机器人学习课件11

人人 工工 智智 能能授课人：林世平 Splinfzu.edu福州大学计算机科学与技术系2024/6/281福州大学计算机科学与技术系课程性质及要求课程性质课程性质 计算机类专业学科基础必修课计算机类专业学科基础必修课课程学习要求课程学习要求按时上课按时上课认真完成作业认真完成作业积极动手实践积极动手实践 2024/6/282福州大学计算机科学与技术系课程教学目标知识方面知识方面：通过课程教学，掌握人工智能的：通过课程教学，掌握人工智能的基本概念、基本原理。并通过上机编程，模基本概念、基本原理。并通过上机编程，模拟实现人工智能基本技术及其应用。拟实现人工智能基本技术及其应用。能能力力方方面面：通通过过本本课课程程的的学学习习，掌掌握握用用计计算算机机模模拟拟人人类类解解决决问问题题的的思思维维方方法法；具具备备应应用用人人工工智智能能的的思思想想解解决决实实际际问问题题的的能能力力；为为今今后深入研究人工智能的理论和应用打下基础。后深入研究人工智能的理论和应用打下基础。2024/6/283福州大学计算机科学与技术系教学安排理论学习（人工智能）2学分 3636学时：课堂讲授，包括考试学时：课堂讲授，包括考试 第第1 1周周 -第第1313周周 周学时周学时3 3 共共3636学时学时 课程实践（智能系统综合设计）1.5学分 2727学时：设计完成一智能系统学时：设计完成一智能系统 第第5 5周周 -第第1313周周 2024/6/284福州大学计算机科学与技术系教材及主要参考书主要教材：主要教材：人工智能，马少平等，人工智能，马少平等，20192019年，清华大学出版社年，清华大学出版社参考书：参考书：人工智能基础，蔡自兴主编，人工智能基础，蔡自兴主编，20192019年，高等教育出版社年，高等教育出版社人工智能原理与方法，王永庆，人工智能原理与方法，王永庆，20192019年，西安交通年，西安交通大学出版社大学出版社。人工智能基础，高济等，人工智能基础，高济等，20192019年，高等教育出版社年，高等教育出版社人工智能人工智能复杂问题求解的结构与策略复杂问题求解的结构与策略，美美Luger.G.F.Luger.G.F.著著,史忠植等译，史忠植等译，20192019年，机械工业出版社年，机械工业出版社人工智能人工智能一种现代方法一种现代方法(第二版第二版)，美美Stuart Stuart RussellRussell等著等著,姜哲等译，姜哲等译，20192019年，人民邮电出版社年，人民邮电出版社2024/6/285福州大学计算机科学与技术系课程内容 人工智能概述 _CH0搜索策略 _CH1-2精确推理 _CH3知识与知识表示 _CH4不精确推理 _CH5机器学习 _CH62024/6/286福州大学计算机科学与技术系 人工智能概述AI的定义AI的产生AI的发展历史AI研究的特点AI的研究内容AI研究的途径AI研究的未来2024/6/287福州大学计算机科学与技术系 人工智能概述AI的定义AI的产生AI的发展历史AI研究的特点AI的研究内容AI研究的途径AI研究的未来2024/6/288福州大学计算机科学与技术系什么是人工智能举例1人机大战：2019年5月11日北京时间早晨4时50分，一台名叫“深蓝深蓝”的超级电脑在棋盘C4处落下最后一颗棋子，全世界都听到了震撼世纪的叫杀声“将军”！这场举世瞩目的“人机大战”，终于以机器获胜的结局降下了帏幕。“深蓝”是一台智能电脑，是人工智能的杰作。新闻媒体以挑衅性的标题不断地发问：电脑战胜是一个人，还是整个人类的智能？连国际象棋大师卡斯帕罗夫卡斯帕罗夫都认了输，下一次人类还将输掉什么？智慧输掉了，人类还剩些什么？于是，人工智能又一次成为万众关注的焦点，成为电脑科学界引以自豪的学科。五子棋2024/6/289福州大学计算机科学与技术系什么是人工智能举例1人机大战：搜狐体育讯 北京时间2019年6月8日下午14：00在清华紫光大厦正式拉开了的首场比赛的战幕，对战双方是代表人类智慧的国际象棋特级大师、为中国获得众多国际象棋世界荣誉的“美女棋后美女棋后”诸宸诸宸，和代表计算机领先科技水平的、全球顶级性能的“紫光之紫光之星星”超级笔记本电脑。中国首届国际象棋“人机对话”第二盘昨晚（6.14.）在北京落幕，执白的诸宸在与紫光之星的较量中由于超时再度被判负。2024/6/2810福州大学计算机科学与技术系什么是人工智能n举例1浪潮象棋人机大战：2019年，是“人工智能诞生50周年”，全球范围内将举行各种庆祝与纪念活动。