1、人工智能丁世飛中國(guó)礦業(yè)大學(xué)D教材及參參考書(shū)教材：史忠植,王文杰杰.人工智能能，國(guó)防工工業(yè)出版版社,2007主要參考考書(shū)：1.王士士同.人工智能能教程,電子工工業(yè)出版版社,20062.蔡自興, 徐光光祐.人工智能能及其應(yīng)應(yīng)用，清華大大學(xué)出版版社,2004結(jié)業(yè)安排排平時(shí)成績(jī)績(jī)-30分其中包括括：作業(yè)業(yè)、考勤勤、課堂堂提問(wèn)等等期末成績(jī)績(jī)-70分以本課程程期末考考試成績(jī)績(jī)?yōu)橹饕罁?jù)。學(xué)期成績(jī)績(jī)-100分學(xué)期成績(jī)績(jī)(100)=平時(shí)成成績(jī)（30）+期末考考試(70)第一章緒緒論論1.1人人工智智能的定定義1.2人人工智智能的誕誕生及發(fā)發(fā)展第一章緒緒論論1.1人人工智智能的定定義人工智能能(Artific

2、ial Intelligence，簡(jiǎn)記為AI)是當(dāng)前科科學(xué)技術(shù)術(shù)迅速發(fā)發(fā)展及新新思想、新理論論、新技技術(shù)不斷斷涌現(xiàn)的的形勢(shì)下下產(chǎn)生的的一個(gè)學(xué)學(xué)科，也也是一門(mén)門(mén)涉及數(shù)數(shù)學(xué)、計(jì)計(jì)算機(jī)科科學(xué)、哲哲學(xué)、認(rèn)認(rèn)知心理理學(xué)和心心理學(xué)、信息論論、控制制論等學(xué)學(xué)科的交交叉和邊邊緣學(xué)科科。本章的主主要任務(wù)務(wù)是討論論智能、人工智智能的基基本概念念，并對(duì)對(duì)人工智智能的發(fā)發(fā)展歷史史、研究究目標(biāo)、研究?jī)?nèi)內(nèi)容、研研究途徑徑及研究究領(lǐng)域進(jìn)進(jìn)行簡(jiǎn)要要的討論論。1.1人人工工智能的的定義6什么是智智能？智智能的本本質(zhì)是什什么？這是古今今中外許許多哲學(xué)學(xué)家、腦腦科學(xué)家家一直在在努力探探索和研研究的問(wèn)問(wèn)題，但但至今仍仍然沒(méi)有有完全解

3、解決，以以致被列列為自然然界四大大奧秘(物質(zhì)的本本質(zhì)、宇宇宙的起起源、生生命的本本質(zhì)、智智能的發(fā)發(fā)生)之一。目前人們們大多是是把對(duì)人人腦的已已有認(rèn)識(shí)識(shí)與智能能的外在在表現(xiàn)結(jié)結(jié)合起來(lái)來(lái)，從不不同的角角度、不不同的側(cè)側(cè)面、用用不同的的方法來(lái)來(lái)對(duì)智能能進(jìn)行研研究的，提出的的觀點(diǎn)亦亦不相同同。其中中影響較較大的主主要有思維理論論、知識(shí)識(shí)閾值理理論及進(jìn)進(jìn)化理論論等。1.1.1智能7Thinkingtheory思維理論論來(lái)自認(rèn)知知科學(xué)(CognitiveScience,CS)。CS又稱(chēng)為思思維科學(xué)學(xué)，它是是研究人人們認(rèn)識(shí)識(shí)客觀世世界的規(guī)規(guī)律和方方法的一一門(mén)科學(xué)學(xué)，其目目的在于于揭開(kāi)大大腦思維維功能的的奧秘

