象、思索、判别等。“智力〞的定义也可以概括为：经过改动本身、改动环境或找到一个新的环境去有效地顺应环境的才干智商：智商就是智力商数，智力的高低通常用智力商数来表示，是用以标示智力开展程度。构成智商的五种因数：察看力、留意力、记忆力、思想力、想象力才干：普通才干是指察看，记忆，思想，想象等才干,通常也叫智力。特殊才干是指人们从事特殊职业或专业需求的才干1.1.3如何判别智能1.图灵实验2.中文屋子问题图灵实验一种确定计算机能否会思索的实验。一个人向计算机发问，另一个不知情的人试图从回答中区分是人还是计算机。假设计算机没有被识别出，便经过了图灵实验．到目前为止，没有一台机器经过实验。中文屋子〔假设有一台计算机经过了图灵实验〕希尔勒假设：希尔勒博士在一个封锁的房子里，有输入和输出缝隙与外部一样。输入的是中文问题，而他对中文一窍不通。房子内有一本英语的指令手册，从中可以找到相应的规那么。他按照规那么办事，把作为答案的中文符号写在纸上，并输出到屋子外面。这样，看起来他能处置输入的中文问题，并给出正确答案。但是，他对那些问题毫无了解，不了解其中的任何一个词！1.2人工智能的研讨学派1.2.1符号主义1.2.2结合主义1.2.3行为主义左脑左脑就像个雄辩家，擅长言语和逻辑分析；又像一个科学家，长于笼统思想和复杂计算，但刻板，短少幽默和丰富的情感。右脑右脑就像个艺术家，长于非言语的笼统思想和直觉，对音乐、美术、舞蹈等艺术活动有超凡的感悟力，空间想像力极强。不擅言辞，但充溢热情与发明力，感情丰富、幽默、有人情味。符号主义〔Symbolism〕1.一种基于逻辑推理的智能模拟方法。2.物理符号系统假设3.模拟人的左脑笼统逻辑思想，经过研讨人类认知系统的功能机理，用某种符号来描画人类的认知过程，并把这种符号输入到能处置符号的计算机中，就可以模拟人类的认知过程。结合主义〔Connectionism〕1.一种基于神经网络及网络间的衔接机制与学习算法的智能模拟方法。2.经过大量的非线性并行处置器来模拟人脑中众多的神经细胞〔神经元〕，用途置器的复杂衔接关系来模拟人脑中众多神经元之间的突触行为。行为主义〔Evolutionism〕1.一种基于“感知——行动〞的行为智能模拟方法。2.维纳和麦洛克等人提出的控制论和自组织系统。控制论把神经系统的任务原理与信息实际、控制实际、逻辑以及计算机联络起来。1.3人工智能的研讨目的〔1〕经过视觉、听觉、触觉等感官活动，接受并了解文字、图象、声音、言语等各种外界的“自然信息〞，这就是认识和了解世界环境的才干。〔2〕经过人脑的生理与心思活动以及有关的信息处置过程，将感性知识笼统为理性知识，并能对事物运动的规律进展分析、判别和推理，这就是提出概念、建立方法，进展演绎和归纳推理、作出决策的才干。〔3〕经过教育、训练和学习过程，日益丰富本身的知识和技艺，这就是学习的才干。〔4〕对变化多端的外界环境条件，如干扰、刺激等作用能灵敏地作出反响，这就是自我顺应的才干。1.4人工智能的研讨领域1.4.1方式识别1.4.2自动定理证明1.4.3机器视觉1.4.4专家系统1.4.5机器人1.4.6自然言语处置1.4.7博弈1.4.8人工神经网络1.4.9问题求解1.4.10机器学习1.4.11基于Agent的人工智能1.4.1方式识别指对表征事物或景象的各种方式的〔数值的、文字的和逻辑关系的〕信息进展处置和分析，以对事物或景象进展描画、识别、分类和解释的过程，是信息科学和人工智能的重要组成部分。详细的说：我们所指的方式识别主要是对语音波形、地震波、心电图、脑电图、图片、照片、文字、符号、生物传感器等对象的详细方式进展辨识和分类。1.4.2自动定理证明〔ATP〕目前是自动推理(AR)体系中开展最好的部分，它的目的是为运用电子计算机程序来进展数学定理的证明。对于不同的数学逻辑，它可以推论出一个定理是正确的，还是不可证明的，或者错误的。

1.4.3机器视觉机器视觉就是用机器替代人眼来做丈量和判别。机器视觉系统是指经过机器视觉产品将被摄取目的转换成图像信号，传送给公用的图像处置系统，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号；图像系统对这些信号进展各种运算来抽取目的的特征，进而根据判别的结果来控制现场的设备动作。1.4.4专家系统专家系统是一个智能计算机程序系统，其内部含有大量的某个领域专家程度的知识与阅历，可以利用人类专家的知识和处理问题的方法来处置该领域问题。1.4.5机器人机器人〔Robot〕是自动执行任务的机器安装。它既可以接受人类指挥，又可以运转预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原那么纲领行动。它的义务是协助或取代人类任务的任务，例如消费业、建筑业，或是危险的任务。1.4.6自然言语处置自然言语处置是计算机科学领域与人工智能领域中的一个重要方向。它研讨能实现人与计算机之间用自然言语进展有效通讯的各种实际和方法。自然言语处置是一门融言语学、计算机科学、数学于一体的科学。1.4.7博弈博弈，词语解释是局戏、围棋、赌博。博弈分为静态博弈和动态博弈。静态博弈是指在博弈中，两个参与人同时选择或两人不同时选择，但后行动者并不知道先行动者采取什么样的详细行动。动态博弈是指在博弈中，两个参与人有行动的先后顺序，且后行动者可以察看到先行动者所选择的行动。1.4.8人工神经网络一种模拟动物神经网络行为特征，进展分布式并行信息处置的算法数学模型。这种网络依托系统的复杂程度，经过调整内部大量节点之间相互衔接的关系，从而到达处置信息的目的。1.4.9问题求解通常是指处理管理活动中由于不测引起的非预期效应或与预期效应之间的偏向。经过搜索的方法寻觅问题求解操作的一个适宜序列，以满足问题的要求。1.4.10机器学习是研讨计算机怎样模拟或实现人类的学习行为，以获取新的知识或技艺，重新组织已有的知识构造使之不断改善本身的性能。机器学习是人工智能的中心。1.4.11基于Agent的人工智能

Agent：人工智能里的术语，指能自主活动的软件或者硬件实体。这是一种基于感知行为模型的研讨途径和方法。1.5人工智能的开展简史1.5.1孕育期1.5.2AI的根底技术的构成时期1.5.3AI的开展和适用阶段1.5.4知识工程与机器学习开展阶段1.5.5智能综合集成阶段1.5.1孕育期孕育期〔1956年前〕数理逻辑学科〔弗雷治、维纳等〕计算的新思想〔丘奇、图灵等〕1.5.2AI的根底技术的构成时期构成期〔1956--1970年〕1956年，第一次人工智能的研讨会1969年，第一届国际