1、人工智能導(dǎo)論概論人工智能導(dǎo)論概論第1頁(yè)概論課程相關(guān)目標(biāo)內(nèi)容及要求人工智能定義 人工智能研究目標(biāo) 人工智能分類人工智能應(yīng)用領(lǐng)域 人工智能研究路徑人工智能基礎(chǔ)技術(shù)人工智能發(fā)展概況人工智能導(dǎo)論概論第2頁(yè)課程基礎(chǔ)目標(biāo) 人工智能導(dǎo)論是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)專業(yè)選修課程之一。 本課程介紹人工智能基礎(chǔ)原理，使學(xué)生對(duì)人工智能目標(biāo)發(fā)展及其應(yīng)用領(lǐng)域有充分認(rèn)識(shí), 并了解知識(shí)表示、推理、搜索與機(jī)器學(xué)習(xí)基礎(chǔ)理論與基礎(chǔ)方法，為深入進(jìn)行人工智能理論與方法學(xué)習(xí)與研究和智能技術(shù)應(yīng)用設(shè)計(jì)打下良好基礎(chǔ)。 人工智能導(dǎo)論概論第3頁(yè)課程基礎(chǔ)內(nèi)容概述表示搜索推理學(xué)習(xí)人工智能導(dǎo)論概論第4頁(yè)課程主要參考書目人工智能 (第1版) 馬少平 清華大學(xué)

2、出版社 人工智能:一個(gè)當(dāng)代方法 (第2版) Russell & Norvig 清華大學(xué)出版社 人工智能 (第3版) Patrick Henry Winston 清華大學(xué)出版社 人工智能導(dǎo)論概論第5頁(yè)課程考評(píng)總評(píng)成績(jī): 平時(shí)成績(jī)占30%+期末考試成績(jī)占70%平時(shí)成績(jī): 課堂表現(xiàn)成績(jī)+作業(yè)成績(jī)?nèi)斯ぶ悄軐?dǎo)論概論第6頁(yè) 什么是智能？ 智能是腦尤其是人腦屬性或者說(shuō)產(chǎn)物.智能基礎(chǔ)是知識(shí)（沒(méi)有知識(shí)智能不可想象）;智能關(guān)鍵是思維（知識(shí)是思維產(chǎn)生）;智能取決于感知和行為. 結(jié)論 內(nèi)涵：智能知識(shí)思維 外延：智能就是發(fā)覺(jué)規(guī)律、利用規(guī)律和分析問(wèn)題、處理問(wèn)題能力人工智能定義人工智能導(dǎo)論概論第7頁(yè)定義1 智能機(jī)器 能夠在

3、各類環(huán)境中自主地或交互地執(zhí)行各種擬人任務(wù)(anthropomorphic tasks)機(jī)器。人工智能（Artificial IntelligenceAI）： AI是關(guān)于知識(shí)科學(xué)怎樣表示知識(shí)以及怎樣取得知識(shí)并使用知識(shí)科學(xué)。(Nilsson) AI就是研究怎樣使計(jì)算機(jī)做過(guò)去只有些人才能做智能工作。(Winston) 人工智能定義人工智能導(dǎo)論概論第8頁(yè)人工智能定義其它幾個(gè)關(guān)于人工智能定義。定義2 人工智能(學(xué)科)人工智能(學(xué)科)是計(jì)算機(jī)科學(xué)中包括研究、設(shè)計(jì)和應(yīng)用智能機(jī)器一個(gè)分支。它近期主要目標(biāo)在于研究用機(jī)器來(lái)模仿和執(zhí)行人腦一些智力功效，并開(kāi)發(fā)相關(guān)理論和技術(shù)。定義3 人工智能(能力)人工智能(能力)是

4、智能機(jī)器所執(zhí)行通常與人類智能相關(guān)智能行為，如判斷、推理、證實(shí)、識(shí)別、感知、了解、通信、設(shè)計(jì)、思索、規(guī)劃、學(xué)習(xí)和問(wèn)題求解等思維活動(dòng)。人工智能導(dǎo)論概論第9頁(yè)定義4 人工智能是一個(gè)使計(jì)算機(jī)能夠思維，使機(jī)器含有智力激感人心新嘗試（Haugeland,1985）。定義5 人工智能是那些與人思維、決議、問(wèn)題求解和學(xué)習(xí)等相關(guān)活動(dòng)自動(dòng)化（Bellman,1978）。定義6 人工智能是用計(jì)算模型研究智力行為（Charniak和McDermott,1985）。定義7 人工智能是研究那些使了解、推理和行為成為可能計(jì)算（Winston,1992）。人工智能定義人工智能導(dǎo)論概論第10頁(yè)人工智能定義定義8 人工智能是一個(gè)

