人工智能概述第一讲

人工智能概述第一讲第1页，共65页，2023年，2月20日，星期三2023/4/21.1主要参考书目1）StuartRussell,PeterNorvig.“ArtificialIntelligence:AModernApproach”.PearsonEducation,2002.AI领域集大成的杰作中译本：《人工智能—一种现代方法(第二版)》,姜哲等译,人民邮电出版社,2004上有很好的课件推荐的参考书第2页，共65页，2023年，2月20日，星期三2023/4/21.1主要参考书目2）GeorgeF.Luger著，“ArtificialIntelligenceStructuresandStrategiesforComplexProblemSolving”，FifthEdition.PearsonEducation,2005.

AI领域集大成的杰作中译本：《人工智能复杂问题求解的结构和策略(第5版)》，史忠植、张银奎等译,机械工业出版社,2006.推荐的参考书（续1）第3页，共65页，2023年，2月20日，星期三2023/4/2推荐的参考书（续2）1.《人工智能》，马少平，朱小燕，清华大学出版社，2004.2.《人工智能技术导论》（第三版），廉师友，西安电子科技大学出版社，2007.3.《人工智能原理与应用》，王文杰、叶世伟，人民邮电出版社，2004.第4页，共65页，2023年，2月20日，星期三5人工智能课程的特点没有专业限制：人工智能（AI）属于计算机科学研究领域，但AI是研究机器智能，凡是运用人脑的地方都可以运用AI，因此，AI可应用于各专业领域。永远不过时：AI是研究机器智能，对人类智慧的不断逼近，但永远不会超过人类智慧，因此，AI永远不会过时。研究方法自然：AI模拟人类解决问题，因此，AI的研究方法非常自然，容易理解。

智能化是当前计算机、自动化、通信、管理等信息科学技术领域中的新方法、新技术、新产品的重要发展方向与开发策略之一。因此，普及人工智能原理与应用方面的基础知识是科技发展和社会进步的需要。广义的人工智能学科是模拟、延伸和扩展人的智能，研究与开发各种机器智能和智能机器的理论、方法与技术的综合性技术科学。

——涂序彦第5页，共65页，2023年，2月20日，星期三6人工智能课程的讲授方法你看过《三国志》、《三国演义》、《三国连环画》吗？它们的讲解方法不同，但主要内容相同。《三国志》：研究生课程《三国演义》：计算机、信息本科必修课《三国连环画》：公选课第6页，共65页，2023年，2月20日，星期三课程要求掌握人工智能基本概念、研究目标；了解人工智能发展历史。理解通用搜索算法、启发式搜索算法；了解A*算法。掌握一阶谓词逻辑、归结演绎推理方法；理解应用归结原理求取问题答案的方法。掌握知识基本概念、产生式规则；了解产生式系统一般特征；理解知识产生式表示法、语义网络表示法、框架表示法。掌握不确定性推理。了解人工智能技术在以下领域的应用：专家系统、机器学习、神经网络、自然语言理解、图像识别、智能化网络与Agent技术等。掌握各个应用领域的基本概念。7第7页，共65页，2023年，2月20日，星期三8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第8页，共65页，2023年，2月20日，星期三9第1章人工智能概述1.1人工智能的基本概念1.2为什么要研究人工智能1.3人工智能的目标1.4人工智能的研究途径与方法1.5人工智能的发展简史1.6人工智能研究的基本内容1.7人工智能的主要研究领域

第9页，共65页，2023年，2月20日，星期三10第1章人工智能概述1.1人工智能的基本概念

1.2为什么要研究人工智能1.3人工智能的目标1.4人工智能的研究途径与方法1.5人工智能的发展简史1.6人工智能研究的基本内容1.7人工智能的主要研究领域

第10页，共65页，2023年，2月20日，星期三111.1人工智能的基本概念

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。自然智能:指人类和一些动物所具有的智力和行为能力人类的自然智能（简称智能）:指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。对智能还没有确切的定义，主要流派有：（1）思维理论：智能来源于思维活动，智能的核心是思维，人的一切知识都是思维的产物。可望通过对思维规律和思维方法的研究，来揭示智能的本质。