20192019年年8 8月月9 9日下日下午午的“浪潮杯”中国象棋人机大战，是“庆祝活动周”的重要内容之一。邀请中国最顶尖的象棋特级大师-享有“东方电脑”美誉的柳大华柳大华、“辽宁第一高手”的卜凤波卜凤波等五位大师，与“世界冠军级计算机”-曾获得中国科技进步二等奖并打破数项世界纪录的中国最高性能的高端服务器浪潮浪潮天梭天梭作为机器一方的“魂”来进行“人机巅峰对决”。经过两轮紧张激烈酣战，以柳大华为代表的“人脑”以4.5:5.5的总成绩惜败于超级电脑浪潮天梭。（徐天红先和黑和，卜凤波先和黑负，柳大华先负黑负，张强先胜黑和，汪洋先和黑胜。详见新浪网详见新浪网）2024/6/2811福州大学计算机科学与技术系什么是人工智能举例2机器人足球赛：由国际机器人足球联盟（FIRA）主办，第九届FIRA世界杯机器人足球锦标赛暨FIRA国际学术研讨会于2019年10月27日至31日在韩国釜山举行。此次比赛中，共有来自21个国家的100多个球队参加。设立了半自主型比赛、全自主型比赛、仿真型比赛及类人型比赛共四大类比赛。其中，哈尔滨工业大学哈尔滨工业大学在难度比较大的全全自主型自主型比赛（3对3）、类人型类人型比赛中获得两项冠军两项冠军。（2019-2019年连续四次获全自主型全自主型比赛冠军）2024/6/2812福州大学计算机科学与技术系什么是人工智能举例2机器人足球赛：在世界上比较有影响的赛事主要有两个，一个是由国际机器人足球联合会（FIRA）组织的微机器人世界杯Mirosot（2019，青岛），另一个是由国际人工智能协会组织的机器人世界杯RoboCup(清华曾获冠军)（2019，苏州）。机器人足球是一项具有体育竞技魅力的高技术项目。也可以看作是一种高技术的竞技项目。机器人足球的高技术可以概括为12个字：“实时采集、实时控制、实时行动实时采集、实时控制、实时行动”。这3个“实时”是机器人足球的难点之所在，也是机器人足球的魅力之所在。2024/6/2813福州大学计算机科学与技术系什么是人工智能举例2机器人足球赛：在足球机器人系统的开发过 程之中，不仅要遇到机器人学、机电一体化、通讯与计算机技术等，而且还涉及图像处理，传感器数据融合，决策与对策，模糊神经网络、人工生命与智能控制等学科的内容。目前人工智能领域常常遇到理论与实际脱节的问题，足球机器人的诞生，为智能系统的研究提供了一个很好的载体。一句话，机器人足球赛比的是硬件、软件及基础技术。2024/6/2814福州大学计算机科学与技术系什么是人工智能人工智能也称机器智能，它是计算机科学、控制论、信息论、神经生理学、心理学、哲学、语言学等多种学科互相渗透而发展起来的一门综合性学科。从计算机应用系统的角度出发，人工智能是研究如何制造出人造的智能机器或智能系统，来模拟人类智能活动的能力，以延伸人们智能的科学。智能系统用来解决需人类专家才能处理的复杂问题，如医疗诊断、石油勘测、气象预报、运输调度、管理决策等。动物识别系统2024/6/2815福州大学计算机科学与技术系人工智能的定义狭义：计算机科学的一个分支，构造智能计算机系统 (思维科学)智能:与人的智能相当或相近 （对语言能理解、能学习、能推理）人工智能就是研究如何使计算机去做过去只有人才能做的智能的工作（麻省理工学院）。广义人类智能行为规律、智能理论方面的研究。2024/6/2816福州大学计算机科学与技术系什么样的计算机有智能？如何知道一个系统是否具有智能呢？1950年，计算机科学家图灵提出了著名的“图灵测试”。2024/6/2817福州大学计算机科学与技术系什么样的计算机有智能？图灵测试：“图灵试验”，试图通过让机器模仿人回答某些问题，判断它是否具备智能。图灵试验采用“问”与“答”模式，即观察者通过控制打字机向两个试验对象通话，其中一个是人，另一个是机器。要求观察者不断提出各种问题，从而辨别回答者是人还是机器。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提问者在相当长时间里误认它不是机器间里误认它不是机器，那么机器就可以被认为是能够思维的。”2024/6/2818福州大学计算机科学与技术系什么样的计算机有智能？图灵测试：从表面上看，要使机器回答按一定范围提出的问题似乎没有什么困难，可以通过编制特殊的程序来实现。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。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。你多半会想到，面前的这位是一部笨机器。