1、人工智能人工智能Artifical Intelligence-AI课程简介课程简介 人工智能的起源、定义与发展，以及研究内人工智能的起源、定义与发展，以及研究内容和应用领域容和应用领域 确定性人工智能的确定性人工智能的三大技术三大技术：知识表示、确知识表示、确定性推理、问题求解搜索策略定性推理、问题求解搜索策略 计算智能：神经计算、进化计算、模糊计算计算智能：神经计算、进化计算、模糊计算 不确定性推理不确定性推理 专家系统专家系统 机器学习机器学习 分布式人工智能：分布式人工智能：Agent技术技术 人工智能应用：机器人规划、机器视觉、自然语言理解人工智能应用：机器人规划、机器视觉、自然语言理
2、解主要内容主要内容人工智能的三大基本技术：人工智能的三大基本技术： 知识表示知识表示 逻辑推理逻辑推理 搜索技术搜索技术 主要介绍人工智能的基本概念、知识表示、搜索推主要介绍人工智能的基本概念、知识表示、搜索推理、计算智能以及问题求解等。理、计算智能以及问题求解等。 学习目标学习目标 领略人工智能思想的精髓，对人工智能的领略人工智能思想的精髓，对人工智能的思想和方法思想和方法有比较深刻的认识，从人工智能的角度出发去思考问题，有比较深刻的认识，从人工智能的角度出发去思考问题，解决问题。解决问题。 了解人工智能的发展历史，国内外人工智能相关了解人工智能的发展历史，国内外人工智能相关领域的发展动态领
3、域的发展动态 掌握人工智能的基本理论、技术及其应用方法掌握人工智能的基本理论、技术及其应用方法 讨论一些新的和正在研究中的人工智能方法与技讨论一些新的和正在研究中的人工智能方法与技术术 能够应用相应的人工智能技术解决实际应用问题能够应用相应的人工智能技术解决实际应用问题参考书：参考书：人工智能人工智能复杂问题求解的结构和复杂问题求解的结构和策略策略 （原（原书第书第5版）版）George F. Luger著，史忠植著，史忠植 等译等译机械工业出版社，机械工业出版社，2006 人工智能人工智能一种现代的方法（第一种现代的方法（第2版）版）罗素罗素 RUSSELL 清华大清华大学出版社学出版社7参
4、考书：参考书：人工智能原理与应用人工智能原理与应用张仰森，张仰森，20042004年年2 2月月高等教育出版社高等教育出版社人工智能及其应用（第三版）人工智能及其应用（第三版）蔡自兴、徐光佑蔡自兴、徐光佑清华大学出版社清华大学出版社 人工智能人工智能马少平、朱小燕马少平、朱小燕清华大学出版社清华大学出版社国家级精品课程：国家级精品课程：http:/ 讲授讲授+ +讨论讨论 轮讲轮讲+ +讨论讨论相关文章相关文章 阅读阅读+ +轮讲轮讲+ +讨论讨论 第一章第一章 绪绪 论论1.1 AI的定义及其研究目标的定义及其研究目标1.2 人工智能的发展人工智能的发展1.3 AI的主要学派及其研究方法的主
5、要学派及其研究方法1.4 人工智能的研究领域与应用领域人工智能的研究领域与应用领域1.5 人工智能近期发展分析人工智能近期发展分析1.6 人工智能思想的应用人工智能思想的应用1.1 1.1 人工智能及其发展人工智能及其发展什么是人工智能？什么是人工智能？什么是人工智能什么是人工智能? ? 科技热点：科技热点： Gartner 预测的预测的2014年年10大技术趋大技术趋势之一势之一 趋势趋势9 智慧超算机大量出现智慧超算机大量出现 “watson”在益智问答节目中一举夺冠在益智问答节目中一举夺冠 谷歌成立人工智能实验室谷歌成立人工智能实验室 “量子人工智能实验室量子人工智能实验室” 德克萨斯大
6、学德克萨斯大学MD Anderson癌症中心将利用癌症中心将利用IBM的的“沃森沃森”认知计算系统作为攻克癌症顽疾的认知计算系统作为攻克癌症顽疾的 有力武器有力武器 微软的研究人员都在忙着让机器人通过高中生物微软的研究人员都在忙着让机器人通过高中生物考试考试 Facebook新建人工智能实验室新建人工智能实验室1.1 AI的定义及其研究目标的定义及其研究目标 AI的定义的定义 形式化定义形式化定义目前还没有目前还没有 一般解释一般解释人工智能就是用人工的方法在机器（计算机）人工智能就是用人工的方法在机器（计算机）上实现的智能，或称机器智能。上实现的智能，或称机器智能。 无形式化定义的理由无形式
