人工智能原理與實(shí)踐

ArtificialIntelligence:PrinciplesandApplications楊豐本課程的安排

CoursePlanning授課學(xué)時(shí)：30學(xué)時(shí)1-10周實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：18機(jī)時(shí)2-10周平時(shí)和實(shí)驗(yàn)成績：20分考試：80分（在第十周隨堂考）課程結(jié)構(gòu)第一章緒論

（1*3=3學(xué)時(shí)）-1人工智能的界定人工智能的學(xué)科范疇人工智能的研究方法與應(yīng)用人工智能的發(fā)展簡史與趨勢第二章游戲軟件的設(shè)計(jì)

（2*3=9學(xué)時(shí)）人工智能與游戲追擊與逃跑-2運(yùn)動模式-3基本路徑探索-4第三章搜索技術(shù)

（5*3=15學(xué)時(shí)）A*搜索算法-5有限狀態(tài)機(jī)-6模糊邏輯-7概率概論-8遺傳算法-9第四章優(yōu)化算法及產(chǎn)生式規(guī)則

（1*3=3學(xué)時(shí)）-10

最優(yōu)化問題產(chǎn)生式規(guī)則第一章緒論

Introduction第一節(jié)人工智能的界定第二節(jié)人工智能的學(xué)科范疇第三節(jié)人工智能的研究方法與應(yīng)用第四節(jié)人工智能的發(fā)展簡史與趨勢第一節(jié)人工智能的界定

DefiningAI(ArtificialIntelligence)人工智能（AI）是研究和設(shè)計(jì)具有智能行為的計(jì)算機(jī)程序，使其如同具有智能行為的人或動物一樣去執(zhí)行任務(wù)。

定義1.1智能機(jī)器

(Intelligentmachine)能夠在各類環(huán)境中自主地或交互地執(zhí)行各種擬人任務(wù)（anthropomorphictask）的機(jī)器。定義1.2人工智能學(xué)科是計(jì)算機(jī)科學(xué)中涉及研究、設(shè)計(jì)和應(yīng)用智能機(jī)器的一個(gè)分支。定義1.3人工智能（能力）人工智能（能力）是智能機(jī)器所執(zhí)行的通暢與人類智能有關(guān)的智能行為，如判斷、推理、證明、識別、感知、理解、通信、設(shè)計(jì)、思考、規(guī)劃、學(xué)習(xí)和問題求解等思維活動。定義1.4人工智能是一種使計(jì)算機(jī)能夠思維、使機(jī)器具有智力的激動人心的新嘗試。定義1.5人工智能是那些與人的思維、決策、問題求解和學(xué)習(xí)等有關(guān)活動的自動化。定義義1.6人工工智智能能是是用用計(jì)計(jì)算算模模型型進(jìn)進(jìn)行行研研究究的的智力力行行為為。。定義義1.7人工工智智能能是是研研究究那那些些使使理理解解、、推推理理和和行行為為成成為為可可能能的的計(jì)算算。定義義1.8人工工智智能能是是一一種種能能夠夠執(zhí)執(zhí)行行需需要要人人的的智智能能的的創(chuàng)創(chuàng)造造性性機(jī)機(jī)器器的的技術(shù)術(shù)。定義義1.9人工工智智能能研研究究如如何何通通過過使使計(jì)算算機(jī)機(jī)做做事事而讓讓人人過過得得更更好好。。定義義1.10人工工智智能能是是一一門門通通過過計(jì)計(jì)算算過過程程力力圖圖理理解解和和模模仿仿智智能能行行為為的的學(xué)科科。定義義1.11人工工智智能能是是計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)科科學(xué)學(xué)中中與與智智能能行行為為的的自自動動化化有有關(guān)關(guān)的的一一個(gè)個(gè)分支支。圖靈靈測測試試當(dāng)一一個(gè)個(gè)人人與與一一個(gè)個(gè)封封閉閉房房間間里里的的人人或或者者機(jī)機(jī)器器交交談?wù)剷r(shí)時(shí)，，如如果果他他不不能能分分辨辨自自己己問問題題的的回回答答是是計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)還還是是人人給給出出時(shí)時(shí)，，則則稱稱該該機(jī)機(jī)器器是是具具有有智智能能的的。。