人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件

人類智能計(jì)算機(jī)模擬一、人工智能介紹二、人工智能發(fā)展三、博弈樹搜索3.1博弈概述3.2極小極大分析法3.3α-β剪枝技術(shù)人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第1頁1.1人工智能定義從1956年正式提出人工智能學(xué)科算起，40多年來，取得長足發(fā)展，成為一門廣泛交叉和前沿科學(xué)?？傉f來，人工智能目標(biāo)就是讓計(jì)算機(jī)這臺機(jī)器能夠象人一樣思索?？茖W(xué)家已經(jīng)作出了汽車，火車，飛機(jī)，收音機(jī)等等，它們模仿我們身體器官功效，不過能不能模仿人類大腦功效呢？人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第2頁1.1人工智能定義定義1智能機(jī)器(intelligentmachine)

能夠在各類環(huán)境中自主地或交互地執(zhí)行各種擬人任務(wù)(anthropomorphictasks)機(jī)器。

例子1：能夠模擬人思維，進(jìn)行博弈計(jì)算機(jī)。1997年5月11日，一個名為"深藍(lán)"(DeepBlue)ＩＢＭ計(jì)算機(jī)系統(tǒng)戰(zhàn)勝當(dāng)初國際象棋世界冠軍蓋利.卡斯帕羅夫（GarryKasparov）。

例子2：能夠進(jìn)行深海探測潛水機(jī)器人。

例子3：在星際探險(xiǎn)中移動機(jī)器人，如美國研制火星探測車。

人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第3頁1.1人工智能定義定義2人工智能(AI)AI(artificalintelligence)

斯坦福大學(xué)Nilsson提出人工智能是關(guān)于知識科學(xué)（知識表示、知識獲取以及知識利用）,從學(xué)科界定來定義：

·人工智能（學(xué)科）是計(jì)算機(jī)科學(xué)中包括研究、設(shè)計(jì)和應(yīng)用智能機(jī)器一個分支。它近期主要目標(biāo)在于研究用機(jī)器來模仿和執(zhí)行人腦一些智能功效，并開發(fā)相關(guān)理論和技術(shù)。

從人工智能所實(shí)現(xiàn)功效來定義：

·人工智能（能力）是智能機(jī)器所執(zhí)行通常與人類智能相關(guān)功效，如判斷、推理、證實(shí)、識別、感知、了解、設(shè)計(jì)、思索、規(guī)劃、學(xué)習(xí)和問題求解等思維活動。

人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第4頁1.2人工智能發(fā)展1.2.1

人工智能起源與發(fā)展

人工智能發(fā)展是以硬件與軟件為基礎(chǔ)。它發(fā)展經(jīng)歷了漫長發(fā)展歷程。人們從很早就已開始研究本身思維形成，早在亞里士多德(公元前384-322年)在著手解釋和編注他稱之為三段論演繹推理時就邁出了向人工智能發(fā)展早期步伐，能夠看作為原始知識表示規(guī)范。人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第5頁1.2人工智能發(fā)展什么是三段論？三段論是以真言判斷為其前提一個演繹推理，它借助于一個共同項(xiàng)，把兩個直言判斷聯(lián)絡(luò)起來，從而得出結(jié)論。比如：一切金屬都是能夠熔解；鐵是金屬；所以，鐵是能夠熔解。知識表示、知識利用和知識獲取是人工智能系統(tǒng)三個基本問題。人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第6頁1.3人類智能與人工智能人心理活動含有不一樣層次，它能夠與計(jì)算機(jī)層次相比較，見圖1.1。圖1.1人類任知活動與計(jì)算機(jī)比較人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第7頁

1.3人類智能與人工智能

心理活動最高層級是思維策略，中間一層是初級信息處理，最低層級是生理過程，即中樞神經(jīng)系統(tǒng)、神經(jīng)元和大腦活動，與此對應(yīng)是計(jì)算機(jī)程序、語言和硬件。

研究認(rèn)知過程主要任務(wù)是探求高層次思維決議與初級信息處理關(guān)系，并用計(jì)算機(jī)程序來模擬人思維策略水平，而用計(jì)算機(jī)語言模擬人初級信息處理過程。人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第8頁1.3.1

智能信息處理系統(tǒng)假設(shè)

推論一:既然人含有智能，那么他(她)就一定是個物理符號系統(tǒng)。推論二:既然計(jì)算機(jī)是一個物理符號系統(tǒng)，它就一定能夠表現(xiàn)出智能。推論三:既然人是一個物理符號系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)也是一個物理符號系統(tǒng)，那么我們就能夠用計(jì)算機(jī)來模擬人活動。人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第9頁1.3.1

