1、主 讲：谢 榕 武汉大学国际软件学院第一章第一章人工智能发展概要人工智能发展概要内容提要：p人工智能的定义和发展p人类智能与人工智能p人工智能的各种认知观p人工智能的研究与应用领域p其它智能计算技术智能计算技术What & Why?What & Why?u计算计算，即处理，或信息处理信息处理。传统计算方法无法跟上信息化发展的步伐！传统计算方法无法跟上信息化发展的步伐！u智能计算技术智能计算技术/ /机器智能机器智能/ /人工智能人工智能u信息知识智能信息知识智能人类向信息时代迈进，信息化信息化是当前社会发展的主旋律。p 信息信息经抽象、结晶，转化为知识;p 知识知识经提炼、升华，转化为智能;p
2、 智能智能经发挥、运用，促进信息化 的发展。1.1 1.1 人工智能的定义与发展人工智能的定义与发展u什么是人工智能?u人工智能的起源与发展1.1 1.1 人工智能的定义与发展人工智能的定义与发展u从1956年正式提出人工智能学科算起，50年来，取得了长足的发展，成为一门广泛的交叉和前沿广泛的交叉和前沿科学科学。u总的说来，人工智能的目的就是让计算机这台机让计算机这台机器能够象人一样器能够象人一样思考思考。u如果希望做出一台能够思考的机器，那就必须知道什么是思考什么是思考，更进一步讲就是什么是智慧什么是智慧。u什么样的机器才是智慧智慧的呢？1.1 1.1 人工智能的定义与发展人工智能的定义与发
3、展u科学家已经作出了汽车，火车，飞机，收音机等等，它们模仿我们身体器官的功能，但是能不能模仿人类大脑的功能呢？u到目前为止，我们也仅仅知道这个装在我们天灵盖里面的东西是由数十亿个神经细胞组成的器官，我们对这个东西知之甚少，模仿它或许是天下最困难的事情。1.1 1.1 人工智能的定义与发展人工智能的定义与发展u计算机出现后，人类开始真正有了一个可以模拟人类思维的工具。在以后的岁月中，无数科学家为这个目标努力着。人工智能始终是计算机科学的前沿学科前沿学科。u人工智能理论进入21世纪，正酝酿着新的突破-人工生命人工生命的提出，意味着人类试图从传统的工程技术途径，开辟生物工程技术途径，去发展人工智能。
4、u可以预言可以预言：人工智能的研究成果将能够创造出更多更高级的智能“制品”，并使之在越来越多的领域超越人类智能。人工智能将为发展国民经济和改善人类生活作出更大贡献。1.1.1 1.1.1 什么是人工智能什么是人工智能? ?u Artificial Intelligence Artificial Intelligence （AIAI）u人工智能至今尚无统一的定义。要给人工智能下个准确的定义是困难的。u人类的许多活动，如解算题、猜谜语、进行讨论、编制计划和编写计算机程序，甚至驾驶汽车和骑自行车等等，都需要“智能”。u如果机器能够执行这种任务，就可以认为机器已具有某种性质的人工智能。1.1.1 1.