1、智能第11页，共65页，2023年，2月20日，星期三121.1人工智能的基本概念（3）进化理论：是美国MIT的Brooks在对人造机器虫研究的基础上提出来的。智能取决于感知和行为，取决于对外界复杂环境的适应，智能不需要知识、不需要表示、不需要推理，智能可由逐步进化来实现。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

（2）知识阈值理论：智能取决于知识的数量及其可运用程度。一个系统所具有的可运用知识越多，其智能就会越高。第12页，共65页，2023年，2月20日，星期三2023/4/2智能的层次结构高层智能：以大脑皮层（抑制中枢）为主，主要完成记忆、思维等活动。中层智能：以丘脑（感觉中枢）为主，主要完成感知活动。低层智能：以小脑、脊髓为主，主要完成动作反应活动。不同观点在层次结构中的对应关系思维理论

知识阈值理论

进化理论→

中层智能和低层智能1.1人工智能的基本概念高层智能第13页，共65页，2023年，2月20日，星期三14A.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人工智能的基本概念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B.记忆与思维能力2.智能的特征第14页，共65页，2023年，2月20日，星期三15（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人工智能的基本概念（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。第15页，共65页，2023年，2月20日，星期三16C.学习和自适应能力1.1人工智能的基本概念（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。

学习：是一个具有特定目的的知识获取过程，是人的一种本能。不同人的学习方法、能力不同。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。自适应：是一种通过自我调节适应外界环境的过程是人的一种本能。不同人的适应能力不同第16页，共65页，2023年，2月20日，星期三17D.行为能力（表达能力）

1.1人工智能的基本概念

含义：是人们对感知到的外界信息作出动作反应的能力信息来源：由感知直接获得的外界信息经过思维加工后的信息实现过程：通过脊髓来控制由语言、表情、体姿等来实现

感知--动作方式：对简单、紧急信息

感知--思维--动作方式：对复杂信息

第17页，共65页，2023年，2月20日，星期三1.1人工智能的基本概念3.什么是人工智能？18“人机大战”（1997年5月3日－11日）

机器智能IBMRS/6000SP(深蓝）计算机系统（3.5）国际象棋世界冠军卡斯帕罗夫（2.5）技术指标

32个CPU，每个CPU有12个协处理器，每个CPU有256M内存，每个CPU的处理速度为200万步/秒。第18页，共65页，2023年，2月20日，星期三1.1人工智能的基本概念19所谓“人工智能”是指用计算机模拟或实现的智能。作为一个学科，人工智能研究的是如何使机器（计算机）具有智能的科学和技术，特别是人类智能如何在计算机上实现或再现的科学和技术。因此，从学科角度讲，当前的人工智能是计算机科学的一个分支。人工智能虽然是计算机科学的一个分支，但它的研究却不仅涉及到计算机科学，而且还涉及到脑科学、神经生理学、心理学、语言学、逻辑学、认知（思维）科学、行为科学和数学，以及信息论、控制论和系统论等众多学科领域。因此，人工智能实际上是一门综合性的交叉学科和边缘学科。因此，广义的人工智能学科是模拟、延伸和扩展人的智能，研究与开发各种机器智能和智能机器的理论、方法与技术的综合性学科。第19页，共65页，2023年，2月20日，星期三1.1人工智能的基本概念人工智能是一个含义很广的词语，在其发展过程中，具有不同学科背景的人工智能学者对它有着不同的理解，提出了一些不同的观点，人们称这些观点为符号主义(Symbolism)、连接主义(Connectionism)和行为主义(Actionism)等，或者叫做逻辑学派(Logicism)、仿生学派(Bionicsism)和生理学派(Physiologism)。此外还有计算机学派、心理学派和语言学派等。斯坦福大学人工智能研究中心的尼尔逊（N.J.Nilsson）教授从处理的对象出发，认为“人工智能是关于知识的科学，即怎样表示知识、怎样获取知识和怎样使用知识的科学”。麻省理工学院温斯顿（P.H.Winston）教授则认为“人工智能就是研究如何使计算机去做过去只有人才能做的富有智能的工作”。斯坦福大学费很鲍姆（E.A.Feigenbaum）教授从知识工程的角度出发，认为“人工智能是一个知识信息处理系统”。20第20页，共65页，2023年，2月20日，星期三1.1人工智能的基本概念综合各种不同的人工智能观点，可以从“能力”和“学科”两个方面对人工智能进行定义。从能力的角度来看，人工智能是相对于人的自然智能而言的，所谓人工智能是指用人工的方法在机器（计算机）上实现的智能；从学科的角度来看，人工智能是作为一个学科名称来使用的，所谓人工智能是一门研究如何构造智能机器或智能系统，使它能模拟、延伸和扩展人类智能的学科。总之，人工智能是一门综合性的边缘学科。它借助于计算机建造智能系统，完成诸如模式识别、自然语言理解、程序自动设计、自动定理证明、机器人、专家系统等智能活动。它的最终目标是构造智能机。21第21页，共65页，2023年，2月20日，星期三221.1人工智能的基本概念部分学者对人工智能概念的描述：

