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1、,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,*,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,*,*,1,2024/11/23,人工智能導(dǎo)論,授課人：王天江,華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院,智能與分布式計(jì)算實(shí)驗(yàn)室,2,2024/11/23,教材及主要參考書,人工智能技術(shù)導(dǎo)論,第三版 廉師友,編著，,2007,年，西安電子科技大學(xué)出版社,人工智能及其應(yīng)用,（第二版），蔡自興 等，,1999,年，清華大學(xué)出版社,3,2024/11/23,第一章 人工智能概述,4,2024/11/23,人工智能的定義,人工智能至今尚無統(tǒng)一的

2、定義,我們給出的定義（狹義）：,能夠在各類環(huán)境中自主地或交互地執(zhí)行各種擬人任務(wù)的機(jī)器稱為智能機(jī)器,從學(xué)科的角度看，,人工智能是,計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)分支，它研究、設(shè)計(jì)和應(yīng)用智能機(jī)器，其目標(biāo)是使,智能,行為自動(dòng)化。,從能力的角度看，,人工智能是,智能機(jī)器所執(zhí)行的,與人的智能有關(guān)的功能，如判斷、推理、理解、學(xué)習(xí)和問題求解等思維活動(dòng),第一章 人工智能概述,5,2024/11/23,智能研究中一些難回答的問題,智能是一種獨(dú)立的才能，還是一系列獨(dú)一無二且不相關(guān)聯(lián)的能力的總稱？,多大程度上可以說智能是學(xué)到的而不是先天存在的？,學(xué)習(xí)時(shí)發(fā)生什么？,什么是創(chuàng)造力？,什么是直覺？,可以從觀察到的行為推斷出具有智能，還

3、是需要特定內(nèi)部機(jī)制的證據(jù)？,在生物體中，知識(shí)是如何表示的？,智能是否只存在于生物生存的過程中？,第一章 人工智能概述,6,2024/11/23,圖靈測(cè)試,最早專門論述機(jī)器智能與現(xiàn)代數(shù)字計(jì)算機(jī)關(guān)系的是圖靈的”計(jì)算機(jī)器與智能”,(1950),苦苦考慮是否能夠制造出真正可以思考的機(jī)器,思考這個(gè)問題本身的嚴(yán)重模糊性,阻礙了理性的思考,提出用實(shí)驗(yàn)來描述智能問題,第一章 人工智能概述,7,2024/11/23,怎么去認(rèn)定一臺(tái)計(jì)算機(jī)是具有,智能,的呢？,假設(shè)：這臺(tái)計(jì)算機(jī)能以一種和人類不能相區(qū)別的方式提供答案，則我們就認(rèn)為它的確在思維（感覺、理解）,如何定義智能機(jī)器？,8,2024/11/23,圖靈測(cè)試的重要

4、特征,它提供了一個(gè)判斷智能的標(biāo)準(zhǔn),避免了有關(guān)智能“真正”特征的爭論,因此,圖靈測(cè)試,成為許多現(xiàn)代,AI,程序評(píng)價(jià)方案的基礎(chǔ),第一章 人工智能概述,9,2024/11/23,圖靈測(cè)試的反對(duì)意見,它偏向于純粹的符號(hào)問題求解任務(wù),不適用于測(cè)試感知技能或要實(shí)現(xiàn)手工靈活性所需要的能力,沒有必要把機(jī)器智能強(qiáng)行套入人類智能的模具中，或許機(jī)器智能就是不同于人類智能，試圖按照人類的方式來評(píng)價(jià)它，可能根本就是一個(gè)錯(cuò)誤。,也有人全面批評(píng),圖靈測(cè)試，認(rèn)為分散了我們的注意力，應(yīng)研究通用理論，解釋人工智能，指導(dǎo)具體實(shí)踐問題,第一章 人工智能概述,10,2024/11/23,他假設(shè)他自己讀一段中文寫的故事,(,他不懂中文,

