人工智能及其应用-清华大学

1、重点把握人工智能和应用清华大学，第一章引言，1，人工智能的几个茄子定义。2.掌握目前掌握人工智能的三个茄子主要学派和认知观。3.一般理解人工智能的主要研究范围和应用领域。定义2人工智能(科系)人工智能(科系)是电脑科学中与智能机器的研究、设计和应用有关的领域。它最近的主要目标是利用机器模仿和执行人类大脑的部分智能功能，开发相关理论和技术。定义3人工智能(能力)人工智能(能力)是指智能机器执行的通常与人类智能相关的智能行为(例如判断、推理、证明、认识、认识、理解、通信、设计、思维、计划、学习、问题解决等)。人工智能的三大学派和认知观：(1)象征主义认为人工智能源于数学逻辑。(2)连接主义认为人工

2、智能源于对生物工程学科，尤其是大脑模型的研究。(3)行为主义认为人工智能源于控制论。第二章知识表示方法、状态空间法、问题归约法、谓词逻辑法、语义网络法、框架表示法说明问题，重点解决问题。2.1状态空间法，很多问题解决方法是使用导航搜索方法。换句话说，这些方法是在可能的解决方案空间中查找解决方案，然后解决问题。牙齿解决方案基于空间的问题表示和解决方法是基于状态和运算符(operator)表示和解决问题的状态空间方法。2.1状态空间方法，状态空间方法3点(1)状态(状态):故障诊断中表示每个阶段的问题状态的数据结构(2)运算符(operator):将问题从一种状态切换到另一种状态的方法；(3)状态

3、空间方法：基于状态和运算符表示和解决问题的解决方案空间中的问题表示和解决方法。2.1状态空间法，如上所示，一个问题的状态说明需要确定三个。(1)状态说明方法，特别是初始状态说明。(2)算子集及其对状态描述的影响；(3)目标状态说明的属性。例2:(奶粉问题)A、B、C有三个没有刻度的瓶子，每个瓶子可以装8公斤、5公斤、3公斤油。如果A瓶子里装满了油，B和C是空瓶子，那么如何操作三瓶，把A的油分成两份呢？(假设在油分过程中没有油耗)，解决：第一步：定义问题状态的说明格式。设定Sk=(b，C)以指示B瓶和C瓶的流量状态。其中b表示b瓶的流量。C表示C瓶的流量。初始状态集：S=(0，0)目标状态集：G

4、=(4，0)；第二步：定义运算符：操作：将瓶子装满油或清空瓶子的油。F1:从a瓶往b瓶倒油，装满b瓶。F2:从c瓶往b瓶上倒油，装满b瓶。F3:把a瓶里的油倒在c瓶里，装满c瓶。F4:把b瓶里的油倒在c瓶里，装满c瓶。F5:从b瓶往a瓶倒油，清空b瓶。F6:从b瓶向c瓶倒油，清空b瓶。F7:从c瓶往a瓶倒油，清空c瓶。F8:从c瓶往b瓶倒油，清空c瓶。第三步：解决过程：0、3、3、0、2、3、F3:把a瓶里的油倒在c瓶里，装满c瓶。F4:把b瓶里的油倒在c瓶里，装满c瓶。F5:从b瓶往a瓶倒油，清空b瓶。F6:从b瓶向c瓶倒油，清空b瓶。F7:从c瓶往a瓶倒油，清空c瓶。F8:从c瓶往b瓶倒油

5、，清空c瓶。如上状态空间图所示，从初始状态(0，1)到目标状态(4，0)的所有路径都是问题的解决方案。其中f1、f4、f7、f6、f1、f4、F7是运算符最少的解决方案之一。例：3名传教士和3名野人来到河边，打算坐一艘船从右侧海岸向左渡去。那艘船的装载能力是两个人。任何时候，如果野人数超过传教士数，野人就会吃掉传教士。他们如何用牙齿船安全地过河？解法：第一步：定义问题状态的描述格式。设定Sk=(M、C、B)表示传教士和野人在河右岸的状态。其中m表示右岸传教士的数量。c表示右岸野人的数量。b用于指示船是否在右岸。(B=1位于右侧海岸，B=0位于左侧银行。)初始状态集：S=(3，3，1)目标状态集

6、：G=(0，0，0)，步骤2:定义运算符。运算符R(i，J)表示划，把I名传教士和J名野人送到左边的工作。运算符L(i，j)表示划船，将传教士I名和野人j名从左侧带到右侧海岸的工作。过河的船一次最多能载两个人，所以是I J2。这样定义的运算符集F只能有10个运算符：F: r (1，0)、r (2，0)、r (1，1)、r (0，1)、r (0，2) l (1，0)、1、1、0、0 2.2问题一般法，问题一般法的概念已知问题的说明，通过一系列转换，使牙齿问题最终成为子问题的集合。 这些子问题的解决方法可以直接得到，解决初始问题。牙齿方法是在目标(需要解决的问题)中创建逆向推理、子问题和子问题的子

7、问题，最后将初始问题分类为一般的原始问题集合。这就是问题归属的本质。2.2问题是合同法，问题是合同法组成部分(1)的初始问题说明。(2)将问题转换为子问题的一组运算符；(3)对原始问题的一系列说明。2.3谓词逻辑法，第一谓词逻辑表达适合表示确定性的知识。它具有自然性、精确性、严密性以及容易实现的特点。2.3谓词逻辑法，第一谓词逻辑法表达知识的步骤如下。(1)定义谓词和个人，并确定每个谓词和个人的确切含义。(2)根据要表达的事物或概念，给每个谓词的自变量赋予特定的值。(3)根据要表达的知识的意义，用适当的连接符号连接每个谓词，从而形成谓词公式。例1:张晓辉是计算机系的学生，但不喜欢编写节目。李晓