5、能夠執(zhí)行需要人智能創(chuàng)造性機(jī)器技術(shù)（Kurzwell,1990）。定義9 人工智能研究怎樣使計(jì)算機(jī)做事讓人過(guò)得更加好（Rick和Knight,1991）。定義10 人工智能是一門經(jīng)過(guò)計(jì)算過(guò)程力圖了解和模仿智能行為學(xué)科（Schalkoff,1990）。定義11 人工智能是計(jì)算機(jī)科學(xué)中與智能行為自動(dòng)化相關(guān)一個(gè)分支（Luger和Stubblefield,1993）。 其中，定義4和定義5包括擬人思維；定義6和定義7與理性思維相關(guān)；定義8和定義9包括擬人行為；定義10和定義11與擬人理性行為相關(guān)。人工智能導(dǎo)論概論第11頁(yè) AI研究怎樣用計(jì)算機(jī)來(lái)表示和執(zhí)行人類智能活動(dòng)，以模擬人腦所從事推理、學(xué)習(xí)、思索和規(guī)

6、劃等思維活動(dòng)，并處理需要人類智力才能處理復(fù)雜問(wèn)題等。 AI還包括到腦科學(xué)、神經(jīng)生理學(xué)、心理學(xué)、語(yǔ)言學(xué)、邏輯學(xué)、認(rèn)知科學(xué)等許多學(xué)科領(lǐng)域。是一門綜合性交叉科學(xué)和邊緣學(xué)科。人工智能定義人工智能導(dǎo)論概論第12頁(yè)咱們?cè)鯓硬拍芘袛嘁慌_(tái)機(jī)器是否具存了思維能力呢圖靈測(cè)試:像人一樣行動(dòng)圖靈提出一假想：一個(gè)人在不接觸對(duì)方情況下和對(duì)方進(jìn)行一系列問(wèn)答，假如在相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，他無(wú)法依據(jù)這些回答判斷對(duì)方出是人還是計(jì)算機(jī)，那么，就能夠認(rèn)為這個(gè)計(jì)算機(jī)含有同人相當(dāng)智力，即這臺(tái)計(jì)算機(jī)是能思維。 圖靈預(yù)測(cè):年之前計(jì)算機(jī)有30%概率蒙騙一個(gè)普通人達(dá)5分鐘。人工智能導(dǎo)論概論第13頁(yè)你做過(guò)圖靈測(cè)試嗎 什么是CAPTCHA CAPTCHA

7、(Completely Automated Public Turing Test to Tell Computers and Humans Apart)全自動(dòng)區(qū)分計(jì)算機(jī)和人類圖靈測(cè)試簡(jiǎn)稱。 CAPTCHA目標(biāo)是區(qū)分計(jì)算機(jī)和人類一個(gè)程序算法，這種程序必須能生成并評(píng)價(jià)人類能很輕易經(jīng)過(guò)但計(jì)算機(jī)卻通不過(guò)測(cè)試。這種技術(shù)能夠有效防止網(wǎng)絡(luò)中自動(dòng)填表機(jī)器人等軟件對(duì)了網(wǎng)絡(luò)信息正常傳輸嚴(yán)重干擾。人工智能導(dǎo)論概論第14頁(yè)1990年，羅納獎(jiǎng)設(shè)置,專門獎(jiǎng)勵(lì)在圖靈測(cè)試中表現(xiàn)出眾計(jì)算機(jī) /Prizef/loebner-prize.html年和年羅納獎(jiǎng)取得者女機(jī)器人ALICE /年羅納獎(jiǎng)取得者機(jī)器人Jabb http:/ww

8、w.abenteuermedien.de/jabberwock/index.php年羅納獎(jiǎng)取得者 /人工智能導(dǎo)論概論第15頁(yè)為何要研究人工智能 程序被動(dòng)地按照大家為它事先安排好工作步驟進(jìn)行工作。因?yàn)槿狈χ悄苄?、缺乏自學(xué)習(xí)與自適應(yīng)能力,難以處理越來(lái)越復(fù)雜問(wèn)題。AI是人類智能擴(kuò)充和延伸，其作用將是不可估量。AI研究對(duì)探索人類本身智能奧秘提供有益幫助。對(duì)“數(shù)據(jù)世界”需求進(jìn)而發(fā)展到對(duì)“知識(shí)世界”需求而產(chǎn)生。尋求試探性搜索，啟發(fā)式，不準(zhǔn)確，含糊甚至允許出現(xiàn)錯(cuò)誤推理方法，方便符合人類思維過(guò)程。人工智能導(dǎo)論概論第16頁(yè)人工智能研究目標(biāo) 近期目標(biāo)： 使現(xiàn)有電子數(shù)字計(jì)算機(jī)能模擬人類個(gè)別智能行為,使現(xiàn)有計(jì)算機(jī)更有

