AI1人工智能概述課件

人工智能西安工業(yè)大學(xué)計算機(jī)學(xué)院 教師：王全人工智能課程要求按時上課、遵守課堂紀(jì)律積極參與課堂討論課程要求按時上課、遵守課堂紀(jì)律教材及主要參考書《人工智能原理與應(yīng)用》，張仰森，2005年，高等教育出版社。（主要教材）《人工智能及其應(yīng)用》，蔡自興等，2003年，清華大學(xué)出版社。（參考書）教材及主要參考書《人工智能原理與應(yīng)用》，張仰森，2005年，課程內(nèi)容

第一章人工智能概述第二章知識表示第三章搜索技術(shù)第四章確定性推理第五章不確定性推理第六章機(jī)器學(xué)習(xí)第七章專家系統(tǒng)其他課程內(nèi)容第一章人工智能概述第一章人工智能概述教學(xué)內(nèi)容：

1、人工智能的定義和發(fā)展

2、人工智能研究的方法及途徑

3、人工智能的研究與應(yīng)用領(lǐng)域

第一章人工智能概述教學(xué)內(nèi)容：

1、人工智能的定義人工智能的定義人工智能（ArtificialIntelligence）是在計算機(jī)科學(xué)、控制論、信息論、神經(jīng)生理學(xué)、心理學(xué)、哲學(xué)、語言學(xué)等多種學(xué)科相互滲透的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一門新興邊緣學(xué)科。它主要研究如何用機(jī)器（計算機(jī)）來模仿和實(shí)現(xiàn)人類的智能行為。人工智能、原子能技術(shù)和空間技術(shù)一起稱為20世紀(jì)的三大尖端科技成就。人工智能的定義人工智能（ArtificialIntell人工智能的定義AI至今沒有統(tǒng)一的、嚴(yán)格的定義，要給AI下一個準(zhǔn)確的定義是困難的。AI就是用人工的方法和技術(shù)在機(jī)器（計算機(jī)）上實(shí)現(xiàn)的智能；AI是人們使用機(jī)器模擬人類的智能。AI是人工制品（機(jī)器或系統(tǒng)）中所涉及的智能行為（感情、推理、學(xué)習(xí)、通行和動作）。AI是研制智能機(jī)器或系統(tǒng)來模仿、延伸和擴(kuò)展人類的智能。人工智能的定義AI至今沒有統(tǒng)一的、嚴(yán)格的定義，要給AI下一個人工智能的定義人的智能

1）行為層（低）：控制、操作、運(yùn)行、行走、跳舞、說話、表情等。

2）感知層（中）：視覺、聽覺、觸覺、嗅覺、味覺、溫度、疼痛等。

3）思維層（高）；推理、計算、分析、綜合、預(yù)測、決策、學(xué)習(xí)、聯(lián)想、創(chuàng)新等。人工智能的定義人的智能人工智能的定義AI的目標(biāo)：

1）工程目標(biāo)：研究象人一樣工作的機(jī)器，甚至比人做的更好（為人類工作的機(jī)器）。

2）理論目標(biāo)：能夠理解機(jī)器、人或動物的智能行為（理解人類的智能）。人工智能的定義AI的目標(biāo)：人工智能的定義AI的特點(diǎn)與特征人類智能的特點(diǎn)主要體現(xiàn)在感知能力、記憶與思維能力、歸納與演繹能力、學(xué)習(xí)能力以及行為能力等幾個方面。1）感知能力是指人們通過視覺、聽覺、觸覺、味覺、嗅覺等感覺器官感知外部世界的能力，是人類獲取外部信息的基本途徑。

2）記憶與思維能力是人腦最重要的功能，也是人類擁有智能的根本原因。人工智能的定義AI的特點(diǎn)與特征人工智能的定義3）歸納與演繹能力是人類進(jìn)行問題求解的兩種推理方式。4）學(xué)習(xí)能力（知識獲?。┦谷祟惙e累知識、增長才干，適應(yīng)環(huán)境的變化，充實(shí)、完善自己。5）行為能力是人們對感知到的外界信息的一種反映能力。人工智能的定義3）歸納與演繹能力是人類進(jìn)行問題求解的兩種推理人工智能的誕生及發(fā)展AI的誕生1956年夏季，美國的一些從事數(shù)學(xué)、心理學(xué)、計算機(jī)科學(xué)、信息論和神經(jīng)學(xué)研究的年輕學(xué)者，匯聚在達(dá)特茅斯（Dartmouth）大學(xué)，舉辦了一次長達(dá)兩個月的學(xué)術(shù)研討會，認(rèn)真熱烈的討論了用機(jī)器模擬人類智能的問題。在這次會議上，第一次使用了“人工智能”這一術(shù)語，以代表有關(guān)機(jī)器智能這一研究方向。這是人類歷史上第一次人工智能研討會，標(biāo)志著人工智能學(xué)科的誕生，具有十分重要的意義。人工智能的誕生及發(fā)展AI的誕生人工智能的誕生及發(fā)展AI的發(fā)展

