1、人工智能人工智能Artificial Intelligence教材：教材：蔡自兴蔡自兴，徐光祐徐光祐.人工智能及其应用人工智能及其应用研究生用书研究生用书 第三版，清华大学出版社第三版，清华大学出版社2022-12-5安徽大学 计算机科学与技术学院2第一章 绪论n1.1 人工智能的定义和发展n1.2 人类智能和人工智能n1.3 人工智能的各种认知观n1.4 人工智能的研究与应用领域n1.5 课程概要2022-12-5安徽大学 计算机科学与技术学院31.1.1 人工智能的定义几种定义n 智能机器（intelligent machine）n 人工智能（学科2）n 人工智能（能力3）n 人工智能（拟
2、人思维、行为 4,5,8,9）n 人工智能（理性思维、行为6,7,10,11）1.1 定义和发展2022-12-5安徽大学 计算机科学与技术学院41.1.2 人工智能的起源与发展人工智能的起源与发展n 孕育期（孕育期（19561956年前）年前）n 数理逻辑学科（弗雷治、维纳等数理逻辑学科（弗雷治、维纳等 ）n 计算的新思想（丘奇、图灵计算的新思想（丘奇、图灵 等）等）n 形成期（形成期（1956-19701956-1970年）年）n 19561956年年，第一次人工智能的研讨会，第一次人工智能的研讨会n 19691969年，第一届国际人工智能联合会议年，第一届国际人工智能联合会议IJCAIn
3、 1970 1970年，年，人工智能人工智能国际杂志创刊国际杂志创刊1.1 定义和发展2022-12-5安徽大学 计算机科学与技术学院51.1.2 人工智能的起源与发展人工智能的起源与发展n发展期（发展期（1970年年）n 进一步研究进一步研究AI基本原理方法和技术基本原理方法和技术n 进行实用化研究进行实用化研究n 专家系统与知识工程专家系统与知识工程n 智能机器人智能机器人n 智能控制等智能控制等n 从从“一枝独秀一枝独秀”到到“百花齐放百花齐放”1.1 定义和发展2022-12-5安徽大学 计算机科学与技术学院61.2 人类智能和人工智能1.2.1 智能信息处理系统的假设(P6-7)n
4、人是一种智能信息处理系统n 物理符号系统的六种基本功能n 物理符号系统的假设n 推论一：人具有智能人是物理符号系统n 推论二：计算机是物理符号系统具有智能n 推论三：计算机与人都是物理符号系统 计算机能够模拟人的智能活动2022-12-5安徽大学 计算机科学与技术学院71.2.1 智能信息处理系统的假设n 人类的认知行为具有不同层次n 认知生理学：人的神经系统n 认知心理学：人的思维策略n 认知信息学：生理活动心理活动n 认知工程学：认知行为的加工处理1.2 人类智能和人工智能2022-12-5安徽大学 计算机科学与技术学院81.2.2 人类智能的计算机模拟n 机器智能可以模拟人类智能n 智能
5、计算机n 下棋(1997年5月，IBM公司的Deep Blue智能计算机以2胜1负3平的结果，战胜国际大师Kasparov。32CPU，200万棋局，估价函数有8000个参数)n 定理证明n 语言翻译n 新型智能计算机n 神经计算机n 量子计算机1.2 人类智能和人工智能2022-12-5安徽大学 计算机科学与技术学院9 1.2.3 人工智能的研究目标n 近期目标建造智能计算机代替人类的部分智力劳动n 远期目标用自动机模仿人类的思维过程和智能行为1.2 人类智能和人工智能2022-12-5安徽大学 计算机科学与技术学院101.3 人工智能的各种认知观n 符号主义（Symbolicism）主流派
6、别基于物理符号系统假设和有限合理性原理n 连接主义（Connectionism）基于神经网络及其间的连接机制与学习算法n 行为主义（Actionism）基于控制论及感知动作型控制系统 2022-12-5安徽大学 计算机科学与技术学院111.4 人工智能的研究及应用领域n 人工智能的基本技术人工智能的基本技术n 知识表示（Knowledge Representation）状态空间法、问题归约法、谓词逻辑法n 推理搜索（Searching&Reasoning）启发式搜索、消解原理、不确定性推理n 计算智能（Computational Intelligence）模糊计算、神经计算、进化计算n 构成技
