1、2018/10/6,1,第1讲 人工智能概述,2018/10/6,2,人工智能的定义,国际上人工智能研究作为一门科学的前沿和交叉学科，但像许多新兴学科一样，人工智能至今尚无统一的定义。要给人工智能下个准确的定义是困难的。 人类的许多活动，如解算题、猜谜语、进行讨论、编制计划和编写计算机程序，甚至驾驶汽车和骑自行车等等，都需要“智能“。如果机器能够执行这种任务，就可以认为机器已具有某种性质的“人工智能“。,2018/10/6,3,人工智能的定义,智能机器是能够在各类环境中自主地或交互地执行各种拟人任务的机器。 人工智能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。它的近期主要目标在于研究
2、用机器来模仿和执行人脑的某些智能功能，并开发相关理论和技术。 人工智能是智能机器所执行的通常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。,2018/10/6,4,人工智能的起源与发展,人工智能的发展是以硬件与软件为基础。它的发展经历了漫长的发展历程。 人们从很早就已开始研究自身的思维形成，早在亚里士多德(公元前384-322年)在着手解释和编注他称之为三段论的演绎推理时就迈出了向人工智能发展的早期步伐。 什么是三段论？三段论是以真言判断为其前提的一种演绎推理，它借助于一个共同项，把两个直言判断联系起来，从而得出结论。例如：一切金属都是
3、能够熔解的；铁是金属；所以，铁是能够熔解的。,2018/10/6,5,人工智能的起源与发展,1956年夏季，人类历史上第一次人工智能研讨会在美国的达特茅斯(Dartmouth)大学举行，标志着人工智能学科的诞生。 1969年召开了第一届国际人工智能联合会议(International Joint Conference on AI, IJCAI),此后每两年召开一次。 1970年人工智能国际杂志(International Journal of AI)创刊。这些对开展人工智能国际学术活动和交流、促进人工智能的研究和发展起到积极作用。,2018/10/6,6,人工智能的起源与发展,20世纪7080
4、年代，知识工程的提出与专家系统的成功应用，确定了知识在人工智能中的地位。 近十多年来，机器学习、计算智能、人工神经网络等和行为主义的研究深入开展，形成高潮。同时，不同人工智能学派间的争论也非常热烈。这些都推动人工智能研究的进一步发展。,2018/10/6,7,智能信息处理系统的假设,信息处理系统又叫物理符号系统。一个完善的物理符号系统应具有下列6种基本功能：1)输入符号(input)；2)输出符号(output);3)存储符号(store);4)复制符号(copy);5)建立符号结构：通过找出各符号间的关系，在符号系统中形成符号结构；6)条件性迁移(conditional transfer):
5、根据已有符号，继续完成活动过程。,2018/10/6,8,智能信息处理系统的假设,人和计算机都具备物理符号系统的6种功能。 任何一个系统，如果它能表现出智能，那么它就必定能够执行上述6种功能。反之，任何系统如果具有这6种功能，那么它就能够表现出智能；这种智能指的是人类所具有的那种智能。把这个假设称为物理符号系统的假设。,2018/10/6,9,智能信息处理系统的假设,物理符号系统的假设伴随有3个推论： 推论一:既然人具有智能，那么他(她)就一定是个物理符号系统。 推论二:既然计算机是一个物理符号系统，它就一定能够表现出智能。 推论三:既然人是一个物理符号系统，计算机也是一个物理符号系统，那么我
6、们就能够用计算机来模拟人的活动。,2018/10/6,10,人类智能的计算机模拟,物理符号系统假设的推论一告诉人们，人有智能，所以他是一个物理符号系统；推论三指出，可以编写出计算机程序去模拟人类的思维活动。 这就是说，人和计算机这两个物理符号系统所使用的物理符号是相同的，因而计算机可以模拟人类的智能活动过程。,2018/10/6,11,人工智能的学派及其争论,目前人工智能的主要学派有下列3家： 1) 符号主义，又称为逻辑主义、心理学派或计算机学派，其原理主要为物理符号系统假设和有限合理性原理。认为人工智能源于数理逻辑。 2）连接主义，又称为仿生学派或生理学派，其原理主要为神经网络及神经网络间的
7、连接机制与学习算法。认为人工智能源于仿生学。 3) 行为主义，又称进化主义或控制论学派，其原理为控制论及感知-动作型控制系统。认为人工智能源于控制论。,2018/10/6,12,人工智能的学派及其争论,对人工智能的研究，存在着几种不同的学派。 近年来，他们围绕人工智能的基本理论、研究方法和技术路线等问题，展开激烈的论战。这种争论必将促进人工智能的进一步发展。,2018/10/6,13,人工智能的研究和应用领域,在大多数学科中存在着几个不同的研究领域，每个领域都有其特有的感兴趣的研究课题、研究技术和术语。 在人工智能中，这样的领域包括知识推理、计算智能、专家系统、机器学习、语言处理等等。 在过去
8、30多年中，已经建立了一些具有人工智能的计算机系统；例如，能够求解微分方程的，下棋的，设计分析集成电路的，合成人类自然语言的，检索情报的，诊断疾病的等等。,2018/10/6,14,人工智能对人类的影响,人工智能的发展已对人类及其未来产生深远影响，这些影响涉及人类的经济利益、社会作用和文化生活等方面。 人工智能对经济的影响：人工智能系统的开发和应用，已为人类创造出可观的经济效益，专家系统就是一个例子。随着计算机系统价格的继续下降，人工智能技术必将得到更大的推广，产生更大的经济效益。,2018/10/6,15,人工智能对人类的影响,人工智能对社会的影响：人工智能在给它的创造者、销售者和用户带来经
9、济利益的同时，就象任何新技术一样，它的发展也引起或即将出现许多问题，并使一些人感到担心或懊恼。 人工智能对文化的影响：如前所述，人工智能可能改变人的思维方式和传统观念。此外，人工智能对人类文化有更多的影响。,2018/10/6,16,人工智能研究的目标,人工智能的近期研究目标在于建造智能计算机，用以代替人类从事脑力劳动，即使现有的计算机更聪明更有用。正是根据这一近期研究目标，我们才把人工智能理解为计算机科学的一个分支。 人工智能还有它的远期研究目标，即探究人类智能和机器智能的基本原理，研究用自动机(automata)模拟人类的思维过程和智能行为。这个长期目标远远超出计算机科学的范畴，几乎涉及自然科学和社会科学的所有学科。,2018/10/6,17,对人工智能的展望,无论是与人工智能研究的近期目标还是远期目标相比，当前对人工智能的研究尚存在不少的问题，这些问题的存在要求将来对人工智能的研究具有： 更新的理论框架； 更好的技术集成； 更成熟的应用方法。,
