AIA人工智能概論(共34張PPT)

智能技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用日期主要內(nèi)容一、人工智能概論二、知識(shí)表示技術(shù)三、知識(shí)推理技術(shù)四、知識(shí)獲取技術(shù)五、專(zhuān)家系統(tǒng)六、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與遺傳算法七、分布式人工智能授課方式：課堂講授、查閱資料日期第一章人工智能概論日期一、人工智能的基本概念人工智能，ArtificialIntelligence，簡(jiǎn)稱(chēng)AI。人工智能這一術(shù)語(yǔ)是1956年在美國(guó)的Dartmouth大學(xué)召開(kāi)的世界第一次人工智能會(huì)議上由麻省理工學(xué)院的青年數(shù)學(xué)教師JohnMecarthy提議而使用的。人工智能這一學(xué)科至今已有50多年的歷史，在國(guó)際上已被確認(rèn)為當(dāng)代高科技的核心之一。人工智能被譽(yù)為二十世紀(jì)繼空間技術(shù)、原子能技術(shù)后的第三大科學(xué)技術(shù)成就。日期一、人工智能的基本概念人工智能，ArtificialIntelligence，簡(jiǎn)稱(chēng)AI。人工智能這一術(shù)語(yǔ)是1956年在美國(guó)的Dartmouth大學(xué)召開(kāi)的世界第一次人工智能會(huì)議上由麻省理工學(xué)院的青年數(shù)學(xué)教師JohnMecarthy提議而使用的。人工智能這一學(xué)科至今已有50多年的歷史，在國(guó)際上已被確認(rèn)為當(dāng)代高科技的核心之一。人工智能被譽(yù)為二十世紀(jì)繼空間技術(shù)、原子能技術(shù)后的第三大科學(xué)技術(shù)成就。日期一、人工智能的基本概念A(yù)I目前沒(méi)有準(zhǔn)確的定義或一般性的定義，其基本含義：AI是用機(jī)器(計(jì)算機(jī)或智能機(jī))來(lái)模仿人類(lèi)的智能行為。AI也叫機(jī)器智能，是研究如何使機(jī)器具有認(rèn)識(shí)問(wèn)題與解決問(wèn)題的能力，研究如何使機(jī)器具有感知功能、思維功能、行為功能及學(xué)習(xí)、記憶等功能。所以，如果一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)具有某種學(xué)習(xí)能力，能夠?qū)τ嘘P(guān)問(wèn)題給出正確的答案，而使用的方法與人類(lèi)相似，還能解釋系統(tǒng)的智能活動(dòng)，那么，這種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)便認(rèn)為具有某種智能。日期一、人工智能的基本概念人工智能用計(jì)算機(jī)技術(shù)的概念和方法對(duì)智能進(jìn)行研究，從根本上提供了一個(gè)全新的理論基礎(chǔ)。作為一門(mén)學(xué)科，人工智能的目的是了解使智能得以實(shí)現(xiàn)的原理；作為一門(mén)技術(shù)，它的最終目的是設(shè)計(jì)出完全與人類(lèi)智能相媲美的智能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。日期二、人工智能的研究?jī)?nèi)容什么是智能？智能的本質(zhì)是什么？由于對(duì)人腦的機(jī)制和原理還不十分清楚，因此，這是一個(gè)難以準(zhǔn)確回答的問(wèn)題，學(xué)術(shù)界有各種不同的定義?？偟膩?lái)說(shuō)，智能是一種知識(shí)與思維的合成，是人類(lèi)認(rèn)識(shí)世界和改造世界過(guò)程中的一種分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的綜合能力?！