1、中國西安人工智能學(xué)科研究組黃戰(zhàn)、武婷、王曉強(qiáng)、田甜、張鵬偉2012年4月16日第1頁，共28頁。一、概論人工智能定義： 1.1 人工智能（Artificial Intelligence）, 英文縮寫為 AI, 是一門由計算機(jī)科學(xué)、控制論、信息論、語言學(xué)、神經(jīng)生理學(xué)、心理學(xué)、數(shù)學(xué)、哲學(xué)等多種學(xué)科相互滲透而發(fā)展起來的綜合性的新學(xué)科。 人工智能的研究課題涵蓋面很廣，包括了許多不同的研究領(lǐng)域。在這些研究領(lǐng)域中，其共同的基本特點是讓機(jī)器學(xué)會“思考” ，成為智能機(jī)器（Intelligenc machine)。第2頁，共28頁。 人工智能尚無確切的定義，不同的學(xué)科和科學(xué)背景的學(xué)者對人工智能的不同理解，提出不

2、同的觀點，并有不同的學(xué)派。 (1) 符號主義(Symbolicism)，又稱為邏輯主義(Logicism)、心理學(xué)派(Psychlogism)或計算機(jī)學(xué)派(Computerism)，其原理主要為物理符號系統(tǒng)(即符號操作系統(tǒng))假設(shè)和有限合理性原理。(2) 聯(lián)結(jié)主義(Connectionism)，又稱為仿生學(xué)派(Bionicsism)或生理學(xué)派(Physiologism)，其原理主要為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)間的連接機(jī)制與學(xué)習(xí)算法。(3) 行為主義(Actionism)，又稱進(jìn)化主義(Evolutionism)或控制論學(xué)派(Cyberneticsism)，其原理為控制論及感知-動作型控制系統(tǒng)。他們對人工

3、智能發(fā)展歷史具有不同的看法。 第3頁，共28頁。 不同人工智能學(xué)派對人工智能的研究方法問題也有不同的看法。這些問題涉及人工智能是否一定采用模擬人的智能的方法?若要模擬又該如何模擬?對結(jié)構(gòu)模擬和行為模擬、感知思維和行為、對認(rèn)知與學(xué)習(xí)以及邏輯思維和形象思維等問題是否應(yīng)分離研究?是否有必要建立人工智能的統(tǒng)一理論系統(tǒng)?若有，又應(yīng)以什么方法為基礎(chǔ)? 如何在技術(shù)上實現(xiàn)人工智能系統(tǒng)、研制智能機(jī)器和開發(fā)智能產(chǎn)品，即沿著什么技術(shù)路線和策略來發(fā)展人工智能，也存在有不同的派別，即不同的技術(shù)路線。 不同的學(xué)派對人工智能基本理論、技術(shù) 路線的看法也是有爭論的。 第4頁，共28頁。定義1 智能機(jī)器 能夠在各類環(huán)境中自主地

4、或交互地執(zhí)行各種擬人任務(wù)的機(jī)器。 機(jī)器是否會“思考”（thinking），究竟“會思考”到什么程度才叫智能機(jī)器？ “智能”（intelligence）的定義。 有人認(rèn)為：如果機(jī)器能夠模擬人類的智力活動，完成人用智能才能完成的任務(wù)，該機(jī)器就有智能。 衡量機(jī)器智能程度的最好的標(biāo)準(zhǔn)是英國計算機(jī)科學(xué)家阿倫圖靈的試驗。 第5頁，共28頁。 圖靈測試 游戲由一男(A)、一女(B)和一名詢問者(C)進(jìn)行；C與A、B被隔離，通過電傳打字機(jī)與A、B對話。詢問者只知道二人的稱呼是X，Y，通過提問以及回答來判斷，最終作出X是A，Y是B或者X是B，Y是A的結(jié)論。游戲中，A必須盡力使C判斷錯誤，而B的任務(wù)是幫助C。當(dāng)一

5、個機(jī)器代替了游戲中的A，并且機(jī)器將試圖使得C相信它是一個人。如果機(jī)器通過了圖靈測試，就認(rèn)為它是智慧的。 阿倫圖靈認(rèn)為，如果一臺計算機(jī)能騙過人，使人相信它是人而不是機(jī)器，那么它就應(yīng)當(dāng)被稱作有智能。 第6頁，共28頁。定義2 人工智能 從學(xué)科的界定來定義： 人工智能（學(xué)科）是計算機(jī)科學(xué)中涉及研究、設(shè)計和應(yīng)用智能機(jī)器的一個分支。它的近期主要目標(biāo)在于研究用機(jī)器來模仿和執(zhí)行人腦的某些智能功能，并開發(fā)相關(guān)理論和技術(shù)。 從人工智能所實現(xiàn)的功能來定義： 人工智能（能力）是智能機(jī)器所執(zhí)行的通常與人類智能有關(guān)的功能，如判斷、推理、證明、識別、感知、理解、設(shè)計、思考、規(guī)劃、學(xué)習(xí)和問題求解等思維活動。 第7頁，共28

