中科院人工智能46

Principles of AI-Wang Wenjie,Introduction,:,1,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Graduate University,Chinese academy of Sciences.,人工智能,Principles of Artificial Intelligence,王文杰,信息学院,W,Syllabus,CourseObjectives,教学的,基,基本目,的,的和要,求,求,掌握人,工,工智能,的,的基本,概,概念和,原,原理,掌握人,工,工智能,的,的主要,方,方法和,技,技术,了解人,工,工智能,的,的应用,CourseInformation,Web地址:,包括,:,教材资,料,料,Lecture notes.,Assignments,.,.,Project(s,),),Others,教材资,料,料,Others,预修课,程,程,数理逻,辑,辑,程序设,计,计语言,分数,考试：,其他：,作业,Project/Paper,第一章,引,引言,本章主,要,要内容,人工智,能,能的界,定,定,人工智,能,能的诞生和,发,发展简,史,史,人工智,能,能的研,究,究学派,人工智,能,能的研,究,究领域,1.1,人工智,能,能的界定,理解“,我,我们如,何,何思考,”,”是人,类,类长期,的,的研究,目,目标,人工智,能,能不仅,试,试图要,理,理解心,智,智能力,而且要,建,建造智,能,能体.,人工智,能,能（AI：Artificial Intelligence）是当前,科,科技发,展,展中的,一,一门前,沿,沿学科,，,，同时,也,也是一,门,门新思,想,想、新,观,观念、,新,新理论,、,、新技,术,术不断,出,出现的,学,学科，,是,是在计,算,算机、,控,控制论,、,、信息,论,论、数,学,学、心,理,理学、,哲,哲学、,语,语言学,等,等多种,学,学科相,互,互综合,、,、相互,渗,渗透的,基,基础上,发,发展起,来,来的一,门,门交叉,性,性的边,缘,缘学科,。,。,什么是,人,人工智,能,能（1）,StuartRussell和PeterNorvig把当前,有,有关AI的定义,分,分成四,类,类：,类似人一样进行思考的系统,理性思考的系统,类似人一样进行动作(,act),的系统,理性动作的系统,什么是,人,人工智,能,能（2）,StuartRussell和PeterNorvig把当前,有,有关AI的定义,分,分成四,类,类：,类似人一样进行思考的系统,理性思考的系统,类似人一样进行动作(,act),的系统,理性动作的系统,思维的,过,过程和,推,推理,行为,什么是,人,人工智,能,能（3）,StuartRussell和PeterNorvig把当前,有,有关AI的定义,分,分成四,类,类：,类似人一样进行思考的系统,理性思考的系统,类似人一样进行动作(,act),的系统,理性动作的系统,从模拟,人,人类功,能,能的逼,真,真度来,度,度量,从理性,的,的智能,概,概念来,度,度量,一个系,统,统如果,能,能够在,它,它所知,道,道的范,围,围内”正确行,事,事”,它就是,理,理性的,类似人,一,一样进,行,行动作,(,(act,),)的系统,对于人,类,类做的,比,比较好,的,的智能,任,任务，,让,让计算,机,机来完,成,成,如定理,证,证明、,下,下棋、,诊,诊断疾,病,病等,最著名,的,的就是Turing测试,Turing测试（1）,Alan Turing,“,“ComputingMachineryand Intelligence”,Mind,59:433,460,1950.,问题:,“,“Canmachinesthink,?,?”,为此，Turing设计了,著,著名的TuringTest,他认为,与,与其提,出,出一个,长,长长的,而,而可能,有,有争议,的,的清单,来,来列举,智,智能所,需,需要的,能,能力,不如采,用,用一项,基,基于人,类,类这种,无,无可质,疑,疑的智,能,能实体,的,的辨别,能,能力的,测,测试.,Turing测试（2）,测试者A，被测试,者,者B与C。,A是人，B与C一个是,人,人，另,一,一个是,计,计算机,。,。,A提出问,题,题，B与C分别回,答,答。,如果B与C的回答,，,，使得A无法区,分,分是人,的,的回答,还,还是计,算,算机的,回,回答，,则,则计算,机,机具有,了,了智能,。,。,Turing测试第,一,一次给,出,出了检,验,验计算,机,机是否,具,具有智,能,能的哲,学,学说法,。,。,中文问,题,题,Searle汉语实,验,验室。,一个不,懂,懂汉语,的,的人A，一个充,分,分详细,的,的汉语,问,问答手,册,册。,不计查,手,手册的,时,时间代,价,价。,给A一个使,用,用汉语,提,提出的,问,问题，A通过汉,语,语符号,的,的比对,使,使用手,册,册，给,出,出回答,。,。,Searle问，如,果,果A通过查,手,手册做,出,出的回,答,答与懂,汉,汉语的,人,人一样,，,，A懂汉语,吗,吗？,“深蓝,”,”下棋,程,程序,1997年，IBM设计了,这,这个程,序,序。,战胜卡,斯,斯帕罗,夫,夫！,“深蓝,”,”有智,能,能吗？,“Saying DeepBluedoesnt reallythinkaboutchessislike sayinganairplanedoesnt reallyflybecauseitdoesnt flapits wings”,Drew McDermott,问题,飞机会,“,“飞”,吗,吗？,轮船会,“,“游泳,”,”吗？,计算机,会,会“思,考,考”吗,？,什么是,人,人工智,能,能（4）,考虑智,能,能比较,好,好的途,径,径可能,是,是把它,看,看作是,一,一些技,巧,巧的汇,集,集？