软件工程专业英语（第2版）-Chapter8-9-参考译文 宋晓涛

PAGEPAGE1第八章人工智能能力要求读完这章之后，你应该能够：描述人工智能的概念；讲述人工智能的历史；讨论人工智能的目标；了解社会智能、创造力和通用智能；列出并说明人工智能的主要研究；列出几个人工智能的应用；描述在苹果产品中用到了哪些人工智能要素。其软件的一个学术领域。约翰·1956年创造了这一术语，将它定义为“制作智能机器的科学和工程”“智能体的研究与设计”。其中智能体是一个系统，它自主地感知环境、采取行动，以最大化其成功的机会。(通信)、AI是跨学科的领域，涉及到许多学科和专8.1历史孕育期人工智能源于古代神话、故事和传说中被赋予智慧和意识的人工生物。17世纪，莱·霍布斯和勒内·笛卡尔探索了所有理性思维可以做成像代数和几何一样的1920世纪，思维机器和人工生物已经成为科幻小说的共同特征，像玛丽·雪莱的《科学怪人》和卡雷尔·R.U.R.20世纪，数理逻辑的研究提供了重要的突破，使人工智能的实现成为可能。自古以来，哲学家和数学家们一直在发展机械或“形式化”推理。在艾伦图灵和其他数学家的工作基础上，对逻辑的研究直接导致了可编程数字计算机的发明。图灵的计算理论认为，通过把符号编排成简单的‘0’和‘1’，机器可以模拟数学演绎的“大脑”见图8-1。形成期204050年代期间，不同领域的一些科学家们(如数学、心理学、工程学、经济学和政治科学等领域)开始讨论建立人造大脑的可能性。1956年的夏天，在达特···塞缪尔和赫伯特·60年代中期，美国的相关研究得到了国防部和实验室的广泛资助。AI的创始·”，马文·明斯基同意该说法，并且写道：“不出一代人，创建人工智能时的所有问题都将基本被解决了”。黄金年代及其繁荣期1956-1974年间，是人工智能的黄金年代，是发现的年代，冲“智能”20年将制造一个完整的智能机器。像（美国国防部）ARPA那样的政府机构也为该新领域投入了资金。19701980年，是人工智能知识应用期。专家系统,模仿人类专家决策能力的计AI发展史上的一次重要突破。19721976MYCIN专家系统，用于辅助内科医生诊断细菌感染疾病，并提供最佳处方。1976年，斯坦福大学的杜达开发了地质勘探专家系PROSPECTOR。20世纪80年代，日本政府大力资助人工智能的第五代计算机项目。另一个鼓舞人心2080·霍普菲尔德和大卫·鲁梅尔哈特的工作对联结主义的209021世纪初，尽管有些还不尽如人意，但是人工智能取得了极大(如摩尔定律)1997511深蓝”成为第一个击败卫冕世界象棋冠军卡斯帕罗夫的计算机国际象棋系统。20112Jeopardy智力竞赛节目表演赛，IBM的问答系统，沃森以Jeopardy冠军布拉德·拉特和肯Xbox360Xbox1AI8.2研究目标短期目标人工智能研究的近期目标是使现有的计算机不仅能做一般的数值数据和非数值信息的处理，而且能运用知识解决问题，甚至模拟人类的部分智能行为。长期目标有关人工智能研究的长期目标是：社会智能、创造力和通用智能。社会智能社会智能是有效操纵、处理复杂的社会关系及环境的能力。对于智能体而言，首先，（）同时，为了便于人机交互，即使创造力由于人工智能、认知心理学、哲学和艺术领域的交汇，计算创造力(也称为人工创造力，机械的创造力或创新计算)是一个多学科的问题。构建具有人类创造力水平的程序或者计算机。更好地理解人类的创造力，并为人类的创造性行为制定形式化算法。设计出可以增强人类创造力的程序，而程序本身不必具备创造性。通用智能许多研究人员认为，他们的工作最终将集成到一台具有通用智能的机器中(称为强人工智能)。它结合以上各项技能，并且大部分或甚至全部技能均超越人类能力。研究者中的少数人相信：实现该计划需要具备人工意识或人造大脑等拟人化特性。8.3人工智能的主要研究演绎、推理和问题求解208090年代，为处理不确定或不完备信息，人工智能研究采用概率论和经济学概念也已经开发出一些非常成功的方法。对于难解问题，上述多数算法需要巨大的计算资源——即，经历了“组合爆炸”：当知识表示自动规划和调度机器学习（如何（的过程，并且它是自人工智能兴起以来的核心研究领域。有三种类型的学习：第一，无监督学习（非监督式学习/无师学习）具有在输入流中找到模式的能力；第二，监督学习（监督式学习/有师学习）是从标记的训练数据中推断（再励学习;然后该智能体被称为计算学习理论。