7、化定义的理由人工智能的严格定义依赖于对智能的定义人工智能的严格定义依赖于对智能的定义但什么是智能？还无严格定义但什么是智能？还无严格定义 因此，应先对人类的自然智能进行讨论。因此，应先对人类的自然智能进行讨论。何谓智能（自然智能）何谓智能（自然智能） 自然智能自然智能指人类和一些动物所具有的智力和行为能力。指人类和一些动物所具有的智力和行为能力。 人类的自然智能（简称智能）人类的自然智能（简称智能）指人类在认识客观世界中，由思维过程和脑力活动所指人类在认识客观世界中，由思维过程和脑力活动所表现出的综合能力。表现出的综合能力。 人类大脑是如何实现智人类大脑是如何实现智能的能的两大难题之一：宇宙起
8、源、人脑奥秘两大难题之一：宇宙起源、人脑奥秘对人脑奥秘知之甚少对人脑奥秘知之甚少 对人脑奥秘知道什么对人脑奥秘知道什么结构：结构：1011-12 量级的神经元，分布并行量级的神经元，分布并行功能：记忆、思维、观察、分析功能：记忆、思维、观察、分析 等等 对智能的严格定义对智能的严格定义有待于人脑奥秘的揭示，进一步认识有待于人脑奥秘的揭示，进一步认识认识智能的观点认识智能的观点 思维理论思维理论智能来源于思维活动，智能的核心是思维，人的一切智能来源于思维活动，智能的核心是思维，人的一切知识都是思维的产物。可望通过对思维规律和思维方法知识都是思维的产物。可望通过对思维规律和思维方法的研究，来揭示智
9、能的本质。的研究，来揭示智能的本质。 知识阈值理论知识阈值理论智能取决于知识的数量及其可运用程度。一个系统所智能取决于知识的数量及其可运用程度。一个系统所具有的可运用知识越多，其智能就会越高。具有的可运用知识越多，其智能就会越高。 进化理论进化理论 是美国是美国MIT的的Brooks在对人造机器虫在对人造机器虫研究的基础上提研究的基础上提出来的。智能取决于感知和行为，取决于对外界复杂环出来的。智能取决于感知和行为，取决于对外界复杂环境的适应。智能不需要知识、不需要表示、不需要推理，境的适应。智能不需要知识、不需要表示、不需要推理，智能可由逐步进化来实现。（智能可由逐步进化来实现。（emerge
10、nt）观点不一致，从层次结构上再来认识一下。观点不一致，从层次结构上再来认识一下。智能的层次结构智能的层次结构 高层智能高层智能以大脑皮层（抑制中枢）为主，主要完成以大脑皮层（抑制中枢）为主，主要完成记忆、思维记忆、思维等等活动。活动。 中层智能中层智能以丘脑（感觉中枢）为主，主要完成以丘脑（感觉中枢）为主，主要完成感知感知活动。活动。 低层智能低层智能以小脑、脊髓为主，主要完成动作以小脑、脊髓为主，主要完成动作反应反应活动。活动。 不同观点在层次结构中的对应关系不同观点在层次结构中的对应关系思维理论思维理论知识阈值理论知识阈值理论高层智能高层智能进化理论进化理论 中层智能和低层智能中层智能和
11、低层智能 问题：智能到底包含哪些能力？问题：智能到底包含哪些能力？智能包含的能力（一）智能包含的能力（一）感知能力感知能力通过感知器官感知外界的能力。是人类获得外界信息的基本途径，通过感知器官感知外界的能力。是人类获得外界信息的基本途径，其处理方式有以下两种：其处理方式有以下两种：感知感知-动作方式：动作方式：对简单、紧急信息。对简单、紧急信息。感知感知-思维思维-动作方式：动作方式：对复杂信息。对复杂信息。记忆和思维能力记忆和思维能力记忆：记忆：对感知到的外界信息和由思维产生的内部知识的存储过程。对感知到的外界信息和由思维产生的内部知识的存储过程。思维：思维：对已存储信息或知识的本质属性、内
12、部知识的认识过程。对已存储信息或知识的本质属性、内部知识的认识过程。思维方式：思维方式：抽象思维（逻辑思维）：抽象思维（逻辑思维）：根据逻辑规则对信息和知识进行处理根据逻辑规则对信息和知识进行处理的理性思维方式。例如，逻辑推理等。的理性思维方式。例如，逻辑推理等。形象思维（直感思维）：形象思维（直感思维）：基于形象概念，根据感性形象认识材基于形象概念，根据感性形象认识材料对客观现象进行处理的一种思维方式。例如，图像、景物识别等。料对客观现象进行处理的一种思维方式。例如，图像、景物识别等。灵感思维（顿悟思维）：灵感思维（顿悟思维）：是一种显意识和潜意识相互作用的思是一种显意识和潜意识相互作用的思
13、维方式。例如，因灵感而顿时开窍。维方式。例如，因灵感而顿时开窍。智能包含的能力（二）智能包含的能力（二） 学习和自适应能力学习和自适应能力学学 习：习：是一个具有特定目的的知识获取过程，是人的是一个具有特定目的的知识获取过程，是人的一种本能。不同人的学习方法、能力不同。一种本能。不同人的学习方法、能力不同。自适应：自适应：是一种通过自我调节适应外界环境的过程，是是一种通过自我调节适应外界环境的过程，是人的一种本能。不同人的适应能力不同。人的一种本能。不同人的适应能力不同。 行为能力行为能力含义：含义：是人们对感知到的外界信息作出动作反应的能力是人们对感知到的外界信息作出动作反应的能力信息来源：