4、。該理論論認(rèn)為智智能的核核心是思思維，人人的一切切智慧或或智能都都來(lái)自于于大腦的的思維活活動(dòng)，人人類(lèi)的一一切知識(shí)識(shí)都是人人們思維維的產(chǎn)物物，因而而通過(guò)對(duì)對(duì)思維規(guī)規(guī)律與方方法的研研究可望望揭示智智能的本本質(zhì)。8Thinkingtheory思維科學(xué)學(xué)是一門(mén)門(mén)綜合性性的交叉叉學(xué)科，故需要要多種學(xué)學(xué)科的配配合研究究?？梢砸詮男睦砝韺W(xué)、人人工智能能、計(jì)算算機(jī)科學(xué)學(xué)、數(shù)學(xué)學(xué)、生理理學(xué)及文文學(xué)藝術(shù)術(shù)等方面面著手來(lái)來(lái)研究人人的思維維過(guò)程的的規(guī)律。思維科科學(xué)的應(yīng)應(yīng)用領(lǐng)域域十分廣廣泛，涉涉及科學(xué)學(xué)語(yǔ)言學(xué)學(xué)、模式式識(shí)別、人工智智能、教教育學(xué)、情報(bào)學(xué)學(xué)、管理理學(xué)、文文字學(xué)等等學(xué)科的的研究1990年史忠忠植提出出了人類(lèi)

5、類(lèi)思維的的層次模模型，表表明人類(lèi)類(lèi)思維有有感知思思維、形形象思維維、抽象象思維，并構(gòu)成成層次關(guān)關(guān)系。感感知思維維是簡(jiǎn)單單的思維維形態(tài)，它通過(guò)過(guò)人的眼眼、耳、鼻、舌舌、身感感知器官官產(chǎn)生表表象，形形成初級(jí)級(jí)的思維維。感知知思維中中知覺(jué)的的表達(dá)是是關(guān)鍵。形象思思維主要要是用典典型化的的方法進(jìn)進(jìn)行概括括，并用用形象材材料來(lái)思思維，可可以高度度并行處處理。抽抽象思維維以物理理符號(hào)系系統(tǒng)為理理論基礎(chǔ)礎(chǔ)，用語(yǔ)語(yǔ)言表述述抽象的的概念。由于注注意的作作用，使使其處理理基本上上是串行行的。9Knowledgethresholdtheory知識(shí)閾值值理論著重強(qiáng)調(diào)調(diào)知識(shí)對(duì)對(duì)于智能能的重要要意義和和作用，認(rèn)為智能行為

6、為取決于于知識(shí)的的數(shù)量及及其一般般化的程程度，一個(gè)系系統(tǒng)之所所以有智智能是因因?yàn)樗呔哂锌蛇\(yùn)運(yùn)用的知知識(shí)。在在此認(rèn)識(shí)識(shí)的基礎(chǔ)礎(chǔ)上，它它把智能能定義為為：智能就是是在巨大大的搜索索空間中中迅速找找到一個(gè)個(gè)滿意解解的能力力。這一理理論在人人工智能能的發(fā)展展史中有有著重要要的影響響，知識(shí)識(shí)工程、專(zhuān)家系系統(tǒng)等都都是在這這一理論論的影響響下發(fā)展展起來(lái)的的。10Evolutionarytheory進(jìn)化理論論是由美國(guó)國(guó)麻省理理工學(xué)院院(MIT)的布魯克克(R.A. Brook)教授提出出來(lái)的。該理論論認(rèn)為人人的本質(zhì)質(zhì)能力是是在動(dòng)態(tài)態(tài)環(huán)境中中的行走走能力、對(duì)外界界事物的的感知能能力、維維持生命命和繁衍衍生息的

7、的能力，正是這這些能力力對(duì)智能能的發(fā)展展提供了了基礎(chǔ)，因此智智能是某某種復(fù)雜雜系統(tǒng)所所浮現(xiàn)的的性質(zhì)。該理論論的核心心是用控控制取代代表示，從而取取消概念念、模型型及顯式式表示的的知識(shí)(Intelligencewithoutrepresentation,Intelligence withoutreasoning)，否定抽象象對(duì)于智智能及智智能模擬擬的必要要性，強(qiáng)強(qiáng)調(diào)分層層結(jié)構(gòu)對(duì)對(duì)于智能能進(jìn)化的的可能性性與必要要性。11綜合上述述各種觀觀點(diǎn)，可可以認(rèn)為為智能是是知識(shí)與與智力的的總和。其中，知識(shí)是是一切智智能行為為的基礎(chǔ)礎(chǔ)，而智智力是獲獲取知識(shí)識(shí)并運(yùn)用用知識(shí)求求解問(wèn)題題的能力力，即在在任意給給定的環(huán)