5、1.1 什么是人工智能什么是人工智能? ?u定义定义1 1 智能机器智能机器(Intelligent Machine)(Intelligent Machine)能够在各类环境中自主地或交互地执行各种拟人任务(anthropomorphic tasks)的机器。你所知道的智能机器？你所知道的智能机器？1.1.1 1.1.1 什么是人工智能什么是人工智能? ?u例例1 1：能够模拟人的思维，进行博弈的计算机1997年5月11日，一个名为“深蓝”(Deep Blue)的IBM计算机系统战胜当时的国际象棋世界冠军盖利.卡斯帕罗夫（Garry Kasparov）。IBM深蓝计算机超级计算机深蓝.flv1
6、.1.1 1.1.1 什么是人工智能什么是人工智能? ?u例例2 2：能够进行深海探测的潜水机器人水下扫雷机器人u在短期内，人类乘坐潜水器潜入深海还不太现实。因为在海洋中，每下潜100米就增加10个大气压，几毫米厚的钢板在1万米洋底就像大气中的鸡蛋壳一样易碎。为了克服这些障碍，从事深海探测的大部分科学家都已从有人驾驶潜水器转向机器人潜水器的研究。u现在，称为“遥控潜水器”(ROV)的有绳潜水探测器和小型的计算机控制蓄电池驱动潜水器(AUV)可以由任何合适的船只操纵。u另一种可能解决的方案是开发出能取代适于海洋最深处压力的船壳。1.1.1 1.1.1 什么是人工智能什么是人工智能? ?u例例3
7、3：在星际探险中的移动机器人美国研制的火星探测车uNASA的火星任務（2004年）：p兩部大小接近高爾夫球車的探測車，上面搭載多部攝影機以及科學儀器，用來觀測與分析火星地表。p運用最可靠的方法來規劃探測車的行進路線，確保地面任務能順利完成，並儘可能搜集到最多的資訊。NASA_Curiosity Rover Trailer.mp41.1.1 1.1.1 什么是人工智能什么是人工智能? ?u定义定义2 2 人工智能（学科）人工智能（学科）p斯坦福大学(Stanford University)的Nils J. Nilsson提出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）,首先从
8、学科的界定学科的界定来定义。p人工智能（学科）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。它的近期主要目标在于研究用机器来模仿和执行人脑的某些智能功能，并开发相关理论和技术。1.1.1 1.1.1 什么是人工智能什么是人工智能? ?u定义定义3 3 人工智能（能力）人工智能（能力）p从人工智能所实现的功能功能来定义。p人工智能（能力）是智能机器所执行的通常与人类智能有关的功能，如判断、推理、证明、识别、感知、理解、设计、思考、规划、学习和问题求解等思维活动。 Bellman, 1978p与人的思维、决策、问题求解和学习等有关活动 的自动化进程。 Haugeland, 1985p人工智
9、能是一种使计算机能够思维，使机器具有智力的激动人心的新尝试。 Charniak和和McDermott, 1985p人工智能是用计算模型研究智力行为。 Kurzwell, 1990p人工智能是一种能够执行，需要人的智能的，创造性机器的技术。 Schalkoff, 1990p人工智能是一门通过计算过程，力图理解和模仿智能行为的学科。 Rick和和Knight,1991p人工智能研究如何使计算机做事，而让人过得更好。 Winston, 1992p人工智能是研究那些使理解、推理和行为成为可能的计算。 Luger和和Stubblefield,1993p人工智能是计算机科学中，与智能行为的自动化有关的一个
10、分支。大师眼中的人工智能大师眼中的人工智能1.1.2 1.1.2 人工智能的起源与发展人工智能的起源与发展u人工智能的发展是以硬件与软件为基础。它的发展经历了漫长的发展历程。什么是三段论？三段论是以真言判断为其前提的一种演绎推理，它借助于一个共同项，把两个直言判断联系起来，从而得出结论。例如： （1）一切金属都是能够熔解的； （2）铁是金属； （3）所以，铁是能够熔解的。u人们从很早就已开始研究自身的思维形成，早在亚里士多德(公元前384-322年)在着手解释和编注他称之为三段论的演绎推理时就迈出了向人工智能发展的早期步伐，可以看作为原始的知识表达规范。重要历史事件重要历史事件u达特茅斯会议(