5、),他只能按照符號(hào)匹配、查找等計(jì)算機(jī)方法去讀這個(gè)字符串,他得到了正確答案，但他還是不理解故事,這個(gè)實(shí)驗(yàn)稱為中文屋子,證明：即便一臺(tái)計(jì)算機(jī)通過了圖靈檢驗(yàn)，它仍然完全不具備和理解有關(guān)的精神。,例如，美國哲學(xué),西爾勒的反對(duì)意見,一個(gè)人進(jìn)入餐館并要了一份漢堡包。當(dāng)漢堡包端來后發(fā)現(xiàn)給烘脆了，此人暴怒地離開了餐館，沒有付賬或留下小費(fèi)。,一個(gè)人進(jìn)入餐館并要了一份漢堡包。當(dāng)漢堡包端來后他非常喜歡它，而且在離開餐館付賬之前，給了服務(wù)生很多小費(fèi)。,問題：在每一種情形下此人是否吃了漢堡包？,11,2024/11/23,AI,研究的目標(biāo)與策略,研究目標(biāo)：制造出智能機(jī)器和智能系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)智能化社會(huì),研究策略：先部分或某種

6、程度地實(shí)現(xiàn)機(jī)器的智能，再逐步擴(kuò)展和延伸機(jī)器的智能，逐步實(shí)現(xiàn)智能化,第一章 人工智能概述,12,2024/11/23,智能的生物和社會(huì)模型,西方哲學(xué)的傳統(tǒng)中，把邏輯作為知識(shí)表示的依賴性，把邏輯推理作為智能推理的首要機(jī)制,一些批評(píng)者開始探索新的智能模型，智能行為的社會(huì)模型。與基于邏輯的方法相反，連接主義通過對(duì)人類大腦結(jié)構(gòu)建模來實(shí)現(xiàn)智能,神經(jīng)模型,一種基于生物的智能模型,演化計(jì)算模型,，如遺傳算法等。應(yīng)用生物進(jìn)化原理來尋找困難問題的解,第一章 人工智能概述,13,2024/11/23,AI,研究的內(nèi)容,1,，搜索與求解,2,，學(xué)習(xí)與發(fā)現(xiàn),3,，知識(shí)與推理,4,，發(fā)明與創(chuàng)造,5,，感知與交流,6,，記

7、憶與聯(lián)想,7,，系統(tǒng)與制造,8,，應(yīng)用與工程,第一章 人工智能概述,14,2024/11/23,AI,的研究途徑與方法,心理模擬，符號(hào)推演,生理模擬，神經(jīng)計(jì)算,行為模擬，控制進(jìn)化,群體模擬，仿生計(jì)算,博采廣鑒，自然計(jì)算,原理分析，數(shù)學(xué)建模,第一章 人工智能概述,15,2024/11/23,人工智能是一門知識(shí)的科學(xué)。以知識(shí)為對(duì)象，研究知識(shí)的獲取、表示和使用。,數(shù)據(jù)處理,-,知識(shí)處理,符號(hào)表示知識(shí)而不是數(shù)值、數(shù)據(jù)。,有啟發(fā)，有推導(dǎo)。,人工智能是引起爭論最多的科學(xué)之一,焦點(diǎn)：當(dāng)前人工智能的研究應(yīng)該以人類的普遍思維規(guī)律為主，還是以特定知識(shí)的處理和運(yùn)用為主？智能的本質(zhì)是什么？機(jī)器能達(dá)到人的水平嗎？,結(jié)論

8、：,人工智能研究是非常困難的,I,的研究特點(diǎn)（,1,）,第一章 人工智能概述,16,2024/11/23,I,的研究特點(diǎn)（,2,）,人工智能的研究是十分困難的。,McCarthy,：,人工智能的所有問題都是難解的。,Minsky,：,人工智能是有史以來最難的科學(xué)之一。難在：實(shí)現(xiàn)智能需要浩繁的知識(shí)，而最難對(duì)付的知識(shí)是常識(shí)（不是專業(yè)知識(shí)）。,Dreyfus,：,常識(shí)問題是實(shí)現(xiàn)人工智能的最大障礙。,第一章 人工智能概述,17,2024/11/23,I,的應(yīng)用領(lǐng)域,第一章 人工智能概述,18,2024/11/23,博弈,跳棋、國際象棋、,15,格拼圖等,智能性,良好的已定義的競技規(guī)則,易于用計(jì)算機(jī)表示