——人工智能是那些与人的思维相关的活动，诸如决策、问题求解和学习等的自动化（Bellman,1978）；

——人工智能是一种计算机能够思维，使机器具有智力的激动人心的新尝试（Haugeland,1985）；

——人工智能是研究如何让计算机做现阶段只有人才能做得好的事情（RichKnight,1991）；第22页，共65页，2023年，2月20日，星期三23人工智能概念的一般描述

1.1人工智能的基本概念

——人工智能是那些使知觉、推理和行为成为可能的计算的研究（Winston,1992）；——广义地讲，人工智能是关于人造物的智能行为，而智能行为包括知觉、推理、学习、交流和在复杂环境中的行为（Nilsson，1998）。——StuartRussell和PeterNorvig则把已有的一些人工智能定义分为4类：像人一样思考的系统、像人一样行动的系统、理性地思考的系统、理性地行动的系统（2003）。第23页，共65页，2023年，2月20日，星期三1.1人工智能的基本概念有关人工智能的几种说明：智能机器：能够在各类环境中自主地或交互地执行各种拟人的机器。人工智能（学科）：是计算机科学中涉及研究、设计和应用智能机器的一个分支。人工智能（能力）：是智能机器所执行的与人类智能有关的功能，如判断、推理、证明、识别、感知、理解、设计、思考、规划、学习和问题求解等思维活动。简单地讲，人工智能是关于：

机器智能和智能机器的研究。24第24页，共65页，2023年，2月20日，星期三1.1人工智能的基本概念有关人工智能的几种说明（续）：人工智能是工程技术学科，同时也是理论研究学科。作为工程技术学科，人工智能的目的是：提出建造人工智能系统的新技术、新方法和新理论，并在此基础上研制出具有只能行为的计算机系统。作为理论研究学科，人工智能的目的是：提出能够描述和解释智能行为的概念与理论，为建造人工智能系统提供理论依据长期以来，围绕人工智能有很多争议。“机器是否能思考？”这一问题吸引了许多哲学家、科学家和工程师。计算机科学的创始人之一，艾仑•图灵(AlanTuring)谈到这一问题：25第25页，共65页，2023年，2月20日，星期三1.1人工智能的基本概念有关人工智能的几种说明（续）：AlanTuring指出：“机器是否能思考”这一问题的答案取决与人们如何定义“机器”和“思考”。也许还可以指出，这一问题还取决于如何定义“能”。先考虑“机器”一词（计算机）机械装置病毒蛋白质外壳人再考虑“思考”一词26AlanTuring第26页，共65页，2023年，2月20日，星期三27图灵测试：1.1人工智能的基本概念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。智者询问者第27页，共65页，2023年，2月20日，星期三1.1人工智能的基本概念对于“图灵测试”，美国哲学家约翰·西尔勒（JohnSearle，1980年）提出了异议，他用一个现在称为“中文屋子”的假设，试图说明即便是一台计算机通过了图灵测试，也不能说它就真的具有智能。