自然语言处理(或文本挖掘)机器人学20世纪才大幅增加。纵观历史，人们常常遐想:总有一天，机器人将能模仿人类行为并以人类的方式完成任务。今天，随着技术的进步，机器人学领域在快速发展；8-2。许多机器人从事对人类有危险的工作，如拆除炸弹、地雷、探索沉船。人工智能游戏(NPCs)上产生智能行由于非玩家角色人工智能游戏，以智能外观以及在环境局限下的好的游戏体验为重心，其方法与传统的人工智能大不相同；变通和欺骗是可以接受的，而且在许多情况下，计算机能力必须被淡化，才能给人类玩家公平的感觉。8.4人工智能已应用于广泛的领域，包括医疗诊断，股票交易，机器人控制，法律，遥”尼克·博斯特罗姆说，“成千上万的人工智能应用深植于各行业的基础结构中了”209021AppleWatch/SiriAppleWatch是由苹果公司开发的系列智能手表。它包含有健身跟踪、面向健康的功iOS20154月发布以来，迅速成为最畅销的可穿戴设备。AppleWatchiPhoneiPhone应用程序同步Wi-Fi20229watchOS9iPhone手机能iOS16iPhone8及其以上版本。Siri是应用于iPhone4S、iPad3及以上型号的苹果产品的语音控制功能。Siri可以让iPhone设置闹钟。Siri支持自然语言输入，你可以调用其他的内置应用程序，如天气、日程安排、搜索信息等等。同时，它还可以学习新的声音和语调，提供交互响应。GoogleAtlas52015年，升级版Atlas面世，这款机器人由谷歌旗下的波士顿动力公司研制，身高1.9150Atlas28个液压关节，头部还配备两个视觉系统：激光测距仪和立体照相机，是迄今为止最先进的机器人之一。Atlas8-3。在设计上能够应对复杂地形。Atlas75%在推出最强人形机器人AtlasPETMANBigDog以及WildCatPETMAN进行了一系列的改ABB’sYuMi众所周知，人机安全协作新时代即将来临。ABB是领先的工业机器人供应商。迄今，已在全球范围内安装了超过25万台工业机器人。它最新推出的YuMi机器人近日成为焦点。它将装配自动化带入一个全新时代，如图8-4。它灵活的、具有突破性功能的协同式双臂，以柔性材料包裹，并配备创新的力传感技术和最先进的软件控制系统。YuMi能轻松将机械手表、手机、平板电脑、台式电脑的小部件精确地组装到一起。YuMi的推出有助于开拓新的工业生产方式，在电子工业等领域实现小件装配的自动化。2020YuMi展示了精彩的机器人书法20211159日在上海国家会展中心举行，YuMi作为全球首款双臂协作机器人，带来了首个新产品ABB全球多维度温室气体监测与管理系统。2022年，在第五届中国进口博览会首次设立人工智能专区。达芬奇机器人1495年左右设计的一个人形自动该机器人身穿德国—3D高清视觉，EndoWrist专利可旋转手腕手术器械和直观运动。8-55G第九章物联网能力要求读完这章之后，你应该能够：对物联网进行准确的描述;从不同的角度谈一谈物联网的发展;了解物联网目前存在的一些问题;解释什么是无线传感器网络，并且描述其特征;给出嵌入式系统的定义，并描述其特征;RFID，并描述其应用;了解关于物联网的其他技术;列举几种智能家居并描述其功能。本章是对物联网的一个概述：定义，类型，特征及其架构。理解这些基本概念对我们来说是很重要的。本章我们将描述几种比较流行的物联网技术，包括无线传感器网络（WSRFID9.1“物联网”概念的起源“物联网”一词最初是由麻省理工学院自动识别中心的凯文·阿什顿和大卫·L·布洛克分19992001“自动识别”一词指的是在工业自动化中使用的广泛的识200320039EPC（电子产品代码）执行研讨会的时候，自动识别中EPC网络的正式启动。EPC网络是一种开放的RFID在未来五十年都会是促进经济增长的关键技术。“物联网”1920世纪，它们学习如何思考；在21世纪，它们正在学习感知——它们能真实地感觉和响应。物联网的通用定义RFID2000年首创的，他提到，通RFID的互联网地址或数据库记录，能发现标识物的信息。“物联网”RFID、无线局域网、广域网或其他手段，这些都是可读、可识别、可定位、可寻址和可控制的。