9、用（更聰明） 。遠(yuǎn)期目標(biāo)： 探討智能基礎(chǔ)機(jī)理，研究怎樣利用各種自動(dòng)機(jī)來(lái)模擬人一些思維過(guò)程和智能行為。最終制造出含有看、聽(tīng)、說(shuō)等感知和交互能力、含有聯(lián)想、推理、了解、學(xué)習(xí)等高級(jí)思維能力，含有分析問(wèn)題、處理問(wèn)題和創(chuàng)造創(chuàng)造能力智能計(jì)算機(jī)。人工智能導(dǎo)論概論第17頁(yè)人工智能分類基于腦功效模擬領(lǐng)域劃分:機(jī)器感知（信息輸入） :使計(jì)算機(jī)含有類似于人感知能力，能經(jīng)過(guò)“感知”直接從外界獲取信息。機(jī)器視覺(jué)、機(jī)器聽(tīng)覺(jué)。相關(guān)學(xué)科：模式識(shí)別、語(yǔ)音識(shí)別機(jī)器聯(lián)想:基于內(nèi)容聯(lián)想，與詳細(xì)存放位置無(wú)關(guān)。聯(lián)想存放技術(shù)。機(jī)器推理:又稱為計(jì)算機(jī)推理、自動(dòng)推理，是人工智能關(guān)鍵課題之一。自然演繹推理、歸結(jié)演繹推理、基于非經(jīng)典邏輯推理。機(jī)器

10、學(xué)習(xí):使機(jī)器自己獲取知識(shí)。對(duì)書本知識(shí)學(xué)習(xí)、對(duì)客觀規(guī)律發(fā)覺(jué)、對(duì)自身行為修正。機(jī)器學(xué)習(xí)分為：機(jī)械學(xué)習(xí)、指導(dǎo)學(xué)習(xí)、解釋學(xué)習(xí)、類比學(xué)習(xí)、示例學(xué)習(xí)、發(fā)覺(jué)學(xué)習(xí)等。這些屬于符號(hào)學(xué)習(xí)。另外有神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)等。機(jī)器了解:圖形了解（物景分析）、自然語(yǔ)言了解。了解是感知延伸和深化。機(jī)器行為（信息輸出）: 計(jì)算機(jī)表示能力及類似于人四肢功效，能走路、取物、操作等。機(jī)器人行動(dòng)規(guī)劃。人工智能導(dǎo)論概論第18頁(yè)人工智能分類基于實(shí)現(xiàn)技術(shù)領(lǐng)域劃分:知識(shí)工程與符號(hào)處理技術(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)人工智能導(dǎo)論概論第19頁(yè)人工智能分類基于應(yīng)用領(lǐng)域領(lǐng)域劃分:難題求解:路徑規(guī)劃、組合優(yōu)化、博弈等難題求解。自動(dòng)定理證實(shí)。自動(dòng)程序設(shè)計(jì):自動(dòng)程序綜合和自動(dòng)程序

11、驗(yàn)證。自動(dòng)翻譯:機(jī)器翻譯。自然語(yǔ)言了解。智能控制:自動(dòng)控制與人工智能結(jié)合。智能管理:人工智能與管理科學(xué)、系統(tǒng)工程和計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合。智能決議:人工智能應(yīng)用于決議支持系統(tǒng)。智能通訊:在通訊各個(gè)步驟和層次上實(shí)現(xiàn)智能化。智能仿真, 智能CAD, 智能CAI, 機(jī)器人學(xué) 人工智能導(dǎo)論概論第20頁(yè)人工智能研究與應(yīng)用領(lǐng)域 問(wèn)題求解 人工智能第一個(gè)大成就是發(fā)展了能夠求解難題程序，它包含問(wèn)題表示、分解、搜索與歸約等。人工智能導(dǎo)論概論第21頁(yè)在線下棋機(jī)器人 /flash-board-games/online-robo-chess-1115.html人工智能導(dǎo)論概論第22頁(yè)人工智能研究與應(yīng)用領(lǐng)域邏輯推理與定理證實(shí)

12、邏輯推理是人工智能研究中最持久子領(lǐng)域之一,在人工智能方法發(fā)展中曾經(jīng)產(chǎn)生過(guò)主要影響。在人工智能方法研究中定理證實(shí)是一個(gè)極其主要論題。 人工智能導(dǎo)論概論第23頁(yè)第一個(gè)主要由計(jì)算機(jī)證實(shí)理論:四色定理人工智能定理證實(shí)研究最有說(shuō)服力例子， 是機(jī)器證實(shí)了困擾數(shù)學(xué)界長(zhǎng)達(dá)100余年之久難題“四色定理”。 “四色問(wèn)題”最早是1852年由一位21歲大學(xué)生提出來(lái)數(shù)學(xué)難題：任何地圖都能夠用最多四種顏色著色，就能區(qū)分任何兩相鄰國(guó)家或區(qū)域。這個(gè)問(wèn)題就象“哥德巴赫猜測(cè)”一樣，屬于世界上最著名數(shù)學(xué)難題之一。 1976年6月，美國(guó)伊利諾斯大學(xué)兩位數(shù)學(xué)家W.Haken和K.Apple 宣告，他們成功地證實(shí)了這一定理，使用方法就是