智能信息處理系統(tǒng)假設(shè)1940年，維納開始考慮計(jì)算機(jī)怎樣能像大腦一樣工作。他發(fā)覺了二者相同性。維納認(rèn)為計(jì)算機(jī)是一個進(jìn)行信息處理和信息轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，只要這個系統(tǒng)能得到數(shù)據(jù)，機(jī)器本身就應(yīng)該能做幾乎任何事情。而且計(jì)算機(jī)本身并不一定要用齒輪，導(dǎo)線，軸，電機(jī)等部件制成。麻省理工學(xué)院一位教授為了證實(shí)維納這個觀點(diǎn)，甚至用石塊和衛(wèi)生紙卷制造過一臺簡單能運(yùn)行計(jì)算機(jī)。維納系統(tǒng)地創(chuàng)建了控制論，依據(jù)這一理論，一個機(jī)械系統(tǒng)完全能進(jìn)行運(yùn)算和記憶。

人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第10頁1.3.2

人類智能計(jì)算機(jī)模擬

著名英國科學(xué)家圖靈被稱為人工智能之父,圖靈不但創(chuàng)造了一個簡單通用非數(shù)字計(jì)算模型，而且直接證實(shí)了計(jì)算機(jī)可能以某種被了解為智能方法工作。1950年，圖靈發(fā)表了題為《計(jì)算機(jī)能思索嗎？》論文，給人工智能下了一個定義，而且論證了人工智能可能性。定義智慧時，假如一臺機(jī)器能夠經(jīng)過稱之為圖靈試驗(yàn)試驗(yàn)，那它就是智慧。圖靈試驗(yàn)本質(zhì)就是讓人在不看外型情況下不能區(qū)分是機(jī)器行為還是人行為時，這個機(jī)器就是智慧人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第11頁1.3.2

人類智能計(jì)算機(jī)模擬圖靈測試

游戲由一男(A)、一女(B)和一名問詢者(C)進(jìn)行；C與A、B被隔離，經(jīng)過電傳打字機(jī)與A、B對話。問詢者只知道二人稱呼是X，Y，經(jīng)過提問以及回答來判斷，最終作出"X是A，Y是B"或者"X是B，Y是A"結(jié)論。游戲中，A必須盡力使C判斷錯誤，而B任務(wù)是幫助C。

當(dāng)一個機(jī)器代替了游戲中A，而且機(jī)器將試圖使得C相信它是一個人。假如機(jī)器經(jīng)過了圖靈測試，就認(rèn)為它是"智慧"。人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第12頁1.3.2

人類智能計(jì)算機(jī)模擬物理符號系統(tǒng)假設(shè)推論一也告訴我們，人有智能，所以他是一個物理符號系統(tǒng)；推論三指出，能夠編寫出計(jì)算機(jī)程序去模擬人類思維活動。這就是說，人和計(jì)算機(jī)這兩個物理符號系統(tǒng)所使用物理符號是相同，因而計(jì)算機(jī)能夠模擬人類智能活動過程。人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第13頁1.4

人工智能研究和應(yīng)用領(lǐng)域

在大多數(shù)學(xué)科中存在著幾個不一樣研究領(lǐng)域，每個領(lǐng)域都有其特有感興趣研究課題、研究技術(shù)和術(shù)語。在人工智能中，這么領(lǐng)域包含語言處理、自動定理證實(shí)、智能數(shù)據(jù)檢索系統(tǒng)、視覺系統(tǒng)、問題求解、人工智能方法和程序語言以及自動程序設(shè)計(jì)等。在過去30多年中，已經(jīng)建立了一些含有些人工智能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)；比如，能夠求解微分方程，下棋，設(shè)計(jì)分析集成電路，合成人類自然語言，檢索情報(bào)，診療疾病以及控制太空飛行器和水下機(jī)器人含有不一樣程度人工智能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第14頁1.4.1

問題求解

人工智能第一個大成就是發(fā)展了能夠求解難題下棋(如國際象棋)程序。在下棋程序中應(yīng)用一些技術(shù)，如向前看幾步，并把困難問題分成一些比較輕易子問題，發(fā)展成為搜索和問題歸約這么人工智能基本技術(shù)。今天計(jì)算機(jī)程序能夠下錦標(biāo)賽水平各種方盤棋、十五子棋和國際象棋。另一個問題求解程序把各種數(shù)學(xué)公式符號匯編在一起，其性能到達(dá)很高水平，并正在為許多科學(xué)家和工程師所應(yīng)用。有些程序甚至還能夠用經(jīng)驗(yàn)來改進(jìn)其性能。