8、環(huán)境和目目標(biāo)的條條件下，正確制制訂決策策和實(shí)現(xiàn)現(xiàn)目標(biāo)的的能力，它來(lái)自自人腦的的思維活活動(dòng)。12智能具有有下列特特征:1.具有有感知能能力(Perceiving ability)vision(80%)+hearing(10%)+touching+smelling+2.記憶與思思維能力力(Memorizing andthinkingability)analysis+ computation +comparison+ judgment+ inference+ association +decision-making+ logical thinkingthinkingintermsofimageins

9、piration thinking3.學(xué)習(xí)能力力及自適適應(yīng)能力力(Learningand self-adapting)4.具有行為為能力(Actingability)13C1:類(lèi)人行為為系統(tǒng)(Systems thatact likehuman)定義1人人工智智能是制制造能夠夠完成需需要人的的智能才才能完成成的任務(wù)務(wù)的機(jī)器器的技術(shù)術(shù)(“Theart of creating machines thatperformfunctionsthatrequiresintelligencewhenperformedbypeople”)(Kurzweil，1990)。定義2人人工工智能是是研究如如何讓計(jì)計(jì)算機(jī)

10、做做現(xiàn)階段段人類(lèi)才才能做得得更好的的事情(Thestudyofhow to makecomputers do thingsatwhich,atthe moment,people arebetter”)(Rick和Knight，1991)。1.1.2人人工智智能的定定義14這種觀點(diǎn)點(diǎn)與圖靈測(cè)試試的觀點(diǎn)很很吻合,是一種種類(lèi)人行行為定義義的方法法.1950年,阿阿蘭圖靈(Alan Turing)突出圖靈靈測(cè)試, 為智智能提供供一個(gè)滿滿足可操操作要求求的定義義.圖圖靈測(cè)試試用人類(lèi)類(lèi)的表現(xiàn)現(xiàn)來(lái)衡量量假設(shè)的的智能機(jī)機(jī)器的表表現(xiàn),這這無(wú)疑是是評(píng)價(jià)智智能行為為的最好好且唯一一的標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn).圖靈測(cè)試試的基本本過(guò)程圖

11、靈稱(chēng)為為“模仿仿游戲”的測(cè)試試是這樣樣進(jìn)行的的:將將一個(gè)人人與一臺(tái)臺(tái)機(jī)器置置于一間間房間中中，而與與另外一一個(gè)人分分隔開(kāi)來(lái)來(lái)，并把把后一個(gè)個(gè)人稱(chēng)為為詢問(wèn)者者。詢問(wèn)問(wèn)者不能能直接見(jiàn)見(jiàn)到屋中中任一方方，也不不能與他他們說(shuō)話話，因此此，他不不知道到到底哪一一個(gè)實(shí)體體是機(jī)器器，只可可以通過(guò)過(guò)一個(gè)類(lèi)類(lèi)似終端端的文本本設(shè)備與與他們聯(lián)聯(lián)系。15然后,讓讓詢問(wèn)者者僅根據(jù)據(jù)通過(guò)這這個(gè)儀器器提問(wèn)收收到的答答案辨別別出哪個(gè)個(gè)是計(jì)算算機(jī)，哪哪個(gè)是人人。如果果詢問(wèn)者者不能區(qū)區(qū)別出機(jī)機(jī)器和人人，那么么根據(jù)圖圖靈的理理論，就就可以以認(rèn)為這這個(gè)機(jī)器器是智能能的。一臺(tái)機(jī)器器要通過(guò)過(guò)圖靈測(cè)測(cè)試，它它需要有有下面的的能力：自然語(yǔ)言

12、言處理: 實(shí)現(xiàn)現(xiàn)用自然然語(yǔ)言與與計(jì)算機(jī)機(jī)進(jìn)行交交流;知識(shí)表示示:存存儲(chǔ)它知知道的或或聽(tīng)到的的、看到到的；自動(dòng)推理理：能根根據(jù)存儲(chǔ)儲(chǔ)的信息息回答問(wèn)問(wèn)題，并并提出新新的結(jié)論論；機(jī)器學(xué)習(xí)習(xí)：能適適應(yīng)新的的環(huán)境，并能檢檢測(cè)和推推斷新的的模式；計(jì)算機(jī)視視覺(jué)：可可以感知知物體；機(jī)器人技技術(shù)：可可以操縱縱和移動(dòng)動(dòng)物體。16圖靈測(cè)試試的重要要特征：它給出了了一個(gè)客客觀的智智能概念念，也就就是根據(jù)據(jù)對(duì)一系系列特定定問(wèn)題的的反應(yīng)來(lái)來(lái)決定是是否是智智能體的的行為。這為判判斷智能能提供了了一個(gè)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，從從而避免免了有關(guān)關(guān)部門(mén)智智能：“真正”特征的的必然爭(zhēng)爭(zhēng)論。這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)使我們們免于受受到諸如如以下目目前無(wú)法法回答的的