14、信息来源：由感知直接获得的外界信息由感知直接获得的外界信息经过思维加工后的信息经过思维加工后的信息实现过程：实现过程：通过脊髓来控制通过脊髓来控制由语言、表情、体姿等来实现由语言、表情、体姿等来实现何谓人工智能？（一）何谓人工智能？（一）综合各种不同观点，可从能力和学科两个方面讨论：综合各种不同观点，可从能力和学科两个方面讨论：能力方面能力方面 人工智能就是用人工的方法在机器（计算机）上实现的人工智能就是用人工的方法在机器（计算机）上实现的智能，或称机器智能。智能，或称机器智能。学科方面学科方面 是一门研究如何构造智能机器或智能系统，以模拟、延是一门研究如何构造智能机器或智能系统，以模拟、延伸
15、和扩展人类智能的学科。伸和扩展人类智能的学科。何谓人工智能？何谓人工智能？（二）（二） 图灵测试图灵测试 ( (Turing testTuring test) )图灵测试图灵测试(Turing test)(Turing test) 被测试的有一个被测试的有一个人人，另一个是声称自己有人类智力的，另一个是声称自己有人类智力的机器机器。测试时测试时，测试人与被测试人是分开的，测试人只有通过一些装，测试人与被测试人是分开的，测试人只有通过一些装置（如键盘）向被测试人问一些问题，这些问题随便是什么问置（如键盘）向被测试人问一些问题，这些问题随便是什么问题都可以。题都可以。 问过问过一些问题后，如果测试
16、人能够正确地分出谁是人谁是一些问题后，如果测试人能够正确地分出谁是人谁是机器，那机器就没有通过图灵测试；机器，那机器就没有通过图灵测试； 如果如果测试人没有分出谁是机器谁是人，那这个机器就是有测试人没有分出谁是机器谁是人，那这个机器就是有人类智能的。人类智能的。 何谓人工智能？何谓人工智能？ （二）（二） 图灵测试图灵测试 (Turing testTuring test)判断标准：判断标准：测试主持人能分辨出人和机器的概率小于测试主持人能分辨出人和机器的概率小于50%。被测机器被测机器小于小于50%？“快速的、按规矩行事的傻子机器？快速的、按规矩行事的傻子机器？”测试主持人测试主持人Turin
17、g测试存在的问题测试存在的问题被测人被测人 仅反映了结果的比较，无涉及思维过程仅反映了结果的比较，无涉及思维过程 没指出是什么人没指出是什么人CAPTCHA Completely AutomatedPublic Turing test to tellComputers and HumansApart. 验证码，区分用户是计算机和人的验证码，区分用户是计算机和人的公共全自动程序。公共全自动程序。 由计算机来考人类，而不是标准图由计算机来考人类，而不是标准图灵测试中那样由人类来考计算机，人灵测试中那样由人类来考计算机，人们有时称们有时称CAPTCHA是一种是一种反向图灵反向图灵测试。测试。Syst
18、ems that think likehumans.类人思考： 认知模型方法Systems that thinkrationally.理性地思考： “思维法则”方法Systems that act likehumans.类人行为： 图灵测试方法Systems that act ationally.理性地行动： 理性Agent方法何谓人工智能？何谓人工智能？人工智能的研究目标人工智能的研究目标 远期目标远期目标揭示人类智能的根本机理，用智能机器去模拟、延伸和揭示人类智能的根本机理，用智能机器去模拟、延伸和扩展人类的智能。扩展人类的智能。涉及到脑科学、认知科学、计算机科学、系统科学、控涉及到脑科学
19、、认知科学、计算机科学、系统科学、控制论等多种学科，并依赖于它们的共同发展。制论等多种学科，并依赖于它们的共同发展。 近期目标近期目标研究如何使现有的计算机更聪明，即使它能够运用知识研究如何使现有的计算机更聪明，即使它能够运用知识去处理问题，能够模拟人类的智能行为。去处理问题，能够模拟人类的智能行为。 相互关系相互关系远期目标为近期目标指明了方向。远期目标为近期目标指明了方向。近期目标则为远期目标奠定了理论和技术基础。近期目标则为远期目标奠定了理论和技术基础。 50多年来，人工智能走过了一条起伏和曲折的发展道路。多年来，人工智能走过了一条起伏和曲折的发展道路。回顾历史，可以按照不同时期的主要特