9、的格式,測(cè)試簡單,第一章 人工智能概述,19,2024/11/23,自動(dòng)推理和定理證明,“,可以把數(shù)學(xué)看成是從基本公理推導(dǎo)出定理的過程”（,Rusell and Whitehead,）,邏輯的嚴(yán)謹(jǐn)性和普遍性,低效性,謂詞演算,邏輯編程語言,啟發(fā)式算法,第一章 人工智能概述,20,2024/11/23,專家系統(tǒng),對(duì)特定領(lǐng)域知識(shí)的重視引發(fā)了對(duì)專家系統(tǒng)的研究,基于規(guī)則的知識(shí)表示,基于模型的知識(shí)表示,推理,第一章 人工智能概述,21,2024/11/23,自然語言理解和語義建模,可以理解并產(chǎn)生人類語言的程序,采集背景知識(shí),以一種有助于領(lǐng)悟語言的方式組織知識(shí),語義網(wǎng)絡(luò),第一章 人工智能概述,22,202

10、4/11/23,其它,對(duì)人類表現(xiàn)建模,規(guī)劃和機(jī)器人,人工智能的語言和環(huán)境,機(jī)器學(xué)習(xí),神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和遺傳算法,第一章 人工智能概述,23,2024/11/23,Natural Language Question Answering,http:/www.ai.mit.edu/projects/infolab/,24,2024/11/23,Search engines,Science,Medicine/,Diagnosis,Appliances,What else?,a,b,a,2,b,2,Can you prove theorems?,應(yīng)用,25,2024/11/23,Dante,1994 Dante

11、 II(CMU)explored the Mt.Spurr(Aleutian Range,Alaska)volcano.High-temperature,fumarole gas samples are prized by volcanic science,yet their sampling poses significant challenge.In 1993,eight volcanologists were killed in two separate events while sampling and monitoring volcanoes,機(jī)器人被用來進(jìn)行火山探險(xiǎn),26,2024

12、/11/23,如果蟲子可以學(xué)習(xí)會(huì)怎樣？,1988,年，麻省理工大學(xué)的,RodneyBrooks,實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)造出了這個(gè)六只腳的步行者，可以自學(xué)如何攀登和跨越障礙,27,2024/11/23,Sony AIBO,http:/,28,2024/11/23,思考一下：國際象棋、中國象棋與圍棋,為什么已經(jīng)有了可以戰(zhàn)勝國際大師的國際象棋程序，而中國象棋和圍棋的程序水平卻比較低呢？,力量投入問題？,計(jì)算機(jī)發(fā)展水平問題？,棋本身的復(fù)雜性問題？,其他別的問題？,第一章 人工智能概述,29,2024/11/23,歷史上的人工智能大師,下面介紹圖靈和幾位獲得圖靈獎(jiǎng)的人工智能大師,30,2024/11/23,阿倫,圖靈

13、（,Alan Turing,）,計(jì)算機(jī)科學(xué)理論的創(chuàng)始人,31,2024/11/23,阿倫,圖靈（,Alan Turing,）,1912,年出生于英國倫敦，,1954,年去世,1936,年發(fā)表論文“論可計(jì)算數(shù)及其在判定問題中的應(yīng)用”，提出圖靈機(jī)理論,1950,年發(fā)表論文“計(jì)算機(jī)與智能”，闡述了計(jì)算機(jī)可以具有智能的想法，提出圖靈測(cè)試,1966,年為紀(jì)念圖靈的杰出貢獻(xiàn)，,ACM,設(shè)立圖靈獎(jiǎng),32,2024/11/23,馬文,明斯基（,Marniv Lee Minsky,）,人工智能之父,框架理論的創(chuàng)立者,首位獲得圖靈獎(jiǎng)的人工智能學(xué)者,33,2024/11/23,馬文,明斯基（,Marniv Lee