以以往往該該試試驗(yàn)驗(yàn)幾幾乎乎是是衡衡量量機(jī)機(jī)器器人人工工智智能能的的唯唯一一標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)，，但但是是從從九九十十年年代代開開始始，，現(xiàn)現(xiàn)代代人人工工智智能能領(lǐng)領(lǐng)域域的的科科學(xué)學(xué)家家開開始始對對此此試試驗(yàn)驗(yàn)提提出出異異議議：：反反對對封封閉閉式式的的，，機(jī)機(jī)器器完完全全自自主主的的智智能能；；提提出出與與外外界界交交流流的的，，人人機(jī)機(jī)交交互互的的智智能能。。計(jì)算算機(jī)機(jī)需需要要的的能能力力自然然語語言言處處理理知識識表表示示自動動推推理理機(jī)器器學(xué)學(xué)習(xí)習(xí)計(jì)算算機(jī)機(jī)視視覺覺機(jī)器器人人技技術(shù)術(shù)第二二節(jié)節(jié)人人工工智智能能的的學(xué)學(xué)科科范范疇疇人工工智智能能是是一一門門新新興興的的邊邊緣緣科科學(xué)學(xué)，，是是自自然然科科學(xué)學(xué)和和社社會會科科學(xué)學(xué)的的交交叉叉學(xué)學(xué)科科，，吸吸取取了了自自然然科科學(xué)學(xué)和和社社會會科科學(xué)學(xué)的的最最新新成成就就，，以以思思維維和和智智能能為為核核心心，，形形成成具具有有自自身身研研究究特特點(diǎn)點(diǎn)的的新新的的體體系系。。人工工智智能能及及其其相相關(guān)關(guān)學(xué)學(xué)科科人工工智智能能的的基基礎(chǔ)礎(chǔ)哲學(xué)學(xué)-知識識從從哪哪里里來來？？知知識識如如何何導(dǎo)導(dǎo)致致行行動動的的？？數(shù)學(xué)學(xué)-如何何用用不不確確定定的的知知識識進(jìn)進(jìn)行行推推理理？？經(jīng)濟(jì)濟(jì)學(xué)學(xué)-如何何決決策策獲獲得得最最大大利利益益？？神經(jīng)經(jīng)學(xué)學(xué)-人腦腦如如何何處處理理信信息息？？心理理學(xué)學(xué)-人類類如如何何思思考考和和行行動動的的？？計(jì)算算機(jī)機(jī)工工程程學(xué)學(xué)-如何何能能夠夠創(chuàng)創(chuàng)造造出出能能干干的的計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)？？控制制論論-人工工制制品品如如何何能能在在自自己己的的控控制制下下運(yùn)運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)？？語言言學(xué)學(xué)-語言言和和思思維維是是怎怎么么聯(lián)聯(lián)系系起起來來的的？？人工工智智能能各各學(xué)學(xué)派派的的認(rèn)認(rèn)知知觀觀符號號主主義義（（symbolicism）-邏輯輯主主義義（（logicism）、、心心理理學(xué)學(xué)派派（（phychologism）或或計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)學(xué)學(xué)派派，，主主要要為為物物理理符符號號系系統(tǒng)統(tǒng)假假設(shè)設(shè)和和有有限限合合理理性性原原理理。。來源源于于-數(shù)理理邏邏輯輯連接接主主義義（（connectionism）-仿生生學(xué)學(xué)派派（（bionicsism）、、生生物物學(xué)學(xué)派派（（physiologism），，主主要要為為神神經(jīng)經(jīng)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)及及神神經(jīng)經(jīng)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)間間的的連連接接機(jī)機(jī)制制與與學(xué)學(xué)習(xí)習(xí)算算法法。。行為為主主義義（（actionism）-進(jìn)化化主主義義(evolutionism）或或控控制制論論學(xué)學(xué)派派（（cyberneticsism）主要要為為控控制制論論及及感感知知-動作作型型控控制制系系統(tǒng)統(tǒng)。。