sukj第章+人工智能概述

第1章人工智能概述第1章人工智能概述1956年正式提出人工智能（artificialintelligence,AI）这个术语并把它作为一门新兴科学的名称。20世纪三大科学技术成就：空间技术原子能技术人工智能2第1章人工智能概述1.1人工智能的基本概念1.2人工智能的发展简史1.3人工智能研究的基本内容1.4人工智能的主要研究领域

3第1章人工智能概述1.1人工智能的基本概念

1.2人工智能的发展简史1.3人工智能研究的基本内容1.4人工智能的主要研究领域41.1.1智能的概念自然界四大奥秘：物质的本质、宇宙的起源、生命的本质、智能的发生。对智能还没有确切的定义，主要流派有：（1）思维理论：智能的核心是思维（2）知识阈值理论：智能取决于知识的数量及一般化程度（3）进化理论：用控制取代知识的表示智能是知识与智力的总和知识是一切智能行为的基础获取知识并应用知识求解问题的能力

5感知能力：通过视觉、听觉、触觉、嗅觉等感觉器官感知外部世界的能力。80%以上信息通过视觉得到，10%信息通过听觉得到。1.1.2智能的特征存储由感知器官感知到的外部信息以及由思维所产生的知识对记忆的信息进行处理2.记忆与思维能力6（1）逻辑思维（抽象思维）依靠逻辑进行思维。思维过程是串行的。容易形式化。思维过程具有严密性、可靠性。1.1.2智能的特征（2）形象思维（直感思维）依据直觉。思维过程是并行协同式的。形式化困难。在信息变形或缺少的情况下仍有可能得到比较满意的结果。74.行为能力（表达能力）

1.1.2智能的特征（3）顿悟思维（灵感思维）不定期的突发性。

非线性的独创性及模糊性。穿插于形象思维与逻辑思维之中。

3.学习能力

学习既可能是自觉的、有意识的，也可能是不自觉的、无意识的；既可以是有教师指导的，也可以是通过自己实践的。人们的感知能力：用于信息的输入。行为能力：信息的输出。8

人工智能：用人工的方法在机器（计算机）上实现的智能；或者说是人们使机器具有类似于人的智能。1.1.3人工智能

人工智能学科：一门研究如何构造智能机器（智能计算机）或智能系统，使它能模拟、延伸、扩展人类智能的学科。图灵测试：1950年图灵发表的《计算机与智能》中设计了一个测试，用以说明人工智能的概念。9第1章人工智能概述1.1人工智能的基本概念1.2人工智能的发展简史