中文屋子假设是说：有一台计算机阅读了一段故事并且能正确回答相关问题，这样这台计算机就通过了图灵测试。而西尔勒设想：将这段故事和问题改用中文描述（因为他本人不懂中文），然后将自己封闭在一个屋子里，代替计算机阅读故事并且回答相关问题。28第28页，共65页，2023年，2月20日，星期三1.1人工智能的基本概念描述这段故事和问题的一连串中文符号只能通过一个很小的缝隙被送到屋子里。西尔勒则完全按照原先计算机程序的处理方式和过程（如符号匹配、查找、照抄等）对这些中文符号串进行操作，然后把得到的结果即问题答案通过小缝隙送出来。因为西尔勒根本不懂中文，不可能通过阅读理解来回答问题，但按照计算机程序的处理方法也得到了问题的正确答案。于是，西尔勒认为：尽管计算机用这种符号处理方式也能正确回答问题，并且也可通过图灵测试，但仍然不能说计算机就有了智能。29第29页，共65页，2023年，2月20日，星期三30约翰.西尔勒(JohnSearle)的“中文屋子”1.1人工智能的基本概念第30页，共65页，2023年，2月20日，星期三1.1人工智能的基本概念31罗杰•施安克的故事理解程序（举例）机器是否真的理解了呢？希尔勒的中文屋子问题：通过了图灵测试就具有了智能吗？思考题：如何理解希尔勒的中文屋子？第31页，共65页，2023年，2月20日，星期三1.1人工智能的基本概念32故事理解程序举例“一个人进入餐馆并订了一份汉堡包。当汉堡包端来时发现被烘脆了，此人暴怒地离开餐馆，没有付帐或留下小费。”“一个人进入餐馆并订了一份汉堡包。当汉堡包端来后他非常喜欢它，而且在离开餐馆付帐之前，给了女服务员很多小费。”作为对“理解”故事的检验，可以向计算机询问，在每一种情况下，此人是否吃了汉堡包。返回第32页，共65页，2023年，2月20日，星期三2023/4/2Char1pp.331.1人工智能的基本概念

人工智能（ArtificialIntelligence）:用人工的方法在机器（计算机）上实现的智能或使机器具有类似于人的智能。

人工智能＝机器智能＝模拟智能

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，以模拟、延伸、扩展人类智能的学科。第33页，共65页，2023年，2月20日，星期三34第1章人工智能概述1.1人工智能的基本概念1.2为什么要研究人工智能1.3人工智能的目标1.4人工智能的研究途径与方法1.5人工智能的发展简史1.6人工智能研究的基本内容1.7人工智能的主要研究领域

第34页，共65页，2023年，2月20日，星期三1.2为什么要研究人工智能人是“万物之灵”。人类通过长期的活动与进化，由最初的像动物一样在地上爬行，经过长年的进化而站立起来，会使用工具，有一个发达的大脑，成为万物之灵。人灵就灵在有“智能”，当遇到问题和困难时具有适应的本领，能想方设法去加以解决。在人类进化过程中，从猿进化到人，最初的人与动物不同之处是会使用工具，而且在用各种机械装置及其机器代替体力劳动方面已经获得成功。在计算机技术突飞猛进的发展时期，人们自然会考虑到，是否有可能用计算机来代替人的脑力劳动的部分职能，用计算机模拟思维，从而复制思维，产生智能行为。35第35页，共65页，2023年，2月20日，星期三1.2为什么要研究人工智能我们知道，电子计算机是迄今为止最有效的信息处理工具，以至于人们称它为“电脑”。但现在的普通计算机系统的智能还相当低下，譬如缺乏自适应、自学习、自优化等能力，也缺乏社会常识或专业知识等，而只能是被动地按照人们为它事先安排好的工作步骤进行工作。因而它的功能和作用就受到很大的限制，难以满足越来越复杂和越来越广泛的社会需求。既然计算机和人脑一样都可进行信息处理，那么是否也能让计算机同人脑一样也具有智能呢?这正是人们研究人工智能的初衷。事实上，如果计算机自身也具有一定智能的话，那么，它的功效将会发生质的飞跃，成为名副其实的电“脑”。这样的电脑将是人脑更为有效的扩展和延伸，也是人类智能的扩展和延伸，其作用将是不可估量的。例如，用这样的电脑武装起来的机器人就是智能机器人。智能机器人的出现，将标志着人类社会进入了一个新的时代。36第36页，共65页，2023年，2月20日，星期三1.2为什么要研究人工智能研究人工智能也是当前信息化社会的迫切要求。我们知道，人类社会现在已经进入了信息化时代。但信息化的进一步发展，就必须有智能技术的支持。例如，当前迅速发展着的国际互联网Internet就强烈地需要智能技术。特别是当我们要在Internet上构筑信息高速公路时，其中有许多技术问题就要用人工智能的方法来解决。这就是说，人工智能技术在Internet和未来的信息高速公路上将发挥重要作用。智能化也是自动化发展的必然趋势。自动化发展到一定水平，再向前发展就是智能化，即智能化是继机械化、自动化之后，人类生产和生活中的又一个技术特征。另外，研究人工智能，对探索人类自身智能的奥秘也可提供有益的帮助。因为我们可以通过电脑对人脑进行模拟，从而揭示人脑的工作原理，发现自然智能的渊源。37第37页，共65页，2023年，2月20日，星期三38第1章人工智能概述1.1人工智能的基本概念1.2为什么要研究人工智能1.3人工智能的目标1.4人工智能的研究途径与方法1.5人工智能的发展简史1.6人工智能研究的基本内容1.7人工智能的主要研究领域