8、鹏比他爸爸高。用谓词公式来表达这些知识。(1)定义谓词和个人。Computer(x):x是计算机系的学生。like(x，y) :x喜欢y。海尔(x，y) :x比y高。这里涉及的个人包括张晓辉、编程、李晓鹏、功能father(lixp)，表示李晓鹏的爸爸。步骤2:将这些对象赋值给谓词，以获得computer (zhangxh)、like (zhangxh，programming)、higher (lixp，father (lixp Computer)(3)西安市的夏天又干又热。(4)喜欢读三国演义的人必须读守护。(5)有人喜欢梅花，有人喜欢菊花，有人喜欢梅花和菊花。他每天下午打篮球。解决方法：(

9、1)人人都喜欢劳动。定义谓词，如下所示：万(x) :x是人。爱(x，y) :x爱y .(x)(man(x)爱(x，劳动)，(2)自然数都是大于或等于0的整数。定义谓词，如下所示：N(x):x是自然数。I(x):x是整数。GZ(x):x大于或等于0。(x) (n (x) (gz (x) I (x)，(3)西安市的夏天干燥炎热。述词定义：summer(x): x。DRY(x):x非常干燥。HOT(x):x很热。(4)喜欢读“Summer(辛)德里(仙)热(仙)”、“(三国演义)”的人应该读“浪花”。谓词定义：仅(x): x是人。like(x，y): x喜欢读y。(x) (man (x) like

10、(x，sanguo yanyi) like (x，shui Hu)，(5)有人喜欢梅花，有人喜欢菊花，有人喜欢梅花和菊花like(x，y) :x喜欢y。美华是梅花，朱华是菊花，(x)(万(x)荔枝(x，美华)(y)(万(y)荔枝(y，朱华谓词和对象定义：时间(x)PLAY(x，y):x打y，Liming表示李明，Basketball表示足球， (x) time (x) play (liming，basketball)节点用于表示各种概念、事物、属性、状况、行为、状态等。每个节点可以具有多个属性，这些属性表示它所表示的对象的特性。弧线用于表示节点之间的关系，上面的尺寸表示两个连接节点之间的语义或

11、语义关系。2.4确定语义网络方法、语义网络表示知识的方法和步骤(A)问题中的所有对象和每个对象的属性。(b)确认讨论对象之间的关系；(C)语义网络中节点之间的连接为ISA/AKO时，子节点将继承父节点的属性。清理同一分层节点的公共属性，然后提取这些属性并将其添加到父节点，以避免重复属性信息。(D)将每个对象作为语义网络的一个节点，每个对象之间的关系通过网络中节点之间的圆弧连接起来，形成语义网络。节点可以表示事物或特定概念，也可以表示特定的情况、事件或动作。节点表示事件或动作时，可以拖出一组退出该节点的圆弧，以表示事件的因果或动作的主体和对象。示例1，使用语义网络表示以下命题：树和草都是植物。树

12、和草有根和叶。水草是草，生长在水里。果树是树，结果出来了。苹果树以果树之一结苹果。分析：与问题相关的对象包括植物、树、草、水草、果树、苹果树每个对象的属性：树和草的属性：根、叶；水生植物的属性：生长在水中。果树的属性：结果；苹果树的属性：结苹果。植物，苹果树，水草，果树，草，树，ako，ako，ako，ako，根，叶狗是动物的生命，猎犬的特点是吃肉，跑得快，能打猎，个子高。狮子狗的特点是吃饲料，身体小，跑步速度慢，不咬人，可以观看。问题解决分析(1)与牙齿知识相关的对象有猎犬、狮子狗、狗、动物等四种。猎狗和狮子狗都是狗。除了本身的属性外，还有狗的一般属性：毛、尾巴和四条腿。狗是动物。也有动物拥

13、有的属性。(2)猎狗和狗之间是一种关系，狗和动物之间也是一种关系，都可以用AKO来表示。(3)配置对象节点之间的属性，使父节点中的属性不显示在子节点中。(4)将每个对象用作节点，将它们之间的关系用作圆弧，以获得下图所示的语义网络。、动物、狮子狗、猎狗、狗、狗、AKO、AKO、AKO、身体有毛、有尾巴、有四条腿、跑得快、跑得快争论的对象可以是事物、事件或概念。帧由多个“插槽”组成，每个“插槽”可以分为多个“侧面”。插槽用于描述该对象的一个方面的属性，另一个方面用于描述该属性的一个方面。插槽和侧面的属性值称为插槽值和侧面值。插槽值可以是逻辑或数字，特定值可以是节目、条件、默认值或子帧。框架表现法，框架表现法表达知识的步骤如下：(1)分析要表达的知识的对象及其属性，合理设置框架的插槽。(2)考察各对象之间的各种联系。使用几个常用茄子名称，或根据需要定义表示连接的插槽名称，以说明父帧和子帧之间的连接。(3)合理配置每个层对象的“槽”和“侧”，以避免信息描述重复。例：下面报道的地震事件虚拟新华社三月15日传记昨天在云南