2024/6/2819福州大学计算机科学与技术系什么样的计算机有智能？图灵测试：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。问：你会下国际象棋吗？答：是的，我不是已经说过了吗？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。那么，你面前的这位，大概是人而不是机器。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，回答者知道观察者在反复提出同样的问题。2024/6/2820福州大学计算机科学与技术系什么样的计算机有智能？希尔勒的中文屋子问题：罗杰施安克的故事理解程序（举例）机器是否真的理解了呢？希尔勒的中文屋子问题：通过了图灵测试就具有了智能吗？思考题：如何理解希尔勒的中文屋子？2024/6/2821福州大学计算机科学与技术系什么样的计算机有智能？故事理解程序举例“一个人进入餐馆并订了一份汉堡包。当汉堡包端来时发现被烘脆了，此人暴怒地离开餐馆，没有付帐或留下小费。”“一个人进入餐馆并订了一份汉堡包。当汉堡包端来后他非常喜欢它，而且在离开餐馆付帐之前，给了女服务员很多小费。”作为对“理解”故事的检验，可以向计算机询问，在每一种情况下，此人是否吃了汉堡包。2024/6/2822福州大学计算机科学与技术系 人工智能概述AI的定义AI的产生AI的发展历史AI研究的特点AI的研究内容AI研究的途径AI研究的未来2024/6/2823福州大学计算机科学与技术系 人工智能概述AI的定义AI的产生AI的发展历史AI研究的特点AI的研究内容AI研究的途径AI研究的未来2024/6/2824福州大学计算机科学与技术系 AI的产生 人们对“数据世界”的需求进而发展到对“知识世界”的需求而产生的。为了寻求试探性的搜索，启发式的、不精确的、模糊的、甚至允许出现错误的推理方法。以便符合人类的思维过程 智能系统与传统程序的区别2024/6/2825福州大学计算机科学与技术系 智能系统与传统程序的区别 传统程序缺少灵活性。传统程序缺少不精确推理。传统程序缺少合适的算法。智能系统的结论允许是错误的。2024/6/2826福州大学计算机科学与技术系 人工智能概述AI的定义AI的产生AI的发展历史AI研究的特点AI的研究内容AI研究的途径AI研究的未来2024/6/2827福州大学计算机科学与技术系 人工智能概述AI的定义AI的产生AI的发展历史AI研究的特点AI的研究内容AI研究的途径AI研究的未来2024/6/2828福州大学计算机科学与技术系I的发展历史n古希腊的Aristotle（亚里士多德）提出的规划算法（公元前400年）。nRamon Lull（）的概念生成器（公元1300年）。nCharles Babbage（查尔斯.巴贝奇）的差分机,第一台通用计算机的原型（1848年）。nGottlob Frege（高特洛布.弗雷格）的一阶逻辑符号（1789年）。nLewis Carroll（刘易斯.卡洛尔）的逻辑推理图（1886年）。nSewall Wright（休沃.赖特）的概率网络符号（1921年）。nAlan Turing（阿兰.图灵）（1912-1954年）。n机器人Shakey（1969-1973年）。n一个现代诊断专家系统（1993年）。2024/6/2829福州大学计算机科学与技术系I的发展历史（1）孕育期:56年之前古希腊的Aristotle（亚里士多德）（前384-322），给出了形式逻辑的基本规律。英国的哲学家、自然科学家Bacon（培根）（1561-1626），系统地给出了归纳法。“知识就是力量”德国数学家、哲学家Leibnitz（布莱尼茨）（1646-1716）。提出了关于数理逻辑的思想，把形式逻辑符号化，从而能对人的思维进行运算和推理。做出了能做四则运算的手摇计算机 2024/6/2830福州大学计算机科学与技术系I的发展历史（2）孕育期:56年之前英国数学家、逻辑学家Boole（布尔）（1815-1864）实现了布莱尼茨的思维符号化和数学化的思想，提出了一种崭新的代数系统布尔代数。美籍奥地利数理逻辑学家Godel（哥德尔）（1906-1978），证明了一阶谓词的完备性；任何包含初等数论的形式系统，如果它是无矛盾的，那么一定是不完备的。意义在于，人的思维形式化和机械化的某种极限，在理论上证明了有些事是做不到的。