1）20世紀(jì)50年代，以游戲、博弈為對象開始了人工智能的研究工作。2）20世紀(jì)60年代，以研究搜索方法和通用問題的求解為主。3）20世紀(jì)70年代，AI的已在世界許多國家相繼展開，研究成果大量涌現(xiàn)。人工智能的誕生及發(fā)展AI的發(fā)展人工智能的誕生及發(fā)展4）20世紀(jì)80年代，以推理技術(shù)、知識獲取、自然語言理解和機(jī)器視覺的研究為主，開始了不確定推理、非單調(diào)推理的研究。5）20世紀(jì)90年代以來，機(jī)器翻譯、問題求解等方面的研究已有實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)，尤其專家系統(tǒng)熱極一時。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、信息過濾、數(shù)據(jù)挖掘等是目前研究的熱點(diǎn)。人工智能的誕生及發(fā)展4）20世紀(jì)80年代，以推理技術(shù)、知識獲人工智能研究的方法及途徑AI研究的各種學(xué)派及其理論1)符號主義學(xué)派源于數(shù)理邏輯,又稱邏輯主義學(xué)派或計算機(jī)學(xué)派。認(rèn)為人類智慧的基本單元是符號，認(rèn)知過程就是符號表示下的符號計算，從而思維就是符號計算。

符號主義學(xué)派的研究方法是以符號處理為核心，通過符號處理來模擬人類求解問題的心理過程。人工智能研究的方法及途徑AI研究的各種學(xué)派及其理論人工智能研究的方法及途徑2）仿生學(xué)學(xué)派源于仿生學(xué)，特別是對人腦模型的研究，又稱為聯(lián)結(jié)主義學(xué)派。它認(rèn)為人工智能可以通過仿生人腦的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。大腦是人類一切智能活動的基礎(chǔ)，而人的思維基元是神經(jīng)元，而不是符號處理過程。認(rèn)知過程是由神經(jīng)元構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)的信息傳遞，這種傳遞是并行分布進(jìn)行的。研究的主要內(nèi)容就是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。人工智能研究的方法及途徑2）仿生學(xué)學(xué)派人工智能研究的方法及途徑3）行為主義學(xué)派又稱為進(jìn)化主義學(xué)派或控制論學(xué)派。這種觀點(diǎn)認(rèn)為人工智能起源于控制論，智能取決于感知和行動，它不需要知識，不需要表示，不需要推理。該理論的核心是用控制取代知識表示，從而取消概念、模型以及顯式表示的知識，否定抽象對于智能及智能模擬的必要性，強(qiáng)調(diào)分層結(jié)構(gòu)對于智能進(jìn)化的可能性與必要性。人工智能研究的方法及途徑3）行為主義學(xué)派實(shí)現(xiàn)人工智能的技術(shù)路線專用路線：是指開發(fā)研制一些專用的智能計算機(jī)（Lisp機(jī)、Prolog機(jī)）或?qū)Ｓ玫能浖到y(tǒng)，或者專門用于開發(fā)人工智能系統(tǒng)的計算機(jī)語言（Lisp語言、Prolog語言）。通用路線：是指現(xiàn)有的一般計算機(jī)硬件和軟件系統(tǒng)能夠有效的支持人工智能系統(tǒng)的開發(fā)，并能夠解決一般的人工智能問題實(shí)現(xiàn)人工智能的技術(shù)路線專用路線：是指開發(fā)研制一些專用的智能計實(shí)現(xiàn)人工智能的技術(shù)路線硬件路線：認(rèn)為智能機(jī)器的開發(fā)主要依賴于智能硬件、智能工具及固化技術(shù)，沒有這些技術(shù)，智能產(chǎn)品的開發(fā)是不可能的，因此人工智能的發(fā)展，還依賴于硬件技術(shù)的發(fā)展。軟件路線：認(rèn)為智能機(jī)器的研制主要在于各種智能軟件及工具的開發(fā)和運(yùn)用，發(fā)展軟件技術(shù)是人工智能發(fā)展的必由之路。實(shí)現(xiàn)人工智能的技術(shù)路線硬件路線：認(rèn)為智能機(jī)器的開發(fā)主要依賴于人工智能的研究及應(yīng)用領(lǐng)域問題求解