11、Dartmouth AI conference)p学术界第一次正式使用“人工智能”(Artificial Intelligence,简称AI)这一术语，是从著名的“达特达特茅斯会议茅斯会议”开始的。p达特茅斯会议：1956年夏季，年轻的美国学者麦卡锡(McCarthy)、明斯基(Minsky)、朗彻斯特(Lochester)和香农(Shannon)共同发起，邀请莫尔(More)、塞缪尔(Samul)、纽厄尔(Newell)和西蒙(Simon)等参加在美国的达特茅斯(Darmouth)大学举办了一次长达2个月的研讨会，认真热烈地讨论用机器模拟人类智能的问题，会上，首次使用了人工智能这一术语。这是
12、人类历史上第一次人工智能研讨会，标志着人工智能学科的诞生，具有十分重要的历史意义。重要历史事件重要历史事件u1968年，“专家系统和知识工程之父”费根鲍姆(Feigenbaum)研究出第一个专家系统专家系统DENRALDENRAL，用于质谱仪分析有机化合物的分子结构。u1969年，召开第一届国际人工智能联合会议(International Joint Conference on AIInternational Joint Conference on AI)，以后每两年召开一次。u1970年，人工智能国际杂志(International International Journal of AIJo
13、urnal of AI)创刊。重要历史事件重要历史事件u1972-1976年，费根鲍姆小组又开发成功MYCINMYCIN医医疗专家系统疗专家系统，用于抗生素药物治疗。u1977年，费根鲍姆进一步提出知识工程知识工程(Knowledge Engineering)的概念。知识表示、知识利用和知识获取则成为人工智能系统的三个基本问题。u近年来，机器学习机器学习和人工神经网络人工神经网络研究深入开展，形成研究的高潮。人工智能在我国的发展人工智能在我国的发展u我国的人工智能研究起步较晚。纳入国家计划的研究(“智能模拟”)始于1978年。u1984年，召开了智能计算机及其系统的全国学术讨论会。u1986年
14、起，把智能计算机系统智能计算机系统、智能机器人智能机器人和智智能信息处理能信息处理(含模式识别)等重大项目列入国家高国家高技术研究计划技术研究计划。u1993年起，又把智能控制智能控制和智能自动化智能自动化等项目列入国家科技攀登计划国家科技攀登计划。人工智能在我国的发展人工智能在我国的发展u1981年起，相继成立了各种学术团体。p中国人工智能学会(CAAl)p全国高校人工智能研究会p中国计算机学会人工智能与模式识别专业委员会p中国自动化学会模式识别与机器智能专业委员会p中国软件行业协会人工智能协会p中国智能机器人专业委员会p中国计算机视觉与智能控制专业委员会p中国智能自动化专业委员会人工智能在
15、我国的发展人工智能在我国的发展u1989年，首次召开中国人工智能控制联合会议(CJCAl)。u已有多部国内自编的人工智能专著和教材公开出版。u1987年，模式识别与人工智能模式识别与人工智能杂志创刊。1.21.2 人类智能人类智能 与与 人工智能人工智能u研究认知过程的任务u智能信息处理系统u人类智能的计算机模拟1.2.11.2.1 研究认知过程的任务研究认知过程的任务u人的心理活动具有不同的层次，它可以与计算机的层次相比较。u人类心理活动的最高层级是思维策略，中间一层是初级信息处理，最低层级是生理过程，即中枢神经系统、神经元和大脑的活动，与此相应的是计算机程序、语言和硬件。p 研究认知过程的
16、主要任务是: 探求高层次思维决策与初级信息处理的关系，并用计算机程序来模拟人的思维策略水平，用计算机语言模拟人的初级信息处理过程。 图：人类认知活动与计算机的比较u人人，是一种智能信息处理系统智能信息处理系统。p 信息处理系统又可以看成是一种符号操作系统符号操作系统（Symbol Operation System），或物理符号系统物理符号系统（Physical Symbol System）；p 符号符号，就是模式模式（Pattern）。u物理符号系统的六种基本功能（Functions）：p 输入符号输入符号Input；p 输出符号输出符号Output；p 存储符号存储符号Storage；p 复