2024/6/2831福州大学计算机科学与技术系I的发展历史（3）孕育期:56年之前英国数学家Turing(图灵)（1912-1954）,1936年提出了一种理想计算机的数学模型（图灵机），1950年提出了图灵试验，发表了“计算机与智能”的论文。图灵奖。美国数学家Mauchly(莫克利)，1946发明了电子数字计算机ENIAC美国神经生理学家McCulloch(麦克洛奇)，建立了第一个神经网络数学模型。美国数学家Shannon（香农）,1948年发表了通讯的数学理论，代表了“信息论”的诞生。2024/6/2832福州大学计算机科学与技术系I的发展历史（4）形成期:56-69年1956年提出了“Artificial Intelligence（人工智能）”创始人中有：McCarthy,Minsky,Lochester,Shannon,Moore,Samuel,Selfridge,Solomonff,Simon,Newell等数学家、信息学家、心理学家、神经生理学家、计算机科学家等10人。McCarthy（麦卡锡）人工智能之父，提议正式采用“人工智能”术语，代表有关机器智能这一研究方向。10人在Dartmouth大学召开“机器模拟智能”研讨会，标志着人工智能作为一门新兴学科正式诞生。2024/6/2833福州大学计算机科学与技术系I的发展历史（5）形成期:56-69年1957年,人们试图建立一个模拟人脑的智能机器,典型的系统是PERCEPTRON（奖惩）,认为这样一个模拟神经,可以从无知开始,接受训练便可以做任何事情.实际上,人脑包含10亿个神经,每一个都相当复杂,在现有硬件条件下是难以模拟的,后来被证明是失败的.此后,AI研究主要在定理证明、问题求解、博弈等具有明确定义和良好结构的一类问题。开始有了符号处理（搜索法）。机器翻译、机器定理证明、跳棋程序等。2024/6/2834福州大学计算机科学与技术系I的发展历史（6）形成期:56-69年60年代Simon由试验得到结论：人类问题的求解是一个搜索的过程，效果与启发式函数有关。叙述了智能系统的特点：智能表示、智能推理、智能搜索。Nilson发表了A*算法（搜索方法）McCarthy建立了人工智能程序设计语言Lisp1965年Robinson提出了归结原理，（于传统的自然演绎法完全不同的消解法）。2024/6/2835福州大学计算机科学与技术系I的发展历史（7）形成期:56-69年1968年Quillian提出了语义网络的知识表示方法1969年Minsky出了一本书“感知机”，给当时的神经网络研究结果判了死刑70年代，开始从理论走向实践，解决一些实际问题。同时很快就发现问题：归结法费时、下棋赢不了全国冠军、机器翻译一团糟。2024/6/2836福州大学计算机科学与技术系I的发展历史（8）发展期:70年以后以Feigenbaum为首的一批年轻科学家改变了战略思想，1977年提出了知识工程的概念，以知识为基础的专家咨询系统开始广泛的应用。著名的有：2024/6/2837福州大学计算机科学与技术系I的发展历史（9）发展期:70年以后DENDRAL化学分析专家系统（斯坦福大学1968）MACSYMA符号数学专家系统（麻省理工1971）MYCIN诊断和治疗细菌感染性血液病的专家咨询系统（斯坦福大学1973）CASNET(Causal ASsciational Network)诊断和治疗青光眼的专家咨询系统（拉特格尔斯（Rutgers）大学70年代中）CADUCEUS(原名INTERNIST)医疗咨询系统（匹兹堡大学）；HEARSAY I 和II语音理解系统（卡内基-梅隆大学）PROSPECTOR地质勘探专家系统（斯坦福大学1976）XCON计算机配置专家系统（卡内基-梅隆大学1978）2024/6/2838福州大学计算机科学与技术系I的发展历史（10）发展期:70年以后80年代，人工智能发展达到阶段性的顶峰。87,89年世界大会有千人参加。硬件公司有上千个。并进行Lisp硬件、Lisp机的研究。在专家系统及其工具越来越商品化的过程中,国际软件市场上形成了一门旨在生产和加工知识的新产业知识产业。应该说，知识工程和专家系统是近十余年来人工智能研究中最有成就的分支之一。同年代，1986年Rumlhart领导的并行分布处理研究小组提出了神经元网络的反向传播学习算法，解决了神经网络的根本问题之一。从此，神经网络的研究进入新的高潮。2024/6/2839福州大学计算机科学与技术系I的发展历史（11）发展期:70年以后90年代，计算机发展趋势为小型化、并行化、网络化、智能化。人工智能技术逐渐与数据库、多媒体等主流技术相结合，并融合在主流技术之中，旨在使计算机更聪明、更有效、与人更接近。