人工工智智能能成成功功的的實(shí)實(shí)例例1953年，，美美國國喬喬治治敦敦大大學(xué)學(xué)組組織織了了第第一一次次機(jī)機(jī)器器翻翻譯譯的的實(shí)實(shí)際際實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)。。1954年7月，，IBM公司司在在701計(jì)算算機(jī)機(jī)上上做做了了俄俄譯譯英英的的公公開開表表演演。。1956年，，Newell(艾倫倫.紐厄厄爾爾)和Simon(西蒙蒙)等人人首首先先取取得得突突破破，，他他們們編編的的程程序序LogicTheorist(應(yīng)用用啟啟發(fā)發(fā)式式技技術(shù)術(shù))證明明了了《數(shù)學(xué)學(xué)原原理理》第二二章章中中的的三三十十八八條條定定理理，，又又于于1963年證證明明了了該該章章中中的的全全部部五五十十二二條條定定理理，，走走上上了了以以計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)程程序序來來模模擬擬人人類類思思維維的的道道路路，，第第一一次次把把求求解解方方法法和和問問題題的的領(lǐng)領(lǐng)域域知知識識分分離離開開。。1958年定定理理證證明明方方面面取取得得新新成成就就，，美美籍籍?dāng)?shù)數(shù)理理邏邏輯輯學(xué)學(xué)家家王王浩浩在在IBM704計(jì)算算機(jī)機(jī)上上以以3-5分鐘鐘證證明明了了《數(shù)學(xué)學(xué)原原理理》有關(guān)關(guān)命命題題演演算算的的全全部部220條定定理理，，還還用用了了幾幾分分鐘鐘證證明明了了該該書書中中帶帶等等式式的的謂謂詞詞演演算算的的150條定定理理中中的的85%，1959年再再接接再再厲厲，，僅僅用用了了8.4分鐘鐘就就證證明明了了以以上上全全部部定定理理。。1959年，，IBM公司司的的Gelernter(格倫倫特特爾爾)研制制出出平平面面幾幾何何證證明明程程序序。。智能能體體Agent智能體傳感器執(zhí)行器？環(huán)境感知行動第三三節(jié)節(jié)主主要要的的應(yīng)應(yīng)用用領(lǐng)領(lǐng)域域1.自然然語語言言理理解解（（NaturalLanguageUnderstanding）自然然語語言言是是人人類類之之間間信信息息交交流流的的主主要要媒媒介介。。，，由由于于人人類類有有很很強(qiáng)強(qiáng)的的理理解解自自然然語語言言的的能能力力，，因因此此互互相相間間的的信信息息交交流流顯顯得得輕輕松松自自如如。。目前前計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)系系統(tǒng)統(tǒng)和和人人類類之之間間的的交交互互幾幾乎乎還還只只能能使使用用嚴(yán)嚴(yán)格格限限制制的的各各種種非非自自然然語語言言，，因因此此解解決決計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)系系統(tǒng)統(tǒng)能能理理解解自自然然語語言言的的問問題題，，引引起起人人們們的的興興趣趣和和重重視視，，一一直直是是人人工工智智能能領(lǐng)領(lǐng)域域的的重重要要研研究究課課題題之之一一。。實(shí)現(xiàn)現(xiàn)機(jī)機(jī)器器翻翻譯譯過過程程中中，，如如果果計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)確確實(shí)實(shí)會會理理解解一一個(gè)個(gè)句句子子的的意意義義，，那那么么就就可可能能進(jìn)進(jìn)行行釋釋義義，，從從而而能能較較通通順順地地給給出出譯譯文文。。目目前前人人工工智智能能研研究究中中，，在在理理解解有有限限范范圍圍的的自自然然語語言言對對話話和和理理解解用用自自然然語語言言表表達(dá)達(dá)的的小小段段文文章章或或故故事事方方面面的的程程序序系系統(tǒng)統(tǒng)已已有有一一些些進(jìn)進(jìn)展展，，但但由由于于理理解解自自然然語語言言涉涉及及對對上上下下文文背背景景知知識識的的處處理理以以及及根根據(jù)據(jù)這這些些知知識識進(jìn)進(jìn)行行推推理理的的一一些些技技術(shù)術(shù)，，因因此此實(shí)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)功功能能較較強(qiáng)強(qiáng)的的理理解解系系統(tǒng)統(tǒng)仍仍是是一一個(gè)個(gè)比比較較艱艱巨巨的的任任務(wù)務(wù)。。