20、征，将其产生与发回顾历史，可以按照不同时期的主要特征，将其产生与发展过程分为展过程分为5个阶段：个阶段：孕育期孕育期（1956年以前）年以前）形成期形成期（1956 - 1970年）年）知识应用期知识应用期（1970 - 20世纪世纪80年代末）年代末）从学派分离走向综合从学派分离走向综合（20世纪世纪80年代末到本世纪初）年代末到本世纪初）智能科学技术学科智能科学技术学科的兴起的兴起（本世纪初以来）（本世纪初以来）1.2 1.2 人工智能的发展人工智能的发展1 1）人工智能的起源）人工智能的起源 孕育期孕育期（1956年以前）年以前）(1/2)普罗米修斯普罗米修斯：人类获取智慧火种的最初努力
21、：人类获取智慧火种的最初努力 （渴望智慧会带（渴望智慧会带来恶果？）来恶果？）自远古以来，人类就有用机器代替人们脑力劳动的的幻想：自远古以来，人类就有用机器代替人们脑力劳动的的幻想：公元前公元前900多年我国有歌舞机器人流传的记载；公元前多年我国有歌舞机器人流传的记载；公元前850年古希腊有制造年古希腊有制造机器人帮助人们劳动的神话传说。机器人帮助人们劳动的神话传说。亚里斯多德（亚里斯多德（Aristotle，公元前，公元前384 - 322）：）：古希腊伟大的哲学家和古希腊伟大的哲学家和思想家，创立了演绎法。他提出的三段论至今仍然是演绎推理的最思想家，创立了演绎法。他提出的三段论至今仍然是演
22、绎推理的最基本出发点。基本出发点。莱布尼茨（莱布尼茨（ G.W.Leibnitz，1646 - 1716 ） ：德国数学家和哲学家把德国数学家和哲学家把形式逻辑符号化，奠定了数理逻辑的基础形式逻辑符号化，奠定了数理逻辑的基础 （四则运算计算器四则运算计算器）。）。图灵（图灵（ A.M.Turing，1912 - 1954 ） ：英国数学家，英国数学家，1936年创立了自年创立了自动机理论，自动机理论亦称图灵机，是一个理论计算机模型。动机理论，自动机理论亦称图灵机，是一个理论计算机模型。莫克利（莫克利（ J.W.Mauchly，1907 - 1980 ） ：美国数学家、电子数字计美国数学家、电子
23、数字计算机的先驱，与他的研究生埃克特（算机的先驱，与他的研究生埃克特（J.P.Eckert）合作，）合作，1946年研年研制成功了世界上第一台通用电子计算机制成功了世界上第一台通用电子计算机ENIAC。孕育期孕育期（1956年以前）年以前）(2/2) 麦克洛奇麦克洛奇( (W.McCullochW.McCulloch) )和皮兹和皮兹( (W.PittsW.Pitts) )：美国神经生理学：美国神经生理学家，于家，于19431943年建成了第一个神经网络模型年建成了第一个神经网络模型(MP(MP模型模型) )。 维纳维纳( (N.WienerN.Wiener，1874-1956) 1874-1
24、956) ：美国著名数学家、控制论创：美国著名数学家、控制论创始人。始人。19481948年创立了控制论。控制论向人工智能的渗透，形成了年创立了控制论。控制论向人工智能的渗透，形成了行为主义学派。行为主义学派。 图灵又于图灵又于19501950年，发表题为年，发表题为计算机能思维吗？计算机能思维吗？的著名论的著名论文，明确提出了文，明确提出了“机器能思维机器能思维”的观点。的观点。 可见，在人工智能诞生之前，一些著名科学家就已经创立了可见，在人工智能诞生之前，一些著名科学家就已经创立了数理逻辑、神经网络模型和控制论，并发明了通用电子数字计算数理逻辑、神经网络模型和控制论，并发明了通用电子数字计
25、算机。为人工智能的诞生准备了必要的思想、理论和物质技术条件。机。为人工智能的诞生准备了必要的思想、理论和物质技术条件。 同时加深了认识：智慧的奥秘可以被纳入到科学分析中。同时加深了认识：智慧的奥秘可以被纳入到科学分析中。 英国科学家英国科学家图灵图灵： 计算机之父计算机之父阿兰阿兰麦席森麦席森图灵图灵Alan Mathison Turing1912.6.23 - 1954.6.7计算机科学奠基人计算机科学奠基人提出了提出了“图灵机图灵机”1936年发表论文：年发表论文：“论数字计算在决论数字计算在决断难题中的应用断难题中的应用”，奠定了计算机的模，奠定了计算机的模型与可计算理论。型与可计算理论