17、制符号复制符号Copy；p 建立符号结构建立符号结构：通过找出各个符号之间的关系，在符号系统中形成一种结构，即：符号结构（Symbol Structure）；p 条件性迁移条件性迁移（Conditional transformation）：根据已有符号，完成活动过程，即某种形式的推理过程。1.2.21.2.2 智能信息处理系统智能信息处理系统u如果一个物理符号系统具有上述全部6种功能，能够完成这个全过程，那么它就是一个完整的物理符号系统。u人具有上述6种功能；现代计算机也具备物理符号系统的这6种功能。假设：任何一个系统，如果它能表现出智能，假设：任何一个系统，如果它能表现出智能，那么它就必定能
18、够执行上述那么它就必定能够执行上述6 6种功能；种功能；反之，任何系统如果具有这反之，任何系统如果具有这6 6种功能，那么它就种功能，那么它就能够表现出智能；能够表现出智能；把这个假设称为物理符号系统的假设。u物理符号系统的假设伴随有3个推论，或称为附带条件。推论一推论一:既然人具有智能，那么他(她)就一定是个物理符号系统。推论二推论二:既然计算机是一个物理符号系统，它就一定能够表现出智能。推论三推论三:既然人是一个物理符号系统，计算机也是一个物理符号系统，那么我们就能够用计算机来模拟人的活动。1.2.31.2.3 人类智能的计算机模拟人类智能的计算机模拟u帕梅拉麦考达克(Pamela McC
19、orduck)在她的著名的人工智能历史研究机器思维(Machines Who Think,1979)中曾经指出：“在复杂的机械装置与智能之间存在着长期的联系。从几世纪前出现的神话般的复杂巨钟和机械自动机开始，人们已对机器操作的复杂性与自身的智能活动进行直接联系。”1.2.31.2.3 人类智能的计算机模拟人类智能的计算机模拟u机器智能可以模拟人类智能u智能计算机智能计算机p下棋p定理证明p语言翻译计算机的发展过程计算机的发展过程第一代 电子管计算机 （19461958年）第二代 晶体管计算机 （19591964年）第三代 集成电路计算机（19651970年）第四代 大规模集成电路计算机（197
20、1年）第五代 智能计算机 （1981年）第六代：生物计算机u新型智能计算机新型智能计算机p 神经计算机：模仿人的大脑判断能力和适应能力，具有可并行处理多种数据功能的神经网络计算机。p 量子计算机：遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息。1.2.31.2.3 人类智能的计算机模拟人类智能的计算机模拟u人工智能的研究目标人工智能的研究目标p近期目标近期目标l建造智能计算机代替人类的部分智力劳动。p远期目标远期目标l用自动机模仿人类的思维过程和智能行为。p最终目标最终目标l机器智能实现生物智能的各项功能。问题：最终目标能否实现？问题：最终目标能否实现？Google的人工智能版.a
21、vi著名的图灵测试著名的图灵测试u著名的英国科学家图灵图灵被称为人工智能之父,图灵不仅创造了一个简单的通用的非数字计算模型，而且直接证明了计算机可以以某种被理解为智能的方法工作。Alan Turing (1912-1954)u1950年，图灵发表了题为计算计算机能思考吗？机能思考吗？的论文，给人工智能下了一个定义，而且论证了人工智能的可能性。如果一台机器能够通过称之为图灵实验的实验，那它就是智慧的。图灵测试图灵测试u一个人在一间房子里，向另外一间房子里的人或机器提问，但这个人不知道回答问题的是人还是机器，如果这个人根本无法判断出是人还是计算机在回答问题，那么就可以认为计算机具有同人相当的智力。
22、u图灵实验的本质图灵实验的本质：让人在不看外型的情况下不能区别是机器的行为还是人的行为时，这个机器就是智慧的。u图灵为试验拟定的示范性问题问： 请给我写出有关“第四号桥”主题的十四行诗。答：不要问我这道题，我从来不会写诗。问：34957加70764等于多少？答：（停30秒后）105721问：你会下国际象棋吗？答：是的。问：我在我的K1处有棋子K；你仅在K6处有棋子K，在R1处有棋子R。现在轮到你走，你应该下那步棋？答：（停15秒钟后）棋子R走到R8处，将军！u图灵指出：“如果机器在某些现实的条件下，能够非常好地模仿人回答问题，以至提问者在相当长时间里误认它不是机器，那么机器就可以被认为是能够思