主要要的的應(yīng)應(yīng)用用領(lǐng)領(lǐng)域域2.數(shù)據(jù)據(jù)庫庫的的智智能能檢檢索索（（IntelligentRetrievalfromDatabase）數(shù)據(jù)據(jù)庫庫系系統(tǒng)統(tǒng)是是存存儲儲某某個(gè)個(gè)學(xué)學(xué)科科大大量量事事實(shí)實(shí)的的計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)系系統(tǒng)統(tǒng)，，隨隨著著應(yīng)應(yīng)用用的的進(jìn)進(jìn)一一步步發(fā)發(fā)展展，，存存儲儲信信息息量量愈愈來來愈愈龐龐大大，，因因此此解解決決智智能能檢檢索索的的問問題題便便具具有有實(shí)實(shí)際際意意義義。。智智能能信信息息檢檢索索系系統(tǒng)統(tǒng)應(yīng)應(yīng)具具有有如如下下的的功功能能：：（（1）能能理理解解自自然然語語言言，，允允許許用用自自然然語語言言提提出出各各種種詢詢問問；；（（2）具具有有推推理理能能力力，，能能根根據(jù)據(jù)存存儲儲的的事事實(shí)實(shí)，，演演繹繹出出所所需需的的答答案案；；（（3）系統(tǒng)統(tǒng)擁有有一定定常識識性知知識，，以補(bǔ)補(bǔ)充學(xué)學(xué)科范范圍的的專業(yè)業(yè)知識識。系系統(tǒng)根根據(jù)這這些常常識，，將能能演繹繹出更更一般般詢問問的一一些答答案來來。實(shí)實(shí)現(xiàn)這這些功功能要要應(yīng)用用人工工智能能的方方法。。主要的的應(yīng)用用領(lǐng)域域3.專家咨咨詢系系統(tǒng)（（ExpertConsultingSystems）專家咨咨詢系系統(tǒng)就就是一一種智智能的的計(jì)算算機(jī)程程序系系統(tǒng)，，該系系統(tǒng)存存儲有有某個(gè)個(gè)專門門領(lǐng)域域中經(jīng)經(jīng)事先先總結(jié)結(jié)、并并按某某種格格式表表示的的專家家知識識（構(gòu)構(gòu)成知知識庫庫），，以及及擁有有類似似于專專家解解決實(shí)實(shí)際問問題的的推理理機(jī)制制（組組成推推理系系統(tǒng)））。系系統(tǒng)能能對輸輸入信信息進(jìn)進(jìn)行處處理，，并運(yùn)運(yùn)用知知識進(jìn)進(jìn)行推推理，，做出出決策策和判判斷，，其解解決問問題的的水平平達(dá)到到專家家的水水準(zhǔn)，，因此此能起起到專專家的的作用用或成成為專專家的的助手手。專家系系統(tǒng)的的開發(fā)發(fā)和研研究是是人工工智能能研究究中面面向?qū)崒?shí)際應(yīng)應(yīng)用的的課題題，受受到人人們的的極大大重視視。已已開發(fā)發(fā)的系系統(tǒng)數(shù)數(shù)以百百計(jì)，，應(yīng)用用領(lǐng)域域涉及及化學(xué)學(xué)、醫(yī)醫(yī)療、、地質(zhì)質(zhì)、氣氣象、、交通通、教教育、、軍事事等，，可以以說只只要有有專家家工作作的場場合，，就可可以開開發(fā)專專家系系統(tǒng)。。目目前專專家系系統(tǒng)主主要采采用基基于規(guī)規(guī)則的的演繹繹技術(shù)術(shù)，開開發(fā)專專家系系統(tǒng)的的關(guān)鍵鍵問題題是知知識表表示、、應(yīng)用用和獲獲取技技術(shù)，，困難難在于于許多多領(lǐng)域域中專專家的的知識識往往往是瑣瑣碎的的，不不精確確的或或不確確定的的，因因此目目前研研究仍仍集中中在這這一核核心課課題。。對專家家系統(tǒng)統(tǒng)開發(fā)發(fā)工具具的研研制發(fā)發(fā)展也也很迅迅速。。主要的的應(yīng)用用領(lǐng)域域4.定理證證明（（TheoremProving）數(shù)學(xué)領(lǐng)領(lǐng)域中中對臆臆測的的定理理尋求求一個(gè)個(gè)證明明，一一直被被認(rèn)為為是一一項(xiàng)需需要智智能才才能完完成的的任務(wù)務(wù)。