13、機(jī)器證實(shí)。W.Haken和K.Apple攻克這一難題使用方法依然是前人常見(jiàn)“窮舉歸納法” 。他們編制出程序讓3臺(tái)IBM360電腦自動(dòng)高速尋找各種可能情況， 并逐一判斷它們是否能夠被“歸納”。共花費(fèi)1200個(gè)機(jī)時(shí)，做完200億個(gè)邏輯判斷，電腦終于證實(shí)了“四色定理”。人工智能導(dǎo)論概論第24頁(yè)人工智能研究與應(yīng)用領(lǐng)域自然語(yǔ)言了解 語(yǔ)言處理也是人工智能早期研究領(lǐng)域之一。語(yǔ)言生成和了解是一個(gè)極為復(fù)雜編碼和解碼問(wèn)題。 一個(gè)能了解自然語(yǔ)言信息計(jì)算機(jī)系統(tǒng)看起來(lái)就像一個(gè)人一樣, 需要有上下文知識(shí)以及依據(jù)這些上下文知識(shí)進(jìn)行推理。了解口頭和書寫語(yǔ)言計(jì)算機(jī)系統(tǒng)所取得一些進(jìn)展，其基礎(chǔ)就是相關(guān)上下文知識(shí)結(jié)構(gòu)表示理論以及依據(jù)

14、這些知識(shí)進(jìn)行推理技術(shù)。人工智能導(dǎo)論概論第25頁(yè)對(duì)話機(jī)器人 /george 自動(dòng)翻譯程序 /translate/livetrans.htm人工智能導(dǎo)論概論第26頁(yè)人工智能研究與應(yīng)用領(lǐng)域自動(dòng)程序設(shè)計(jì) 對(duì)自動(dòng)程序設(shè)計(jì)研究不但能夠促進(jìn)半自動(dòng)軟件開(kāi)發(fā)系統(tǒng)發(fā)展，而且也使經(jīng)過(guò)修正本身數(shù)碼進(jìn)行學(xué)習(xí)(即修正它們性能)人工智能系統(tǒng)得到發(fā)展。程序理論方面研究工作對(duì)人工智能工作都是很主要。 自動(dòng)程序設(shè)計(jì)研究重大貢獻(xiàn)之一是作為問(wèn)題求解策略調(diào)整概念。有一個(gè)觀點(diǎn)，對(duì)程序設(shè)計(jì)或機(jī)器人控制問(wèn)題，先產(chǎn)生一個(gè)簡(jiǎn)易解，然后再對(duì)該解進(jìn)行修正，這種做法普通要比堅(jiān)持要求第一個(gè)解就完全沒(méi)有缺點(diǎn)做法有效得多。人工智能導(dǎo)論概論第27頁(yè)人工智能研

15、究與應(yīng)用領(lǐng)域教授系統(tǒng) 教授系統(tǒng)是一個(gè)智能計(jì)算機(jī)程序系統(tǒng)，其內(nèi)部含有大量教授水平某個(gè)領(lǐng)域知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)，能夠利用人類教授知識(shí)和處理問(wèn)題方法來(lái)處理該領(lǐng)域問(wèn)題。 發(fā)展教授系統(tǒng)關(guān)鍵是教授知識(shí)表示和利用，教授知識(shí)指來(lái)自人類教授,并能有效處理該領(lǐng)域內(nèi)經(jīng)典問(wèn)題事實(shí)和過(guò)程。人工智能導(dǎo)論概論第28頁(yè)在線教授網(wǎng)站 http:/www.aiinc.ca/demosExpert System Tools /manaris/ai-education-repository/expert-systems-tools.html Expert system application download /software/expert

16、_systems/人工智能導(dǎo)論概論第29頁(yè)人工智能研究與應(yīng)用領(lǐng)域機(jī)器學(xué)習(xí) 學(xué)習(xí)是人類智能主要標(biāo)志和取得知識(shí)基礎(chǔ)伎倆；機(jī)器學(xué)習(xí)(自動(dòng)獲取新事實(shí)及新推理算法)是使計(jì)算機(jī)含有智能根本路徑；機(jī)器學(xué)習(xí)還有利于發(fā)覺(jué)人類學(xué)習(xí)機(jī)理和揭示人腦奧秘。學(xué)習(xí)是一個(gè)有特定目標(biāo)知識(shí)獲取過(guò)程，其內(nèi)部表現(xiàn)為新知識(shí)結(jié)構(gòu)不停建立和修改，而外部表現(xiàn)為性能改進(jìn)。人工智能導(dǎo)論概論第30頁(yè)人工智能研究與應(yīng)用領(lǐng)域模式識(shí)別 人工智能所研究模式識(shí)別是指用計(jì)算機(jī)代替人類或幫助人類感知模式，是對(duì)人類感知外界功效模擬，研究是計(jì)算機(jī)模式識(shí)別系統(tǒng)，也就是使一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)含有模擬人類經(jīng)過(guò)感官接收外界信息、識(shí)別和了解周圍環(huán)境感知能力。人工智能導(dǎo)論概論第31