6、頁。 現(xiàn)在，人工智能專家們面臨的最大挑戰(zhàn)之一是如何構(gòu)造一個系統(tǒng)，可以模仿人腦的行為, 去思考宇宙中最復(fù)雜的問題。 對于自然學(xué)習(xí)過程、自然語言和感官知覺的研究為科學(xué)家構(gòu)建智能機(jī)器提供了幫助。這種系統(tǒng)在解決復(fù)雜的問題時，需要具備對事物能夠進(jìn)行感知、學(xué)習(xí)、推理、聯(lián)想、概括和發(fā)現(xiàn)等能力。 對人工智能機(jī)器持反觀點的人認(rèn)為：人類智能是一個發(fā)生、發(fā)展的過程。人類在解決各種問題時，存在非智力因素與智力因素的相互作用。機(jī)器能夠模擬人類智能是極其有限。 第8頁，共28頁。1.2 人工智能的起源和歷史 人工智能的傳說可以追溯到古埃及 人工智能的思想萌芽可以追溯到十七世紀(jì)的巴斯卡和萊布尼茨，他們較早萌生了有智能的機(jī)器

7、的想法。十九世紀(jì)，英國數(shù)學(xué)家布爾和德.摩爾根提出了“思維定律”，這些可謂是人工智能的開端。十九世紀(jì)二十年代，英國科學(xué)家巴貝奇設(shè)計了第一架“計算機(jī)器”，它被認(rèn)為是計算機(jī)硬件，也是人工智能硬件的前身。 但隨著1941年以來電子計算機(jī)的發(fā)展,技術(shù)已最終可以創(chuàng)造出機(jī)器智能。雖然計算機(jī)為AI提供了必要的技術(shù)基礎(chǔ),但直到50年代早期人們才注意到人類智能與機(jī)器之間的聯(lián)系. 第9頁，共28頁。 “人工智能”(Artificial Intelligence)一詞最初是在1956年（Dartmouth）達(dá)特矛斯學(xué)會上提出的。 1956年,被認(rèn)為是 人工智能之父的美國學(xué)者麥卡錫（John McCarthy）組織了一

8、次學(xué)會,將許多對機(jī)器智能感興趣的一批數(shù)學(xué)家、信息學(xué)家、心理學(xué)家、神經(jīng)生理學(xué)家、計算機(jī)科學(xué)家和專家學(xué)者聚集在一起進(jìn)行了長達(dá)二個月的討論。邀請他們參加 “達(dá)特矛斯Dartmouth人工智能夏季研究會”。從那時起,這個領(lǐng)域被命名為 “人工智能”.雖然達(dá)特矛斯Dartmouth學(xué)會不是非常成功,但它確實集中了AI的創(chuàng)立者們,并為以后的AI研究奠定了基礎(chǔ).從那 以后,研究者們發(fā)展了眾多理論和原理,人工智能的概念也隨之?dāng)U展.在它還不長的歷史中,人工智能的發(fā) 展比預(yù)想的要慢,但一直在前進(jìn).第10頁，共28頁。 達(dá)特矛斯（Dartmouth）會議后的7年中,AI研究開始快速發(fā)展。雖然這個領(lǐng)域還沒明確定義,會議

9、中的一些思想 已被重新考慮和使用了。第11頁，共28頁。 70年代許多新方法被用于AI開發(fā),著名的如Minsky的構(gòu)造理論.另外David Marr提出了機(jī)器視覺方 面的新理論,例如,如何通過一副圖象的陰影,形狀,顏色,邊界和紋理等基本信息辨別圖象.通過分析這些信 息,可以推斷出圖象可能是什么.同時期另一項成果是PROLOGE語言,于1972年提出. 70年代另一個進(jìn)展是專家系統(tǒng).專家系統(tǒng)可以預(yù)測在一定條件下某種解的概率.由于當(dāng)時計算機(jī)已 有巨大容量,專家系統(tǒng)有可能從數(shù)據(jù)中得出規(guī)律.專家系統(tǒng)的市場應(yīng)用很廣.十年間,專家系統(tǒng)被用于股市預(yù)測,幫助醫(yī)生診斷疾病,以及指示礦工確定礦藏位置等.這一切都因

