《人工智能緒論46》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《人工智能緒論46（46頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、CISIC,CISIC,CISIC,CISIC,CISIC,CISIC,CISIC,CISIC,CISIC,單擊此處編輯母版文本樣式,第二層,第三層,第四層,第五層,單擊此處編輯母版標題樣式,*,人,,工,,智,,能,中南大學 智能系統(tǒng)與智能軟件研究所,1.1,人工,智,智能,的,的定,義,義和,發(fā),發(fā)展,1.2,人類,智,智能,和,和人,工,工智,能,能,1.3,人工,智,智能,的,的各,種,種認,知,知觀,1.4,人工,智,智能,的,的研,究,究與,應(yīng),應(yīng)用,領(lǐng),領(lǐng)域,1.5,課程,概,概要,中南,大,大學,智,智能,系,系統(tǒng),與,與智,能,能軟,件,件研,究,究所,1.1.1,人工,智

2、,智能,的,的定,義,義,幾種,定,定義,智能,機,機器,（,（,intelligentmachine,）,能夠,在,在各,類,類環(huán),境,境中,自,自主,地,地或,交,交互,地,地執(zhí),行,行各,種,種擬,人,人任,務(wù),務(wù)的,機,機器,（,（如,無,無人,駕,駕駛,汽,汽車,）,）,人工,智,智能,（,（學,科,科）,是計,算,算機,科,科學,中,中涉,及,及研,究,究、,設(shè),設(shè)計,和,和應(yīng),用,用智,能,能機,器,器的,一,一個,分,分支,1.1,定,定義,和,和發(fā),展,展,3,人工,智,智能,（,（能,力,力）,是智,能,能機,器,器所,執(zhí),執(zhí)行,的,的通,常,常與,人,人類,智,智能,有,

3、有關(guān),的,的智,能,能行,為,為，,如,如判,斷,斷、,推,推理,、,、證,明,明、,識,識別,、,、感,知,知、,理,理解,、,、通,信,信、,設(shè),設(shè)計,、,、思,考,考、,規(guī),規(guī)劃,、,、學,問,問和,問,問題,求,求解,等,等思,維,維活,動,動,4,1.1.2,人工,智,智能,的,的起,源,源與,發(fā),發(fā)展,孕育,期,期（,1956,年前,）,）,數(shù)理,邏,邏輯,學,學科,（,（弗,雷,雷治,、,、,維納,等,等,）,計算,的,的新,思,思想,（,（丘,奇,奇、,圖靈,等）,形成,期,期（,1956--1970,年）,1956,年，,第,第一,次,次人,工,工智,能,能的,研,研討,會,

4、會,1969,年，第一,屆,屆國際人,工,工智能聯(lián),合,合會議，,首,首次使用,人,人工智能,這,這一術(shù)語,，,，標志著,人,人工智能,學,學科的誕,生,生,1970,年，《人,工,工智能》,國,國際雜志,創(chuàng),創(chuàng)刊,1.1,定,定義和發(fā),展,展,5,諾伯特·,維,維納(Norbert Wiener，1894-1964),美國數(shù)學,家,家，控制,論,論的創(chuàng)始,人,人，信息,論,論的創(chuàng)始,人,人之一,阿蘭·,麥,麥席森·,圖,圖靈（AlanMathison Turing,，,，1912—1954）,英國數(shù)學,家,家，人工,智,智能之父,，,，圖靈機,，,，圖靈測,試,試,6,7,計算機能,否,否思

5、維：,圖,圖靈測試,在不接觸,對,對方的情,況,況下，通,過,過一種特,殊,殊的方式,，,，和對方,進,進行對話,，,，在相當,長,長一段時,間,間，無法,判,判斷對方,是,是人還是,計,計算機，,則,則認為計,算,算機能思,維,維。,計算機界,最,最高獎“,圖,圖靈獎”,美國計算,機,機協(xié)會（ACM，AssociationforComputerMachinery）于1966,年,年設(shè)立的,，,，每年一,次,次，專門,獎,獎勵那些,對,對計算機,科,科學研究,與,與推動計,算,算機技術(shù),發(fā),發(fā)展有卓,越,越貢獻的,杰,杰出科學,家,家。,2000,年,年，華人,獲,獲得者姚,期,期智 ，,理,