17、頁(yè)1 .字符識(shí)別：包含印刷體字符識(shí)別；手寫體字符識(shí)別（脫機(jī)），各種OCR設(shè)備比如信函分揀、文件處理、卡片輸入、支票查對(duì)、自動(dòng)排板、期刊閱讀、稿件輸入；在線手寫字符識(shí)別（聯(lián)機(jī)），各種書寫輸入板。2. 醫(yī)療診療：心電圖，腦電圖，染色體，癌細(xì)胞識(shí)別，疾病診療。3. 遙感：資源衛(wèi)星照片，氣象衛(wèi)星照片處理，數(shù)字化地球，圖象分辨率能夠到達(dá)1米。4. 指紋識(shí)別 臉形識(shí)別5. 檢測(cè)污染分析，大氣，水源，環(huán)境監(jiān)測(cè)。6. 自動(dòng)檢測(cè)：產(chǎn)品質(zhì)量自動(dòng)檢測(cè)7. 語(yǔ)聲識(shí)別，機(jī)器翻譯，電話號(hào)碼自動(dòng)查詢，偵聽(tīng)，機(jī)器故障判斷8. 軍事應(yīng)用人工智能導(dǎo)論概論第32頁(yè)人工智能研究與應(yīng)用領(lǐng)域機(jī)器視覺(jué) 試驗(yàn)表明，人類接收外界信息80%以上

18、來(lái)自視覺(jué)，視覺(jué)對(duì)人類是非常主要。 機(jī)器視覺(jué)或計(jì)算機(jī)視覺(jué)已從模式識(shí)別一個(gè)研究領(lǐng)域發(fā)展為一門獨(dú)立學(xué)科；在視覺(jué)方面，已經(jīng)給計(jì)算機(jī)系統(tǒng)裝上電視輸入裝置方便能夠“看見(jiàn)”周圍東西。 機(jī)器視覺(jué)前沿研究領(lǐng)域包含實(shí)時(shí)并行處理、主動(dòng)式定性視覺(jué)、動(dòng)態(tài)和時(shí)變視覺(jué)、三維景物建模與識(shí)別、實(shí)時(shí)圖像壓縮傳輸和復(fù)原、多光譜和彩色圖像處理與解釋等。人工智能導(dǎo)論概論第33頁(yè)人工智能研究與應(yīng)用領(lǐng)域智能控制 人工智能發(fā)展促進(jìn)自動(dòng)控制向智能控制發(fā)展。智能控制是一類無(wú)需(或需要盡可能少)人干預(yù)就能夠獨(dú)立地驅(qū)動(dòng)智能機(jī)器實(shí)現(xiàn)其目標(biāo)自動(dòng)控制。 智能控制是同時(shí)含有以知識(shí)表示非數(shù)學(xué)廣義世界模型和數(shù)學(xué)公式模型表示混合控制過(guò)程，也往往是含有復(fù)雜性、不完

19、全性、含糊性或不確定性以及不存在已知算法非數(shù)學(xué)過(guò)程，并以知識(shí)進(jìn)行推理，以啟發(fā)來(lái)引導(dǎo)求解過(guò)程。人工智能導(dǎo)論概論第34頁(yè)勇氣號(hào)火星探測(cè)器(模擬) /b/10962959-1269084904.html 軍事機(jī)器狗視頻/programs/view/u64afmRWpOo/人工智能導(dǎo)論概論第35頁(yè)人工智能研究與應(yīng)用領(lǐng)域智能檢索 伴隨科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展，出現(xiàn)了“知識(shí)爆炸”情況，研究智能檢索系統(tǒng)已成為科技連續(xù)快速發(fā)展主要確保。 智能信息檢索系統(tǒng)設(shè)計(jì)者們將面臨以下幾個(gè)問(wèn)題。首先，建立一個(gè)能夠了解以自然語(yǔ)言陳說(shuō)問(wèn)詢系統(tǒng)本身就存在不少問(wèn)題。其次，怎樣依據(jù)存放事實(shí)演繹出答案問(wèn)題。第三，了解問(wèn)詢和演繹答案所需要知識(shí)都

