信息技术 第二册（五年制高职）教案 9.1.1 人工智能的定义与内涵

.1.1人工智能的定义与内涵1.什么是人工智能究竟什么是人工智能（ArtificialIntelligence，AI）呢？有关人工智能的常见定义有两个：一个定义是由图灵奖获得者、“人工智能先驱”的美国教授马文·明斯基（MarvinMinsky）提出的“人工智能是一门科学，是使机器做那些人需要通过智能来做的事情”；另一个定义是由美国斯坦福大学教授尼尔斯·尼尔森（NilsNilsson）提出的“人工智能是一门关于研究知识的表示、知识的获取和知识的应用的学科”。人工智能是研究开发能够模拟、延伸和扩展人类智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学，研究目的是促使智能机器会听（语音识别、机器翻译等）、会看（图像识别、文字识别、车牌识别等）、会思考（人机对弈、定理证明等）、会说（语音合成、人机对话等）、会学习（机器学习、知识表示等）、会行动（机器人、自动驾驶汽车等），如图1所示。图1人工智能的研究目的2.人工智能的孕育与诞生在20世纪40年代和50年代，来自数学、经济学、心理学和工程学等不同领域的科学家开始探讨制造人工大脑的可能性。（1）控制论与早期神经网络诺伯特·维纳（NorbertWiener）的控制论描述了电子网络的控制和稳定性。克劳德·香农（ClaudeShannon）提出的信息论则描述了数字信号（即高低电平代表的二进制信号）。1943年，最早描述“神经网络”的学者沃伦·麦卡洛克（WarrenS.McCulloch）和沃尔特·皮兹（WalterPitts）分析了理想化的人工神经元网络，并且指出了它们进行简单逻辑运算的机制。1951年，马文·明斯基（MarvinMinsky）与迪恩·埃德蒙兹（DeanEdmonds）构建了第一台人工智能计算机。1953年IBM推出IBM702，成为第一代AI研究者使用的电脑，如图2所示。图2IBM702第一代AI研究者使用的电脑（2）图灵测试1950年，艾伦·图灵（AlanTuring）针对机器能否思维，发表了一篇题为“ComputingMachineryandIntelligence（计算机器与智能）”的论文。这篇论文提出了一种通过测试来判定机器是否有智能的方法，被后人誉为“图灵测试（Turingtest）”（3）达特茅斯会议：人工智能的诞生1956年8月，在美国汉诺斯小镇的达特茅斯学院（DartmouthCollege），美国麻省理工学院的约翰·麦卡锡（JohnMcCarthy）和马文·明斯基（MarvinMinsky）、美国卡内基梅隆大学的艾伦·纽厄尔（AllenNewell）和赫伯特·西蒙（HerbertSimon）以及美国IBM公司的亚瑟·塞缪尔（ArthurSamuel）等科学家参加了一个重要会议，即达特茅斯夏季人工智能研究项目，研讨“如何用机器模拟人的智能”。会议使用了“人工智能（ArtificialIntelligence，AI）”这个名称作为会议主题，标志着人工智能作为一个研究领域的正式诞生，为后续人工智能的发展奠定了学科基础。因此，1956年被公认为人工智能元年。图3是达特茅斯会议的10位参会人员。图3达特茅斯会议的10位参会人员3.人工智能的内涵人工智能的内涵包括脑认知基础、机器感知与模式识别、自然语言处理与理解、知识工程这四个方面。（1）脑认知基础也就是阐明认知活动的脑机制，即人脑使用各层次构件，包括分子、细胞、神经回路、脑组织区实现记忆、计算、交互等认知活动，以及如何模拟这些认知活动。它包括认知心理学、神经生物学、不确定性认知、人工神经网络、统计学习、机器学习、深度学习等内容。（2）机器感知与模式识别是指研究脑的视知觉，以及如何利用机器完成图形和图像的信息处理和识别任务，如物体识别、生物识别、情境识别等。在物体的几何识别、特征识别、语义识别中，在人的签名识别、人脸识别、指纹识别、虹膜识别、行为识别、情感识别中，目前都已经取得巨大成功。（3）自然语言处理与理解研究自然语言的语境、语用、语义和语构；大型词库、语料和文本的智能检索，语音和文字的计算机输入方法，词法、句法、语义和篇章的分析，机器文本和语音的生成、合成和识别，各种语言之间的机器翻译和同传等。（4）知识工程研究