1.3人工智能研究的基本内容1.4人工智能的主要研究领域101.2人人工智能的发发展简史孕孕育（1956年之之前）公元前，亚里里斯多德（Aristotle）：：三段论培根（F.Bacon）：归纳法法莱布尼茨（G.W.Leibnitz）：：万能符号、、推理计算布尔（G.Boole）：用符号号语言描述思思维活动的基基本推理法则则1936年，图图灵：图图灵机1943年，麦麦克洛奇奇（W.McCulloch）、、匹兹(W.Pitts)：M－－P模型型111.2人人工工智能的的发展简简史孕孕育（（1956年之之前）美国爱荷荷华州立立大学的的阿塔纳纳索夫教教授和他他的研究究生贝瑞瑞在1937年年至1941年年间开发发的世界界上第一一台电子子计算机机“阿塔塔纳索夫夫－贝瑞瑞计算机机（Atanasoff-BerryComputer，ABC））”为人人工智能能的研究究奠定了了物质基基础。阿塔纳索索夫贝瑞12形形成（（1956年－－1969年））1956年夏，，当时美美国达特特茅斯大大学数学学助教、、现任斯斯坦福大大学教授授麦卡锡和哈佛大大学数学学和神经经学家、、现任MIT教教授明斯斯基、IBM公公司信息息研究中中心负责责人洛切斯特特、贝尔实实验室信信息部数数学研究究员香农共同发起起，邀请请普林斯斯顿大学学莫尔和和IBM公司塞缪尔、MIT的塞尔夫里里奇和索索罗莫夫夫以及兰德德公司和和卡内基基－梅隆隆大学的的纽厄尔、西蒙等10名名年轻学学者在达达特莫斯斯大学召召开了两两个月的的学术研研讨会，，讨论机机器智能能问题。。会上经麦麦卡锡提提议正式式采用““人工智智能”这这一术语语，标志志着人工工智能学学科正式式诞生。。麦卡锡锡因而被被称为人人工智能能之父。。此后，美美国形成成了多个个人工智智能研究究组织，，如纽厄厄尔和西西蒙的CarnegieRAND协作组组，明斯斯基和麦麦卡锡的的MIT研究组组，塞缪缪尔的IBM工工程研究究组等。。13形形成（（1956年－－1969年））1956年以后后，人工工智能的的研究在在机器学学习、定定理证明明、模式式识别、、问题求求解、专专家系统统及人工工智能语语言等方方面都取取得了许许多引人人瞩目的的成就。。1969年，成成立了国国际人工工智能联联合会议议（InternationalJointConferencesonArtificialIntelligence，，IJCAI））。1970年，创刊刊了国际际性的人人工智能能杂志（（ArtificialIntelligence）。14发发展（（1970年－－））20世纪纪60年年代末，，人工智智能研究究遇到困困难，如如机器翻翻译。1966年美国国顾问委委员会的的报告裁裁定：还还不存在在通用的的科学文文本机器器翻译，，也没有有很近的的实现前前景。英英国、美美国中断断了大部部分机器器翻译项项目的资资助。1977年，费费根鲍姆姆在第五五届国际际人工智智能联合合会议上上提出了了“知识识工程””概念，，推动了了知识为为中心的的研究。。1981年，日日本宣布布第五代代计算机机发展计计划，并并在1991年年展出了了研制的的PSI－3智智能工作作站和由由PSI－3构构成的模模型机系系统。我国自1978年开始始把“智智能模拟拟”作为为国家科科学技术术发展规规划的主主要研究究课题。。1981年成成立了中中国人工工智能学学会。现在，人人工智能能已经成成为计算算机、航航空航天天、军事事装备、、工业等等众多领领域的关关键技术术。15第1章人人工智能能概述1.1人人工工智能的的基本概概念1.2人人工工智能的的发展简简史1.3人人工工智能研研究的基基本内容容1.4人人工工智能的的主要研研究领域域161.3人人工工智能研研究的基基本内容容知识表示示知识表示示：将人类类知识形形式化或或者模型型化。知识表示示方法：符号表表示法、、连接机机制表示示法。符号表示示法：用各种种包含具具体含义义的符号号，以各各种不同同的方式式和顺序序组合起起来表示示知识的的一类方方法。例例如，一一阶谓词词逻辑、、产生式式等。连接机制制表示法法：把各种种物理对对象以不不同的方方式及顺顺序连接接起来，，并在其其间互相相传递及及加工各各种包含含具体意意义的信信息，以以此来表表示相关关的概念念及知识识。例如如，神经经网络等等。172.机机器感知知2.机器感知知机器感知知：使机机器（计计算机））具有类类似于人人的感知知能力。。以机器器视觉(machinevision)与机器器听觉为为主。1.3人人工工智能研研究的基基本内容容3.机器思维维机器思维维：对通通过感知知得来的的外部信信息及机机器内部部的各种种工作信信息进行行有目的的的处理理。182.机机器感知知4.机器学习习机器学习习（machinelearning）：研究究如何使使计算机机具有类类似于人人的学习习能力，，使它能能通过学学习自动动地获取取知识。。1957年，Rosenblatt研制成成功了感感知机。。1.3人人工工智能研研究的基基本内容容5.机器行为为机器行为为：计算算机的表表达能力力，即““说”、、“写””、“画画”等能能力。19第1章人人工智能能概述1.1人人工工智能的的基本概概念1.2人人工工智能的的发展简简史1.3人人工工智能研研究的基基本内容容1.4人人工工智能的的主要研研究领域域201.4人人工工智能的的主要研研究领域域1.自自动定理理证明定理证明明的实质质是证明明由前提提P得到结论论Q的永真性性。1958年，王王浩证明明了有关关命题演演算的全全部定理理（220条））、谓词词演算中中150条定理理的85%。