分析师通常将物联网描述为两种不同的通信模式：物对人的通信和物对物的通信。物对人（和人对物）通信包含了大量人与物或物与人进行交互的技术和应用程序，包括人类远程访问对象，对象（有时称为"blogjects"）不断报告其状态、去向和传感器数据。物联网的发展1510“电脑网络”将迈向“物联网”时代，到2010年，将有500到1000亿的设备连接到互联网。预30倍。如果我们不100万亿。在这种新的模式下，网络对象多到分不清比特和原子之间的界限。所有专家一致认为，物联网的挑战将是多方面的和深远的。我们将尝试从研究视角、行业视角、中央和地方政府的视角上来认识这些挑战。研究视角2008年在苏黎自的应用程序、研究成果和知识。2010年底在东京围绕主题“物联网的绿色星球”举行了第二届大会，这次会议探讨了技术要求和业务挑战，以解决当今物联网技术的社会挑战：支持老龄化社会的健康监测系统；帮助预测自然灾害和适时反应的分布式知晓系统；帮助缓解交通拥堵的跟踪系统；提高再循环能力的产品生命周期信息；减少碳排放的运输透明度各类改进优化过程的深刻理解。物联网的另一个研究的角度是由惠普公司推出的一个为期十年的名为“地球的中枢神经系统”的项目，这个项目将在全球嵌入一万亿个图钉大小的传感器。2006行业视角从把RFID标签嵌入物体中这个意义上来说，物联网的第一个工业化实现实际上就是1998年的Presto网络。在2005年1月，沃尔玛和美国国防部为了控制库存，要求他们的主要承包商和供应商应用RFID标签标记发出的货物。2008IPSO联盟，以促进互联网协议在“智能对象”网络中的使用。IPSO53个成员公司，包括博世、思科、爱立信、SAP200912Origin公司、美国电话电报公司、思科、德国电信、爱立信、富士通、谷歌、日立、IBM、英特尔、摩托罗拉、Oracle、高SAPThalesVeriSignVerizon公司。IPv6。1283.4×10^38)政府视角2006年起，RFID2008年达到了高潮，因为欧盟轮值主席国法国在尼斯组织了一次部长级会议来解决在未来互联网的大背景下的物联网的发美国的战略重要性。2009年下半年，在中国举行了许多关于物联网的重要公开讲座。其中有一个有趣的公式如下：根据SRI咨询商的情报，物联网的技术如图9-1、图9-2所示。9.2无线传感器网络无线传感器网络的定义无线传感器网络无线传感器网络由“节点”组成——从几个到几百甚至几千，其中每个节点都与一个（或者几个）传感器连接。每个这样的传感器网络节点都主要有如下几部分：拥有内部天线或连接到外部天线的无线电收发器微控制器与传感器相连的电子线路电源，通常是一节电池或嵌入式能量收集器智能传感节点是低功率器件，配备有一个或多个传感器，一个处理器，存储器，电源，无线收发器和制动器。无线传感器网络的拓扑结构各有不同，可以是一个简单的星型网络结构，也可以是一个高级的多跳无线网状网络，如图9-3所示。网络多跳间的传播技术可以是选择路由法或洪泛路由法。图9-4所示为无线传感器网络中各个方面的广泛分类。特点无线传感器网络的主要特点包括：使用电池或能量收集器的节点的能量消耗约束性妥善处理节点失效的能力节点的可迁移性存在通信失效10图9-4无线传感器网络分类PAGEPAGE11节点的异质性大规模部署的可扩展性抗恶劣环境条件的能力易用性无线传感器网络的资源约束包括：有限的能量通信范围窄低带宽每个节点有限的处理和存储能力无线传感器网络的设计约束包括：对应用的依从性建立在检测环境基础上3.标准和规范目前有些标准尚未被批准，或由一些组织正在开发，包括无线传感网络的WAVE2M标准。无线传感器网络领域中有很多标准化组织。IEEE着重于物理层和该访问控制层（MAIETF工作于3WSNsWirelessHART（HART技术）WirelessHART是一项基于可寻址远程传感器高速通道的开放通信协议的无线传感器WirelessHART被定义为过程领域设备网络的要求。IEEE1451IEEE1451是由美国电气和电子工程师协会（InstituteofElectricalandElectronicsEngineersIEEE仪器仪表和测量学会的传感器技术专业委员会（传感器或执行器）与微处理器、仪表系统以及控制/现场网络进行连接。