日本政府于1992年结束了为期十年的称为“知识信息处理体统”的第五代计算机系统研究开发计划。并开始了为期十年的实况计算（Real Word Computing）计划。2024/6/2840福州大学计算机科学与技术系今天的I（1）计算机智能化技术的主攻方向体现在:并行与分布式处理技术。包括大规模并行机和机群的体系结构、并行操作系统于并行数据结构，分布式Client/Server计算模型及其处理技术，多专机系统的合作与知识共享技术等。知识的获取、表示、更新和推理新机制。包括新的知识获取方法，常识性知识的表示、更新与推理，大型知识库的组织与维护，新一代逻辑处理机制等.2024/6/2841福州大学计算机科学与技术系今天的I（2）计算机智能化技术的主攻方向体现在:功能的感知技术，包括对语音文字、图形与图像等信号的获取、识别、压缩与转化，以及多媒体输出和VR技术等。2024/6/2842福州大学计算机科学与技术系今天的I（3）当前人工智能的研究热点智能接口技术 智能接口技术是研究如何使人们能够方便自然地与计算机交流。为了实现这一目标，要求计算机能够看懂文字、听懂语言、说话表达，甚至能够进行不同语言之间的翻译，而这些功能的实现又依赖于知识表示方法的研究。因此，智能接口技术的研究既有巨大的应用价值，又有基础的理论意义。目前，智能接口技术已经取得了显著成果，文字识别、语音识别、语音合成、图像识别、机器翻译以及自然语言理解等技术已经开始实用化。2024/6/2843福州大学计算机科学与技术系今天的I（3）当前人工智能的研究热点数据挖掘（Data Mining）数据挖掘就是从大量的、不完全的、有噪声的、模糊的、随机的实际应用数据中提取隐含在其中的、人们事先不知道的、但又是潜在有用的信息和知识的过程。数据挖掘和知识发现的研究目前已经形成了三根强大的技术支柱:数据库、人工智能和数理统计。主要研究内容包括基础理论、发现算法、数据仓库、可视化技术、定性定量互换模型、知识表示方法、发现知识的维护和再利用、半结构化和非结构化数据中的知识发现以及网上数据挖掘等。2024/6/2844福州大学计算机科学与技术系今天的I（3）当前人工智能的研究热点智能Agent Agent是具有信念、愿望、意图、能力、选择、承诺等心智状态的实体，比对象的粒度更大，智能性更高，而且具有一定自主性。Agent就是某种能够行动的东西，但有别于简单“程序”的属性，诸如自主控制的操作、感知环境、持续能力、适应变化以及有能力承担其他Agent的目标。Agent试图自治地、独立地完成任务，而且可以和环境交互，与其他Agent通信，通过规划达到目标。2024/6/2845福州大学计算机科学与技术系今天的I（3）当前人工智能的研究热点智能Agent 多Agent系统主要研究在逻辑上或物理上分离的多个Agent之间进行协调智能行为，最终实现问题求解。多Agent系统试图用主体来模拟人的理性行为，主要应用在对现实世界和社会的模拟、机器人以及智能机械等领域 目前对Agent和多Agent系统的研究主要集中在Agent和多Agent理论、Agent的体系结构和组织、Agent语言、Agent之间的协作和协调、通信和交互技术、多Agent学习以及多Agent系统应用等方面。2024/6/2846福州大学计算机科学与技术系今天的I（4）人工智能发展的历史和现在人工智能从以往的追求自主的系统，改变为人机结合的系统。以前是基于逻辑的深思熟虑；现在是直觉、形象思维与模式识别的结合、Situated AI,Sensing and Acting的结合，并引入概率论、遗传算法等理论。计算机的定量与人的定性信息处理相结合，取长补短，从以前单一的mind到mind and body。甚至提出了没有知识表示、没有推理的智能（六脚爬虫）。2024/6/2847福州大学计算机科学与技术系 人工智能概述AI的定义AI的产生AI的发展历史AI研究的特点AI的研究内容AI研究的途径AI研究的未来2024/6/2848福州大学计算机科学与技术系 人工智能概述AI的定义AI的产生AI的发展历史AI研究的特点AI的研究内容AI研究的途径AI研究的未来2024/6/2849福州大学计算机科学与技术系人工智能是一门知识的科学。以知识为对象，研究知识的获取、表示和使用。数据处理-知识处理，数据-符号。符号表示知识而不是数值、数据。有启发，有推导。人工智能是引起争论最多的科学之一 焦点：当前人工智能的研究应该以人类的普遍思维规律为主，还是以特定知识的处理和运用为主？