第38页，共65页，2023年，2月20日，星期三391.3人工智能的目标远期目标：是要制造智能机器。具体来说就是要使计算机具有听、说、写等感知和交互功能，具有联想、推理、理解、学习等高级思维能力，还要有分析问题、解决问题和发明创造的能力。简单地说就是使计算机象人类一样具有自动发现规律的能力，或具有自动获取知识并利用知识的能力，从而扩展和延伸人类的智能。第39页，共65页，2023年，2月20日，星期三401.3人工智能的目标近期目标：是实现机器智能。即先部分地或某种程度地实现机器的智能，从而使现有的计算机更灵活，更好用和更有用，成为人类的智能化信息的处理工具。第40页，共65页，2023年，2月20日，星期三411.3人工智能的目标人工智能研究的远期目标与近期目标是相辅相成的。远期目标为近期目标指明了方向，而近期目标的研究为远期目标的最终实现奠定了基础，作好了理论及技术上的准备。另外，近期目标的研究成果不仅可以造福于当代社会，还可以进一步增强人们对实现远期目标的信心，消除疑虑。近期目标和远期目标之间并没有严格的界限。随着人工智能技术研究的不断扩展，近期目标将不断变化，最终会向远期目标靠近。第41页，共65页，2023年，2月20日，星期三42第1章人工智能概述1.1人工智能的基本概念1.2为什么要研究人工智能1.3人工智能的目标1.4人工智能的研究途径与方法1.5人工智能的发展简史1.6人工智能研究的基本内容1.7人工智能的主要研究领域

第42页，共65页，2023年，2月20日，星期三431.4人工智能的研究途径与方法1.功能模拟，符号推演（符号主义）认为人工智能源于数理逻辑。其有代表性的成果为启发式程序LT逻辑理论家,证明了38条数学定理,表明了可以应用计算机研究人的思维过程,模拟人类智能活动。正是这些符号主义者,早在1956年首先采用“人工智能”这个术语。后来又发展了启发式算法→专家系统→知识工程理论与技术,并在20世纪80年代取得很大发展。在人工智能的其他学派出现之后,符号主义仍然是人工智能的主流派别。第43页，共65页，2023年，2月20日，星期三441.4人工智能的研究途径与方法1.功能模拟，符号推演（符号主义）

主要观点：AI起源于数理逻辑，人类认知的基元是符号，认知过程是符号表示上的一种运算认知基元是符号，智能行为通过符号操作来实现,以Robinson提出的归结原理为基础，以LISP和Prolog语言为代表；着重问题求解中启发式搜索和推理过程，在逻辑思维的模拟方面取得成功，如自动定理证明和专家系统。代表性成果：厄尔和西蒙等人研制的称为逻辑理论机的数学定理证明程序LT

