人工智能导论--第一节_绪论.ppt

人工智能导论 骆炎民 lym@hqu.edu.cn 为什么要研究人工智能 普通计算机智能低下，不能满足社会需求。 研究人工智能也是当前信息化社会的迫切需求。 智能化是自动化发展的必然趋势。 研究人工智能，对人类自身智能的奥秘也提供有益帮助。 第一章绪论 人工智能—Artificial Intelligence是一门关于理解人类智能内在机制，并在机器上予以实现的科学。 人工智能技术的发展对社会的进步具有重要意义，与能源技术、空间技术并称为三大尖端技术。 人类对人工智能的研究刚刚起步，有很多关于人工智能根本性问题还有待于探索。 1.1 智能 从工程上讲，人工智能就是人造智能，不清楚什么是智能，就难以真正理解和实现人工智能。 智能是人们认识和改造客观世界的综合能力，是人类区别于其他事物的本质特征。 智能是多种能力的综合： 感知能力：人类获取外界信息的基本途径 行为能力：对感知到的外界信息的反应，包含： 简单的直接反应 复杂情况通过大脑思维反应 推理能力：根据当前掌握的信息，得出适当结论的能力 问题求解能力： 学习与自适应能力—是人类的一种本能 社交能力：与他人交往的能力 创造力：智能中最难以理解和实现的部分 1.2 人工智能 一般性概念：人工智能是关于理解人类智能内在机制，并在机器上予以实现的科学。具有能力和科学两方面的含义： 能力：AI是在理解智能的技术上，用人工的方法所实现的智能首先需解决如何衡量机器是否具有智能。 学科：AI是一门研究如何构造智能机器，使他能够模拟、延伸和扩展人类智能的科学首先需明确人工智能的研究目标 1.2.1 如何衡量机器具有智能 两种衡量机器智能的观点： 弱人工智能：强调智能的外在表现，认为通过机器的行为可以反映出机器是否具有智能，只要表现得像人一样的机器就具有智能。图灵测试 强人工智能：强调智能内在机制，认为不仅要看到机器的行为，而且要了解表现出相应行为的机器是否确实在思考，只有像人一样思考的机器才具有智能。中文屋 1.2.2 人工智能的研究目标 根本目标（远景目标）：揭示人类智能的根本机理，在此基础上用智能机器去模拟、延伸和扩展人类智能，实现脑力劳动的自动化。涉及脑科学、认知科学、计算机科学、系统科学、微电子等诸多学科。 近期目标：研究如何使现有的计算机更“聪明”，使他能够在某一方面、在一定程度上模拟人类的智能，如进行推理、决策、规划、学习等，或针对具体领域，为人们提供辅助性的智能工具，以帮助人们解决一些具体问题，尽量减少人们脑力劳动的强度。应用人工智能 远期目标为近期目标指明方向，近期目标为远期目标奠定理论和技术基础。 人工智能的学科范畴 当前的人工智能既属于计算机科学技术的一个前沿领域，也属于信息处理和自动化技术的一个前沿领域。还涉及到智能科学、认知科学、心理科学、脑及神经科学、生命科学、语言学、逻辑学、行为科学、教育科学、系统科学、数理科学以及控制论、科学方法论、哲学甚至经济学等众多学科领域。 人工智能实际上是一门综合性的交叉学科和边缘学科。 人工智能学科结构 1.2.3 人工智能的研究和应用领域 1、认知科学：主要的研究目的是说明和解释人类在完成认知活动时是如何进行信息加工的。是人工智能的理论基础，对人工智能发展起着根本性作用，是人工智能的代名词。 2、机器学习：主要研究如何使计算机具有类似于人的学习能力，使计算机能通过学习自动获取知识与技能，实现自我完善。学习是机器获取知识的根本途径，是否具备学习能力是机器是否有智能的重要标志。 3、自然语言处理：即是研究如何让计算机理解和生成人类自然语言的一个研究领域。 4、专家系统：专家系统是一种具有特定领域内大量知识与经验的程序系统，它应用人工智能技术，模拟人类专家求解问题的思维过程求解领域内的各种问题，其水平可以达到甚至超过人类专家的水平。 5、模式识别：研究如何使机器具有感知能力的一个研究领域，其中主要研究视觉模式和听觉模式。 1.2.3 人工智能的研究和应用领域 6、机器人学： 7、自动定理证明：定理证明的实质是对前提P和结论Q，证明P?Q的永真性。鲁宾逊提出的归结原理是定理证明得以在计算机上实现，对机器推理作出了重要贡献。 8、计算机博弈：人工智能中关于决策和斗智问题的研究领域，下棋、打牌战争等智能活动都属于博弈问题。 9、计算机视觉：在计算机上实现或模拟人类视觉功能的科学。（人类感知外部信息过程中，80%以上通过视觉获得） 10、人工神经网络：是一个用大量简单处理单元经广泛连接而组成的人工网络，用来模拟人的大脑神经系统的结构和功能。 1.2.3 人工智能的研究和应用领域 11、知识发现和数据挖掘：在数据库基础上实现知识发现系统，用于从数据库中提炼和抽取知识，以便能够揭示出蕴含在数据背后的关于客观世界