（3）IEEE802.15.4IEEE802.15.4标准指定了低速率无线个域网(LR-WPAN)的物理层和介质访问控制。该标准由IEEE802.15工作组维护。（4）ZigBeeZigBeeIEEE802标准基础上，采用短距离、低功耗数字无线电技术，制定的一系列高层通信协议规范。ZigBee设备通常使用网状网络形式远距离传输数据，通过中间媒介设备还可将数据传至更远。（5）6LoWPAN6LoWPAN是IPv6低功耗无线个域网（IPv6overLowpowerWirelessPersonalAreaNetwork6LoWPNInternetEngineeringTaskForce，IETF）的互联网区域中一个工作组的名称。嵌入式系统嵌入式系统定义PC机的通用计算机的设计更具灵活性，能满足更广泛的终端用户的需求。嵌入式系统含有的处理内核不是微控制器就是数字信号处理器（DSP。处理器是嵌入式系统硬件中的重要单元，是嵌入式系统的核心。MP3播放器，ResonanceImagingMRI）以及航空电子设备。复杂性也由低到高变化，历史第一个公认的现代化嵌入式系统是阿波罗导航计算机（AGC，由查尔斯·斯塔克·德雷珀（CharlesStarkDraper）9-5，9-6所示。早期1961D-17（AutoneticsD-17）导航计算9-71966年后备役导弹Ⅱ投于生产，D-17才被首次使用大容量集成电路的新型计算机取代，仅四与非门集成电路这一项，其价格就从每个1000美元降至每个3美元，同时也允许将它们用于商业产品的生产。20601978“标准”，20803．特点（1）用户界面嵌入式系统从没有用户界面，到仅用于一项任务，渐渐发展成现在复杂的图形用户界面。LEDLCD）HD44780LCD，如图98所示一些系统在串口（如RS-232，USB，I²C等，如图9-9所示）和网络（如以太网）连接的帮助下，提供远程用户接口，它们具有以下优点：扩展了嵌入式系统的功能，避免BSPCPCWeb（2）嵌入式系统的处理器嵌入式处理器可以分为两大类：普通微处理器（μP）针对于存储和外设都是使用单独的集成电路。微控制器（μC）有更多的外设芯片，可以降低功耗、尺寸和成本。（3）现成的电脑板PC/104PC/104+PC，它们的体型会小一些，但是比大（816位MSDOSLinuxNetBSDMicroC/OS-ll、QNXVxWorks；x86处理器。然而，多数预先制好的电脑板并不以PC为中心，也不使用工业标准结构总线（IndustrialStandard9-10所示（PeripheralComponent9-11所示（4）可靠性PCRFIDRFID定义（Radio-frequency是无线非接触系统的一个应用，它利用无线射频电磁场将数据从一个标签传输到一个对象，其目的在于自动识别和跟踪。RFID技术已经用在了成百上千种应用中，比如防止盗窃汽车，车辆不停靠便可进行如今，RFID已经是使用无线电波自动识别人或物的通用技术术语。其识别方法有很多种，但最常见的是将RFID标签与识别对象或人的唯一标识关联起来。RFID系统，如图9-12，通常包含以下部分：RFID装置标签；带有天线和收发信机的标签读写器；一个主机系统，或连接一个企业系统。RFID标签RFID装置可以分为两大类：有源（电池）装置的无源装置。主动向读写器发送信号的RFID装置称为应答器（也称发射机，或响应器，而无源被动装置被称为“标签”。目前常用的一些做法是将这种应答器描述为“主动标签”，而将这种无源装置称为“被动标签”。主动标签一般是可进行读和写操作的设备，而被动标签通常只能进行读操作。主动标签比被动标签更大、更昂贵。9-13RFID101毫米。一些标120*100*50mm（Hitachi）目前RFID0.05mm*0.05mm。应用RFID标签可以被附着到对象上，用以跟踪和管理库存、资产或者人等等。例如，它可以被固定到汽车上、计算机设备上、书籍里、移动电话等等。在2011年，被动标签的成本刚开始是每个0.09美元；更为特殊的标签，比如需要附着于金属上或者具有耐γ5用于跟踪货柜、医疗财产、或者监测环境条件的主动标签的价格起始会是每个50美元，或者超过100美元。电池辅助型被动标签的价格在3-10美元的范围内，也具有像温度和湿度