20、可能超出該學(xué)科領(lǐng)域數(shù)據(jù)庫(kù)所表示知識(shí)。人工智能導(dǎo)論概論第36頁(yè)語(yǔ)義搜索引擎Demo /index/show/type/ourTechPower語(yǔ)義搜索引擎工具Demo /online_demo.html 人工智能導(dǎo)論概論第37頁(yè)人工智能研究與應(yīng)用領(lǐng)域智能調(diào)度與指揮 確定最正確調(diào)度或組合問(wèn)題是大家感興趣又一類問(wèn)題。求解這類問(wèn)題程序會(huì)產(chǎn)生組合爆炸。 人工智能學(xué)家努力使“時(shí)間-問(wèn)題大小”曲線改變盡可能遲緩地增加。相關(guān)問(wèn)題域知識(shí)再次成為比較有效求解方法關(guān)鍵。人工智能導(dǎo)論概論第38頁(yè)智能調(diào)度系統(tǒng)Demo /ozone/DITOPS/ozone.html人工智能導(dǎo)論概論第39頁(yè)人工智能研究與應(yīng)用領(lǐng)域分布式人

21、工智能與Agent 分布式人工智能(Distributed AI, DAI)是分布式計(jì)算與人工智能結(jié)合結(jié)果。DAI系統(tǒng)以魯棒性作為控制系統(tǒng)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，并含有互操作性，即不一樣異構(gòu)系統(tǒng)在快速改變環(huán)境中含有交換信息和協(xié)同工作能力。分布式人工智能研究目標(biāo)是要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)能夠描述自然系統(tǒng)和社會(huì)系統(tǒng)準(zhǔn)確概念模型。 多agent系統(tǒng)(Multiagent System, MAS) 更能表達(dá)人類社會(huì)智能，含有更大靈活性和適應(yīng)性，更適合開(kāi)放和動(dòng)態(tài)世界環(huán)境，因而倍受重視，已成為人工智能以至計(jì)算機(jī)科學(xué)和控制科學(xué)與工程研究熱點(diǎn)。人工智能導(dǎo)論概論第40頁(yè)人工智能研究與應(yīng)用領(lǐng)域計(jì)算智能與進(jìn)化計(jì)算 計(jì)算智能(Computing

22、 Intelligence)包括神經(jīng)計(jì)算、含糊計(jì)算、進(jìn)化計(jì)算等研究領(lǐng)域。 進(jìn)化計(jì)算(Evolutionary Computation)是指一類以達(dá)爾文進(jìn)化論為依據(jù)來(lái)設(shè)計(jì)、控制和優(yōu)化人工系統(tǒng)技術(shù)和方法總稱，它包含遺傳算法(Genetic Algorithms)、進(jìn)化策略(Evolutionary Strategies)和進(jìn)化規(guī)劃(Evolutionary Programming)。 人工智能導(dǎo)論概論第41頁(yè)人工智能研究與應(yīng)用領(lǐng)域數(shù)據(jù)挖掘與知識(shí)發(fā)覺(jué) 知識(shí)獲取是知識(shí)信息處理關(guān)鍵問(wèn)題之一。 數(shù)據(jù)挖掘是經(jīng)過(guò)綜合利用統(tǒng)計(jì)學(xué)、粗糙集、含糊數(shù)學(xué)、機(jī)器學(xué)習(xí)和教授系統(tǒng)等各種學(xué)習(xí)伎倆和方法，從大量數(shù)據(jù)中提煉出抽象知

23、識(shí)，從而揭示出蘊(yùn)涵在這些數(shù)據(jù)背后客觀世界內(nèi)在聯(lián)絡(luò)和本質(zhì)規(guī)律，實(shí)現(xiàn)知識(shí)自動(dòng)獲取。 數(shù)據(jù)挖掘和知識(shí)發(fā)覺(jué)技術(shù)已獲廣泛應(yīng)用。人工智能導(dǎo)論概論第42頁(yè)Classifying GalaxiesEarlyIntermediateLateData Size: 72 million stars, 20 million galaxiesObject Catalog: 9 GBImage Database: 150 GB Class: Stages of FormationAttributes:Image features, Characteristics of light waves received, etc.

24、Courtesy: 人工智能導(dǎo)論概論第43頁(yè)Classification ExamplecategoricalcategoricalcontinuousclassTestSetTraining SetModelLearn Classifier人工智能導(dǎo)論概論第44頁(yè)Illustrating Document ClusteringClustering Points: 3204 Articles of Los Angeles Times.Similarity Measure: How many words are common in these documents (after some word

25、 filtering).人工智能導(dǎo)論概論第45頁(yè)Deviation/Anomaly DetectionDetect significant deviations from normal behaviorApplications:Credit Card Fraud DetectionNetwork Intrusion DetectionTypical network traffic at University level may reach over 100 million connections per day人工智能導(dǎo)論概論第46頁(yè)Association Rule Discovery: Ap

26、plication Supermarket shelf management.Goal: To identify items that are bought together by sufficiently many customers.Approach: Process the point-of-sale data collected with barcode scanners to find dependencies among items.A classic rule If a customer buys diaper and milk, then he is very likely t