,这些技,巧,巧是什,么,么呢?,求解问,题,题的能,力,力？,存储记,忆,忆,直觉,推理能,力,力,从经验,中,中学习,的,的能力,等等,类似人,一,一样进,行,行思考,的,的系统,如果说,某,某个程,序,序能够,像,像人一,样,样思考,，,，那么,就,就必须,以,以某种,方,方式确,定,定人是,如,如何思,考,考的。,为,为确定,人,人类思,维,维的内,部,部是怎,样,样工作,的,的，可,以,以有两,种,种方法,：,：通过,内,内省（introspection）-,-,-在人思,考,考过程,中,中，掌,握,握人自,己,己的想,法,法；或,者,者通过,心,心理学,实,实验,如果计,算,算机程,序,序的输,入,入/输出以,及,及实时,的,的行为,同,同人类,行,行为非,常,常一致,，,，就说,明,明该程,序,序可能,是,是按照,人,人类模,式,式运转,的,的。,GPS：不仅,满,满足程,序,序正确,地,地解决,问,问题，,更,更关心,程,程序推,理,理轨迹,与,与人类,求,求解同,样,样问题,的,的步骤,轨,轨迹的,比,比较,理性思,考,考的系,统,统,主要指,的,的是思,维,维方法,的,的规范,化,化,古希腊,哲,哲学家Aristotle可能是,第,第一个,试,试图把,“,“正确,地,地思考,”,”规范,化,化的人,19世纪后,期,期和20世纪，,形,形式逻,辑,辑出现,1965年，出,现,现了用,逻,逻辑符,号,号描述,问,问题的,程,程序,该方法,有,有两个,主,主要的,问,问题。,第一，,把,把非形,式,式的知,识,识用形,式,式的逻,辑,辑记号,表,表示是,不,不容易,做,做到的,，,，特别,是,是当这,些,些知识,不,不是100,%,%确定的,时,时候。,第二，,在,在理论,上,上可以,解,解决一,个,个问题,和,和在实,际,际中这,样,样做是,有,有很大,不,不同的,，,，甚至,只,只要很,少,少的知,识,识就可,能,能会耗,尽,尽任何,计,计算机,的,的资源,，,，除非,在,在推理,时,时给出,一,一定的,指,指导。,理性动,作,作的系,统,统,主要指,的,的就是,理,理性的agent：通过,自,自己的,行,行动获,得,得最佳,结,结果，,或,或者在,不,不确定,的,的情况,下,下，获,得,得最佳,期,期望结,果,果,Perfect knowledge,unlimited resources logicalreasoning,Imperfectknowledge,limitedresources(limited)rationality,AI可认为,就,就是研,究,究和建,造,造理性Agent,Agent,Agent,在某个,环,环境中,作,作用的,实,实体,智能Agent,智能作,用,用的系,统,统,Agent具有:,有关环,境,境的知,识,识,感知信,息,息(观察),过去经,验,验,要达到,的,的目标,Agent为了达,到,到目标,，,，必,须,须根据,知,知识、,感,感知和,经,经验决,定,定要执,行,行什么,样,样的行,为,为。,1.2人工智,能,能的发,展,展简历,（,（1）,1956：一般的,说,说，人,工,工智能,这,这个术,语,语来源,于,于1956年,的,的一次,关,关于“,复,复杂信,息,息处理,”,”的Workshop。,在这次,会,会议上,，,，J.MaCarthy建议将,这,这类研,究,究称为,人,人工智,能,能“,Artificial Intelligence,”。,(“computational rationality”是不是,更,更好一,些,些？),1.2人工智,能,能的发,展,展简历,（,（2）,孕育期,(,(1956年,前,前),主要成,就,就:,-创立了,数,数理逻,辑,辑,自,动,动机理,论,论,控,制,制论,信,信息论,和,和系,统论,-发明了,电,电子数,字,字计算,机,机,主要贡,献,献:,1943年,MP模型出,现,现,模型中,的,的每个,神,神经元,都,都具有”开”、”关”状态。,神,神经元,的,的状态,被,被认为,是,是“实际等,价,价于引,起,起足够,刺,刺激的,模,模型”。他们,认,认为：,任,任何可,计,计算的,函,函数都,可,可以通,过,过某种,神,神经元,连,连接成,的,的网络,进,进行计,算,算，而,且,且所有,的,的逻辑,运,运算都,可,可以用,简,简单的,网,网络实,现,现,Hebb学习规,则,则，用,来,来修改,神,神经元,之,之间的,连,连接强,度,度,Minsky和Edmonds建造了,第,第一台,神,神经元,网,网络计,算,算机,Turing第一个,清,清晰比,描,描绘出AI的完整,景,景象，,提,提出Turing测试、,机,机器学,习,习、遗,传,传算法,、,、增量,学,学习等,1.2人工智,能,能的发,展,展简历,（,（3）,1956年人工,智,智能诞,生,生:,DarmouthWorkshop参加者,包,包括了,当,当时在,自,自动机,理,理论、,神,神经网,络,络、智,能,能研究,领,领域重,要,要的人,物,物：,AllenNewell和Herbert Simon:逻辑理,论,论家(第一个,使,使用定,理,理证明,进,进行非,数,数值思,考,考的程,序,序)，可以,证,证明数学原,理,理中的大,多,多数定,理,理,这次Workshop重要性,可,可能是,让,让人们,认,认识到,AI有必要,成,成为一,门,门单独,的,的领域,：,：AI一开始,就,就承载,着,着复制,人,人的才,能,能（如,创,创造性,、,、自身,修,修养、,语,语言功,能,能）的,思,思想，,没,没有任,何,何一个,其,其他领,域,域涉及,这,这些问,题,题,AI的全部,问,问题不,能,能出现,在,在其他,学,学科中,：,：AI和其他,学,学科的,方,方法论,不,不同，AI是这些,领,领域中,唯,唯一一,个,个明确,属,属于计,算,算机科,