23、维的。”u然而，如果提问者并不遵循常规标准，编制回答的程序是极其困难的事情。例如，提问与回答呈现出下列状况：问：你会下国际象棋吗？答：是的。结论：你多半会想到，面前的这位是一部笨机器。问：你会下国际象棋吗？答：是的。问：请再次回答，你会下国际象棋吗？答：是的。u如果提问与回答呈现出另一种状态：问： 你会下国际象棋吗？答：是的。u问：你会下国际象棋吗？答：是的，我不是已经说过了吗？u问：请再次回答，你会下国际象棋吗？答：你烦不烦，干嘛老提同样的问题。结论：你面前的这位，大概是人而不是机器。 u上述两种对话的区别在于，第一种可明显地感到回答者是从知识库里提取简单的答案，第二种则具有分析综合的能力，
24、回答者知道观察者在反复提出同样的问题。u“图灵试验”没有规定问题的范围和提问的标准，如果想要制造出能通过试验的机器，以我们现在的技术水平，必须在电脑中储存人类所有可以想到的问题，储存对这些问题的所有合乎常理的回答，并且还需要理智地作出选择。图灵奖图灵奖u六十年代开始，美国计算机协会设立了一年一度的“图灵奖”，表彰在计算机科研领域获得重大成就的人，以此来纪念这位伟大的科学家。u图灵奖有“计算机界诺贝尔奖计算机界诺贝尔奖”之称 。u图灵奖先后授予给了47位计算机科学界的杰出人物。- 关系数据库理论的开创者Edgar Codd- 程序语言和算法理论的知名科学家E.W. Dijkstra- UNIX操
25、作系统的开创者Dennis Ritchie- 面向对象程序设计理论的奠基人以及苹果个人电脑基于鼠标的GUI界面的首创者Alan Kay- Fortran语言的设计者John Backus- IBM-RISC体系结构的创立者John Cocke- 1.3 1.3 人工智能主要学派人工智能主要学派u目前人工智能的主要学派p符号主义(Symbolicism)p联结主义(Connectionism)p行为主义(Actionism)1.3.1 1.3.1 人工智能各学派的认知观人工智能各学派的认知观p符号主义(Symbolicism)，又称为逻辑主义(Logicism)、心理学派(Psychlogism
26、)或计算机学派(Computerism)l原理主要为物理符号系统物理符号系统( (即符号操作系统即符号操作系统) )假设和有限合理性原理。假设和有限合理性原理。p符号主义认为人工智能源于数理逻辑。符号主义仍然是人工智能的主流派。这个学派的代表有纽厄尔、肖、西蒙和尼尔逊(Nilsson)等。1.3.2 1.3.2 人工智能各学派的认知观人工智能各学派的认知观p联结主义(Connectionism)，又称为仿生学派(Bionicsism)或生理学派(Physiologism)l原理主要为神经网络及神经网络间的连接机制与学习算法。p连接主义认为人工智能源于仿生学，特别是人脑模型的研究。 仿生手1.3
27、.3 1.3.3 人工智能各学派的认知观人工智能各学派的认知观p行为主义(Actionism)，又称进化主义(Evolutionism)或控制论学派(Cyberneticsism)l原理为为控制论及感知控制论及感知- -动作型控制系统动作型控制系统。p行为主义认为人工智能源于控制论。这一学派的代表作首推布鲁克斯(Brooks)的六足行走机器人，它被看做新一代的“控制论动物”，是一个基于感知动作模式的模拟昆虫行为的控制系统。六足步行机器人.flv1.3.4 1.3.4 对人工智能技术路线的争论对人工智能技术路线的争论 u如何在技术上实现人工智能系统、研制智能机器如何在技术上实现人工智能系统、研制