6、理論計算,，,，算法復(fù),雜,雜性?，F(xiàn),任,任清華大,學,學理論計,算,算機科學,研,研究中心,主,主任。,8,約翰·馮,·,·諾依曼,（,（ JohnVonNeuman，1903－1957,）,），美藉,匈,匈牙利人,數(shù)學家、,計,計算機學,家,家，1946年發(fā),明,明世界上,第,第一臺電,子,子計算機,，,，電子計,算,算機之父,，,，博弈論,之,之父，首,次,次提出二,進,進制思想,與,與程序內(nèi),存,存思想,9,博弈論,是指某個,個,個人或是,組,組織，面,對,對一定的,環(huán),環(huán)境條件,，,，在一定,的,的規(guī)則約,束,束下，依,靠,靠所掌握,的,的信息，,從,從各自選,擇,擇的行為,或,或是

7、策略,進,進行選擇,并,并加以實,施,施，并從,各,各自取得,相,相應(yīng)結(jié)果,或,或收益的,過,過程，在,經(jīng),經(jīng)濟學上,博,博弈論是,個,個非常重,要,要的理論,概,概念。,“囚徒困,境,境”、“,智,智豬博弈,”,”,10,囚徒困境,警方逮捕,甲,甲、乙兩,名,名嫌疑犯,，,，但沒有,足,足夠證據(jù),指,指控二人,入,入罪。于,是,是警方分,開,開囚禁嫌,疑,疑犯，分,別,別和二人,見,見面，并,向,向雙方提,供,供以下相,同,同的選擇,：,：,若一人認,罪,罪并作證,檢,檢控對方,（,（相關(guān)術(shù),語,語稱“背,叛,叛”對方,）,），而對,方,方保持沉,默,默，此人,將,將即時獲,釋,釋，沉默,者

8、,者將判監(jiān)10年。,若二人都,保,保持沉默,（,（相關(guān)術(shù),語,語稱互相,“,“合作”,）,），則二,人,人同樣判,監(jiān),監(jiān)半年。,若二人都互相檢,舉,舉（互相“背叛,”,”），則二人同,樣,樣判監(jiān)2年。,11,答案是：雙方都,會,會選擇背叛,若對方沉默、背,叛,叛會讓我獲釋，,所,所以會選擇背叛,。,。,若對方背叛指控,我,我，我也要指控,對,對方才能得到較,低,低的刑期，所以,也,也是會選擇背叛,。,。,二人面對的情況,一,一樣，所以二人,的,的理性思考都會,得,得出相同的結(jié)論,—,——選擇背叛。,背,背叛是兩種策略,之,之中的支配性策,略,略。因此，這場,博,博弈中唯一可能,達,達到的納什均

9、衡,，,，就是雙方參與,者,者都背叛對方，,結(jié),結(jié)果二人同樣服,刑,刑2年。,12,智豬博弈,豬圈里有兩頭豬,，,，一頭大豬，一,頭,頭小豬。豬圈的,一,一邊有個踏板，,每,每踩一下踏板，,在,在遠離踏板的豬,圈,圈的另一邊的投,食,食口就會落下少,量,量的食物。如果,有,有一只豬去踩踏,板,板，另一只豬就,有,有機會搶先吃到,另,另一邊落下的食,物,物。當小豬踩動,踏,踏板時，大豬會,在,在小豬跑到食槽,之,之前剛好吃光所,有,有的食物；若是,大,大豬踩動了踏板,，,，則還有機會在,小,小豬吃完落下的,食,食物之前跑到食,槽,槽，爭吃到另一,半,半殘羹。,那么，兩只豬,各,各會采取什么,策,

