脑与认知科学-01.ppt

智能科学与技术 本科专业基础课程 脑与认知科学 主讲 袁立行Email lxyuan Officehours Monday 14 30 15 30 2LABBuilding Room208 本门课程的中心问题 人为万物之灵 灵 的奥秘在哪里 人的智慧是怎样产生的 人脑是怎样支持认知活动 脑与认知科学基础第一章总论 参考书目 1 脑科学导论 孙荣久 北京大学出版社 2001年 2 认知神经科学教程 罗跃嘉 北京大学出版社 2006年 3 认知科学概论 武秀波等 科学出版社 2007年 4 BrainandCognitiveScience MITPress 5 OnIntelligence byJeffHawkins etal 2 应当怎样学习 脑与认知科学 课程 1 智能 专业为什么要学习脑与认知科学 本章研讨的中心问题是 第一章绪论 1 什么是智能 自然智能 人工智能 新环境 新问题 新目标 环境 问题 目标 提炼知识 生成策略 引导行为 目的 获取信息 一个典型的智能过程 智能 智慧能力的简称 是指 在给定问题 约束 目标的条件下 有针对性地获取相关信息 从中提取必要的知识 生成正确的策略 成功地解决问题 满足给定约束 达到预定目的的能力 智能系统 具有上述能力的系统 隐智能定义 问题 约束 目的的能力 创新能力 显智能给定问题 约束 目的条件下解决问题的能力 全智能隐智能与显智能的统一 以下主要考虑显智能 自然智能系统 指 自然进化所造就的智能系统 人 地球上智能程度最高的自然智能系统动物 智能程度较高的自然智能系统植物 智能系统较低的自然智能系统非生命系统 低智能系统 某些材料 人工智能系统 指 人造的智能系统 也称为 智能机器 智能度 智能不是 有或无 而是一个连续空间 人工智能系统举例 医疗专家 博弈机 智能机器人 第一章总论 2 人工智能与自然智能的关系是什么 1 什么是智能 自然智能 人工智能 自然智能系统 原型系统人工智能系统 模拟系统 模拟 照猫画虎 青出于蓝而胜于蓝 模拟方法 结构模拟功能模拟行为模拟机制模拟 研究自然系统的奥妙 可启示人工系统的模拟方法 研究人工系统的实现 可以深化对原型系统地认识 两者紧密结合 可以相互促进 第一章总论 2 人工智能与自然智能的关系是什么 3 为什么说 脑与认知科学是智能科学的基础 1 什么是智能 自然智能 人工智能 脑 思维器官 神经系统 传导网络 眼耳鼻舌身 感觉器官 手脚语言系统 效应器官 脑与认知 的作用 举例 脑与认知 的作用 原理 感官 感测 神经 通信 认知 动官 控制 问题 环境 谋略 目的 神经 通信 信息 知识 智能策略 头脑 狭义智能 行为 信息 显然的结论 人作为一个整体 具有认识世界和改造世界的能力 这是一个不可分割的有机整体 各个部分缺一不可 有机整体 的意思 整体不是各个部分的简单相加 而是各个部分之间相互联系相互作用和协同的结果 然而 这也不等于说 各个部分在整体中的作用都是完全平等的 脑与认知 上图中的 认知与谋略 是整个人体系统这个 万物之灵 的核心 第一章总论 2 人工智能与自然智能的关系是什么 3 为什么说 脑与认知科学是自然智能的基础 4 为什么说 21世纪是智能科学技术的世纪 1 什么是智能 自然智能 人工智能 科学技术的作用 劳动者 劳动对象 工具 科学技术 创制先进工具 扩展人类能力 构成社会生产力 资源 扩展能力的需求 对对象性质的了解 看不见的手 DModel 已有的功能水平 差距 实践过程 科学 技术 更高的功能水平 追求更高的生存目标 DifferenceDrivenandDirectedDevelopmentModel 4 科技进步的 序 时代划分的 尺 古代 近代 现代 材料科学技术 能量科学技术 信息科学技术 人力工具 动力工具 智能工具 农业文明 工业文明 信息文明 增强体质 扩展体力 扩展智力 物质资源 时代 资源 科技 工具 功能 文明 能量资源 信息资源 物质 能量 信息 由相对直观到相对抽象 第一章总论 2 人工智能与自然智能的关系是什么 3 为什么说 脑与认知是自然智能的基础 4 为什么说 21世纪是智能科学技术的世纪 5 怎样学习 脑与认知科学 课程 1 什么是智能 自然智能 人工智能 人类学习的阶段特征 学前 模仿 具备自然人的初等功能和特征小学 启蒙 开始由自然人向文明人的转化中学 奠基 继承人类已有文明的初等成果大学 建构 专门知识与创造力的初步建构硕士 成型 初步形成专业定向的发展能力博士 创新 面向科技前沿的专业创新能力工作 发展 应用中发展与完善 终生学习因此 学习和教育是一个有序的社会系统工程 建构期的创新学习特征 1 由全面奠基转为专门建构 注意形成体系2 由面向继承转为面向发展 注意发现问题3 由只知其然转为知所以然 注意四个基本 4 由面向知识转为注重能力 重视实验实习5 由面向学习转为面向应用 重视知识背景6 由教师主导转为教师引导 重视主动思考7 由整齐划一转为个性特色 注重优势特色8 由被动填充转为主动建构 注意总结升华 基本概念 基本关系 基本理论 基本方法 本章小结 2 人工智能与自然智能的关系是什么 3 为什么说 脑与认知是自然智能的基础 4 为什么说 21世纪是智能科学技术的世纪 5 怎样学习 脑与认知科学 课程 1 什么是智能 自然智能 人工智能 思考题与讨论题 1 你怎样理解以下概念 智能 自然智能 人工智能 隐智能 显智能 全智能