26、。提出了提出了“图灵测试图灵测试”1950年发表论文：年发表论文：“计算机与智能计算机与智能”，奠定了人工智能的基础。，奠定了人工智能的基础。 主要贡献主要贡献著名密码系统著名密码系统Enigma图灵奖图灵奖2000 Yao, Andrew Chi-Chih 计算理论（包括加密算法和通讯复杂性）计算理论（包括加密算法和通讯复杂性）2006Frances E. Allen（女）（女）编译器优化理论和实践编译器优化理论和实践2007姚期智姚期智1946年年12月生于上海，祖籍湖北月生于上海，祖籍湖北1967年获台湾大学物理学士学位年获台湾大学物理学士学位1972年获哈佛大学物理博士学位年获哈佛大学
27、物理博士学位1975年获伊利诺依大学计算机科学博士学位年获伊利诺依大学计算机科学博士学位1975年至年至1986年先后在美国麻省理工学院数年先后在美国麻省理工学院数学系、斯坦福大学计算机系、加利福尼亚大学系、斯坦福大学计算机系、加利福尼亚大学伯克利分校计算机系任助教授、教授。学伯克利分校计算机系任助教授、教授。1998年被选为美国科学院院士年被选为美国科学院院士2000年被选为美国科学与艺术学院院士。他年被选为美国科学与艺术学院院士。他在在数据组织、密码学、通信复杂性乃至量子数据组织、密码学、通信复杂性乃至量子通信和计算等多个尖端科研领域，都做出了通信和计算等多个尖端科研领域，都做出了巨大而独
28、到的贡献。他是计算机理论方面国巨大而独到的贡献。他是计算机理论方面国际上最拔尖的学者之一。际上最拔尖的学者之一。 20072007年年3 3月月2929日，姚期智领导成立了清华大日，姚期智领导成立了清华大学理论计算机科学研究中心。学理论计算机科学研究中心。1946年年2月月14日，日，ENIAC（埃尼阿（埃尼阿克，电子数字积分计算机）在克，电子数字积分计算机）在宾夕宾夕法尼亚大学法尼亚大学诞生。诞生。ENIACENIACElectronic Numerical Integrator and Computer世界上第一台计算机诞生世界上第一台计算机诞生宣告了计算机时代的到来宣告了计算机时代的到来
29、莫奇莫奇莱莱24岁岁埃克特埃克特 2）人工智能的发展）人工智能的发展-形成期（形成期（1956 - 1970年）年）(1/4)AIAI诞生于一次历史性的聚会诞生于一次历史性的聚会(Dartmouth(Dartmouth人工智能夏季研讨会人工智能夏季研讨会) )时间：时间：19561956年夏季年夏季地点：地点：达特莫斯达特莫斯 (Dartmouth)(Dartmouth)学院学院目的：目的：为使计算机变得更为使计算机变得更“聪明聪明” ” ，使计算机具有智能，使计算机具有智能发起人：发起人：麦卡锡麦卡锡( (J.McCarthyJ.McCarthy） ，DartmouthDartmouth的年
30、轻数学家、计算机专家，的年轻数学家、计算机专家，后为后为MITMIT教授教授明斯基明斯基 ( (M.L.MinskyM.L.Minsky），哈佛大学数学家、神经学家，后为），哈佛大学数学家、神经学家，后为MITMIT教教授授洛切斯特洛切斯特 ( (N.LochesterN.Lochester) )， IBMIBM公司信息中心负责人公司信息中心负责人香农香农 ( (C.E.ShannonC.E.Shannon) )，贝尔实验室信息部数学研究员，贝尔实验室信息部数学研究员参加人：参加人：莫尔莫尔 ( (T.moreT.more) )、塞缪尔、塞缪尔 ( (A.L.SamuelA.L.Samuel)
31、 )，IBMIBM公司公司塞尔夫里奇塞尔夫里奇 ( (O.SelfridgeO.Selfridge) )、索罗蒙夫、索罗蒙夫( (R.SolomonffR.Solomonff) ) ，MITMIT纽厄尔纽厄尔 ( (A.NewellA.Newell) )，兰德，兰德(RAND)(RAND)公司公司西蒙西蒙 ( (H.A.SimonH.A.Simon) )，卡内基，卡内基梅隆大学梅隆大学会议结果：会议结果：由麦卡锡提议正式采用了由麦卡锡提议正式采用了“Artificial Intelligence”这一术语这一术语McCarthyMcCarthy（麦卡锡）：人工智能之父（麦卡锡）：人工智能之父