代表人物：纽厄尔、肖、西蒙和尼尔逊(Nilsson)等

第44页，共65页，2023年，2月20日，星期三451.4人工智能的研究途径与方法1.功能模拟，符号推演（符号主义）使用功能模拟，符号推演的原因：A、对人脑了解不够B、计算机可方便实现高速的符号处理、可以显式的表示知识，容易表达人的心理模型、智能行为不仅为神经网络所有。第45页，共65页，2023年，2月20日，星期三461.4人工智能的研究途径与方法1.功能模拟，符号推演特征：立足于逻辑运算和符号操作，适合模拟人的逻辑思维过程，解决需进行逻辑推理的复杂问题。知识可用显式的符号表示。便于模块化，当个别事实发生变化时易于修改。能与传统的符号数据库链接。可对推理结论作出解释，便于对各种可能性作出选择。第46页，共65页，2023年，2月20日，星期三471.4人工智能的研究途径与方法1.功能模拟，符号推演不足：人的感知过程主要是形象思维，无法用符号方法进行模拟。用符号表示概念时，其有效性在很大程度上取决于符号表示的正确性，当信息转换成符号时，将会丢失一些重要信息，难以处理有噪声的信息和不完整的信息，因而不能解决所有问题。第47页，共65页，2023年，2月20日，星期三481.4人工智能的研究途径与方法2.结构模拟，神经计算（连接主义学派）

认为人工智能源于仿生学,特别是对人脑模型的研究。霍普菲尔德(Hopfield)教授在1982年和1984年发表两篇重要论文,提出用硬件模拟神经网络。1986年,鲁梅尔哈特(Rumelhart)等人提出多层网络中的反向传播(BP)算法。此后,连接主义势头大振,从模型到算法,从理论分析到工程实现,为神经网络计算机走向市场打下基础。现在,对人工神经网络(ANN)的研究热情仍然较高,但研究成果没有像预想的那样好。第48页，共65页，2023年，2月20日，星期三491.4人工智能的研究途径与方法2.结构模拟，神经计算（连接主义学派）主要观点：AI起源于仿生学，特别是人脑模型，人类认知的基元是神经元，认知过程是神经元的连接活动过程。代表性成果：1943年由生理学家McCulloch麦克洛奇和数理逻辑学家Pitts皮兹创立的脑模型，即MP模型。开创了用电子装置模仿人脑结构和功能的新途径。它从神经元开始进而研究神经网络模型和脑模型，开辟了人工智能的又一发展道路。代表人物：麦克洛奇和皮兹第49页，共65页，2023年，2月20日，星期三501.4人工智能的研究途径与方法2.结构模拟，神经计算特征通过神经元之间的并行协同作用实现信息处理，处理过程具有并行性、动态性、全局性。通过神经元间分布式的物理联系存储知识及信息，可实现联想功能。适用于形象思维过程。求解问题时，可以较快的得到一个近似解。第50页，共65页，2023年，2月20日，星期三511.4人工智能的研究途径与方法2.结构模拟，神经计算不足不适于模拟人类的逻辑思维过程。就目前的神经网络的研究现状来看，由固定的体系结构与组成方案所构成的系统达不到开发多种多样知识的要求，因此单靠连接主义方法来解决人工智能的全部问题是不现实的。第51页，共65页，2023年，2月20日，星期三521.4人工智能的研究途径与方法3.行为模拟，控制进化（进化主义学派）

认为人工智能源于控制论。维纳和麦克洛等人提出的控制论和自组织系统以及钱学森等人提出的工程控制论和生物控制论,影响了许多领域。控制论把神经系统的工作原理与信息理论、控制理论、逻辑以及计算机联系起来。早期的研究工作重点是模拟人在控制过程中的智能行为和作用,如对自寻优、自适应、自校正、自镇定、自组织和自学习等控制论系统的研究,并进行“控制论动物”的研制。第52页，共65页，2023年，2月20日，星期三531.4人工智能的研究途径与方法3.行为模拟，控制进化（进化主义学派）

到20世纪60年代-70年代,上述这些控制论系统的研究取得一定进展,播下智能控制和智能机器人的种子,并在20世纪80年代诞生了智能控制和智能机器人系统。行为主义是20世纪末才以人工智能新学派的面孔出现的,引起许多人的兴趣。第53页，共65页，2023年，2月20日，星期三541.4人工智能的研究途径与方法3.行为模拟，控制进化（进化主义学派）

主要观点：AI起源于控制论，智能取决于感知和行为，取决于对外界复杂环境的适应，而不是推理。代表性成果：Brooks教授研制的机器虫代表人物：

Brooks教授第54页，共65页，2023年，2月20日，星期三551.4人工智能的研究途径与方法3.行为模拟，控制进化（进化主义学派）

行为主义强调智能系统与环境的交互，认为智能取决于感知和行动，人的智能、机器智能可以逐步进化，但只能在现实世界中与周围环境的交互中体现出来。智能只能放在环境中才是真正的智能，智能的高低主要表现在对环境的适应性上。第55页，共65页，2023年，2月20日，星期三1.4人工智能的研究途径与方法4.群体模拟、仿真计算