10、為專家系統(tǒng)存儲規(guī)律和信息的能力而成為可能.第12頁，共28頁。 80年代期間,AI前進(jìn)更為迅速,并更多地進(jìn)入商業(yè)領(lǐng)域.1986年,美國AI相關(guān)軟硬件銷售高達(dá)4.25億 美元.專家系統(tǒng)因其效用尤受需求.象數(shù)字電氣公司這樣的公司用XCON專家系統(tǒng)為VAX大型機(jī)編程.杜邦,通用 汽車公司和波音公司也大量依賴專家系統(tǒng).為滿足計算機(jī)專家的需要,一些生產(chǎn)專家系統(tǒng)輔助制作軟件的公 司,如Teknowledge和Intellicorp成立了.為了查找和改正現(xiàn)有專家系統(tǒng)中的錯誤,又有另外一些專家系統(tǒng)被設(shè)計出來. 其它一些AI領(lǐng)域也在80年代進(jìn)入市場.其中一項就是機(jī)器視覺. Minsky和Marr的成果現(xiàn)在用到了

11、生 產(chǎn)線上的相機(jī)和計算機(jī)中,進(jìn)行質(zhì)量控制.盡管還很簡陋,這些系統(tǒng)已能夠通過黑白區(qū)別分辨出物件形狀的不同。到1985年美國有一百多個公司生產(chǎn)機(jī)器視覺系統(tǒng),銷售額共達(dá)8千萬美元. 第13頁，共28頁。1987年，美國召開第一次神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)國際會議，宣告了這一新學(xué)科的誕生。此后，各國在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方面的投資逐漸增加，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)迅速發(fā)展起來。 美國首創(chuàng)的模糊邏輯,它可以從不確定的條件作出決策;還有神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),被視為實現(xiàn)人工智能的可能途徑.第14頁，共28頁。 總之,80年代AI被引入了市場,并顯示出實用價值。可以確信,它將是通向21世紀(jì)之匙。 人工智能技術(shù)接受檢驗在“沙漠風(fēng)暴”行動中軍方的智能設(shè)備經(jīng)受了戰(zhàn)爭的檢驗

12、。 人工智能技術(shù)被用于導(dǎo)彈系統(tǒng)和預(yù)警顯示以及其它先進(jìn)武器。 AI技術(shù)也進(jìn)入了家庭，智能電腦的增加吸引了公眾興趣;一些面向蘋果機(jī)和IBM兼容機(jī)的應(yīng)用 軟件例如語音和文字識別已可買到。使用模糊邏輯,AI技術(shù)簡化了攝像設(shè)備。 對人工智能相關(guān)技術(shù)更大的需求促使新的進(jìn)步不斷出現(xiàn)。人工智能已經(jīng)改變了我們的生活。第15頁，共28頁。 在人工智能領(lǐng)域，美國仍在絕大多數(shù)方面領(lǐng)先世界，但是在個別方面已被日本和歐洲超過。 90年代，人工智能出現(xiàn)新的研究高潮 由于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)特別是國際互連網(wǎng)的技術(shù)發(fā)展，人工智能開始由單個智能主體研究轉(zhuǎn)向基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的分布式人工智能研究。不僅研究基于同一目標(biāo)的分布式問題求解，而且研究多個

13、智能主體的多目標(biāo)問題求解。 公司深藍(lán)電腦擊敗了人類的世界國際象棋冠軍，美國制定了以多Agent系統(tǒng)應(yīng)用為重要研究內(nèi)容的信息高速公路計劃，基于Agent技術(shù)的Softbot(軟機(jī)器人)在軟件領(lǐng)域和網(wǎng)絡(luò)搜索引擎中得到了充分應(yīng)用，同時，美國Sandia實驗室建立了國際上最龐大的虛擬現(xiàn)實實驗室，擬通過數(shù)據(jù)頭盔和數(shù)據(jù)手套實現(xiàn)更友好的人機(jī)交互，建立更好的智能用戶接口。 第16頁，共28頁。未來人工智能的研究方向主要有：人工智能理論、機(jī)器學(xué)習(xí)模型和理論、不精確知識表示及其推理、常識知識及其推理、人工思維模型、智能人機(jī)接口、多智能主體系統(tǒng)、知識發(fā)現(xiàn)與知識獲取、人工智能應(yīng)用基礎(chǔ)等。 第17頁，共28頁。1.3

14、人類智能的計算機(jī)模擬 人類的知識認(rèn)知過程至今未能被完全解釋。 需要從認(rèn)知生理學(xué)、認(rèn)知心理學(xué)和認(rèn)知工程學(xué)等相關(guān)學(xué)科來研究。思維策略初級信息處理生理過程計算機(jī)語言計算機(jī)硬件計算機(jī)程序人類計算機(jī)大腦中樞神經(jīng)神經(jīng)元中層低層高層第18頁，共28頁。智能信息處理的假設(shè) 假設(shè) 對于任何一個系統(tǒng)，如果它能表現(xiàn)出智能，那么它就必定能夠執(zhí)行如下一個完善的物理符號系統(tǒng)的6種基本功能： （1）輸入符號； （2）輸出符號；（3）存儲符號； （4） 復(fù)制符號；（5）建立符號結(jié)構(gòu)：通過找出各符號之間的關(guān)系， 在符號系統(tǒng)中形 成符號結(jié)構(gòu)；（6）條件性遷移：根據(jù)已有符號，繼續(xù)完成信息處理活動的過程。第19頁，共28頁。推論1