32、该时期研究的相关成就：该时期研究的相关成就： 逻辑理论程序逻辑理论程序LTLT：模拟人类证明定理的思想，用机器进行定理证明。（1956年） 西洋跳棋西洋跳棋：可以象人那样，向前看几步来下棋。（1956年） GPS-General Problem SolvingGPS-General Problem Solving：不依赖于具体领域的程序。 （1957年） LISPLISP：AI程序设计的主要语言。 （1959年） 形成期（形成期（1956 - 1970年）年）(2/4) 形成期（形成期（1956 - 1970年）年）(3/4)心理学小组心理学小组 1957年，纽厄尔、肖年，纽厄尔、肖(J.Sh
33、aw)和西蒙等人的心理学小组研制了一个称为和西蒙等人的心理学小组研制了一个称为逻辑理论逻辑理论机机(Logic Theory Machine，简称，简称LT)的的数学定理证明数学定理证明程序。程序。 1960年研制了通用问题求解年研制了通用问题求解(General Problem Solving)程序。该程序当时可以解决程序。该程序当时可以解决11种不同类型的问题，如不定积分、三角函数、代数方程、猴子摘香蕉、河内梵塔、种不同类型的问题，如不定积分、三角函数、代数方程、猴子摘香蕉、河内梵塔、人人- 羊过河等。羊过河等。IBM工程小组工程小组 1956年，塞缪尔在年，塞缪尔在IBM704计算机上研
34、制成功了具有自学习、自组织和自适应计算机上研制成功了具有自学习、自组织和自适应能力能力的的西洋跳棋西洋跳棋程序。程序。 这个程序可以从棋谱中学习，也可以在下棋过程中积累经验、提高棋艺。这个程序可以从棋谱中学习，也可以在下棋过程中积累经验、提高棋艺。 通过不断学习，该程序通过不断学习，该程序1959年击败了塞缪尔本人，年击败了塞缪尔本人，1962年又击败了一个州的冠年又击败了一个州的冠军。军。MIT小组小组 1958年，麦卡西建立了行动规划咨询系统。年，麦卡西建立了行动规划咨询系统。 1960年，麦卡西又研制了人工智能语言年，麦卡西又研制了人工智能语言LISP。 1961年，明斯基发表了年，明斯
35、基发表了“走向人工智能的步骤走向人工智能的步骤”的论文，推动了人工智能的发展。的论文，推动了人工智能的发展。形成期（形成期（1956 - 1970年）年）(4/4) 其他方面其他方面19651965年，年，鲁宾逊鲁宾逊（Robinson)Robinson)提出了提出了归结（消解）原理归结（消解）原理。这种与传。这种与传统自然演绎完全不同的方法为自动定理证明做出了突破性的贡献。统自然演绎完全不同的方法为自动定理证明做出了突破性的贡献。 19651965年，美国斯坦福大学的年，美国斯坦福大学的费根鲍姆费根鲍姆( (FeigenbaumFeigenbaum) )领导的研究小组领导的研究小组开始研究开
36、始研究化学专家系统化学专家系统DENDRALDENDRAL。 该专家系统于该专家系统于19681968年完成并投入使用，它可以根据质谱仪的实验，年完成并投入使用，它可以根据质谱仪的实验，通过分析推理决定化合物的分子结构。通过分析推理决定化合物的分子结构。 DENDRALDENDRAL被称为专家系统的萌芽，是人工智能研究从一般思维探讨被称为专家系统的萌芽，是人工智能研究从一般思维探讨到专门知识应用的一次成功的尝试。到专门知识应用的一次成功的尝试。3）人工智能的发展）人工智能的发展-知识应用期（知识应用期（1971 - 80年代末）年代末）(1/3)失败的预言：失败的预言： 60年代初，西蒙预言：
37、年代初，西蒙预言：10年内计算机将成为世界冠军、将证明年内计算机将成为世界冠军、将证明一一个未发现的数学定理、将能谱写出具有优秀作曲家水平的乐曲、大多数心理学理个未发现的数学定理、将能谱写出具有优秀作曲家水平的乐曲、大多数心理学理论将在计算机上形成。论将在计算机上形成。 挫折和教训挫折和教训在博弈方面：在博弈方面：塞缪尔跳棋程序的失败。塞缪尔跳棋程序的失败。在定理证明方面：在定理证明方面：鲁宾逊归结法的能力有限。当用归结原理证明两个连续函数之鲁宾逊归结法的能力有限。当用归结原理证明两个连续函数之和还是连续函数时，推了和还是连续函数时，推了10万步也没证出结果。万步也没证出结果。在问题求解方面：
38、在问题求解方面：对于不良结构，会产生组合爆炸问题。对于不良结构，会产生组合爆炸问题。在机器翻译方面：在机器翻译方面：并不容易，甚至会闹出笑话。并不容易，甚至会闹出笑话。 “Out of sight, out of mind” (“(“眼不见心不烦眼不见心不烦”)：翻译成：翻译成：“ 又瞎又疯又瞎又疯”在神经生理学方面在神经生理学方面：研究发现人脑有研究发现人脑有1011-12以上的神经元，在现有技术条件下以上的神经元，在现有技术条件下用机器从结构上模拟人脑是根本不可能的。用机器从结构上模拟人脑是根本不可能的。在其它方面：在其它方面：人工智能也遇到了不少问题。人工智能也遇到了不少问题。 科幻小说
