人工智能ArtificialIntelligence第一章

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,史忠植 人工智能：绪论,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,史忠植 人工智能：绪论,*,人工智能,Artificial Intelligence,第一章,史忠植,中国科学院计算技术研究所,http:/ 论,Introduction,2024/10/5,1,史忠植 人工智能：绪论,2024/10/5,史忠植 人工智能：绪论,2,内容提要,1.1,什么是人工智能,1.2,人工智能的起源与发展历史,1.3,人工智能研究的基本内容,1.4,人工智能研究的主要学派,1.5,人工智能的应用,1.6,小结和展望,2024/10/5,史忠植 人工智能：绪论,3,人工智能,人工智能(,Artificial Intelligence),是相对人的自然智能而言，即用人工的方法和技术,模仿、延伸和扩展人的智能,实现某些,“,机器思维,”,。,作为一门学科，人工智能研究智能行为的计算模型，研制具有感知、推理、学习、联想、决策等思维活动的计算系统，解决需要人类专家才能处理的复杂问题。,2024/10/5,史忠植 人工智能：绪论,4,人工智能,Stuart Russell,和,Peter Norvig,把当前有关,AI,的定义分成四类,：,类人思维方法,理性思维系统,类人行为方法,理性行为系统,2024/10/5,史忠植 人工智能：绪论,5,类人行为方法,Kurzwell,提出人工智能认为人工智能是一门技术，它创造出够完成一定任务的机器，而当我们人类对这些任务进行处理的时候，需要一定的智能。,方法：,对于人类做的比较好的智能任务，让计算机来完成,最著名的就是,Turing,测试,定理证明,下国际象棋,做外科手术,诊断疾病,2024/10/5,史忠植 人工智能：绪论,6,Turing,测试,测试者,A，,被测试者,B,与,C。,A,是人，,B,与,C,一个是人，另一个是计算机。,A,提出问题，,B,与,C,分别回答。,如果,B,与,C,的回答，使得,A,无法区分是人的回答还是计算机的回答，则计算机具有了智能。,Turing,测试第一次给出了检验计算机是否具有智能的哲学说法。,2024/10/5,史忠植 人工智能：绪论,7,类人思维方法,Bellman,提出人工智能是那些与人的思维、决策、问题求解和学习等有关活动的自动化。,主要采用的是认知模型的方法-,-是关于人类思维工作原理的可检测的理论,。,如果说某个程序能够像人一样思考，那么就必须以某种方式确定人是如何思考的。为确定人类思维的内部是怎样工作的，可以有两种方法：通过内省（,introspection）-,在人思考过程中，掌握人自己的想法；或者通过心理学实验,2024/10/5,史忠植 人工智能：绪论,8,理性思维方法,1985,年,Charniak,和,McDermott,提出人工智能是用计算模型研究智力能力。这是一种理性思维方法。,一个系统如果能根据它所知的信息,(,知识、时间、资源等,),能够做出最好的决策，这就是理性的,当知识是完全的，并且资源是无限的时候，就是所谓的逻辑推理。,当知识是不完全的，或者资源有限时，就是理性的行为。,2024/10/5,史忠植 人工智能：绪论,9,理性行为方法,尼尔森（,Nilsson,）认为人工智能关心的是人工制品中的智能行为。这种人工制品主要指能够动作的主体（,agent,）。,行为上的理性指的是已知某些信念，执行某些动作以达到某个目标。主体（,agent,）可以看作是可以进行感知和执行动作的某个系统。在这种方法中，人工智能可以认为就是研究和建造理性主体（,agent,）。,在,“,理性思维,”,方法中，它所强调的是正确的推理。做出正确的推理有时被作为理性主体（,agent,）的一部分。另一方面，正确的推理并不是理性的全部，因为在有些情景下，往往没有某个行为一定是正确的，而其他的是错误,的。,2024/10/5,史忠植 人工智能：绪论,10,内容提要,1.1,什么是人工智能,1.2,人工智能的起源与发展历史,1.3,人工智能研究的基本内容,1.4,人工智能研究的主要学派,1.5,人工智能的应用,1.6,小结和展望,2024/10/5,史忠植 人工智能：绪论,11,人工智能的诞生,1956:,世界上第一次正式的,AI,会议,美国的,Dartmouth College,，为期,2,月,John McCarthy,正式提出,“,Artificial Intelligence,”,这一术语,著名参加者：,J.McCarthy,、,C.Shannon,、,M.Minsky,、,N.Wiener,、,W.McCulloch,、,S.Papert,2024/10/5,史忠植 人工智能：绪论,12,人工智能的发展,1958:Newell,和,Simon,的四个预测,十年内，计算机将成为世界象棋冠军,十年内，计算机将发现或证明有意义的数学定理,十年内，计算机将能谱写优美的乐曲,十年内，计算机将能实现大多数的心理学理论,1959:Frank Rosenblatt,提出感知器模型（,Perceptron,Model),1959:MIT AI Lab,正式成立（,Minsky,和,McCarthy）,2024/10/5,史忠植 人工智能：绪论,13,人工智能的发展,专家系统时期,1962:McCarthy,调到,Stanford,1963,年创建,Stanford AI Lab,1963:M.Ross Quillian,开创语义网络（,Semantic Nets),1965:Feigenbaum,掌管,Stanford AI Lab;Noftsker,掌管,MIT AI Lab,1965:MIT,的,Joseph Weizenbaum,研制出,ELIZA,1965-83:Feigenbaum,和,Lederberg,启动,DENDRAL,工程,1966:ALPAC,的负面报告造成 美国政府取消对机器翻译的资助,1969:Minsky,和,Papert,的感知机造成美国政府取消对神经网络研究的,资助。