10、策略？,13,答案是：小豬,將,將選擇“搭便,車,車”策略，也,就,就是舒舒服服,地,地等在食槽邊,；,；而大豬則為,一,一點殘羹不知,疲,疲倦地奔忙于,踏,踏板和食槽之,間,間。,改變方案一：,減,減量方案。投,食,食僅原來的一,半,半分量。結(jié)果,是,是小豬大豬都,不,不去踩踏板了,。,。,改變方案二：,增,增量方案。投,食,食為原來的一,倍,倍分量。結(jié)果,是,是小豬、大豬,都,都會去踩踏板,。,。,改變方案三：,減,減量加移位方,案,案。投食僅原,來,來的一半分量,，,，但同時將投,食,食口移到踏板,附,附近。結(jié)果呢,，,，小豬和大豬,都,都在拼命地搶,著,著踩踏板。,14,1.1.2,人

11、工智能的起,源,源與發(fā)展,發(fā)展期（,1970,年,~,）,進一步研究,AI,基本原理方法,和,和技術(shù),進行實用化研,究,究,專家系統(tǒng)與知,識,識工程,智能機器人,智能控制等,近十幾年的熱,門,門研究領(lǐng)域：,機,機器學習、模,式,式識別、計算,智,智能、人工神,經(jīng),經(jīng)網(wǎng)絡(luò),1.1 定義,和,和發(fā)展,15,1.2,人類智能和人,工,工智能,1.2.1,智能信息處理,系,系統(tǒng)的假設(shè),人是一種智能,信,信息處理系統(tǒng),物理符號系統(tǒng),的,的六種基本功,能,能,輸入符號、輸,出,出符號、存儲,符,符號、復(fù),制,制符號、建立,符,符號結(jié)構(gòu)、條,件,件性遷移,16,物理符號系統(tǒng),的,的假設(shè),任何一個系統(tǒng),，,，

12、如果它能夠,表,表現(xiàn)出智能，,那,那么一定是物,理,理符號系統(tǒng)，,反,反之，任何系,統(tǒng),統(tǒng)如果是物理,符,符號系統(tǒng)，那,么,么它就能表現(xiàn),出,出智能。,推論一：人是,物,物理符號系統(tǒng),推論,二,二：,計,計算,機,機能,夠,夠表,現(xiàn),現(xiàn)出,智,智能,推論,三,三：,計,計算,機,機能,夠,夠模,擬,擬人,的,的活,動,動,17,1.2.1,智能,信,信息,處,處理,系,系統(tǒng),的,的假,設(shè),設(shè),人類,的,的認,知,知行,為,為具,有,有不,同,同層,次,次,認知,生,生理,學,學,研究,神,神經(jīng),系,系統(tǒng),的,的活,動,動，,是,是認,知,知研,究,究的,底,底層,認知,心,心理,學,學,研究,

13、思,思維,策,策略,，,，是,認,認知,研,研究,的,的頂,層,層,認知,信,信息,學,學,研究,生,生理,行,行為,和,和心,里,里活,動,動的,轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)化,，,，中,間,間層,認知,工,工程,學,學,研究,認,認知,行,行為,的,的信,息,息加,工,工處,理,理,1.,2,人,人類,智,智能,和,和人,工,工智,能,能,18,1.2.2,人類,智,智能,的,的計,算,算機,模,模擬,機器,智,智能,可,可以,模,模擬,人,人類,智,智能,智能,計,計算,機,機,下棋,定理,證,證明,語言,翻,翻譯,新型,智,智能,計,計算,機,機,神經(jīng),計,計算,機,機,量子,計,計算,機,機,1.2,人,

14、人類,智,智能,和,和人,工,工智,能,能,19,1.2.3,人工,智,智能,的,的研,究,究目,標,標,近期,目,目標,建造,智,智能,計,計算,機,機代,替,替人,類,類的,部,部分,智,智力,勞,勞動,遠期,目,目標,用自,動,動機,模,模仿,人,人類,的,的思,維,維過,程,程和,智,智能,行,行為,1.2,人,人類,智,智能,和,和人,工,工智,能,能,20,1.3,人工,智,智能,的,的各,種,種認,知,知觀,符號,主,主義,（,（,Symbolicism,）,基于,物,物理,符,符號,系,系統(tǒng),假,假設(shè),和,和有,限,限合,理,理性,原,原理,連接,主,主義,（,（,Connec