AI的第一個大成就就是發(fā)展了能夠求解難題的下棋程序。人們發(fā)現(xiàn)了AI的搜索策略及問題歸約技術(shù)。機(jī)器學(xué)習(xí)機(jī)器學(xué)習(xí)就是研究如何使用計算機(jī)來模擬人類學(xué)習(xí)活動的一個研究領(lǐng)域。更嚴(yán)格的說，就是研究計算機(jī)獲取新知識的新技能、識別現(xiàn)有知識、不斷改善性能、實(shí)現(xiàn)自我完善的方法。其研究目標(biāo)有三個：人類學(xué)習(xí)過程的認(rèn)知模型;通用學(xué)習(xí)算法；構(gòu)造面向任務(wù)的專用學(xué)習(xí)系統(tǒng)的方法。人工智能的研究及應(yīng)用領(lǐng)域問題求解人工智能的研究及應(yīng)用領(lǐng)域?qū)＜蚁到y(tǒng)專家系統(tǒng)是一種具有特定領(lǐng)域內(nèi)大量知識與經(jīng)驗的程序系統(tǒng)，它應(yīng)用人工智能技術(shù)，根據(jù)某個領(lǐng)域一個或多個人類專家提供的知識和經(jīng)驗進(jìn)行推理和判斷，模擬人類專家求解問題的思維過程，以解決該領(lǐng)域內(nèi)的各種問題。人工智能的研究及應(yīng)用領(lǐng)域?qū)＜蚁到y(tǒng)人工智能的研究及應(yīng)用領(lǐng)域模式識別模式識別就是研究如何使機(jī)器具有感知能力的一個研究領(lǐng)域，其中主要研究對視覺模式及聽覺模式的識別，是用計算機(jī)對人類感知外界功能的模擬。人工智能的研究及應(yīng)用領(lǐng)域模式識別人工智能的研究及應(yīng)用領(lǐng)域自動定理證明定理證明的實(shí)質(zhì)是對前提P和結(jié)論Q，證明P→Q的永真性。但是，要直接證明P→Q的永真性一般來說是很困難的，通常采用的方法是反證法。自動程序設(shè)計自動程序設(shè)計包括程序綜合與程序正確性驗證兩個方面的內(nèi)容。程序綜合用于實(shí)現(xiàn)自動編程，即用戶只需要告訴計算機(jī)“做什么”，無須說明“怎么做”，計算機(jī)就可自動實(shí)現(xiàn)程序的設(shè)計。人工智能的研究及應(yīng)用領(lǐng)域自動定理證明人工智能的研究及應(yīng)用領(lǐng)域自然語言理解自然語言理解就是研究如何讓計算機(jī)理解人類自然語言的一個研究領(lǐng)域。從宏觀上看，是指機(jī)器能夠執(zhí)行人類所期望的某些語言功能。包括：①回答有關(guān)問題、②摘要生成和文本釋義、③語言翻譯。人工智能的研究及應(yīng)用領(lǐng)域自然語言理解人工智能的研究及應(yīng)用領(lǐng)域機(jī)器人學(xué)機(jī)器人學(xué)是AI研究中日益受到重視的研究領(lǐng)域。第一代機(jī)器人稱為移動式機(jī)器人；第二代機(jī)器人稱為自適應(yīng)機(jī)器人；第三代機(jī)器人稱為智能機(jī)器人。人工智能的研究及應(yīng)用領(lǐng)域機(jī)器人學(xué)人工智能的研究及應(yīng)用領(lǐng)域人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的研究始于20世紀(jì)40年代。是一個用大量稱作人工神經(jīng)元的簡單處理經(jīng)廣泛連接而組成的人工網(wǎng)絡(luò)，用來模擬大腦神經(jīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能。人工智能的研究及應(yīng)用領(lǐng)域人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)人工智能的研究及應(yīng)用領(lǐng)域智能檢索信息化社會的來臨，帶來了“知識爆炸”，國內(nèi)外各種文獻(xiàn)和資料種類繁多，浩如煙海，對他們的檢索和查詢遠(yuǎn)非人力和傳統(tǒng)檢索系統(tǒng)所能勝任。使用計算機(jī)智能檢索已成為大勢所趨。

人工智能的研究及應(yīng)用領(lǐng)域智能檢索人工智能的研究及應(yīng)用