27、o buy beer.So, dont be surprised if you find six-packs stacked next to diapers!人工智能導(dǎo)論概論第47頁(yè)人工智能研究與應(yīng)用領(lǐng)域人工生命 人工生命(Artificial Life, AL) 利用計(jì)算機(jī)和機(jī)械等人工媒介結(jié)構(gòu)出能夠表現(xiàn)自然生命系統(tǒng)行為特征仿真系統(tǒng)或模型系統(tǒng)。自然生命系統(tǒng)行為含有自組織、自復(fù)制、自修復(fù)等特征。 人工生命學(xué)科研究?jī)?nèi)容包含生命現(xiàn)象仿生系統(tǒng)、人工建模與仿真、進(jìn)化動(dòng)力學(xué)、人工生命計(jì)算理論、進(jìn)化與學(xué)習(xí)綜合系統(tǒng)以及人工生命應(yīng)用等。人工智能導(dǎo)論概論第48頁(yè)人工生命程序 http:/staff.aist.go

28、.jp/utsugi-a/Lab/Links.html人工細(xì)胞程序 /mcell/mjcell/mjcell.html動(dòng)物群體行為模擬程序 /cwr/boids/applet/ /ofiles/JavaFloys.html 人工螞蟻程序 http:/staff.science.uva.nl/jvgemert/ants人工生命與多媒體技術(shù) 人工智能導(dǎo)論概論第49頁(yè)人工智能研究與應(yīng)用領(lǐng)域還有許多: .人工智能導(dǎo)論概論第50頁(yè)人工智能研究路徑功效模擬 以人腦生理模型，將問(wèn)題或知識(shí)表示成某種邏輯網(wǎng)絡(luò)，采取邏輯符號(hào)推演方法，實(shí)現(xiàn)搜索、推理、學(xué)習(xí)等功效，從宏觀上來(lái)模擬人腦思維，實(shí)現(xiàn)機(jī)器智能。 以功效模擬和

29、符號(hào)推演研究人工智能者，被成為心理學(xué)派、邏輯學(xué)派、符號(hào)主義。 主要特征：立足于邏輯運(yùn)算和符號(hào)操作，適合于模擬人邏輯思維過(guò)程。知識(shí)用顯式符號(hào)表示，輕易表示人心理模型?，F(xiàn)有數(shù)字計(jì)算機(jī)能夠方便地實(shí)現(xiàn)高速符號(hào)處理。能與傳統(tǒng)符號(hào)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行鏈接，易于模塊化。以知識(shí)為基礎(chǔ)。人工智能導(dǎo)論概論第51頁(yè)人工智能研究路徑 結(jié)構(gòu)模擬 依據(jù)人腦生理結(jié)構(gòu)和工作機(jī)理，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)智能，及人工智能。詳細(xì)來(lái)講，就是用人工神經(jīng)元組成人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)作為信息和知識(shí)載體，用所謂神經(jīng)計(jì)算方法實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)、聯(lián)想、識(shí)別和推理等功效，從而來(lái)模擬人腦智能行為，使計(jì)算機(jī)表現(xiàn)出某種智能。 利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和神經(jīng)計(jì)算方法研究人工智能者，被稱為生理學(xué)派、連接主義

30、。 主要特征：經(jīng)過(guò)神經(jīng)元之間并行協(xié)同作用實(shí)現(xiàn)信息處理，含有并行性、動(dòng)態(tài)性、全局性。經(jīng)過(guò)神經(jīng)元間分布式物理聯(lián)接存放信息。聯(lián)想記憶、容錯(cuò)性。經(jīng)過(guò)神經(jīng)元間連接強(qiáng)度動(dòng)態(tài)調(diào)整實(shí)現(xiàn)自學(xué)習(xí)和自適應(yīng)功效。善于模擬人類形象思維過(guò)程。人工智能導(dǎo)論概論第52頁(yè)人工智能研究路徑行為模擬 基于感知行為模型研究路徑和方法。行為模擬法是模擬人在控制過(guò)程中智能活動(dòng)和行為特征。 以該路徑研究人工智能，被稱為行為主義、進(jìn)化主義、控制論學(xué)派。 主要觀點(diǎn)： 智能取決于感知和行為，智能行為能夠不需要知識(shí)，提出“沒(méi)有表示智能”，“沒(méi)有推理智能”觀點(diǎn)，主張智能行為“感知?jiǎng)幼鳌蹦Ｐ?，認(rèn)為人智能、機(jī)器智能能夠逐步進(jìn)化，但只能在現(xiàn)實(shí)世界中與周圍