爸悄堋痹~源來(lái)自拉丁語(yǔ)Legere，字面意思是采集、收集和匯集，并由此進(jìn)行選擇。而Intellegere意思是從中進(jìn)行選擇，進(jìn)而理解、領(lǐng)悟和認(rèn)識(shí)。日期二、人工智能的研究?jī)?nèi)容人工智能的研究?jī)?nèi)容應(yīng)包括三個(gè)方面：1.知識(shí)表示(KnowledgeRepresentation)：研究如何在機(jī)器中表示知識(shí)，使知識(shí)形式化、模型化，用以建立合適的符號(hào)邏輯系統(tǒng)。2.知識(shí)獲取(KnowledgeAcquisition)：研究機(jī)器如何從各種知識(shí)源獲取知識(shí)。3.知識(shí)處理(KnowledgeInference)：運(yùn)用存貯于機(jī)器中的知識(shí)進(jìn)行相應(yīng)知識(shí)處理，并推出結(jié)論。日期三、人工智能的理論基礎(chǔ)人工智能的理論基礎(chǔ)有三個(gè)方面：1.數(shù)學(xué)理論：離散數(shù)學(xué)、模糊數(shù)學(xué)等。2.思維科學(xué)理論：認(rèn)知心理學(xué)、邏輯或抽象思維學(xué)、形象或直感思維學(xué)等。3.計(jì)算機(jī)工程技術(shù)：軟件技術(shù)和硬件技術(shù)。日期四、人工智能的發(fā)展歷史兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)：1.1956年夏季，由美國(guó)麻省理工學(xué)院的青年數(shù)學(xué)教師JohnMecarthy聯(lián)合并邀請(qǐng)了幾位心理學(xué)家、數(shù)學(xué)家、計(jì)算機(jī)科學(xué)家，在美國(guó)Dartmouth大學(xué)召開(kāi)了一次學(xué)術(shù)討論會(huì)，首次使用了人工智能(AI)這一術(shù)語(yǔ)，標(biāo)志著人工智能的誕生。

2.1969年，由國(guó)際上許多團(tuán)體共同發(fā)起，成立了國(guó)際人工智能聯(lián)合會(huì)。日期四、人工智能的發(fā)展歷史人工智能的產(chǎn)生和發(fā)展大致經(jīng)歷了三個(gè)階段：1.孕育期（1956年以前）

早在古希臘時(shí)代，人們就開(kāi)始研究人類(lèi)思維規(guī)律。經(jīng)過(guò)幾個(gè)世紀(jì)的努力，人們先后創(chuàng)立了數(shù)理邏輯、自動(dòng)機(jī)理論、控制論、信息論和系統(tǒng)論，并發(fā)明了通用電子數(shù)字計(jì)算機(jī)，為人工智能的誕生準(zhǔn)備了充足的思想、理論和物質(zhì)技術(shù)條件。從20世紀(jì)的30年代至50年代，是人工智能發(fā)展的初始階段（也叫經(jīng)典時(shí)期），主要以游戲和定理證明為特征。日期四、人工智能的發(fā)展歷史人工智能的產(chǎn)生和發(fā)展大致經(jīng)歷了三個(gè)階段：1.孕育期（1956年以前）

美國(guó)的神經(jīng)生物學(xué)家W.McCulloch和Pitts建立了神經(jīng)元的數(shù)學(xué)模型，根據(jù)神經(jīng)心理學(xué)研究智能的微觀結(jié)構(gòu)。英國(guó)的數(shù)學(xué)家Turing提出了理想計(jì)算機(jī)的數(shù)學(xué)模型，即Turing機(jī)，不去考慮完成智能任務(wù)的機(jī)器是否與生物生命有相同的結(jié)構(gòu)，而是強(qiáng)調(diào)建立一種判別機(jī)器具有智能的準(zhǔn)則，關(guān)心的是智能行為的體現(xiàn)。美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室的C.Shannon開(kāi)發(fā)了世界上第一個(gè)計(jì)算機(jī)下棋程序，使用了狀態(tài)空間搜索法，成為人工智能的基本方法之一，同時(shí)也證明了計(jì)算機(jī)處理符號(hào)的能力。