智能化技术的应用领域.pptx

智能化方法授课人：王中杰课程内容智能化方法的基本概念、应用领域智能化方法的知识工程基础和信息科学基础几种典型的智能化方法智能化方法的工程应用参考书夏定纯、徐涛编著. 人工智能技术与方法，华中科技大学出版社，2004.09.夏定纯、徐涛编著. 人工智能技术与方法，华中科技大学出版社，2004.09.智能控制理论与技术，孙增圻，清华大学出版社群体智能计算模式及应用智能化方法的基本概念和应有领域一、智能的含义智能具有感知能力 通过感觉(如视觉、听觉、触觉等)器官的活动，接收来自外界的一些信息(如声音、图像、语言等)。感知是人类是获取外部信息的重要途径，人类的大部分知识都是通过感知获取的，感知是产生智能活动的前提与必要条件，可以说没有感知人们就不可能获得知识，也不可能引发各种智能活动。2. 智能具有记忆和思维活动 人通过感觉器官获得对外部事物的感性认识，经过初步概括和加工之后，形成相应事物的信息并存储于大脑之中，这是一种记亿的能力。同时，通过人脑的 生理与心理活动，对有关的信息进行处理，即利用已有的知识对信息进行分析、 计算、比较、判断、推理、联想、决策等．将感性认知抽象为理性知识，这就是 一种思维的能力，思维是一个动态过程，是获取知识以及运用知识求解问题的重 要途径。3. 智能具有学习和适应能力 通过教育、训练和学习过程来丰富自身的知识和技巧的能力，是学习能力； 对变化多端的外界环境、条件(如干扰，刺激等作用)灵活地作出反应的能力，就是适应能力。学习与适应是人的本能，每个人都在随时随地的进行着学习，这种学习可能是有意识的、也可能是无意识的，既可以是有教师指导进行的，也可以是通过自己实践进行的。人们在与环境的相互作用之中不断地进行学习，积累知识，适应环境的变化。只是由于各人所处的环境不同、条件不同．学习的效果亦不相同、体现出不同的智能差异。二、人工智能的定义1. 人工智能是计算机科学的一个分支，是研究使用计算机来完成能表现出人类智能的任务的学科．主要包括计算机实现智能的原理、制造类似于人脑的智能计算机，以及使计算机更巧妙地实现高层次的应用。它涉及到计算机科学、心理学、哲学和语言学等学科，总的目标是增强人的智能。 2. 人工智能研究怎样使计算机能模仿人脑所从事的推理、学习、思考、规划等思维活动，来解决需专家才能处理的复杂问题，如医疗诊断、气象预报、管理决策等。从实用观点看，人工智能是一门知识工程学：以知识为对象，研究如识的获取、知识的表示方法和知识的使用.3. 人工智能是关于知识的科学（知识的表示、知识的获取以及知识的运用)， 是计算机科学中涉及研究、设计和应用智能机器的一个分支，其近期目标在于研究用机器来模仿和执行人脑的某些智能，并开发相关理论和技术。 4. 人工智能主要研究如何用机器来模拟或实现智能，能够在各类环境中自主地或交互地执行各种拟人任务，能适应环境变化，解决各种实际问题等，使机器具有类似于人的智能，并开发相关理论和技术。三、人工智能的研究方法符号主义(逻辑主义) 他们认为人的认知基元是符号，认知的过程就是符号操作过程、计算机也是一个物理符号系统，我们能够用计算机来模拟人的智能行为，即用计算机的符号操作来模拟人的认知过程。知识是信息的一种形式，是构成智能的基础，人工智能的核心问题是知识表示、知识推理和知识运用。知识可用符号表示，也可用符号进行推理，因而有可能建立起基于知识的人类智能和机器智能的统一理论体系。符号主义在人工智能的发展过程中有着重要影响和作用，尤其是专家系统的成功开发与应用，为人工智能走向工程应用作出重要的贡献，成为人工智能的主流派。2. 联结主义 又称为仿生学派或生理学派，他们认为人的思维基元是神经元，而不是符号处理，知识的处理是建立在神经元及其连接机制与学习算法之上的，提出联结主义的大脑工作模式，用于取代符号操作的电脑工作模式。联结主义的大脑模型来自于1943年由生理学家Mcculloch和数理逻辑学家Pitts所创立的MP 模型，并经过数十年的发展、成为当今关于智能计算的一个重要分支领域——人 工神经网络技术。3. 行为主义 又称为进化主义或控制论学派，他们认为智能取决于感知和行动，取决于对外界复杂环境的适应，不需要知识、不需要表示、不需要推理，不同的行为表现出不同的功能和控制结构。人工智能可以像人类智能一样逐步进化，智能行为只能在现实世界中与周围环境交互作用而表现出来，行为主义提出的技术观点和方法，引起许多人的兴趣与研究。 四、人工智能的应用领域定理证明(Theorem Proving) 是人工智能最早研究的领域之一。对设想的定理 寻求一个证明，一直被认为是一项需要智能才能完成的任务，这不仅需要有根据假设进行演绎的能力，而且需要有某些直觉的技巧。 在人工智能的研究中机器定理证明很早就受到人们的关注