14、Minsky,）,1927,年出生于美國紐約,1951,年提出思維如何萌發(fā)并形成的基本理論,1956,年達(dá)特茅斯會(huì)議的發(fā)起人之一,1958,年在,MIT,創(chuàng)建世界上第一個(gè),AI,實(shí)驗(yàn)室,1969,年獲得圖靈獎(jiǎng),1975,年首創(chuàng)框架理論,34,2024/11/23,約翰,麥卡錫（,John McCarthy,）,人工智能之父,LISP,語言的發(fā)明人,首次提出,AI,的概念,35,2024/11/23,約翰,麥卡錫（,John McCarthy,）,1927,年出生于美國波士頓,1956,年發(fā)起達(dá)特茅斯會(huì)議，并提出“人工智能”的概念,1958,年與明斯基一起創(chuàng)建世界上第一個(gè)人工智能實(shí)驗(yàn)室,發(fā)明,剪

15、枝算法,1959,年開發(fā),LISP,語言,開創(chuàng)邏輯程序研究，用于程序驗(yàn)證和自動(dòng)程序設(shè)計(jì),1971,年獲得圖靈獎(jiǎng),36,2024/11/23,赫伯特,西蒙（,Herbert A.Simon,）,符號(hào)主義學(xué)派的創(chuàng)始人,愛好廣泛的全能科學(xué)家,中國科學(xué)院外籍院士,37,2024/11/23,赫伯特,西蒙,(Herbert A.Simon,）,1916,年出生于美國的威斯康辛州,1943,年在匹茲堡大學(xué)獲政治學(xué)博士學(xué)位,1969,年因心理學(xué)方面的貢獻(xiàn)獲得杰出科學(xué)貢獻(xiàn)獎(jiǎng),1975,年和他的學(xué)生艾倫,紐厄爾共同獲得圖靈獎(jiǎng),1978,年獲得諾貝爾經(jīng)濟(jì)學(xué)獎(jiǎng),1986,年因行為學(xué)方面的成就獲得美國全國科學(xué)家獎(jiǎng)?wù)?

16、38,2024/11/23,50,年代至,60,年代初開發(fā)了世界上最早的啟發(fā)式程序“邏輯理論家”,LT,，證明了,數(shù)學(xué)原理,第二章中的全部,52,個(gè)定理，開創(chuàng)了機(jī)器定理證明這一新的學(xué)科領(lǐng)域,57,年開發(fā)了,IPL(Information Processing Language),語言，是最早的,AI,語言。,60,年開發(fā)了“通用問題求解系統(tǒng)”,GPS,66,年開發(fā)了最早的下棋程序之一,MATER,70,年發(fā)展與完善了語義網(wǎng)絡(luò)的概念和方法,70,年代提出了“物理符號(hào)系統(tǒng)假說”,70,年代提出決策過程模型，成為,DSS,的核心內(nèi)容,39,2024/11/23,查理德,卡普（,Richard M.Karp,）,發(fā)明“分枝界限法”的三棲學(xué)者,40,2024/11/23,查理德,卡普（,Richard M.Karp,）,1935,年出生于美國波士頓,是加州大學(xué)伯克利分校三個(gè)系的教授：,電氣工程和計(jì)算機(jī)系,數(shù)學(xué)系,工業(yè)工程和運(yùn)籌學(xué)系,60,年代提出“分枝界限法”，成功求解含有,65,個(gè)城市的推銷員問題，創(chuàng)當(dāng)時(shí)的記錄,1985,年獲得圖靈獎(jiǎng),41,2024/11/23,愛德華,費(fèi)根鮑姆（,Edwar