人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第15頁1.4.2

邏輯推理與定理證實(shí)

邏輯推理是人工智能研究中最持久子領(lǐng)域之一。其中尤其主要是要找到一些方法，只把注意力集中在一個大型數(shù)據(jù)庫中相關(guān)實(shí)際上，留心可信證實(shí)，并在出現(xiàn)新信息時適時修正這些證實(shí)。對數(shù)學(xué)中臆測定理尋找一個證實(shí)或反證，確實(shí)稱得上是一項(xiàng)智能任務(wù)。為此不但需要有依據(jù)假設(shè)進(jìn)行演繹能力，而且需要一些直覺技巧。

1976年7月，美國阿佩爾(K.Appel)等人合作處理了長達(dá)124年之久難題--四色定理。他們用三臺大型計(jì)算機(jī)，花去1200小時CPU時間，并對中間結(jié)果進(jìn)行人為重復(fù)修改500多處。四色定理成功證實(shí)曾轟動計(jì)算機(jī)界。人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第16頁1.4.3

自然語言了解

NLP(NaturalLanguageProcessing)自然語言處理也是人工智能早期研究領(lǐng)域之一，已經(jīng)編寫出能夠從內(nèi)部數(shù)據(jù)庫回答用英語提出問題程序，這些程序經(jīng)過閱讀文本材料和建立內(nèi)部數(shù)據(jù)庫，能夠把句子從一個語言翻譯為另一個語言，執(zhí)行用英語給出指令和獲取知識等。有些程序甚至能夠在一定程度上翻譯從話筒輸入口頭指令(而不是從鍵盤打入計(jì)算機(jī)指令)。當(dāng)前語言處理研究主要課題是：在翻譯句子時，以主題和對話情況為基礎(chǔ)，注意大量普通常識--世界知識和期望作用主要性。

人工智能在語言翻譯與語音了解程序方面已經(jīng)取得成就，發(fā)展為人類自然語言處理新概念。

人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第17頁1.4.4

自動程序設(shè)計(jì)

可能程序設(shè)計(jì)并不是人類知識一個十分主要方面，不過它本身卻是人工智能一個主要研究領(lǐng)域。這個領(lǐng)域工作叫做自動程序設(shè)計(jì)。已經(jīng)研制出能夠以各種不一樣目標(biāo)描述(比如輸入/輸出對，高級語言描述，甚至英語描述算法)來編寫計(jì)算機(jī)程序。這方面進(jìn)展局限于少數(shù)幾個完全現(xiàn)成例子。對自動程序設(shè)計(jì)研究不但能夠促進(jìn)半自動軟件開發(fā)系統(tǒng)發(fā)展，而且也使經(jīng)過修正本身數(shù)碼進(jìn)行學(xué)習(xí)(即修正它們性能)人工智能系統(tǒng)得到發(fā)展。自動編制一份程序來取得某種指定結(jié)果任務(wù)同證實(shí)一份給定程序?qū)⑷〉媚撤N指定結(jié)果任務(wù)是緊密相關(guān)。后者叫做程序驗(yàn)證。許多自動程序設(shè)計(jì)系統(tǒng)將產(chǎn)生一份輸出程序驗(yàn)證作為額外收獲。人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第18頁1.4.5

教授系統(tǒng)

普通地說，教授系統(tǒng)是一個智能計(jì)算機(jī)程序系統(tǒng)，其內(nèi)部含有大量教授水平某個領(lǐng)域知識與經(jīng)驗(yàn)，能夠利用人類教授知識和處理問題方法來處理該領(lǐng)域問題。也就是說，教授系統(tǒng)是一個含有大量專門知識與經(jīng)驗(yàn)程序系統(tǒng)，它應(yīng)用人工智能技術(shù)，依據(jù)某個領(lǐng)域一個或多個人類教授提供知識和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行推理和判斷，模擬人類教授決議過程，以處理那些需要教授決定復(fù)雜問題。