智能的本质是什么？机器能达到人的水平吗？结论：人工智能研究是非常困难的 I的研究特点（1）2024/6/2850福州大学计算机科学与技术系I的研究特点（2）人工智能的研究是十分困难的。McCarthy：人工智能的所有问题都是难解的。Minsky：人工智能是有史以来最难的科学之一。难在：实现智能需要浩繁的知识，而最难对付的知识是常识（不是专业知识）。Dreyfus：常识问题是实现人工智能的最大障碍。2024/6/2851福州大学计算机科学与技术系I的研究特点（3）结论：万能的逻辑推理体系至今没有创造出来，并不是因为人工智能专家的本事不够，而是因为这种万能的体系从根本上就是不可能有的。他最大的弱点就是缺乏知识，缺乏人类在几千年的文明史上积累起来的知识，在实际生活中，人是根据知识行事的，而不是根据在抽象原则上的推理行事的。即使就推理体系来说，它的主要技术是状态空间搜索，而在执行中遇到的主要困难就是“组合爆炸”，事实表明，单靠一些思维原则是解决不了组合爆炸问题的，要摆脱困境，只有大量使用理性的知识。2024/6/2852福州大学计算机科学与技术系 人工智能概述AI的定义AI的产生AI的发展历史AI研究的特点AI的研究内容AI研究的途径AI研究的未来2024/6/2853福州大学计算机科学与技术系 人工智能概述AI的定义AI的产生AI的发展历史AI研究的特点AI的研究内容AI研究的途径AI研究的未来2024/6/2854福州大学计算机科学与技术系I的研究目标远期目标：构造智能计算机。近期目标：使得现有的计算机更聪明、更有用，能运用知识处理问题，能模拟人类的部分智能行为。2024/6/2855福州大学计算机科学与技术系I的研究内容/领域（1）理论知识的模型化和表示方法各种推理方法启发式理论搜索人工智能系统结构及语言机器学习2024/6/2856福州大学计算机科学与技术系I的研究内容/领域（2）应用自然语言理解数据库的智能检索专家系统机器定理证明博弈机器人学自动程序设计组合调度感知2024/6/2857福州大学计算机科学与技术系I的研究内容/领域（3）成功事例：国际象棋程序，定理证明，定理证明：50年代中期，世界上最早的启发式程序“逻辑理论家”，证明了数学名著数学原理中的38个定理。经改进后，62年证明了该书中全部的52个定理。被认为是用计算机探讨人类智力活动的第一个真正的成果。四色定理：从1852年发现四色问题，世界上很多著名的科学家试图证明，一直未能完成。1976年6月，哈肯在美国伊利诺斯大学的两台不同的电子计算机上，用了1200个小时，作了100亿次判断，终于完成了四色定理的证明，从而解决了一个历时100多年的问题，轰动了世界。2024/6/2858福州大学计算机科学与技术系I的研究内容/领域（3）成功事例：国际象棋程序，定理证明，通用问题求解器（GPS）：从1957年开始，Newell等人开始研究一种不依赖于具体领域的通用解题程序，这个程序的设计是从模仿人类问题求解的规程开始的。在它能处理的有限类别的问题中，它显示出程序决定的子目标及可能采取的行动的次序，与人类求解同样问题是类似的。因此，GPS很可能是第一个实现了“像人一样思考”方法的程序。2024/6/2859福州大学计算机科学与技术系I的研究内容/领域（3）成功事例：国际象棋程序，定理证明，海湾战争中的专家系统：专家系统就是把有关领域专家的知识整理出来，让计算机利用这些知识求解专门领域的问题。在1991年的海湾危机中，美国军队使用专家系统用于自动的后勤规划和运输日程安排。这项工作同时涉及到50000个车辆、货物和人，而且必须考虑到起点、目的地、路径以及解决所有参数之间的冲突。AI规划技术使得一个计划可以在几小时内产生，而用旧的方法需要花费几个星期。2024/6/2860福州大学计算机科学与技术系 人工智能概述AI的定义AI的产生AI的发展历史AI研究的特点AI的研究内容AI研究的途径AI研究的未来2024/6/2861福州大学计算机科学与技术系 人工智能概述AI的定义AI的产生AI的发展历史AI研究的特点AI的研究内容AI研究的途径AI研究的未来2024/6/2862福州大学计算机科学与技术系I研究的途径符号主义以符号处理为核心的方法，认为人类认识的基本元素是符号，认识过程是一种符号处理过程。特征1)立足于逻辑运算和符号操作，适合于模拟人类的逻辑思维过程，解决需要进行逻辑推理的复杂问题。2)知识可用显式的符号表示，在已知基本规则的情况下，无需输入大量的细节知识。3)便于模块化，当个别事实发生变化时易于修改。