39、和电影激发了过高的期望科幻小说和电影激发了过高的期望一些学者指责一些学者指责“人工智能研究不是骗局，也是庸人自扰。人工智能研究不是骗局，也是庸人自扰。”知识应用期（知识应用期（1971 - 80年代末）年代末）(2/3)以知识为中心的研究：以知识为中心的研究： 专家系统是专家系统是AI发展史上的一次重要转折。发展史上的一次重要转折。 1972年，费根鲍姆（年，费根鲍姆（ Feigenbaum ）开始研究）开始研究MYCIN专家系统，专家系统，并于并于1976年研制成功。年研制成功。 从应用角度看，它能协助内科医生诊断细菌感染疾病，并提供最从应用角度看，它能协助内科医生诊断细菌感染疾病，并提供最
40、佳处方。佳处方。 从技术角度看，他解决了知识表示、不精确推理、搜索策略、人机从技术角度看，他解决了知识表示、不精确推理、搜索策略、人机联系、知识获取及专家系统基本结构等一系列重大技术问题。联系、知识获取及专家系统基本结构等一系列重大技术问题。 1972年法国马赛大学年法国马赛大学Clomerauer发明发明Prolog逻辑程序设计语言。逻辑程序设计语言。 1976年，斯坦福大学的杜达年，斯坦福大学的杜达(R.D.Duda)等人开始研制地质勘探专家系等人开始研制地质勘探专家系统统PROSPECTOR。 1970年年Artificial Intelligence国际期刊创刊。国际期刊创刊。 197
41、7年年费根鲍姆费根鲍姆提出知识工程概念，专家系统广提出知识工程概念，专家系统广泛应用。泛应用。知识应用期（知识应用期（1971 - 80年代末）年代末）(3/3) 新的问题：新的问题： 专家系统本身所存在的应用领域狭窄、缺乏常识性知专家系统本身所存在的应用领域狭窄、缺乏常识性知识、知识获取困难、推理方法单一、没有分布式功能、不识、知识获取困难、推理方法单一、没有分布式功能、不能访问现存数据库等问题被逐渐暴露出来。能访问现存数据库等问题被逐渐暴露出来。4）人工智能的发展人工智能的发展- AI工业化，新技术层出不穷工业化，新技术层出不穷 （20世纪世纪80年代到本世纪初）年代到本世纪初） 英国的英
42、国的Alvey Report建议恢复投资建议恢复投资AI，提出，提出“基于知识的基于知识的智能系统智能系统”（Intelligent Knowledge Based System, IKBS） 1986年：人工神经网络年：人工神经网络 1990年：分布式人工智能和年：分布式人工智能和Agent技术，机器学习和数据挖技术，机器学习和数据挖掘掘 5）人工智能的发展人工智能的发展-从学派分立到综合从学派分立到综合 （20世纪世纪80年代到本世纪初）年代到本世纪初） 人工智能研究形成了三大学派：人工智能研究形成了三大学派： 随着人工神经网络的再度兴起和布鲁克（随着人工神经网络的再度兴起和布鲁克（R.A
43、.Brooks）的机器虫的出现，人工智能研究形成了符号主义、连接主义的机器虫的出现，人工智能研究形成了符号主义、连接主义和行为主义三大学派。和行为主义三大学派。 6）人工智能的发展人工智能的发展-智能科学技术的兴起智能科学技术的兴起 （本世纪初以来）（本世纪初以来） 目前，一个以人工智能为核心，以自然智能、人工智能、集成智目前，一个以人工智能为核心，以自然智能、人工智能、集成智能为一体的新的智能科学技术学科正在逐步兴起，并引起了人们的极能为一体的新的智能科学技术学科正在逐步兴起，并引起了人们的极大关注。大关注。该学科研究的主要特征包括以下几个方面：该学科研究的主要特征包括以下几个方面： 由对人
44、工智能的单一研究走向以自然智能、人工智能、集成智能由对人工智能的单一研究走向以自然智能、人工智能、集成智能为一体的协同研究；为一体的协同研究； 由人工智能学科的独立研究走向重视与脑科学、认知科学、等学由人工智能学科的独立研究走向重视与脑科学、认知科学、等学科的交叉研究；科的交叉研究； 由多个不同学派的独立研究走向多学派的综合研究；由多个不同学派的独立研究走向多学派的综合研究； 由对个体、集中智能的研究走向对群体、分布智能的研究。由对个体、集中智能的研究走向对群体、分布智能的研究。总结总结时间时间1 1：2020世纪世纪6060年代中期年代中期 形成期形成期时间时间2 2：2020世纪世纪707