7、术（系统与语言）产生式系统、LISP语言、Prolog语言2022-12-5安徽大学 计算机科学与技术学院121.4.1 问题求解n 问题的表示、分解、搜索、归约等n 进行复杂的数学公式符号运算求解1.4.2 逻辑推理与定理证明n 通过对事实数据库的操作来证明定理n 多种证明方法n 几何定理证明的“吴氏方法”1.4 研究及应用2022-12-5安徽大学 计算机科学与技术学院131.4.3 自然语言理解n 语言n 自然语言、人造语言、机器语言n“理解”的难度 Context1.4.4 自动程序设计n 根据不同目的描述来编写的计算机程序n 促进人工智能系统的发展(语言的发展)1.4 研究及应用20
8、22-12-5安徽大学 计算机科学与技术学院141.4.5 专家系统n 是一个智能化的计算机程序系统n 和传统的计算机程序之间有本质区别1.4.6 机器学习n 是机器获取智能的途径n 学习是一个有特定目的的知识获取过程n 学习的本质是对信息的理解与应用n 有多种学习方法1.4 研究及应用2022-12-5安徽大学 计算机科学与技术学院151.4.7 神经网络n 神经计算机n 在其它领域中的广泛应用1.4.8 机器人学 n 操作机器人n 智能机器人n 机器人的广泛应用n 促进人工智能的发展1.4 研究及应用2022-12-5安徽大学 计算机科学与技术学院161.4.9 模式识别n 是计算机对环境
9、识别的需要n 是对人类环境的感知模拟1.4.10 机器视觉n 人类80以上的外部信息来自视觉n 低层视觉(图象处理)与高层视觉(理解)n 前沿研究领域n 广泛应用1.4 研究及应用2022-12-5安徽大学 计算机科学与技术学院171.4.11 智能控制n 驱动智能机器自主地实现其目标的过程n 是一个定性和定量的混合控制过程n 是当今自动控制的最高水平1.4.12 智能检索n 是信息时代来临的需要n 智能检索系统所面临的三大问题1.4 研究及应用2022-12-5安徽大学 计算机科学与技术学院181.4.13 智能调度与指挥n 寻找最佳调度和组合n NP完全类问题的求解n 军事指挥系统等领域1
10、.4.14 分布式人工智能与Agentn 是传统人工智能的延伸和扩展n 研究目标是创建一种能描述自然系统和社会系统的精确概念模型1.4 研究及应用2022-12-5安徽大学 计算机科学与技术学院191.4.15 计算智能与进化计算n 计算智能n包括神经计算、模糊计算、进化计算等n 进化计算的理论基础是生物进化论1.4.16 数据挖掘与知识发现n 知识获取n 数据库知识挖掘n 数据库中知识发现的四个特征P221.4 研究及应用2022-12-5安徽大学 计算机科学与技术学院201.4.17 人工生命n 人工生命概念的提出n 理论基础与研究方法n 研究内容1.4.18 系统与语言工具 nLISP语
11、言、Prolog语言 n计算机系统的一些概念得到发展n 新的编程语言与专用开发工具1.4 研究及应用2022-12-5安徽大学 计算机科学与技术学院211.5 课程概要n 简述人工智能的起源与发展n 概括地论述知识表示的各种主要方法n 研究常用的搜索原理和推理求解技术n 介绍近期人工智能技术和方法的热点n 比较详细地分析人工智能的主要应用领域n 讨论人工智能的争议与展望 2022-12-5安徽大学 计算机科学与技术学院22人工智能的诞生三个重要标志：1、Newell、Simon等合作研制了Logic Theory Machine程序系统，证明了名著数学原理第二章的38条定理，1958年美籍华人
12、王浩证明了数学原理有关命题演算的全部定理(220条)，谓词演算的85%的定理(150条)2、Samuel研制了具有自学习、自组织、自适应能力的跳棋程序。1959击败了自己，1962战胜了州的冠军。3、McCarthy研制成功了面向人工智能的语言LISP。符号处理语言，独领风骚几十年。1972年PROLOG语言诞生。2022-12-5安徽大学 计算机科学与技术学院23什么是人工智能？参考文献类型：1.人工智能2.人工智能语言3.计算智能4.知识表示5.推理及搜索算法6.机器学习2022-12-5安徽大学 计算机科学与技术学院24 辩论会辩论会主题：主题：人工智能能否超过人类智能？正方观点：正方观点：人工智能不会超过人类智能。反方观点：反方观点：人工智能能够超过人类智能。