13、問(wèn)題的的牽制：計(jì)算機(jī)機(jī)使用的的內(nèi)部處處理方法法是否恰恰當(dāng)或者者機(jī)器是是否是否否真的意意識(shí)到其其動(dòng)作。通過(guò)使詢?cè)儐?wèn)者只只關(guān)注回回答問(wèn)題題的內(nèi)容容，消除除了有利利于生物物體的偏偏置。17定義3人人工智智能是一一種使計(jì)計(jì)算機(jī)能能夠思維、使機(jī)器器具有智智力的激激動(dòng)人心心的新嘗嘗試(“Theexcitingnew efforttomake computersthinkmachineswith minds,inthefullandliteralsense”)（Haugeland，1985）。定義4人人工智智能是那那些與人人的思維、決策、問(wèn)題求求解和學(xué)學(xué)習(xí)等有有關(guān)活動(dòng)動(dòng)的自動(dòng)動(dòng)化(“Theautomatio

14、nofactivities thatweassociate withhumanthinking, activitiessuchasdecisionmaking, problemsolving,learning”)(Bellman，1978)。C2:類(lèi)人思維維系統(tǒng)(Systems thatthinklikehumans)18C3:理性思維維系統(tǒng)(Systems thatthinkrationally)定義5人人工智智能是用用計(jì)算模模型對(duì)智智力行為為進(jìn)行的的研究(“Thestudyofmental facultiesthrough theuseofcomputationalmodels”)(Cha

15、rniak和McDermoth，1985)。定義6人人工智智能是研研究那些些使理解解、推理理和行為為成為可可能的計(jì)計(jì)算(“Thestudyofthe computationsthat makeitpossibletoperceive, reason,and act”)(Winston，1992)。19C4:理性行為為系統(tǒng)(Systems thatactrationally)定義7人人工智智能是一一門(mén)通過(guò)過(guò)計(jì)算過(guò)過(guò)程力圖圖解釋和和模仿智智能行為為的學(xué)科科(“A field of study thatseekstoexplainandemulateintelligentbehaviorinterm

16、sofcomputational processes”)(Schalkoff，1990 )。定義8人人工智智能是計(jì)計(jì)算機(jī)科科學(xué)中與與智能行行為的自自動(dòng)化有有關(guān)的一一個(gè)分支支(“Thebranch of computer sciencethatisconcernedwiththeautomationofintelligentbehavior”)(Luger和Stubblefield，1993)。201.1.3人人工智智能學(xué)科科人工智能能學(xué)科是計(jì)算機(jī)機(jī)科學(xué)中中涉及研研究、設(shè)設(shè)計(jì)和應(yīng)應(yīng)用智能機(jī)器器的一個(gè)分分支。所謂的智智能機(jī)器器就是能能夠在各各類(lèi)環(huán)境境中自主主地或交交互地執(zhí)執(zhí)行各種種擬人任任務(wù)的機(jī)機(jī)器。人人工智能能學(xué)科包包括研究究如何設(shè)設(shè)計(jì)和構(gòu)構(gòu)造智能能機(jī)器(智能計(jì)計(jì)算機(jī))或智能能系統(tǒng)，使它能能模擬、延延伸、擴(kuò)擴(kuò)展人類(lèi)類(lèi)智能；如何在在這種智智能機(jī)器器(計(jì)算算機(jī))上上來(lái)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)人類(lèi)智智能，使機(jī)器具具有類(lèi)似似于人的的智能；如何來(lái)來(lái)應(yīng)用這種智能機(jī)器器。21從另一個(gè)個(gè)角度來(lái)來(lái)看，人人工智能能是研究究怎樣使使計(jì)