28、智能机器和开发智能产品和开发智能产品，即沿着什么技术路线和策略来发展人工智能，也存在有不同的派别，即不同的路线。p专用路线专用路线p通用路线通用路线p硬件路线硬件路线p软件路线软件路线1.3.4 1.3.4 对人工智能技术路线的争论对人工智能技术路线的争论 u专用路线专用路线p强调研制与开发专用的智能计算机、人工智能软件、专用开发工具、人工智能语言和其它专用设备。u通用路线通用路线p认为通用的计算机硬件和软件能够对人工智能开发提供有效的支持，并能够解决广泛的和一般的人工智能问题。p通用路线强调人工智能应用系统和人工智能产品的开发，应与计算机主流技术相结合，并把知识工程视为软件工程的一个分支。1
29、.3.4 1.3.4 对人工智能技术路线的争论对人工智能技术路线的争论 u硬件路线硬件路线p认为人工智能的发展主要依靠硬件技术。该路线还认为智能机器的开发主要有赖于各种智能硬件、智能工具及固化技术。u软件路线软件路线p强调人工智能的发展主要依靠软件技术。软件路线认为智能机器的研制主要在于开发各种智能软件、工具及其应用系统。1.4 1.4 人工智能的研究与应用领域人工智能的研究与应用领域u问题求解问题求解u自然语言理解自然语言理解u自动定理证明自动定理证明u专家系统专家系统u智能控制及智能系统智能控制及智能系统u模式识别模式识别u机器人学机器人学u数据挖掘与知识发现数据挖掘与知识发现u人工生命人
30、工生命问题求解问题求解l 人工智能最早的尝试：求解智力难题和下棋程序 能够求解难题的下棋程序 如：方盘棋、十五子棋、中国象棋、国际象棋 采用搜索和问题消解技术l 将各种数学公式符号汇编在一起，搜索解答空间，寻求较优解答。 纽厄尔(Newell)与曲蒙(Simon)合作完成的通用问题求解程序(General Problem Solver)能够求解11种不同类型的问题。 1993年美国开发MACSYMA软件，能够进行比较复杂的数学公式符号运算。自然语言理解自然语言理解l 人工智能研究的热门课程之一，人们很早开始研制语言翻译系统。 把句子从一种语言翻译成另一种语言l 现状与发展 早期自然语言理解大多
31、采用键盘输入自然语言 现在已开发出文字识别和语言识别系统，能够配合进行书面语言和有声语言的识别与理解。 发展趋势为语义理解为特征的自然语言处理和机器翻译。 智能翻译系统人们可对它说话，它能将对话打印出来，并可用另一种语言表示出来；有的系统还可以回答文本信息中的有关问题和提取摘要。l 自然语言理解可看成是模式识别研究的自然延伸。自动定理证明自动定理证明l 自动定理证明ATP(Automatic Theorem Proving，ATP)l 把人类证明定理的过程变成能在计算机上自动实现符号演算的过程。 如：四色定律l AI的一个重要研究领域，在AI发展中曾起过重大的作用。l 逻辑理论家纽厄尔(New
32、ell)最早尝试自动定理证明，提出模拟人用数理逻辑证明定理的思想，于1963年证明罗素著作数学原理第一章的全部定理。l 自动定理证明的基础是逻辑系统l 传统定理证明系统大都是建立在数理逻辑系统上的。l 新的逻辑系统 模态逻辑、模糊逻辑、时序逻辑、默认逻辑、次协调逻辑等，它们都有相应的逻辑推理规则和方法。专家系统专家系统l 专家系统是一个具有大量专门知识与经验的程序系统，应用人工智能技术，根据某个领域的多个人类专家提供的知识和经验进行推理和判断，模拟人类专家的决策过程，以解决需要专家才能够解决的复杂问题。基于规则的方法、基于框架的技术和基于模型的原理l 成功的专家系统案例“专家系统和知识工程之父
33、”的费根鲍姆(Feigenbaum) 研究小组于1968年研究成功第一个专家系统DENDRAL，用于质诺仪分析有机化合物的分子结构。1972-1976年，Standard大学成功开发MYCIN医疗专家系统，用于抗生素药物治疗。其它PROSPECTOR地质勘探专家系统、RT计算机结构设计专家系统、ELAS钻井数据分析专家系统、ACE电话电缆维护专家系统等l 一些发达国家投入大量资金开发用于知识发现的专家系统 美国CYC计划、日本EDR 计划，建立大型医疗知识库、大型工程知识库、大型常识库的庞大计划。智能控制及智能系统智能控制及智能系统l 智能控制智能控制(Intelligent Control)