證證明定定理時(shí)時(shí)，不不僅需需要有有根據(jù)據(jù)假設(shè)設(shè)進(jìn)行行演繹繹的能能力，，而且且需要要有某某些直直覺的的技巧巧。例例如數(shù)數(shù)學(xué)家家在求求證一一個(gè)定定理時(shí)時(shí)，會會熟練練地運(yùn)運(yùn)用他他豐富富的專專業(yè)知知識，，猜測測應(yīng)當(dāng)當(dāng)先證證明哪哪一個(gè)個(gè)引理理，精精確判判斷出出已有有的哪哪些定定理將將起作作用，，并把把主問問題分分解為為若干干子問問題，，分別別獨(dú)立立進(jìn)行行求解解。因因此人人工智智能研研究中中機(jī)器器定理理證明明很早早就受受到注注視，，并取取得不不少成成果。。例例如使使用謂謂詞邏邏輯語語言，，其演演繹過過程的的形式式體系系研究究，幫幫助人人們更更清楚楚地理理解推推理過過程的的各個(gè)個(gè)組成成部分分。因此機(jī)機(jī)器定定理證證明的的研究究具有有普遍遍意義義。主要的的應(yīng)用用領(lǐng)域域5.博弈（（GamePlaying）博弈被被認(rèn)為為是智智能的的活動動，人人工智智能中中主要要是研研究下下棋程程序，，在六六十年年代就就出現(xiàn)現(xiàn)了很很有名名的西西洋跳跳棋和和國際際象棋棋的程程序，，并達(dá)達(dá)到了了大師師的水水平。。進(jìn)入入90年代，，IBM公司以以其雄雄厚硬硬件基基礎(chǔ)，，支持持開發(fā)發(fā)后來來被稱稱之為為“深深藍(lán)””的國國際象象棋系系統(tǒng)，，并為為此開開發(fā)了了專用用的芯芯片，，以提提高計(jì)計(jì)算機(jī)機(jī)的搜搜索速速度。。1996年2月，與與國際際象棋棋世界界冠軍軍卡斯斯帕羅羅夫進(jìn)進(jìn)行了了第一一次比比賽，，經(jīng)過過六個(gè)個(gè)回合合的比比賽之之后，，“深深藍(lán)””以2：4告負(fù)。。1997年5月，系系統(tǒng)經(jīng)經(jīng)過改改進(jìn)以以后，，“深深藍(lán)””又第第二次次與卡卡斯帕帕羅夫夫交鋒鋒，并并最終終以3.5：2.5戰(zhàn)勝了了卡斯斯帕羅羅夫，，在世世界范范圍內(nèi)內(nèi)引起起了轟轟動。。博博弈問問題為為搜索索策略略、機(jī)機(jī)器學(xué)學(xué)習(xí)等等問題題的研研究課課題提提供了了很好好的實(shí)實(shí)際背背景，，所發(fā)發(fā)展起起來的的一些些概念念和方方法對對其他他人工工智能能問題題也很很有用用。主要的的應(yīng)用用領(lǐng)域域6.機(jī)器人人學(xué)（（Robotics）由于自自動裝裝配、、海洋洋開發(fā)發(fā)、空空間探探索等等實(shí)際際問題題的需需要，，對機(jī)機(jī)器的的智能能水平平提出出了更更高的的要求求。特特別是是危險(xiǎn)險(xiǎn)環(huán)境境，人人們難難以勝勝任的的場合合更迫迫切需需要機(jī)機(jī)器人人，從從而推推動了了智能能機(jī)器器的研研究。。機(jī)機(jī)器人人學(xué)的的研究究推動動了許許多人人工智智能思思想的的發(fā)展展，有有一些些技術(shù)術(shù)可在在人工工智能能研究究中用用來建建立世世界狀狀態(tài)模模型和和描述述世界界狀態(tài)態(tài)變化化的過過程。。關(guān)于于機(jī)器器人動動作規(guī)規(guī)劃生生成和和規(guī)劃劃監(jiān)督督執(zhí)行行等問問題的的研究究，推推動了了規(guī)劃劃方法法的發(fā)發(fā)展。。此外外由于于智能能機(jī)器器是一一個(gè)綜綜合性性的課課題，，除機(jī)機(jī)械手手和步步行機(jī)機(jī)構(gòu)外外，還還要研研究機(jī)機(jī)器視視覺、、觸覺覺、聽聽覺等等傳感感技術(shù)術(shù)，以以及機(jī)機(jī)器人人語言言和智智能控控制軟軟件等等?？煽梢钥纯闯鲞@這是一一個(gè)涉涉及精精密機(jī)機(jī)械、、信息息傳感感技術(shù)術(shù)、人人工智智能方方法、、智能能控制制以及及生物物工程程等學(xué)學(xué)科的的綜合合技術(shù)術(shù)。主要的的應(yīng)用用領(lǐng)域域7.