31、環(huán)境交互中表達(dá)出來(lái)。人工智能導(dǎo)論概論第53頁(yè)人工智能基礎(chǔ)技術(shù)推理技術(shù)搜索技術(shù)知識(shí)表示與知識(shí)庫(kù)技術(shù)歸納技術(shù)人工智能導(dǎo)論概論第54頁(yè)人工智能基礎(chǔ)技術(shù):推理技術(shù)邏輯是人腦思維規(guī)律，從而也是推理理論基礎(chǔ)謂詞邏輯非標(biāo)準(zhǔn)邏輯，由謂詞邏輯擴(kuò)充和發(fā)展語(yǔ)義擴(kuò)充：多值邏輯、含糊邏輯語(yǔ)構(gòu)擴(kuò)充：模態(tài)邏輯、時(shí)態(tài)邏輯推理與邏輯相輔相成，推理為邏輯提出課題，邏輯為推理奠定基礎(chǔ)人工智能導(dǎo)論概論第55頁(yè)人工智能基礎(chǔ)技術(shù):搜索技術(shù)所謂搜索，就是為了到達(dá)某一“目標(biāo)”，而連續(xù)地進(jìn)行推理過(guò)程。搜索就是對(duì)推理進(jìn)行引導(dǎo)和控制技術(shù)。問(wèn)題求解實(shí)質(zhì)上就是在顯式或者隱式問(wèn)題空間上進(jìn)行搜索過(guò)程。如盲目搜索，啟發(fā)式搜索等人工智能導(dǎo)論概論第56頁(yè)人工智

32、能基礎(chǔ)技術(shù):知識(shí)表示與知識(shí)庫(kù)技術(shù)知識(shí)表示是指知識(shí)在計(jì)算機(jī)中表示方法和表示形式，它包括到知識(shí)邏輯結(jié)構(gòu)和物理結(jié)構(gòu)。知識(shí)庫(kù)包含知識(shí)組織、管理、維護(hù)、優(yōu)化等技術(shù)。對(duì)知識(shí)庫(kù)操作要靠知識(shí)庫(kù)管理系統(tǒng)支持。狀態(tài)空間、語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)、謂詞邏輯、框架人工智能導(dǎo)論概論第57頁(yè)人工智能基礎(chǔ)技術(shù):歸納技術(shù)歸納技術(shù)是指機(jī)器自動(dòng)提出概念、抽取知識(shí)、尋求規(guī)律技術(shù)。歸納技術(shù)與知識(shí)獲取及機(jī)器學(xué)習(xí)親密相關(guān)。歸納包含基于符號(hào)處理歸納和基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)歸納兩種。Data Mining和KDD（Knowledge Discovering from Database）人工智能導(dǎo)論概論第58頁(yè)人工智能基礎(chǔ)技術(shù): 人工智能導(dǎo)論概論第59頁(yè)人工智能發(fā)展概

33、況萌芽期（1956年之前）公元前，Aristotle提出形式邏輯一些主要定律，三段論至今仍是演繹推理基礎(chǔ)依據(jù)。培根（1561-1626）曾系統(tǒng)地提出了歸納法。 (“知識(shí)就是力量”)德國(guó)數(shù)學(xué)家Leibniz（1646-1716）提出了萬(wàn)能符號(hào)和推理計(jì)算思想，為數(shù)理邏輯產(chǎn)生和發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。英國(guó)邏輯學(xué)家Boole（1815-1864）創(chuàng)建了布爾代數(shù)，在思維法則一書中首次用符號(hào)語(yǔ)言描述了思維活動(dòng)基礎(chǔ)推理法則。英國(guó)數(shù)學(xué)家Turing于1936年提出理想計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)模型，即圖靈機(jī)。Turing測(cè)試。1943年，McCulloch 和 Pitts提出M-P神經(jīng)元模型。1946年，世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)誕生。

34、人工智能導(dǎo)論概論第60頁(yè)人工智能發(fā)展概況 形成期（1956年-1961年） 1956年夏季，McCarthy, Minsky, Lochester, Shannon, More, Samuel, Selfridge, Solomonff, Newell, Simon等十人在Dartmouth大學(xué)召開(kāi)歷時(shí)兩個(gè)多月研討會(huì)，討論機(jī)器智能相關(guān)問(wèn)題。McCarthy提出“人工智能”一詞，人工智能從此成為一門學(xué)科。 人工智能導(dǎo)論概論第61頁(yè)人工智能發(fā)展概況符號(hào)主義AI發(fā)展概況:1、符號(hào)主義AI形成期（1956-1965)1965年，Samuel跳棋程序。1956年Newell等邏輯理論機(jī)（LT）程序；1958年，王浩工作；1965年，Robinson提出消解原理。(定理證實(shí))1959年Selfridge模式識(shí)別程序；1965年Roberts編制了能夠分辨積木結(jié)構(gòu)程序。(模式識(shí)別) 1960年，Newell通用問(wèn)題求解(GPS)程序。(問(wèn)題求解) 1960年，McCarthy研制成功LISP語(yǔ)言。人工智能導(dǎo)論概