15、tionism,）,基于,神,神經(jīng),網(wǎng),網(wǎng)絡(luò),及,及其,間,間的,連,連接,機,機制,與,與學,習,習算,法,法,行為,主,主義,（,（,Actionism,）,基于,控制,論,論及,感,感知,—,—動,作,作型,控,控制,系,系統(tǒng),,21,1.4,人工,智,智能,的,的研,究,究及,應(yīng),應(yīng)用,領(lǐng),領(lǐng)域,人工,智,智能,的,的基,本,本技,術(shù),術(shù),知識,表,表示,（,（,KnowledgeRepresentation,）,狀態(tài),空,空間,法,法、,問,問題,歸,歸約,法,法、,謂,謂詞,邏,邏輯,法,法…,推理,搜,搜索,（,（,Searching&Reasoning,）,啟發(fā),式,式搜,索,

16、索、,消,消解,原,原理,、,、不,確,確定,性,性推,理,理…,計算,智,智能,（,（,ComputationalIntelligence,）,模糊,計,計算,、,、神,經(jīng),經(jīng)計,算,算、,進,進化,計,計算,…,…,構(gòu)成,技,技術(shù),（,（系,統(tǒng),統(tǒng)與,語,語言,）,）,產(chǎn)生,式,式系,統(tǒng),統(tǒng)、,LISP,語言,、,、,Prolog,語言,…,…,,22,1.4.1,問題求解,問題的表示、分,解,解、搜索、歸約,等,等,進行復(fù)雜的數(shù)學,公,公式符號運算求,解,解,下棋程序,1.4 研究及,應(yīng),應(yīng)用,1997年5月,，,，IBM公司,研制的深藍（Deep Blue）,智能計算機在6,局,局比賽

17、中,以2勝1負3平,的,的結(jié)果，戰(zhàn),勝國際象棋大師,卡,卡斯帕,羅夫。,23,1.4.2,邏輯推理與定理,證,證明,通過對事實數(shù)據(jù),庫,庫的操作來證明,定,定理,多種證明方法,1976年7月,，,，美國的阿佩爾,等,等人用3臺,大,大型計算機，,花,花去1200小,時,時，成功證明世,界,界近代三大難題,之,之一“四色定理,”,”，,幾何定理證明的,“,“吳氏方法”，,中,中科院院士吳文,俊,俊發(fā)明,24,1.4.3,自然語言理解,語言,自然語言、人造,語,語言、機器語言,“理解”的標準,語音識別，五、,六,六十年代提出的,設(shè),設(shè)想，現(xiàn)在還未,完,完全解決,1.4.4,自動程序設(shè)計,根據(jù)不同目

18、的描,述,述來編寫的計算,機,機程序,促進人工智能系,統(tǒng),統(tǒng)的發(fā)展,1.4 研究及,應(yīng),應(yīng)用,25,1.4.5,專家系統(tǒng),是一個智能化的,計,計算機程序系統(tǒng),和傳統(tǒng)的計算機,程,程序之間有本質(zhì),區(qū),區(qū)別,1.4.6,機器學習(,hot,),是研究計算機怎,樣,樣模擬或?qū)崿F(xiàn)人,類,類的學習行為，,以,以獲取新的知識,或,或技能，重新組,織,織已有的知識結(jié),構(gòu),構(gòu)使之不斷改善,自,自身的性能。它,主,主要使用歸納、,綜,綜合而不是演繹,。,。,常用學習方法：,決,決策樹學習、人,工,工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、貝,葉,葉斯學習、遺傳,算,算法、支持向量,機,機,1.4 研究及,應(yīng),應(yīng)用,26,機器學習十大算,法,