日期四、人工智能的發(fā)展歷史人工智能的產(chǎn)生和發(fā)展大致經(jīng)歷了三個(gè)階段：2.形成期（1956年~1970年）在這個(gè)時(shí)期，現(xiàn)代人工智能技術(shù)正式誕生，并很快在定理證明、問(wèn)題求解、博弈和LISP語(yǔ)言及模式識(shí)別等關(guān)鍵領(lǐng)域取得了重大突破，人工智能作為一門(mén)新興學(xué)科得到人們的關(guān)注。1960年，J.McCarthy提出了符號(hào)處理語(yǔ)言原型LISP，成為計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)處理人工智能的基礎(chǔ)。H.Simon夫婦用心理學(xué)實(shí)驗(yàn)證明了人類(lèi)問(wèn)題的求解是一個(gè)搜索過(guò)程，其效率與啟發(fā)式函數(shù)關(guān)系很大，A.Newell等人在此基礎(chǔ)上編制了通用問(wèn)題求解程序GPS，可用來(lái)求解11種不同類(lèi)型的問(wèn)題。日期四、人工智能的發(fā)展歷史人工智能的產(chǎn)生和發(fā)展大致經(jīng)歷了三個(gè)階段：2.形成期（1956年~1970年）1965年，J.Robinson提出了歸結(jié)原理。1969年，M.Minsky和S.Papert出版了《感知機(jī)》，對(duì)感知機(jī)算法進(jìn)行論證。1965年，斯坦福大學(xué)的E.Feigenbaum開(kāi)發(fā)了專(zhuān)家系統(tǒng)DENDRAL，通過(guò)質(zhì)譜儀獲得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，DENDRAL可以幫助化學(xué)家辨認(rèn)化學(xué)元素的分子結(jié)構(gòu)。1969年，由國(guó)際上許多團(tuán)體共同發(fā)起，成立了國(guó)際人工智能聯(lián)合會(huì)議，并決定每?jī)赡暾匍_(kāi)一次國(guó)際人工智能學(xué)術(shù)會(huì)議，報(bào)告論文，討論和交流成果，探討研究方向。

日期四、人工智能的發(fā)展歷史人工智能的產(chǎn)生和發(fā)展大致經(jīng)歷了三個(gè)階段：3.成長(zhǎng)期（1970年至今）在這個(gè)時(shí)期，人工智能研究開(kāi)始向縱深發(fā)展，主要特征是技術(shù)與應(yīng)用，在更多的領(lǐng)域里取得了重大成就，并開(kāi)始走向?qū)嶋H應(yīng)用階段，在學(xué)科上也開(kāi)始形成了自己的理論體系。具有重要意義的事件主要有：大量出版關(guān)于人工智能的專(zhuān)著、手冊(cè)和文集；各種人工智能專(zhuān)家系統(tǒng)研制成功，并開(kāi)始應(yīng)用；人工智能計(jì)算機(jī)開(kāi)始研制。日期五、人工智能的主要學(xué)派及其研究方法在人工智能研究中有許多學(xué)派，如功能學(xué)派和結(jié)構(gòu)學(xué)派、心理學(xué)派和生理學(xué)派、啟發(fā)學(xué)派和算法學(xué)派等等。不同學(xué)派的研究方法、學(xué)術(shù)觀點(diǎn)、工作重點(diǎn)有所不同。日期五、人工智能的主要學(xué)派及其研究方法從人工智能的中心內(nèi)容（研究核心）來(lái)看，主要有兩種研究方法或途徑：1.功能學(xué)派這種學(xué)派從人的思維活動(dòng)和智能行為的心理學(xué)特性出發(fā)，利用計(jì)算機(jī)軟件與心理學(xué)方法，進(jìn)行宏觀功能模擬，也可稱(chēng)為計(jì)算機(jī)學(xué)派或心理學(xué)派。這種研究不關(guān)心人的智能器官（大腦）的結(jié)構(gòu)，只是模擬人的智能行為。