,1969:SRI,研制出机器人,Shakey,2024/10/5,史忠植 人工智能：绪论,14,人工智能的发展,自然语言处理,1970:Stanford,的,Terry Winograd,等研制出,（ETAOIN）,SHRDLU,1970:Colmerauer,研制出,PROLOG,语言的解释系统,1972:DARPA,取消,Stanford,大学机器人研究(,Shakey),的,资助。,1972:,Mycin,工程启动,1973:James Lighthill,爵士的负面报告使得英国政府,取消对,AI,研究的资助,1976:DARPA,取消对语音识别研究的资助,1976:Greenblatt,研制出第一台,LISP,机,CONS,2024/10/5,史忠植 人工智能：绪论,15,人工智能的发展,1976:Doug Lenat,的数学积分系统,AM,1977:SRI,启动,PROSPECTOR,工程,帮助地质专家探测和解释矿物,1978,年发现钼矿脉(,molybdenum vein),1977:Edward Feigenbaum,正式提出知识工程作为一门学科,在1977年,IJCAI,会议上,1979:Stanford,研制出第一台计算机控制的汽车,1980:,第一届美国,AI,协会会议（,AAAI）,在,Stanford,召开。,1980:John McDermott,的,XCON,专家系统,用于配置,VAX,机器系统,2024/10/5,史忠植 人工智能：绪论,16,人工智能的发展,知识工程时期,1981:,日本政府宣布日本五代机（即智能计算机）,1982:,John Hopfield,掀起神经网络的研究,1983:MCC（,Microelectronics and Computer Technology Corporation,）,成立（,Bobby Inman,任主任）,1984:Doug Lenat,在,Bobby Ray Inman,的劝说下在,MCC,开始,Cyc,的研究,1986:Thinking Machines Inc,研制联结机器,1987:LISP,机器市场开始暗淡,1988:386,芯片使得,PC,机速度可以与,LISP,机器媲美,2024/10/5,史忠植 人工智能：绪论,17,人工智能的发展,分布式人工智能,1992:,日本政府宣布五代机计划失败。随后启动,RWC,计划,（,Real World Computing Project）,1993:Shoham,提出,AOP,Agent-Oriented Programming,1994:,中科院计算所多主体系统,1997:,IBM,深蓝,II(Deep Blue),击败,Garry Kasparov,2000:,Jade,，,Jack,，,Zeus,，,AgentBuild,中科院计算所多主体环境,MAGE,2024/10/5,史忠植 人工智能：绪论,18,人工智能的发展,机器学习和数据挖掘,1989,：数据集知识发现,KDD,1991,：,Pawlak,粗糙集专著,1992,：波兰,Kiekrz,召开第一届粗糙集国际讨论会,1995:Vapnik,提出,SVM,2000:知识发现系统,MSMiner,2005,：第一届,IEEE,国际粒度计算大会在北京召开,2012,：,纽约时报,网站刊载文章称，,“,大数据时代,”,已经降临。美国政府拨款,2,亿美元启动,“,大数据研究,和发展倡议,”,计划,2024/10/5,史忠植 人工智能：绪论,19,人工智能的发展,智能科学,2002:,提出智能科学新概念,建立智能科学网站,:/ 人工智能：绪论,20,内容提要,1.1,什么是人工智能,1.2,人工智能的起源与发展历史,1.3,人工智能研究的基本内容,1.4,人工智能研究的主要学派,1.5,人工智能的应用,1.6,小结和展望,2024/10/5,史忠植 人工智能：绪论,21,人工智能研究的基本内容,人工智能,研究的基本内容,认知建模,知识表示,自动推理,机器学习,2024/10/5,史忠植 人工智能：绪论,22,2024/10/5,史忠植 人工智能：绪论,23,认 知,认知是和情感、动机、意志等相对的理智或认识过程。,美国心理学家,Houston,等人将对,“,认知,”,的看法归纳为如下五种主要类型：,(1)认知是信息的处理过程；,(2)认知是心理上的符号运算；,(3)认知是问题求解；,(4)认知是思维；,(5)认知是一组相关的活动，如知觉、记忆、思维、判断、推理、问题求解、学习、想象、概念形成、语言使用等。,2024/10/5,史忠植 人工智能：绪论,24,认知建模,人类认知过程是非常复杂的，建立认知模型的技术常称为认知建模，目的是为了从某些方面探索和研究人的思维机制，特别是人的信息处理机制，同时也为设计相应的人工智能系统提供新的体系结构和技术方法。认知科学用计算机研究人的信息处理机制时表明，在计算机的输入和输出之间存在着由输入分类、符号运算、内容存储与检索、模式识别等方面组成的实在的信息处理过程。,2024/10/5,史忠植 人工智能：绪论,25,知识表示,人类的智能活动过程主要是一个获得并运用知识的过程，知识是智能的基础。人们通过实践，认识到客观世界的规律性，经过加工整理、解释、挑选和改造而形成知识。为了使计算机具有智能，使它能模拟人类的智能行为，就必须使它具有适当形式表示的知识。知识表示是人工智能中一个十分重要的研究领域。,所谓知识表示实际上是对知识的一种描述，或者是一组约定，一种计算机可以接受的用于描述知识的数据结构。知识表示是研究机器表示知识的可行的、有效的、通用的原则和方法。知识表示问题一直是人工智能研究中最活跃的部分之一。目前，常用的知识表示方法