34、(Intelligent Control) 无须或尽可能少的人工干预就能够独立地驱动智能机器实现目标的自动控制。 采用AI理论及技术与经典控制理论(频域法)、现代控制理论(时域法)相结合，研制智能控制系统的方法和技术。 AI与控制论以及工程控制论相结合。l 智能系统智能系统(Intelligent System)(Intelligent System) 具有智能化软、硬件的计算机控制系统或计算机信息系统。 在AI中，具有问题求解和高层决策功能的学习控制系统。拟人控制系统、自主机器人控制系统、人-机控制系统。模式识别模式识别lAI最早和最重要的研究领域之一，代替人类感知模式，对人类感知外界功能的
35、模拟。 对文字、图形、图像、语音等进行识别 手写字符的识别、汽车牌照的识别、指纹识别、语音识别等l广义研究目标应用计算机及外部设备对某些复杂事物进行鉴别和分类。被鉴别或分类的事件或过程，可以是物理的、化学的或生理的对象。对象既可以是具体对象，例如文字、声音、图像等；也可以是抽象对象，例如状态、程度等，这些对象通常以非数字形式的信息出现。l狭义研究目标为计算机配置各种感觉器官，使之能直接接受外界的各种信息。对实现图形及语音识别等智能系统，都是必不可少的，而且是至关重要的。如各种印刷体和某些手写体的文字识别，指纹、白血球、癌细胞、遥感图像和三继石油地震勘探图像的识别等。机器人学机器人学l 研究内容
36、动作控制，如移动式机器人的机械动作控制问题。机器人体系结构、控制、智能、视觉、触觉、力觉、听觉、装配机器人语言等。l 研究目的技术上的考虑如何提高工作质量和生产效率，降低成本，代替人类在高温、高压、深水和带有放射性及有毒、有害物质的特殊环境中从事繁重或危险的工作。科学研究的需求研究新一代机器人，在一定程度上感知周围世界，进行记忆、推理、判断，成为会下核、会写字绘画、能作简单对话、会操作规定的工具，从而能模仿人的智力和行为。l 为AI研究提供一个综合试验场，能全面地检验AI研究的各个领域技术，如计算机视觉、模式识别、博奔、智能控制、规划技术以及这些技术的综合应用。若干新研究领域若干新研究领域u分
37、布式人工智能与分布式人工智能与AgentAgentu计算智能与进化计算计算智能与进化计算u人工生命人工生命u数据挖掘与知识发现数据挖掘与知识发现u智能检索智能检索人工生命人工生命l 研究具有某些生命基本特征的人工系统 如何利用计算技术研究生物现象 如何利用生物技术研究计算问题l 人工智能注重研究第(2)方面的问题。l 已有很多源于生物现象的计算技巧 人工神经网络是简化的大脑模型遗传算法模拟基因进化过程，提高计算和优化效率。 生物系统-社会系统，即“群集智能(Swarm Intelligence)。研究由简单个体组成的群落与环境以及个体之间的互动行为，建立相应的模拟系统。利用局部信息从而可能产生
38、不可预测的群体行为，模拟蚂蚁群、鱼群和鸟群的运动现象及规律。数据挖掘与知识发现数据挖掘与知识发现l 庞大的数据库及其中的海量数据是极其丰富的信息源，但是仅仅依靠传统的数据检索机制和统计分析方法已经远远不能满足需要了l 新兴的自动信息提取技术、数据挖掘和知识发现等应运而生并得到迅速发展。为智能地自动把海量的数据转化成有用的信息和知识提供手段。1.十大人工智能生活十大人工智能生活- -植入芯片植入芯片u最容易使自己半机械化的方法就是这样了，使用一个装有微型芯片的玻璃胶囊，植入到人体内，这样就完成了半机械化。u极客们植入芯片他们的想法是：在我的体内植入芯片，当我想要开门，我不需要钥匙；当我想要操作电
39、脑，我不需要键盘；当我发动摩托车，我不需要摁下油门。因为我体内有全部的控制芯片，我只需要挥挥手做出相应的动作，这些就全部能够实现。2.十大人工智能生活十大人工智能生活- -未来手表未来手表u使用一款超级牛的手表，带有发动汽车、浏览网页、接受短信、操作电脑、无线炒股、播放视频等功能，能否显示时间倒无所谓。我们现在可以看到一些有天赋的手表设计师的作品中看出这种趋势，那就是便携而功能强大的电子设备迟早会出现。3.十大人工智能生活十大人工智能生活- -超级显示器超级显示器u这种超级显示器的名字叫i-glasses，它的外观就像一副眼镜。镜片部分是两个高分辨率的LCD，可以当作任何电脑的显示设备，台式机