19、法,決策樹（Decision Trees）,K-均值（K-means）,支持向量機（SupportVectorMachines）,Apriori,關(guān),關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘算,法,法,EM算法,網(wǎng)頁分級算法（PageRank）,提升（AdaBoost）,K-最近鄰（K-nearest neighbor）,樸素貝,葉,葉斯（NaiveBayes）,分類與,回,回歸樹,（,（CART）,,,27,1.4.7,神經(jīng)網(wǎng),絡(luò),絡(luò)(,hot,),神經(jīng)計,算,算機,在其它,領(lǐng),領(lǐng)域中,的,的廣泛,應(yīng),應(yīng)用,1.4,研,研究,及,及應(yīng)用,28,1.4.8,機器人,學,學,操作機,器,器人,智能機,器,器人,機器人,的,

20、的廣泛,應(yīng),應(yīng)用,促進人,工,工智能,的,的發(fā)展,29,工業(yè)機,器,器人,30,軍事機,器,器人,31,排爆機,器,器人,32,娛樂、,家,家用機,器,器人,33,仿人機,器,器人,34,35,1.4.9,模式識,別,別(,hot,),是計算,機,機對環(huán),境,境識別,的,的需要,是對人,類,類環(huán)境,的,的感知,模,模擬,主要應(yīng),用,用：生,物,物特征,識,識別，,包,包括指,紋,紋識別,、,、虹膜,識,識別、,人,人臉識,別,別、語,音,音識別,、,、數(shù)字,（,（文字,）,）識別,、,、筆跡,識,識別等,1.4,研,研究,及,及應(yīng)用,36,指紋識,別,別,37,虹膜識,別,別,38,人臉（,檢

21、,檢測）,識,識別,39,車牌識,別,別,40,1.4.10,機器視,覺,覺(,hot,),人類,80,％以上,的,的外部,信,信息來,自,自視覺,低層視,覺,覺與高,層,層視覺,前沿研,究,究領(lǐng)域,廣泛應(yīng),用,用,41,1.4.11,智能控制,驅(qū)動智能機,器,器自主地實,現(xiàn),現(xiàn)其目標的,過,過程,是一個定性,和,和定量的混,合,合控制過程,是當今自動,控,控制的最高,水,水平,1.4.12,智能檢索(,hot,),是信息時代,來,來臨的需要,智能檢索系,統(tǒng),統(tǒng)所面臨的,三,三大問題,1.4 研,究,究及應(yīng)用,42,1.4.13,智能調(diào)度與,指,指揮,尋找最佳調(diào),度,度和組合,NP,完全類問題

22、,的,的求解,軍事指揮系,統(tǒng),統(tǒng)等領(lǐng)域,1.4.14,分布式人工,智,智能與,Agent,是傳統(tǒng)人工,智,智能的延伸,和,和擴展,研究目標是,創(chuàng),創(chuàng)建一種能,描,描述自然系,統(tǒng),統(tǒng)和社會系,統(tǒng),統(tǒng)的精確概,念,念模型,1.4 研,究,究及應(yīng)用,43,1.4.15,計算智能與,進,進化計算(,hot,),計算智能,包括神經(jīng)計,算,算、模糊計,算,算、進化計,算,算等,進化計算的,理,理論基礎(chǔ)是,生,生物進化論,1.4.16,數(shù)據(jù)挖掘與,知,知識發(fā)現(xiàn)(,hot,),知識獲取,數(shù)據(jù)庫知識,挖,挖掘,1.4 研,究,究及應(yīng)用,44,1.4.17,人工生命,人工生命概,念,念的提出,理論基礎(chǔ)與,研,研究方法,研究內(nèi)容,1.4.18,系統(tǒng)與語言,工,工具,計算機系統(tǒng),的,的一些概念,得,得到發(fā)展,新的編程語,言,言與專用開,發(fā),發(fā)工具,1.4 研,究,究及應(yīng)用,45,國內(nèi)主要研,究,究機構(gòu),中科院自動,化,化所模式識,別,別國家重點,實,實驗室,清華大學智,能,能技術(shù)與系,統(tǒng),統(tǒng)國家重點,實,實驗室,北京大學視,覺,覺與聽覺信,息,息處理國家,重,重點實驗室,南京大學計,算,算機軟件新,技,技術(shù)國家重,點,點實驗室,46,