這種方法的主要成功代表為基于知識(shí)表達(dá)和知識(shí)推理的專(zhuān)家系統(tǒng)。日期五、人工智能的主要學(xué)派及其研究方法從人工智能的中心內(nèi)容（研究核心）來(lái)看，主要有兩種研究方法或途徑：2.結(jié)構(gòu)學(xué)派這種學(xué)派從人腦的生理結(jié)構(gòu)原型出發(fā)，探討思維活動(dòng)的機(jī)理，進(jìn)行結(jié)構(gòu)模擬，也可稱(chēng)為仿生學(xué)派或生理學(xué)派。結(jié)構(gòu)派的觀點(diǎn)是，要模擬人的智能就必須首先從研究人腦的結(jié)構(gòu)和生理特點(diǎn)出發(fā)，制造出與人腦具有類(lèi)似結(jié)構(gòu)和功能的機(jī)器。這一研究的主要代表是人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、聯(lián)想記憶、模式識(shí)別、圖像分析。日期五、人工智能的主要學(xué)派及其研究方法從方法論的觀點(diǎn)看，結(jié)構(gòu)派采用“白箱”方法，功能派采用“黑箱”方法，但是結(jié)構(gòu)是功能的基礎(chǔ)，功能是結(jié)構(gòu)的表現(xiàn)。因此，在人工智能研究中，結(jié)構(gòu)與功能研究應(yīng)相互促進(jìn)，“白箱”方法與“黑箱”方法應(yīng)相互結(jié)合，取長(zhǎng)補(bǔ)短，才能取得更大的進(jìn)展。在功能學(xué)派的研究方法中，又分為兩派：?jiǎn)l(fā)派：主要依靠啟發(fā)推理。算法派：主要依靠算法證明。日期六、人工智能的研究應(yīng)用領(lǐng)域1.問(wèn)題求解2.自動(dòng)定理證明3.自然語(yǔ)言理解4.自動(dòng)程序設(shè)計(jì)5.專(zhuān)家系統(tǒng)6.機(jī)器學(xué)習(xí)7.人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)8.模式識(shí)別9.機(jī)器視覺(jué)10.智能機(jī)器人11.智能控制12.智能檢索13.智能調(diào)度與指揮14.系統(tǒng)與語(yǔ)言工具需要說(shuō)明的是，各種應(yīng)用領(lǐng)域不是孤立存在的，而是互相關(guān)聯(lián)的。大多數(shù)人工智能研究課題都涉及多個(gè)智能領(lǐng)域。日期七、人工智能語(yǔ)言人工智能的研究是用機(jī)器來(lái)模擬人的智能活動(dòng)，就是使計(jì)算機(jī)具有推理、理解、規(guī)劃、決策、抽象、學(xué)習(xí)和創(chuàng)造等智能活動(dòng)的能力。因此，建立一個(gè)人工智能系統(tǒng)就離不開(kāi)程序設(shè)計(jì)。廣義地講，任何語(yǔ)言都能實(shí)現(xiàn)人工智能程序設(shè)計(jì)，但問(wèn)題是能否充分表現(xiàn)出人工智能的研究性能和目標(biāo)。具有智能的程序與傳統(tǒng)的程序有所不同，它所要解決的問(wèn)題主要不是數(shù)值計(jì)算，而是大量的符號(hào)處理。日期七、人工智能語(yǔ)言可供使用的人工智能語(yǔ)言現(xiàn)有10多種，如LISP、SAIL、KRL、PROLOG、OPS5、OPS83等，應(yīng)用較廣泛的是LISP和PROLOG兩種。日期八、我國(guó)人工智能研究概況50年代末60年代初，在計(jì)算機(jī)下棋和翻譯等方面開(kāi)展了不少工作。文革期間，停了下來(lái)。1978年，國(guó)家科學(xué)技術(shù)發(fā)展規(guī)劃將“智能模擬”列為主要課題之一。1986年，將人工智能、模式識(shí)別、智能機(jī)器人列為我國(guó)“七五”期間重大科技攻關(guān)項(xiàng)目，并列入跟蹤國(guó)際高科技計(jì)劃。1993年，將智能控制和智能自動(dòng)化等項(xiàng)目列入國(guó)家科技攀登計(jì)劃。