自動程程序設(shè)設(shè)計(jì)（（AutomaticProgramming）自動程程序設(shè)設(shè)計(jì)的的任務(wù)務(wù)是設(shè)設(shè)計(jì)一一個(gè)程程序系系統(tǒng)，，它接接受關(guān)關(guān)于所所設(shè)計(jì)計(jì)的程程序要要求實(shí)實(shí)現(xiàn)某某個(gè)目目標(biāo)的的非常常高級級的描描述作作為其其輸入入，然然后自自動生生成一一個(gè)能能完成成這個(gè)個(gè)目標(biāo)標(biāo)的具具體程程序。。在某某種意意義上上來說說，編編譯程程序?qū)崒?shí)際就就是去去做"自動程程序設(shè)設(shè)計(jì)"的工作作。編編譯程程序接接受一一段有有關(guān)干干某件件事情情的源源碼說說明（（源程程序）），然然后轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換成成一個(gè)個(gè)目標(biāo)標(biāo)碼程程序（（目的的程序序）去去完成成這件件事情情。而而這里里所說說的自自動程程序設(shè)設(shè)計(jì)相相當(dāng)于于一種種"超級編編譯程程序"，它要要求能能對高高級描描述進(jìn)進(jìn)行處處理，，通過過規(guī)劃劃過程程，生生成得得到所所需的的程序序。因因而自自動程程序設(shè)設(shè)計(jì)所所涉及及的基基本問問題與與定理理證明明和機(jī)機(jī)器人人學(xué)有有關(guān)，，要用用到人人工智智能方方法來來實(shí)現(xiàn)現(xiàn)，它它也是是軟件件工程程和人人工智智能相相結(jié)合合的課課題。。自自動動編制制出一一份程程序來來獲得得某種種指定定結(jié)果果的任任務(wù)同同論證證一份份給定定的程程序?qū)@得得某種種指定定結(jié)果果的任任務(wù)是是緊密密相關(guān)關(guān)的，，前者者也稱稱程序序綜合合，后后者稱稱為程程序驗(yàn)驗(yàn)證。。許多多自動動程序序設(shè)計(jì)計(jì)系統(tǒng)統(tǒng)將產(chǎn)產(chǎn)生一一份輸輸出程程序的的驗(yàn)證證作為為額外外的收收益。。自自動程程序設(shè)設(shè)計(jì)研研究的的重大大貢獻(xiàn)獻(xiàn)之一一是把把程序序調(diào)試試的概概念作作為問問題求求解的的策略略來使使用。。實(shí)踐踐已經(jīng)經(jīng)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)，對對程序序設(shè)計(jì)計(jì)或機(jī)機(jī)器人人控制制問題題，先先產(chǎn)生生一個(gè)個(gè)代價(jià)價(jià)不太太高的的有錯(cuò)錯(cuò)誤的的解，，然后后再進(jìn)進(jìn)行修修改的的作法法，要要比堅(jiān)堅(jiān)持要要求第第一次次得到到的解解就完完全沒沒有缺缺陷的的作法法，通通常效效率要要高得得多。。主要的的應(yīng)用用領(lǐng)域域8.組合調(diào)調(diào)度問問題（（CombinatorialandSchedulingProblems）有許多多實(shí)際際的問問題是是屬于于確定定最佳佳調(diào)度度或最最佳組組合的的問題題，例例如旅旅行商商問題題就是是其中中之一一。這這個(gè)問問題是是要求求給推推銷員員確定定一條條最短短的旅旅行路路線，，他的的旅程程是從從某一一個(gè)城城市出出發(fā)，，然后后遍訪訪他所所要訪訪問的的城市市，而而且每每個(gè)城城市只只訪問問一次次，然然后回回到出出發(fā)城城市。。該問問題的的一般般化提提法是是：對對由幾幾個(gè)節(jié)節(jié)點(diǎn)組組成的的一個(gè)個(gè)圖的的各條條邊，，尋找找一條條最小小耗費(fèi)費(fèi)的路路徑，，使得得這條條路徑徑只對對每一一個(gè)節(jié)節(jié)點(diǎn)穿穿行一一次。。在在大大多數(shù)數(shù)的這這類問問題中中，隨隨著求求解問問題規(guī)規(guī)模的的增大大，求求解程程序都都面臨臨著組組合爆爆炸問問題。。這些些問題題中有有幾個(gè)個(gè)（包包括旅旅行商商問題題）是是屬于于計(jì)算算理論論家稱稱為NP-完全性性一類類的問問題。。