45、0年代后期年代后期 知识形成期知识形成期时间时间3 3：2020世纪世纪9090年代年代 综合集成期综合集成期时间时间1 1：2020世纪世纪6060年代中期年代中期 形成期形成期特点：特点： 由追求万能、通用的一般研究转入特定的具体研究，由追求万能、通用的一般研究转入特定的具体研究，通用的解题策略与特定的专业知识领域以及实际经验相结通用的解题策略与特定的专业知识领域以及实际经验相结合。属发展和实用化阶段。合。属发展和实用化阶段。 AIAI的三个基本问题：知识的表示、利用和获取。的三个基本问题：知识的表示、利用和获取。代表代表：ES - EES - Expert S System (based
46、 on knowledge)主要人物：主要人物：E.A.FeigenbaumE.A.Feigenbaum（Standford UniversityStandford University）（1 1）各种学术会议和杂志的诞生）各种学术会议和杂志的诞生首先首先，19561956，美国，研讨会。讨论机器模拟人类智能的问题。，美国，研讨会。讨论机器模拟人类智能的问题。首次提出人工智能首次提出人工智能 宣布人工智能的诞生；宣布人工智能的诞生； 其次其次，19691969，召开第一届国际人工智能联合会议，召开第一届国际人工智能联合会议-IJCAI-IJCAI（每两（每两年举行一次）；年举行一次）；各种各种
47、学术团体学术团体成立：美国人工智能学会成立：美国人工智能学会(AAAI)(AAAI)、英国的、英国的AISBAISB，意大利的意大利的GLIAGLIA、加拿大计算机智能研究会、加拿大计算机智能研究会(CSCSI)(CSCSI)、西德的、西德的KIKI和中国和中国AIAI学会学会( (CAAICAAI) )等；等；专门专门的人工智能杂志和文集：的人工智能杂志和文集：人工智能人工智能杂志创刊，杂志创刊， IJCAIIJCAI会会议录议录、Machine IntelligenceMachine Intelligence( (英国英国) )、Artificial Artificial Intellig
48、enceIntelligence( (日本日本) )、计算机智能研究学会文集计算机智能研究学会文集( (加拿大加拿大) )和和Congnitive ScienceCongnitive Science( (美国美国) )；学术会议：学术会议：国际自动控制协会、国际工业机器人协会、国际信国际自动控制协会、国际工业机器人协会、国际信息处理联合会和国际模式识别会议等；息处理联合会和国际模式识别会议等；学术期刊：学术期刊：ACMACM、AFIPSAFIPS、IEEEIEEE等。等。（2 2）主要的研究成果）主要的研究成果A. A. 心理学小组心理学小组B. IBMB. IBM工程课题小组工程课题小组C.
49、 MITC. MIT小组小组（3 3）控制论的提出对）控制论的提出对AIAI的研究起到很大的作用的研究起到很大的作用 控制论的概念跨接了许多领域，它把神经系统的工作原理控制论的概念跨接了许多领域，它把神经系统的工作原理与信息理论、控制理论、逻辑以及早期计算联系起来。为此，与信息理论、控制理论、逻辑以及早期计算联系起来。为此，控制论成为控制论成为AIAI工作者的指导思想。工作者的指导思想。 时间时间2 2：2020世纪世纪7070年代后期年代后期 知识形成期知识形成期特点特点： 专家系统技术成熟、应用领域增加，从专家系统技术中专家系统技术成熟、应用领域增加，从专家系统技术中抽取共性，抽取共性，A
50、IAI又从具体系统的研究回到一般研究。又从具体系统的研究回到一般研究。代表代表：KE - KKE - Knowledge E Engineering（知识工程）知识工程）主要人物：主要人物：E.A.FeigenbaumE.A.Feigenbaum（Standford UniversityStandford University） 知识工程之父知识工程之父（1 1）挫折与教训）挫折与教训70-8070-80年代，年代，AIAI遭受了严重的挫折。很多预言未能得以实现。如：遭受了严重的挫折。很多预言未能得以实现。如：在在博奕方面，塞缪尔的下棋程序在与世界冠军对奕时，博奕方面，塞缪尔的下棋程序在与世界
