高级人工智能课件.ppt

人工智能,ArtificialIntelligence,教材：蔡自兴，徐光祐.人工智能及其应用研究生用书第三版，清华大学出版社,2020/5/1,安徽大学计算机科学与技术学院,2,第一章绪论,1.1人工智能的定义和发展1.2人类智能和人工智能1.3人工智能的各种认知观1.4人工智能的研究与应用领域1.5课程概要,2020/5/1,安徽大学计算机科学与技术学院,3,1.1.1人工智能的定义,几种定义智能机器（intelligentmachine）人工智能（学科2）人工智能（能力3）人工智能（拟人思维、行为4,5,8,9）人工智能（理性思维、行为6,7,10,11）,1.1定义和发展,2020/5/1,安徽大学计算机科学与技术学院,4,1.1.2人工智能的起源与发展,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）形成期（1956-1970年）1956年，第一次人工智能的研讨会1969年，第一届国际人工智能联合会议IJCAI1970年，人工智能国际杂志创刊,1.1定义和发展,2020/5/1,安徽大学计算机科学与技术学院,5,1.1.2人工智能的起源与发展,发展期（1970年）进一步研究AI基本原理方法和技术进行实用化研究专家系统与知识工程智能机器人智能控制等从“一枝独秀”到“百花齐放”,1.1定义和发展,2020/5/1,安徽大学计算机科学与技术学院,6,1.2人类智能和人工智能,1.2.1智能信息处理系统的假设(P6-7)人是一种智能信息处理系统物理符号系统的六种基本功能物理符号系统的假设推论一：人具有智能人是物理符号系统推论二：计算机是物理符号系统具有智能推论三：计算机与人都是物理符号系统计算机能够模拟人的智能活动,2020/5/1,安徽大学计算机科学与技术学院,7,1.2.1智能信息处理系统的假设,人类的认知行为具有不同层次认知生理学：人的神经系统认知心理学：人的思维策略认知信息学：生理活动心理活动认知工程学：认知行为的加工处理,1.2人类智能和人工智能,2020/5/1,安徽大学计算机科学与技术学院,8,1.2.2人类智能的计算机模拟,机器智能可以模拟人类智能智能计算机下棋(1997年5月，IBM公司的DeepBlue智能计算机以2胜1负3平的结果，战胜国际大师Kasparov。32CPU，200万棋局，估价函数有8000个参数)定理证明语言翻译新型智能计算机神经计算机量子计算机,1.2人类智能和人工智能,2020/5/1,安徽大学计算机科学与技术学院,9,1.2.3人工智能的研究目标,近期目标建造智能计算机代替人类的部分智力劳动远期目标用自动机模仿人类的思维过程和智能行为,1.2人类智能和人工智能,2020/5/1,安徽大学计算机科学与技术学院,10,1.3人工智能的各种认知观,符号主义（Symbolicism）主流派别基于物理符号系统假设和有限合理性原理连接主义（Connectionism）基于神经网络及其间的连接机制与学习算法行为主义（Actionism）基于控制论及感知动作型控制系统,2020/5/1,安徽大学计算机科学与技术学院,11,1.4人工智能的研究及应用领域,人工智能的基本技术知识表示（KnowledgeRepresentation）状态空间法、问题归约法、谓词逻辑法推理搜索（Searching&Reasoning）启发式搜索、消解原理、不确定性推理计算智能（ComputationalIntelligence）模糊计算、神经计算、进化计算构成技术（系统与语言）产生式系统、LISP语言、Prolog语言,2020/5/1,安徽大学计算机科学与技术学院,12,1.4.1问题求解,问题的表示、分解、搜索、归约等进行复杂的数学公式符号运算求解1.4.2逻辑推理与定理证明通过对事实数据库的操作来证明定理多种证明方法几何定理证明的“吴氏方法”,1.4研究及应用,2020/5/1,安徽大学计算机科学与技术学院,13,1.4.3自然语言理解,语言自然语言、人造语言、机器语言“理解”的难度Context1.4.4自动程序设计根据不同目的描述来编写的计算机程序促进人工智能系统的发展(语言的发展),1.4研究及应用,2020/5/1,安徽大学计算机科学与技术学院,14,1.4.5专家系统,是一个智能化的计算机程序系统和传统的计算机程序之间有本质区别1.4.6机器学习是机器获取智能的途径学习是一个有特定目的的知识获取过程学习的本质是对信息的理解与应用有多种学习方法,1.4研究及应用,2020/5/1,安徽大学计算机科学与技术学院,15,1.4.7神经网络,神经计算机在其它领域中的广泛应用1.4.8机器人学操作机器人智能机器人机器人的广泛应用促进人工智能的发展,1.4研究及应用,2020/5/1,安徽大学计算机科学与技术学院,16,1.4.9模式识别,是计算机对环境识别的需要是对人类环境的感知模拟1.4.10机器视觉人类80以上的外部信息来自视觉低层视觉(图象处理)与高层视觉(理解)前沿研究领域广泛应用,1.4研究及应用,2020/5/1,安徽大学计算机科学与技术学院,17,1.4.11智能控制,驱动智能机器自主地实现其目标的过程是一个定性和定量的混合控制过程是当今自动控制的最高水平1.4.12智能检索是信息时代来临的需要智能检索系统所面临的三大问题,1.4研究及应用,2020/5/1,安徽大学计算机科学与技术学院,18,1.4.13智能调度与指挥,寻找最佳调度和组合NP完全类问题的求解军事指挥系统等领域1.4.14分布式人工智能与Agent是传统人工智能的延伸和扩展研究目标是创建一种能描述自然系统和社会系统的精确概念模型,1.4研究及应用,2020/5/1,安徽大学计算机科学与技术学院,19,1.4.15计算智能与进化计算,计算智能包括神经计算、模糊计算、进化计算等进化计算的理论基础是生物进化论1.4.16数据挖掘与知识发现知识获取数据库知识挖掘数据库中知识发现的四个特征P22,1.4研究及应用,2020/5/1,安徽大学计算机科学与技术学院,20,1.4.17人工生命,人工生命概念的提出理论基础与研究方法研究内容1.4.18系统与语言工具LISP语言、Prolog语言计算机系统的一些概念得到发展新的编程语言与专用开发工具,1.4研究及应用,2020/5/1,安徽大学计算机科学与技术学院,21,1.5课程概要,简述人工智能的起源与发展概括地论述知识表示的各种主要方法研究常用的搜索原理和推理求解技术介绍近期人工智能技术和方法的热点比较详细地分析人工智能的主要应用领域讨论人工智能的争议与展望,2020/5/1,安徽大学计算机科学与技术学院,22,人工智能的诞生,三个重要标志：1、Newell、Simon等合作研制了LogicTheoryMachine程序系统，证明了名著数学原理第二章的38条定理，1958年美籍华人王浩证明了数学原理有关命题演算的全部定理(220条)，谓词演算的85%的定理(150条)2、Samuel研制了具有自学习、自组织、自适应能力的跳棋程序。1959击败了自己，1962战胜了州的冠军。3、McCarthy研制成功了面向人工智能的语言LISP。符号处理语言，独领风骚几十年。1972年PROLOG语言诞