用用現(xiàn)在在知道道的最最佳方方法求求解NP-完全性性問題題，所所花費(fèi)費(fèi)的時(shí)時(shí)間是是隨著著問題題規(guī)模模增大大按指指數(shù)方方式增增長，，但迄迄今還還不知知道是是否有有更快快的方方法（（如只只涉及及多項(xiàng)項(xiàng)式時(shí)時(shí)間））存在在。人人工智智能學(xué)學(xué)者們們曾經(jīng)經(jīng)研究究過若若干種種組合合問題題的求求解方方法，，他們們的努努力主主要集集中在在使"時(shí)間-問題大大小"曲線的的變化化盡可可能地地緩慢慢，即即使它它必須須按指指數(shù)方方式增增長。。此外外有關(guān)關(guān)問題題領(lǐng)域域的知知識，，確實(shí)實(shí)是一一些較較有效效的求求解方方法的的關(guān)鍵鍵因素素，為為處理理組合合問題題而發(fā)發(fā)展起起來的的許多多方法法，對對其他他組合合爆炸炸不甚甚嚴(yán)重重的問問題也也是有有用的的。主要的的應(yīng)用用領(lǐng)域域9.感知問問題（（PerceptionProblems）人工智智能研研究中中，已已經(jīng)給給計(jì)算算機(jī)系系統(tǒng)裝裝上攝攝象機(jī)機(jī)輸入入以便便能夠夠"看見"周圍的的東西西，或或者裝裝上話話筒以以便能能"聽見"外界的的聲音音。視視覺和和聽覺覺都是是感知知問題題，都都涉及及到要要對復(fù)復(fù)雜的的輸入入數(shù)據(jù)據(jù)進(jìn)行行處理理。實(shí)實(shí)驗(yàn)表表明有有效的的處理理方法法要求求具有有"理解"的能力力，而而理解解則要要求大大量有有關(guān)感感受到到的事事物的的許多多基礎(chǔ)礎(chǔ)知識識。在在人人工智智能中中研究究的感感知過過程通通常包包含一一組操操作，，例如如可見見的景景物由由傳感感器編編碼，，并被被表示示為一一個(gè)灰灰度數(shù)數(shù)值的的矩陣陣，這這些灰灰度數(shù)數(shù)值由由檢測測器加加以處處理，，檢測測器搜搜索主主要圖圖象的的成份份，如如線段段、簡簡單曲曲線、、角等等等。。這些些成份份又被被處理理以便便根據(jù)據(jù)景物物的表表面和和形狀狀來推推測有有關(guān)景景物三三維特特征的的信息息，其其最終終目標(biāo)標(biāo)則是是利用用某個(gè)個(gè)適當(dāng)當(dāng)?shù)哪ＤＰ蛠韥肀硎臼驹摼熬拔?。。例如如一個(gè)個(gè)高層層描述述組成成的模模型是是："一座山，山山頂上有一一棵樹，山山上牛正在在吃草"。整整個(gè)感知問問題的要點(diǎn)點(diǎn)是建立一一個(gè)精煉的的表示來取取代難以處處理的極其其龐大的、、未經(jīng)加工工的輸入數(shù)數(shù)據(jù)，這種種最終表示示的性質(zhì)和和質(zhì)量取決決于感知系系統(tǒng)的目標(biāo)標(biāo)。例如若若顏色是重重要的，則則系統(tǒng)必須須予以重視視；若空間間關(guān)系和變變量是重要要的，則系系統(tǒng)必須給給予精確的的判斷。不不同的系統(tǒng)統(tǒng)將有不同同的目標(biāo)，，但所有的的系統(tǒng)都必必須把來自自輸入多得得驚人的感感知數(shù)據(jù)壓壓縮為一種種容易處理理和有意義義的描述。。在在視覺問題題中，感知知一幅景物物的主要困困難是候選選描述的數(shù)數(shù)量太多。。有一種策策略是對不不同層次的的描述作出出假設(shè)，然然后再測試試這些假設(shè)設(shè)，這種假假設(shè)-測試的策略略給這個(gè)問問題提供了了一種方法法，它可應(yīng)應(yīng)用于感知知過程的不不同層次上上。此外假假設(shè)的建立立過程還要要求大量有有關(guān)感知對對象的知識識。感感知問題題除了信號號處理技術(shù)術(shù)外，還涉涉及知識表表示和推理理模型等一一些人工智智能技術(shù)。。第四節(jié)人人工智能的的

