《人工智能 Artificial Intelligence》教学课件合集（第1~4章）.pptx

人 工 智 能 Artificial Intelligence教学课件合集第1~4章;教 材;教学大纲;教学日历;教学目标;第1章 绪论;1.1 人工智能的概念 ; 作为学科，人工智能研究的是如何使机器（计算机）具有智能的科学和技术，特别是自然智能如何在计算机上实现或再现的科学和技术。因此，从学科角度讲，当前的人工智能是计算机科学的一个分支。 人工智能虽然是计算机科学的一个分支，但它的研究却不仅涉及到计算机科学，而且还涉及到脑科学、神经生理学、心理学、语言学、逻辑学、认知(思维)科学、行为科学、生命科学和数学，以及信息论、控制论和系统论等许多学科领域。 ;智能：内涵指“知识+思维” ；外延指发现规律、运用规律的能力和分析、解决问题的能力。;1.1.2 为什么要研究人工智能 计算机是迄今为止最有效的信息处理工具，以至于人们称它为“电脑”。 但现在的普通计算机系统的智能还相当低下，譬如缺乏自适应、自学习、自优化等能力，也缺乏社会常识或专业知识等，而只能是被动地按照人们为它事先安排好的工作步骤进行工作。因而它的功能和作用就受到很大的限制，难以满足越来越复杂和越来越广泛的社会需求。 既然计算机和人脑一样都可进行信息处理，那么是否也能让计算机同人脑一样也具有智能呢？这正是人们研究人工智能的初衷。 ;研究人工智能也是当前信息化社会的迫切要求。信息化的进一步发展，就必须有智能技术的支持。 例如，当前迅速发展着的物联网(IoT)就强烈地需要智能技术。特别是当我们要在Internet上构筑信息高速公路时，其中有许多技术问题就要用人工智能的方法去解决。 ;智能化是自动化发展的必然趋势。自动化发展到一定水平，再向前发展就是智能化，即智能化是继机械化、自动化之后，人类生产和生活中的又一个技术特征。 研究人工智能，对探索人类自身智能的奥秘也可提供有益的帮助。因为我们可以通过电脑对人脑进行模拟，从而揭示人脑的工作原理，发现自然智能的渊源。 ;1.1.3 人工智能的目标 人工智能的研究目标可分为远期目标和近期目标。 远期目标是要制造智能机器. 就是要使计算机具有看、听、说、写等感知和交互功能，具有联想、推理、理解、学习等高级思维能力，还要有分析问题、解决问题和发明创造的能力。 也就是使计算机像人一样具有自动发现规律和利用规律的能力，或者说具有自动获取知识和利用知识的能力，从而扩展和延伸人的智能。 从目前的技术水平来看，要全面实现上述目标，还存在很多困难。 ;人工智能的近期目标是实现机器智能，即先部分地或某种程度地实现机器的智能，从而使现有的计算机更灵活、更好用和更有用，成为人类的智能化信息处理工具。 1997年深蓝打败卡世界象棋冠军斯帕罗夫。比如各种机器人，水下机器人、爬壁机器人、鱼形机器人、旅游机器人、足球机器人（RoboCup）、篮球机器人等，各具特色。 ;;图灵测试;图灵测试;1.2 人工智能的发展史 ;第一阶段-孕育期（1956年以前）;1647 Leibniz 乘法和除法的计算器;1821 Babbage 差分机和分析机;1848 G．Boole（1815-1864）布尔代数，逻辑运算 ;1936年，英国数学家图灵提出了理想计算机的数学模型，即图灵机。为后来电子数字计算机的问世奠定了理论基础； ;在1943年，美国神经心理学家麦克洛奇建立了第一个神经元网络模型（M-P），开创了微观人工智能的研究工作，为后来ANN的研究奠定了基础。;1946年，美国数学家莫克利和埃柯特， 第一台电子计算机ENIAC, (Electronic Numerical Integrator and Computer) 为人工智能的研究奠定了物质基础。;人工智能的诞生;人工智能的诞生;第二阶段-人工智能基础技术的研究和形成(1956—1970);第二阶段-人工智能基础技术的研究和形成(1956—1970);第三阶段-发展和实用化阶段(1971—1980) ;第三阶段-发展和实用化阶段(1971—1980) ;第四阶段-知识工程与专家系统(1980年至今) ;1.3 人工智能的分支领域;要研究机器感知，首先要涉及图像、声音等信息的识别问题。为此，现在已发展了一门称为“模式识别”的专门学科。 模式识别的主要目标就是用计算机来模拟人的各种识别能力，当前主要是对视觉能力和听觉能力的模拟，并且主要集中于图形识别和语音识别。 图形识别主要是研究各种图形（如文字、符号、图形、图像和照片等）的分类。 例如识别各种印刷体和某些手写体文字，识别指纹、白血球和癌细胞等等。这方面的技术已经进入实用阶段。 ;语音识别主要是研究各种语音信号的分类。语音识别技术近年来发展很快，现已有商品化产品(如汉字语音录入系统)上市。 模式识别的过程大体是先将摄像机、送话器或其它传感器接