人工智能概述(二)

0,什么是人工智能,中国人工智能学会智能产品与产业工作委员会,1,2,1.从仿真视角看智能化人造工具的拟智化,一、人工智能基本概念,自然智能即自然进化所造就的各种生物的智能。其中，人类智能是地球这个星球上最高级、最发达、因而最具代表性的自然智能。人类智能表现为人类在认识客观世界中，由思维过程和脑力活动所表现出的综合能力，是人工智能研究所需要的最有意义和最具代表性的原型。,3,3,1.从仿真视角看智能化人造工具的拟智化,一、人工智能基本概念,人工智能人工智能即人造智能，是人类从自然智能的工作机理中得到启发，并把它在机器上实现出来的结果。从能力方面看：人工智能就是用人工的方法在机器（计算机）上实现的智能，或称机器智能。从技术方面看：人工智能技术就是各种用人工的方法使机器具有某种智能的技术。从学科方面看：人工智能是一门研究如何构造智能机器或智能系统，以模拟、延伸和扩展人类智能的学科。,4,5,符号主义方法连接主义方法行为主义方法机制主义方法群体智能方法不确定性方法,效用评价法：图灵测试人机对抗人机对比泛化能力,漫长进化过程复杂大系统动态结构和功能动态时间和空间机制和机理不确知,对人脑智能的仿真与对其他对象进行仿真有很大区别。仿智不同与仿其他工程对象的主要特点在于：,二、人工智能的特点,6,6,7,人脑本质上是一种信息加工器官，思维是人脑的信息处理方式。而“电脑”则是人类为了模拟自己大脑的某些功能而设计出来的一种信息加工机器，二值数值运算和二值逻辑运算是电脑的信息处理方式。人脑的思维有逻辑思维、形象思维和灵感思维三种基本方式。逻辑思维的基础是概念、判断与推理，由于概念可用符号表示，而逻辑推理可按串行模式进行，这一过程可以写成串行指令由机器来完成。计算机就是这样一种用机器模拟人脑逻辑思维的人工智能系统。在模拟人脑逻辑思维方面，极大地拓展了人脑的能力。,三、人脑与电脑信息处理能力的比较,8,卡斯帕罗夫在与“深蓝”对弈(右为“深蓝”现场操作者),三、人脑与电脑信息处理能力的比较,9,五位大师出征：汪洋、张强、卜风波、徐天红、柳大华,三、人脑与电脑信息处理能力的比较,10,俞斌与“本手”对弈记棋谱,三、人脑与电脑信息处理能力的比较,11,三、人脑与电脑信息处理能力的比较,12,三、人脑与电脑信息处理能力的比较,在AI技术没有突破之前，计算机在解决与形象思维和灵感思维相关的问题时，显得无能为力。例如图像识别、语音识别等涉及联想或经验的问题，驾驶、体育运动等需要学习与训练的问题，人脑可以从中体会那些只可意会、不可言传的直觉与经验，可以根据情况灵活掌握处理问题的规则，从而轻而易举地完成此类任务，而计算机在这方面则显得十分笨拙。为什么计算机在处理此类问题时表现出来的能力远不及人脑呢?通过以下的比较,不难从中得出答案。,13,记忆与联想能力,PK,三、人脑与电脑信息处理能力的比较,14,学习与认知能力,三、人脑与电脑信息处理能力的比较,15,信息加工能力,非逻辑加工,逻辑加工,模糊逻辑辩证逻辑二值逻辑,回忆联想想象,二值逻辑,三、人脑与电脑信息处理能力的比较,16,信息综合能力,耳听八方,眼观六路,经验直觉,三、人脑与电脑信息处理能力的比较,17,信息处理速度,三、人脑与电脑信息处理能力的比较,18,18,19,系统结构,四、人脑与电脑信息处理机制的比较,20,信号形式,四、人脑与电脑信息处理能力的比较,21,信息存储,四、人脑与电脑信息处理能力的比较,22,信息处理方式,四、人脑与电脑信息处理能力的比较,23,人脑的结构、机制和功能中凝聚着无比的奥秘和智慧。,地球是宇宙的骄子，人类是地球的宠儿，大脑是人的主宰。,探索脑的奥秘，从中获得智慧，在其启发下构造为人类文明服务的高级智能系统！,敢问路在何方？,24,24,25,五、人工智能的研究成果与发展趋势,AI60年发展三起三落，收获了一大批人工智能研究成果，大致可按照研究学派和技术路线分为以下四类：,神经网络:神经元模型网络模型学习算法深度学习,知识工程专家系统问题求解博弈理论定理证明自然语言理解模糊逻辑,功能模拟方法对逻辑思维的仿智,进化算法蚁群/蜂群/鱼群算法多智能体系统,机器感知模式识别与分类感知-动作系统机器学习,结构模拟方法对形象思维的仿智,行为模拟方法对行为智能的仿智,计算智能方法对生物智能的仿智,26,五、人工智能的研究成果与发展趋势,什么是人工神经网络？,生物神经网络(BiologicalNeuralNetwork，BNN)人类的大脑大约有1.41011个神经细胞，亦称为神经元。每个神经元有数以千计的通道同其它神经元广泛相互连接，形成复杂的生物神经网络。,人工神经网络(ArtificialNeuralNetwork，ANN)以数学和物理方法以及信息处理的角度对人脑神经网络进行抽象，并建立某种简化模型，就称为人工神经网络。ANN是一种旨在模仿BNN的信息处理系统。,27,神经网络的基本特征,结构特征：并行式处理分布式存储容错性,能力特征：自学习自组织自适应性,五、人工智能的研究成果与发展趋势,28,五、人工智能的研究成果与发展趋势,神经网络的基本功能之一,联想记忆功能,29,五、人工智能的研究成果与发展趋势,神经网络的基本功能之二,非线性映射功能,30,五、人工智能的研究成果与发展趋势,神经网络的基本功能之三,分类与模式识别功能,31,五、人工智能的研究成果与发展趋势,神经网络的基本功能之四,优化计算功能,32,五、人工智能的研究成果与发展趋势,神经网络的基本功能之五,知识处理功能,33,五、人工智能的研究成果与发展趋势,AI的新特征、发展重点与未来趋势：摘自新一代人工智能发展规划经过60多年的演进，特别是在移动互联网、大数据、超级计算、传感网、脑科学等新理论新技术以及经济社会发展强烈需求的共同驱动下，人工智能加速发展，呈现出深度学习、跨界融合、人机协同、群智开放、自主操控等新特征。大数据驱动知识学习、跨媒体协同处理、人机协同增强智能、群体集成智能、自主智能系统成为人工智能的发展重点，受脑科学研究成果启发的类脑智能蓄势待发，芯片化硬件化平台化趋势更加明显，人工智能发展进入新阶段。,34,34,35,35,1.从仿真视角看智能化人造工具的拟智化,六智能机器人,35,智能机器人作为人工智能技术的综合载体，是人工智能技术得以施展其强大威力的最佳用武之地，是智能机器的典型代表。智能机器人的基本要素：能行动、有感觉、会思考。,36,36,1.从仿真视角看智能化人造工具的拟智化,36,六智能机器人,这些智能技术的综合应用，将使机器人的“感觉”能力提升为“感知”能力，机器人的“自动执行”能力提升为“自主决策”能力，机器人“调度知识”的能力提升为通过学习“获取