發(fā)展簡簡史與趨勢勢人工智能（（ArtificialIntelligence）是計(jì)算機(jī)機(jī)科學(xué)、控控制論、信信息論、神神經(jīng)生理學(xué)學(xué)、心理學(xué)學(xué)、語言學(xué)學(xué)等多種學(xué)學(xué)科互相滲滲透而發(fā)展展起來的一一門綜合性性新學(xué)科，，其誕生可可追溯到50年代中期。。1956年夏季，在在美國Dartmouth大學(xué)，由年年青數(shù)學(xué)助助教J.McCarthy（現(xiàn)斯坦福福大學(xué)教授授）和他的的三位朋友友M.Minsky（哈佛大學(xué)學(xué)年青數(shù)學(xué)學(xué)和神經(jīng)學(xué)學(xué)家，現(xiàn)MIT教授）、N.Lochester（IBM公司信息研研究中心負(fù)負(fù)責(zé)人）和和C.Shannon（貝爾實(shí)驗(yàn)驗(yàn)室信息部部數(shù)學(xué)研究究員）共同同發(fā)起，邀邀請IBM公司的T.More和A.Samuel、MIT的O.Selfridge和R.Solomonff以及RAND公司和Carnagie工科大學(xué)的的A.Newell和（均為CMU教授）等人人參加夏季季學(xué)術(shù)討論論班，歷時(shí)時(shí)兩個(gè)月。。這十位學(xué)學(xué)者都是在在數(shù)學(xué)、神神經(jīng)生理學(xué)學(xué)、心理學(xué)學(xué)、和計(jì)算算機(jī)科學(xué)等等領(lǐng)域中從從事教學(xué)和和研究工作作的學(xué)者，，在會上他他們第一次次正式使用用了人工智智能（AI）這一術(shù)語語，從而開開創(chuàng)了人工工智能的研研究方向。。1.萌芽期（1956年以前）公元850年，古希臘臘就有制造造機(jī)器人幫幫助人們勞勞動的神話話傳說。在我國公元元前900多年，也有有歌舞機(jī)器器人傳說的的記載，這這說明古代代人就有人人工智能的的幻想。十二世紀(jì)末末至十三世世紀(jì)初年間間，西班牙牙的神學(xué)家家和邏輯學(xué)學(xué)家RomenLuee試圖制造能能解決各種種問題的通通用邏輯機(jī)機(jī)。十七世紀(jì)法法國物理學(xué)學(xué)家和數(shù)學(xué)學(xué)家B.Pascal制成了世界界上第一臺臺會演算的的機(jī)械加法法器并獲得得實(shí)際應(yīng)用用。隨后德國數(shù)數(shù)學(xué)家和哲哲學(xué)家在這臺加法法器的基礎(chǔ)礎(chǔ)上發(fā)展并并制成了進(jìn)進(jìn)行全部四四則運(yùn)算的的計(jì)算器。。他還提出出了邏輯機(jī)機(jī)的設(shè)計(jì)思思想，即通通過符號體體系，對對對象的特征征進(jìn)行推理理，這種““萬能符號號”和“推推理計(jì)算””的思想是是現(xiàn)代化““思考”機(jī)機(jī)器的萌芽芽，因而他他曾被后人人譽(yù)為數(shù)理理邏輯的第第一個(gè)奠基基人。十九世紀(jì)英英國數(shù)學(xué)和和力學(xué)家C.Babbage致力于差分分機(jī)和分析析機(jī)的研究究，雖因條條件限制未未能完全實(shí)實(shí)現(xiàn)，但其其設(shè)計(jì)思想想不愧為當(dāng)當(dāng)時(shí)人工智智能最高成成就。1936年，年僅24歲的英國數(shù)數(shù)學(xué)家在他的一篇篇"理想計(jì)算機(jī)機(jī)"的論文中，，就提出了了著名的圖圖林機(jī)模型型，1945年他進(jìn)一步步論述了電電子數(shù)字計(jì)計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)思想，1950年他又在"計(jì)算機(jī)能思思維嗎？"一文中提出出了機(jī)器能能夠思維的的論述，可可以說這些些都是圖靈靈為人工智智能所作的的杰出貢獻(xiàn)獻(xiàn)。2.形成成時(shí)期（1956-1961）1956年在美國的的Dartmouth大學(xué)的一次次歷史性的的聚會被認(rèn)認(rèn)為是人工工智能學(xué)科科正式誕生生的標(biāo)志，，從此在美美國開始形形成了以人人工智能為為研究目標(biāo)標(biāo)的幾個(gè)研研究組：如如Newell和Simon的Carnegie-RAND協(xié)作組；Samuel和Gelernter的IBM公司工程課課題研究組組；Minsky和McCarthy的MIT研究組等1957年A.Newell、J.Shaw和H.Simon等人的心理理學(xué)小組編編制出一個(gè)個(gè)稱為邏輯輯理論機(jī)LT(TheLogicTheoryMachine)的數(shù)學(xué)定理理證明程序序1956年Samuel研究的具有有自學(xué)習(xí)、、自組織、、自適應(yīng)能能力的西洋洋跳棋程序序是IBM小組