15、人具有智能，那么人是一個物理符號系統(tǒng)。推論2 計算機(jī)是一個物理符號系統(tǒng)，那么它能夠表現(xiàn)出智能。推論3 人與計算機(jī)是一個物理符號系統(tǒng)，那么我們就能夠用計算機(jī)來模擬人類活動。第20頁，共28頁。 人類智能的計算機(jī)模擬實例 我們認(rèn)為計算機(jī)模擬人類智能的目的是通過賦予計算機(jī)推理、識別、理解、表達(dá)和適應(yīng)人的感知的能力來建立更為和諧的人機(jī)環(huán)境，在一定的環(huán)境范圍中，使計算機(jī)系統(tǒng)具有更高的、全面的智能。 第21頁，共28頁。1985年，美國卡內(nèi)基-梅隆（Carnegie-Mellon）大學(xué)的博士生（Feng-hsiung Hsu）著手研制一個國際象棋的計算機(jī)程序：“Chiptest”。1989年Hsu 與Mu

16、rray Campbell加入了IBM的深藍(lán)研究項目，最初研究目的是為了檢驗計算機(jī)的并行處理能力。幾年后，研制小組開發(fā)了專用處理器，可以在每秒中計算2-3000步棋局。經(jīng)歷了數(shù)百次的失利，在科研人員的不斷完善下，1997年，深藍(lán)的硬件系統(tǒng)采用了32節(jié)點的大規(guī)模并行結(jié)構(gòu)，每個節(jié)點由8片專用的處理器同時工作，這樣，系統(tǒng)由256個處理器組成了一個高速并行計算機(jī)系統(tǒng)；研究小組又不斷完善了博弈的程序。深藍(lán)發(fā)展為高水平的博弈大師，在國際象棋比賽規(guī)定的每步棋限時3分鐘里，可以推演1000-2000億步棋局。卡斯帕羅夫的思考速度是200步/分。第22頁，共28頁。第23頁，共28頁。第24頁，共28頁。第25

17、頁，共28頁。第26頁，共28頁。謝謝!第27頁，共28頁。1、不是井里沒有水，而是你挖的不夠深。不是成功來得慢，而是你努力的不夠多。2、孤單一人的時間使自己變得優(yōu)秀，給來的人一個驚喜，也給自己一個好的交代。3、命運給你一個比別人低的起點是想告訴你，讓你用你的一生去奮斗出一個絕地反擊的故事，所以有什么理由不努力!4、心中沒有過分的貪求，自然苦就少?？诶锊徽f多余的話，自然禍就少。腹內(nèi)的食物能減少，自然病就少。思緒中沒有過分欲，自然憂就少。大悲是無淚的，同樣大悟無言。緣來盡量要惜，緣盡就放。人生本來就空，對人家笑笑，對自己笑笑，笑著看天下，看日出日落，花謝花開，豈不自在，哪里來的塵埃!5、心情就像

18、衣服，臟了就拿去洗洗，曬曬，陽光自然就會蔓延開來。陽光那么好，何必自尋煩惱，過好每一個當(dāng)下，一萬個美麗的未來抵不過一個溫暖的現(xiàn)在。6、無論你正遭遇著什么，你都要從落魄中站起來重振旗鼓，要繼續(xù)保持熱忱，要繼續(xù)保持微笑，就像從未受傷過一樣。7、生命的美麗，永遠(yuǎn)展現(xiàn)在她的進(jìn)取之中;就像大樹的美麗，是展現(xiàn)在它負(fù)勢向上高聳入云的蓬勃生機(jī)中;像雄鷹的美麗，是展現(xiàn)在它搏風(fēng)擊雨如蒼天之魂的翱翔中;像江河的美麗，是展現(xiàn)在它波濤洶涌一瀉千里的奔流中。8、有些事，不可避免地發(fā)生，陰晴圓缺皆有規(guī)律，我們只能坦然地接受;有些事，只要你愿意努力，矢志不渝地付出，就能慢慢改變它的軌跡。9、與其埋怨世界，不如改變自己。管好自己的心，做好自己的事，比什么都強(qiáng)。人生無完美，曲折亦風(fēng)景。別把失去看得過重，放棄是另一種擁有;不要經(jīng)常艷羨他人，人做到了，心悟到了，相信屬于你的風(fēng)景就在下一個拐彎處。10、有些事想開了，你就會明