4)能与传统的符号数据库进行链接。5)可对推理结论作出解释，便于对各种可能性进行选择。2024/6/2863福州大学计算机科学与技术系I研究的途径连接主义以网络连接为主的连接机制方法，认为人类认识的基本元素就是神经元本身，人类的认识活动是大量神经元的整体活动。特征1)通过神经元之间的并行协同作用实现信息处理，处理过程具有并行性、动态性、全局性。2)通过神经元间分布式的物理联系存储知识及信息，可以实现联想功能，可以有效处理带噪音、缺损、变形的信息。3)通过神经元间连接强度的动态调整来实现对人类学习、分类的模拟。4)适合于模拟人类的形象思维过程。5)求解问题时，可以比较快地求得一个近似解。2024/6/2864福州大学计算机科学与技术系 人工智能概述AI的定义AI的产生AI的发展历史AI研究的特点AI的研究内容AI研究的途径AI研究的未来2024/6/2865福州大学计算机科学与技术系 人工智能概述AI的定义AI的产生AI的发展历史AI研究的特点AI的研究内容AI研究的途径AI研究的未来2024/6/2866福州大学计算机科学与技术系I研究的未来趋势 技术的发展总是超乎人们的想象，要准确地预测人工智能的未来是不可能的。但是，从目前的一些前瞻性研究可以看出未来人工智能可能会向以下几个方面发展:模糊处理 并行化 神经网络 机器情感 2024/6/2867福州大学计算机科学与技术系I研究的未来趋势 目前，人工智能的推理功能已获突破，学习及联想功能正在研究之中，下一步就是模仿人类右脑的模糊处理功能和整个大脑的并行化处理功能。人工神经网络是未来人工智能应用的新领域，未来智能计算机的构成，可能就是作为主机的冯诺依曼型机与作为智能外围的人工神经网络的结合。研究表明:情感是智能的一部分，而不是与智能相分离的，因此人工智能领域的下一个突破可能在于赋予计算机情感能力。情感能力对于计算机与人的自然交往至关重要。2024/6/2868福州大学计算机科学与技术系I研究的未来趋势 I剧情简介 第一段描写莫妮卡.史文顿因为爱子马丁染重病而长期急冻治疗，其夫为排解她的寂寞，特意收养了一个看来与真人无异的机器人男孩大卫作伴。聪明的大卫竟然学会人类的感情，与莫妮卡发展出亲如母子的关系。不料马丁奇迹般康复回家，重新抢回莫妮卡的爱，大卫妒意大发，与马丁争宠。莫妮卡无奈之下忍痛将大卫遗弃在野外。第二段变奏是大卫的寻爱历险记，他一直想变成真人，获得莫妮卡的母爱。在机器舞男乔的帮助下，大卫得以逃出鬼门关，并进入冰河期的水底世界找寻仙女实现他的愿望。最后一段是令人感叹的尾声，发生于二千年后。此时，水底世界变成陆地，冰封的大卫得以复生。他终于在机器人统治的世界利用DNA技术将早已去世的莫妮卡复制出来，两母子在二人世界度过了最快乐的一天。时间到了，莫妮卡不会再醒，而大卫也心满意足地第一次可以睡着了。机器人大卫2024/6/2869福州大学计算机科学与技术系I研究的未来趋势 2019年6月，对于全球的“科幻迷”来讲，不啻是一段令人兴奋激动的日子。以好莱坞著名导演斯皮尔伯格和已故斯坦利库布里克合作推出的大片人工智能，先后在日本、美国及其他国家上演，票房价值迅速打破了星球前传的纪录，直逼泰坦尼克号。这部影片讲述的是公元2142年，一个装着人工智能软件的机器小孩大卫渴望成为真人、渴望得到爱的故事。在影片中，AI儿童大卫不但拥有可以乱真的人类外表，而且还像人类一样有思想，有感情，能感知自己的存在。面对茫茫人海和变幻莫测的人心，他寂寞地离开家门，踏上漫长的心路历程，希望自己有一天能脱胎换骨成为真正的人类 2024/6/2870福州大学计算机科学与技术系I研究的未来趋势 人工智能一直处于计算机技术的前沿，人工智能研究的理论和发现在很大程度上将决定计算机技术的发展方向。今天，已经有很多人工智能研究的成果进入人们的日常生活。将来，人工智能技术的发展将会给人们的生活、工作和教育等带来更大的影响。2024/6/2871福州大学计算机科学与技术系历史上的人工智能大师 下面介绍图灵和几位获得图灵奖的人工智能大师2024/6/2872福州大学计算机科学与技术系阿伦图灵（Alan Turing）计算机科学理论的创始人2024/6/2873福州大学计算机科学与技术系阿伦图灵（Alan Turing）1912年出生于英国伦敦，1954年去世1936年发表论文“论可计算数及其在判定问题中的应用”，提出图灵机理论1950年发表论文“计算机与智能”，阐述了计算机可以具有智能的想法，提出图灵测试1966年为纪念图灵的杰出贡献，ACM设立图灵奖2024/6/2874福州大学计算机科学与技术系马文明斯基（Marniv