日期八、我國(guó)人工智能研究概況1981年起，相繼成立了許多學(xué)術(shù)團(tuán)體：中國(guó)人工智能學(xué)會(huì)全國(guó)高校人工智能研究會(huì)中國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)人工智能與模式識(shí)別專(zhuān)業(yè)委員會(huì)中國(guó)自動(dòng)化學(xué)會(huì)模式識(shí)別與機(jī)器智能專(zhuān)業(yè)委員會(huì)中國(guó)軟件行業(yè)協(xié)會(huì)人工智能協(xié)會(huì)中國(guó)智能機(jī)器人專(zhuān)業(yè)委員會(huì)中國(guó)計(jì)算機(jī)視覺(jué)與智能控制專(zhuān)業(yè)委員會(huì)中國(guó)智能自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)委員會(huì)等日期八、我國(guó)人工智能研究概況1989年，召開(kāi)了首屆中國(guó)人工智能控制聯(lián)合會(huì)議。1987年，《模式識(shí)別與人工智能》雜志創(chuàng)刊。已有多部國(guó)內(nèi)自編的人工智能專(zhuān)著和教材公開(kāi)出版。已有數(shù)已萬(wàn)計(jì)的科技人員和大學(xué)師生從事不同層次的人工智能研究與學(xué)習(xí)，人工智能研究已在我國(guó)深入開(kāi)展。日期九、計(jì)算智能技術(shù)計(jì)算智能的技術(shù)范疇：人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)化計(jì)算模糊系統(tǒng)日期九、計(jì)算智能技術(shù)進(jìn)化計(jì)算的基本方法：遺傳算法：強(qiáng)調(diào)染色體在進(jìn)化中的變化及其所起的作用，是一種仿照生物進(jìn)化理論解優(yōu)化問(wèn)題的算法。進(jìn)化策略：著眼于各級(jí)層次上的行為變化，主要用于預(yù)測(cè)和數(shù)值優(yōu)化。演化規(guī)劃：強(qiáng)調(diào)的是在物種層次上的行為變化，主要用于經(jīng)驗(yàn)性的尋優(yōu)過(guò)程。日期九、計(jì)算智能技術(shù)觀點(diǎn)一：計(jì)算智能是人工智能的子集。第一層次是生物智能，其基礎(chǔ)是大腦。第二層次是人工智能，其基礎(chǔ)是符號(hào)系統(tǒng)及其處理。第三層次是計(jì)算智能，由計(jì)算機(jī)通過(guò)數(shù)學(xué)計(jì)算實(shí)現(xiàn)。生物智能包含人工智能，人工智能包含計(jì)算智能。觀點(diǎn)二：屬于不同的范疇，但有部分重合。人工智能與計(jì)算智能的關(guān)系：日期十、綜合智能技術(shù)智能計(jì)算：模糊方法、演化方法、時(shí)序分析法和遺傳算法等。綜合智能技術(shù)：智能計(jì)算與專(zhuān)家系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、節(jié)約覆蓋集理論、Tabu搜索、自適應(yīng)、自學(xué)習(xí)等技術(shù)的結(jié)合。日期十、綜合智能技術(shù)智能技術(shù)節(jié)約覆蓋集自適應(yīng)技術(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)專(zhuān)家系統(tǒng)智能計(jì)算搜索技術(shù)自學(xué)習(xí)技術(shù)時(shí)序分析法演化方法模糊方法遺傳算法日期參考文獻(xiàn)涂序彥．人工智能及其應(yīng)用．電子工業(yè)出版社．李長(zhǎng)河．人工智能及其應(yīng)用．機(jī)械工業(yè)出版社．馬憲民．人工智能的原理與方法．西北工業(yè)大學(xué)出版社．蔡自興，徐光祜．人工智能及其應(yīng)用．清華大