40、、笔记本、PDA都不在话下。它仅仅重7盎司，但是当我们戴上它，效果却犹如观看70英寸的大屏幕显示器。4.十大人工智能生活十大人工智能生活- -超级跳超级跳u身体过于电子化很容易退化，如果我们想要拥有超人般的体能，还可以借助下面这种装置.超级跳这个名词不仅在CS中出现，还能出现在我们的生活中，那就是使用下面这种极客装置，利用弹力可以让你轻松跳跃6英尺高，9英尺远。是不是听上去好像机器人的体能？5.十大人工智能生活十大人工智能生活- -智能纤维智能纤维u马萨诸塞州的一家科研机构研究出一种带有完整电脑功能的“布料”。每一块布料都带有一套完整的电脑系统，包括微处理器，存储器，无线电发射器，感应器，麦克
41、风，显示屏等等，把特定布料组合到一起就可以创作出各种各样功能的日用品。6.十大人工智能生活十大人工智能生活- -万能手套万能手套u已经有很多科学家发明出这种手套，可以即时捕捉人类手掌和手指的动作，并把动作信号传到计算机中。7.十大人工智能生活十大人工智能生活- -预警工具预警工具u骑自行车时，如果你想让别人知道你要转弯，你就必须伸出手臂让所有人知道，这时你只能单手骑车，听上去有些危险，所以你可以使用这个，可以让耳朵变成转向灯的小装置。当你想要向左转，你的左耳朵就会发出夸张的红光，让后面的人知道你要左转。u还有一种眼镜也很神奇，镜片左下和右下方都有一个类似于倒车镜的小装置，这样，不会担心骑车时看
42、不到后面的车辆了。8.十大人工智能生活十大人工智能生活- -显示屏显示屏T T恤恤u这两种T恤非常有趣，一件可以当作频谱显示，另一个居然可以玩经典游戏“Pong”。这样，也算半机械化了。9.十大人工智能生活十大人工智能生活- -隐形眼镜隐形眼镜u当然不止我们现在所见到的普通隐形眼镜带有的功能，还带有GPS，显示新闻，测量距离，估计对方战斗力等。10.十大人工智能生活十大人工智能生活- -未来派的生活未来派的生活u你可以看看科学家Kevin Warwic过着什么样的生活，他在自己左臂神经细胞中植入了芯片，希望将来可以直接把他的神经系统与电脑连接，这样可以有效帮助那些残疾人第一时间获得信息。人工智
43、能技术的发展u人工智能的研究在不断地发展.u专家开始担心人工智能可能会.课堂讨论课堂讨论u通过查阅人工智能相关资料，谈谈你对人工智能的理解。人工智能是否最终可以超过人类智能？正方观点：人工智能不会超过人类智能。反方观点：人工智能能够超过人类智能。u人工智能离我们的生活有多远？人工大脑之父雨果认为：未来机器人能和人做朋友u 雨果认为人工智能发展水平与日俱增，大约再过20年、30年，拥有人工智能的机器就可以和人类做朋友了！u 美国ABC曾经放过关于这样的两个纪录片：u 其中有一个讲了能够灭绝人类的七大威胁，其中有一个就是智能机器。诚然，50年后，人工智能机器会得到飞速发展，到时他们的能力可能为现在
44、的上亿倍或上十亿倍，这将成为是21世纪一个政治性的问题。u 从近期来看，如果我们停止人工智能研究，将是一个非常愚蠢的行为，因为智能机器可以为我们打扫房间，可以看小孩儿，益处多多。如果从长远来看，也可能给人类构成威胁，因为目前人脑的智慧很高，人工智能的智慧很低，差别非常大的。但人脑的智慧和智能机器的智慧之间的差距会越来越小，一旦它要超过人类的智能，将非常危险。这也仅仅是一个预测！u 科幻电影中曾多次提到具有智能的机器人，可能我们看了以后感觉好遥远，会认为这是只有在科幻电影中才会出现的场景，但你可否想过，可能这样一个看似遥远的事情，很快就会成为现实？推荐电影推荐电影u人工智能，人工智能，20012
45、001p 导演：斯皮尔博格p 概要：在二十一世纪，地球因温室效应而令冰山溶化，许多沿海城市被水淹没，人类只有依靠电脑的人工智能来维持生命，同时人类也应用具有人工智能的机器人作各种不同的用途。其中有一个家庭，一对人类父母收养了小机器人大卫作为他们的儿子，给他真人一样的生活。而大卫在人类中长大，开始了一段非比寻常的心路历程。人工智能电影_01.flvIm only a machine!Terminator IIIIm only a machine!Terminator III Terminator IV Terminator IVMIT AI LaboratoryMIT AI Lab.mp4Googles AI brain.avi谷歌为何如此痴迷于人工智能和机器人？http:/ you!