Lee Minsky）人工智能之父框架理论的创立者首位获得图灵奖的人工智能学者2024/6/2875福州大学计算机科学与技术系马文明斯基（Marniv Lee Minsky）1927年出生于美国纽约1951年提出思维如何萌发并形成的基本理论1956年达特茅斯会议的发起人之一1958年在MIT创建世界上第一个AI实验室1969年获得图灵奖1975年首创框架理论2024/6/2876福州大学计算机科学与技术系约翰麦卡锡（John McCarthy）人工智能之父LISP语言的发明人首次提出AI的概念2024/6/2877福州大学计算机科学与技术系约翰麦卡锡（John McCarthy）1927年出生于美国波士顿1956年发起达特茅斯会议，并提出“人工智能”的概念1958年与明斯基一起创建世界上第一个人工智能实验室发明剪枝算法1959年开发LISP语言开创逻辑程序研究，用于程序验证和自动程序设计1971年获得图灵奖2024/6/2878福州大学计算机科学与技术系赫伯特西蒙（Herbert A.Simon）符号主义学派的创始人爱好广泛的全能科学家中国科学院外籍院士2024/6/2879福州大学计算机科学与技术系赫伯特西蒙(Herbert A.Simon）1916年出生于美国的威斯康辛州1943年在匹兹堡大学获政治学博士学位1969年因心理学方面的贡献获得杰出科学贡献奖1975年和他的学生艾伦纽厄尔共同获得图灵奖1978年获得诺贝尔经济学奖1986年因行为学方面的成就获得美国全国科学家奖章2024/6/2880福州大学计算机科学与技术系艾伦纽厄尔（Allen Newell）符号主义学派的创始人之一西蒙的学生与同事1975年与西蒙同获图灵奖2024/6/2881福州大学计算机科学与技术系50年代至60年代初开发了世界上最早的启发式程序“逻辑理论家”LT，证明了数学原理第二章中的全部52个定理，开创了机器定理证明这一新的学科领域57年开发了IPL(Information Processing Language)语言，是最早的AI语言。60年开发了“通用问题求解系统”GPS66年开发了最早的下棋程序之一MATER70年发展与完善了语义网络的概念和方法70年代提出了“物理符号系统假说”70年代提出决策过程模型，成为DSS的核心内容艾伦纽厄尔（Allen Newell）2024/6/2882福州大学计算机科学与技术系查理德卡普（Richard M.Karp）发明“分枝界限法”的三栖学者2024/6/2883福州大学计算机科学与技术系查理德卡普（Richard M.Karp）1935年出生于美国波士顿是加州大学伯克利分校三个系的教授：电气工程和计算机系数学系工业工程和运筹学系60年代提出“分枝界限法”，成功求解含有65个城市的旅行商问题，创当时的记录1985年获得图灵奖2024/6/2884福州大学计算机科学与技术系爱德华费根鲍姆（Edward A.Feigenbaum）知识工程的提出者大型人工智能系统的开拓者2024/6/2885福州大学计算机科学与技术系爱德华费根鲍姆（Edward A.Feigenbaum）1936年出生于美国的新泽西州通过实验和研究，证明了实现智能行为的主要手段是知识1977年提出知识工程，使人工智能从理论转向应用名言：知识蕴藏着力量1994年和劳伊雷迪共同获得图灵奖2024/6/2886福州大学计算机科学与技术系1963年主编了计算机与思想一书，被认为是世界上第一本有关人工智能的经典性专著1965年开发出世界上第一个专家系统开发出著名的专家系统MYCIN80年代合著了四卷本的人工智能手册开设Teknowledge和IntelliGenetics两个公司，是世界上第一家以开发和将专家系统商品化的公司2024/6/2887福州大学计算机科学与技术系劳伊雷迪（Raj Reddy）大型人工智能系统的开拓者2024/6/2888福州大学计算机科学与技术系劳伊雷迪（Raj Reddy）37年出生于印度，66年在美国获得博士1994年与费根鲍姆共同获得图灵奖主持过一系列大型AI系统的开发Navlab 能在道路行驶的自动车辆项目LISTEN 用于扫盲的语音识别系统以诗人但丁命名的火山探测机器人项目自动机工厂项目，提出“白领机器人学”2024/6/2889福州大学计算机科学与技术系 人工智能概述The End2024/6/2890福州大学计算机科学与技术系docin/sanshengshiyuandoc88/sanshenglu 更多精品资源请访问更多精品资源请访问