1965年鲁宾宾逊（Robinson）提提出了归归结原理理，使机机器定理理证明成成为现实实。我国著名名数学家家、中国国科学院院吴文俊俊院士把把几何代代数化，，建立了了一套机机器证明明方法，，被称为为“吴方方法”。。211.4人人工工智能的的主要研研究领域域2.博弈下棋、打打牌、战战争等一一类竞争争性的智智能活动动。1956年，塞塞缪尔研研制出跳跳棋程序序。1991年8月月，IBM公司司研制的的DeepThought2计计算机系系统与澳澳大利亚亚象棋冠冠军约翰翰森（D.Johansen）举行行了一场场人机对对抗赛，，以1：：1平局局告终。。1996年2月月10日日至17日，，IBM公司的的“深蓝蓝”计算算机系统统与卡斯斯帕罗夫夫进行了了六局比比赛，以以3.5比2.5的总总比分赢赢得这场场世人瞩瞩目的““人机大大战”的的胜利。。222007年台北北国际发发明暨技技术交易易展览上上，第三三代智能能机器人人DOC现场场表演下下棋。1.4人人工工智能的的主要研研究领域域231.4人人工工智能的的主要研研究领域域模式识别别（patternrecognition）：研究对对象描述述和分类类方法的的学科。。分析和和识别的的模式可可以是信信号、图图象或者者普通数数据。文字识别别：邮政政编码、、车牌识识别、汉汉字识别别。人脸识别别：反恐恐、商业业。物体识别别：导弹弹、机器器人。3.模模式识别别241.4人人工工智能的的主要研研究领域域4.专家系系统专家系系统模模拟人人类专专家求求解问问题的的思维维过程程求解解领域域内的的各种种问题题，其其水平平可以以达到到甚至至超过过人类类专家家的水水平。。1965年年费根根鲍姆姆研究究小组组开始始研制制第一一个专专家系系统———分分析化化合物物分子子结构构的DENDRAL，1968年年完成成并投投入使使用。。1971年年MIT开开发成成功求求解一一些数数学问问题的的MYCSYMA专专家系系统。。拉特特格尔尔大学学开发发的清清光眼眼诊断断与治治疗的的专家家系统统CASNET。1972年斯坦福福大学学肖特里里菲等等人开开始研研制用用于诊诊断和和治疗疗感染染性疾疾病的的专家家系统统MYCIN。1976年年斯坦坦福研研究所所开始始开发发探矿矿专家家系统统PROSPECTOR，1980年年首次次实地地分析析华盛盛顿某某山区区地质质资料料，发发现了了一个个钼矿矿。1981年年斯坦坦福大大学研研制成成功专专家系系统AM，，能模模拟人人类进进行概概括、、抽象象和归归纳推推理，，发现现某些些数论论的概概念和和定理理。251.4人人工工智能能的主主要研研究领领域5.机器人人20世世纪60年年代初，研研制出出尤尼尼梅特特和沃沃莎特特兰两两种机机器人人。机器人人发展展：程程序控控制机机器人人（第第一代代）、、自自适应应机器器人（（第二二代））、智智能机机器人人（现现代））。26仿人形形机器器人表表演舞舞蹈千千手观观音2007年年9月月26日，，南京京青少少年活活动中中心科科技馆馆展示示大厅厅里，，来自自中国国科技技大学学的8个20多多厘米米高的的机器器人表表演《《千手手观音音》，，它们们的手手臂、、身躯躯随着着节奏奏依次次或伸伸展或或摇摆摆，还还能够够蹲起起直立立。1.4人人工工智能能的主主要研研究领领域271.4人人工工智能能的主主要研研究领领域6.机器视视觉机器视视觉(machinevision)或或计算算机视视觉(computervision)是用用机器器代替替人眼眼睛进进行测测量和和判断断。机器视视觉系系统是是指通通过图图像摄摄取装装置将将被摄摄取的的目标标转换换成图图像信信号，，传送送给专专用的的图像像处理理系统统，根根据像像素分分布和和宽度度、颜颜色等等信息息，转转换成成数字字信号号，抽抽取目目标的的特征征，根根据判判别结结果控控制现现场的的设备备动作作。机器视视觉应应用在在半导导体及及电子子、汽汽车、、冶金金、制制药、、食品品饮料料、印印刷、、包装装、零零配件件装配配及制制造质质量检检测等等。281.4人人工工智能能的主主要研研究领领域7.自自然然语言言理解解研究如如何让让计算算机理理解人人类自自然语语言，，包括括回答答问题题、生生成摘摘要、、翻译译等。。1957年年，在在苏联联人造造卫星星成功功发射射的刺刺激下下,美美国国国家研研究会会大力力支持持对俄俄科技技论文文的计计算机机翻译译。人人们最最初以以为机机器翻翻译只只要将将双向向词典典及一一些词词法知知识放放进计计算机机就行行了。。后来来发现现有时时会出出现十十分荒荒谬的的错误误。291.4人人工智能能的主要研研究领域8.自动动程序设计计程序综合：：用户只需要要告诉计算算机要“做做什么”，，无须说说明“怎么么做”，计计算机就可可自动实现现程序的设设计。程序正确性性的验证：研究出一一套理论和和方法，通通过运用这这套理论和和方法就可可以证明程程序的正确确性。301.4人人工智能能的主要研研究领域9.智能能信息检索索智能信息检检索系统的的功能：(1)能能理解自然然语言。(2)具具有推理能能力。(3)系系统拥有一一定的常识识性知识。。10.数数据挖掘与与知识发现现数据挖掘的的目的是从从数据库中中找出有意意义的模式式(一组规规则、聚类类、决策树树、依赖网网络或其他他方式表示示的知识)。数据挖掘过过程：数据据预处理、、建模、模模型评估及及模型应用用。311.4人人工智能能的主要研研究领域11.组组合优化问问题组合优化问问题：旅行商问问题、生产产计划与调调度、物流流中的车辆辆调度、智智能交通、、通信中的的路由调度度、计算机机网络信息息调度等NP完全问问题：用目前