“群体模拟，仿生计算”就是模拟生物群落的群体智能行为，从而实现人工智能。包含：遗传算法、进化计算、免疫计算、免疫克隆计算、人工免疫系统、蚁群算法、粒群算法、鱼群算法。5.博采广鉴、自然计算人们从生命、生态、系统、社会、数学、物理、化学、甚至经济等众多学科和领域寻找启发和灵感，展开人工智能的研究。这些方法一般称为自然计算(NC)。自然计算就是模仿或借鉴自然界的某种机理而设计计算模型，这类计算模型通常是一类具有自适应、自组织、自学习、自寻优能力的算法。如神经计算、进化计算、免疫计算、生态计算、量子计算、分子计算、DNA计算和复杂自适应系统等都属于自然计算。56第56页，共65页，2023年，2月20日，星期三1.4人工智能的研究途径与方法6.原理分析，数学建模“原理分析，数学建模”就是通过对智能本质和原理的分析，直接采用某种数学方法来建立智能行为模型。人工智能的这一研究途径和方法的特点也就是纯粹用人的智能去实现机器智能。57第57页，共65页，2023年，2月20日，星期三1.4人工智能的研究途径与方法关于Agent(代理、智能体)一词Agent的两种解释:一是，对环境的认识以及对环境产生作用的行为者；二是，代理人。倾向于第一种解释的主要是AI领域的研究者M.Minsky指出：“当你试图说明完成一些任务的机器并试图了解它是如何工作时,即将其处理为黑箱时,就称其为Agent"。软件界的研究人员倾向于第二种解释：代理人。Agent是计算机软件，代表用户，以主动服务方式完成一定操作的计算实体。Agent是具有信息处理能力的主动实体，其结构包含下述模块：感知器、效应器、信息处理器、目标模块、通信机制。58第58页，共65页，2023年，2月20日，星期三1.4人工智能的研究途径与方法智能Agent仅代理用户某种任务的软件不能称为智能Agent。智能性，如理解用户用自然语言表达的对信息资源和计算资源的需求，帮助用户在一定程度上克服信息内容的语言障碍，捕捉用户的偏好和兴趣，推测用户的意图并为其代劳等。只有代理性、智能性、自主性均达到相当水准的系统才有条件称为智能Agent。比尔·盖茨把智能Agent称为“软的软件”，他说：“一旦程序写好了，它就一成不变。软的软件随着你的使用好象会变得越来越聪明”，“你可以把Agent当作直接内置在软件中的合作者，它会记住你擅长什么，你过去做过些什么，并试着预测难题，并提出解决办法”。59第59页，共65页，2023年，2月20日，星期三1.4人工智能的研究途径与方法60

人工智能研究的主要特点目前的计算机系统仍未彻底突破传统的冯·诺依曼结构（只能依次对单个问题进行“求解”），这种二进制表示的集中串行工作方式具有较强的逻辑运算功能和很快的算术运算速度，但与人脑的组织结构和思维功能有很大差别。研究表明，人脑大约有1011个神经元，并按并行分布式方式工作，具有较强的演绎、推理、联想、学习功能和形象思维能力。例如，对图像、图形、景物等，人类可凭直觉、视觉，通过视网膜、脑神经对其进行快速响应与处理，而传统计算机却显得非常迟钝。如何缩小这种差距呢？要靠人工智能技术。从长远观点看，需要彻底改变冯·诺依曼计算机的体系结构，研制智能计算机。但从目前条件看，还主要靠智能程序系统来提高现有计算机的智能化程度。智能程序系统和传统的程序系统相比，具有以下几个主要特点。第60页，共65页，2023年，2月20日，星期三1.4人工智能的研究途径与方法61

人工智能研究的主要特点1）基于知识知识是一切智能系统的基础，任何智能系统的活动过程都是一个获取知识和运用知识的过程，而要获取和运用知识，首先应该能够对知识进行表示。所谓知