當(dāng)前研究包括相關(guān)教授系統(tǒng)設(shè)計(jì)各種問題。這些系統(tǒng)是在某個領(lǐng)域教授(他可能無法明確表示他全部知識)與系統(tǒng)設(shè)計(jì)者之間經(jīng)過艱辛重復(fù)交換意見之后建立起來。在已經(jīng)建立教授咨詢系統(tǒng)中，有能夠診療疾病(包含中醫(yī)診療智能機(jī))，預(yù)計(jì)潛在石油等礦藏，研究復(fù)雜有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)以及提供使用其它計(jì)算機(jī)系統(tǒng)參考意見等。發(fā)展教授系統(tǒng)關(guān)鍵是表示和利用教授知識，

人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第19頁1.4.5

教授系統(tǒng)即來自人類教授并已被證實(shí)對處理相關(guān)領(lǐng)域內(nèi)經(jīng)典問題是有用事實(shí)和過程。教授系統(tǒng)和傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)程序最本質(zhì)不一樣之處于于教授系統(tǒng)所要處理問題普通沒有算法解，而且經(jīng)常要在不完全、不準(zhǔn)確或不確定信息基礎(chǔ)上作出結(jié)論。

教授系統(tǒng)能夠處理問題普通包含解釋、預(yù)測、診療、設(shè)計(jì)、規(guī)劃、監(jiān)視、修理、指導(dǎo)和控制等。高性能教授系統(tǒng)也已經(jīng)從學(xué)術(shù)研究開始進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用研究。伴隨人工智能整體水平提升，教授系統(tǒng)也取得發(fā)展。正在開發(fā)新一代教授系統(tǒng)有分布式教授系統(tǒng)和協(xié)同式教授系統(tǒng)等。在新一代教授系統(tǒng)中，不但采取基于規(guī)則方法，而且采取基于模型原理。人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第20頁1.4.6

機(jī)器學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)能力無疑是人工智能研究上最突出和最主要一個方面。人工智能在這方面研究近年來取得了一些進(jìn)展。學(xué)習(xí)是人類智能主要標(biāo)志和取得知識基本伎倆。機(jī)器學(xué)習(xí)(自動獲取新事實(shí)及新推理算法)是使計(jì)算機(jī)含有智能根本路徑。正如香克(R.Shank)所說："一臺計(jì)算機(jī)若不會學(xué)習(xí)，就不能稱為含有智能。"另外，機(jī)器學(xué)習(xí)還有利于發(fā)覺人類學(xué)習(xí)機(jī)理和揭示人腦奧秘。所以這是一個一直得到重視，理論正在創(chuàng)建，方法日臻完善，但遠(yuǎn)未到達(dá)理想境地研究領(lǐng)域。

人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第21頁1.5

人工智能對人類影響

1.5.1

人工智能對經(jīng)濟(jì)影響

人工智能系統(tǒng)開發(fā)和應(yīng)用，已為人類創(chuàng)造出可觀經(jīng)濟(jì)效益，教授系統(tǒng)就是一個例子。伴隨計(jì)算機(jī)系統(tǒng)價(jià)格繼續(xù)下降，人工智能技術(shù)必將得到更大推廣，產(chǎn)生更大經(jīng)濟(jì)效益。下面略舉二例說明。

人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第22頁1.5.1

人工智能對經(jīng)濟(jì)影響1.教授系統(tǒng)效益

成功教授系統(tǒng)能為它建造者、擁有者和用戶帶來顯著經(jīng)濟(jì)效益。用比較經(jīng)濟(jì)方法執(zhí)行任務(wù)而不需要有經(jīng)驗(yàn)教授，能夠極大地降低勞務(wù)開支和培養(yǎng)費(fèi)用。因?yàn)檐浖子趶?fù)制，所以教授系統(tǒng)能夠廣泛傳輸教授知識和經(jīng)驗(yàn)，推廣應(yīng)用數(shù)量有限和昂貴專業(yè)人員及其知識。

假如保護(hù)得當(dāng)，軟件能被長久地和完整地保留。

領(lǐng)域?qū)I(yè)人員(如醫(yī)生)難以同時保持最新實(shí)際提議(如治療方案和方法)，而教授系統(tǒng)卻能快速地更新和保留這類提議，使終端用戶(如病人)從中受益。人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第23頁1.5.1

人工智能對經(jīng)濟(jì)影響2.人工智能推進(jìn)計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展

人工智能研究已經(jīng)對計(jì)算機(jī)技術(shù)各個方面產(chǎn)生并將繼續(xù)產(chǎn)生較大影響。人工智能應(yīng)用要求繁重計(jì)算，促進(jìn)了并行處理和專用集成片開發(fā)。算法發(fā)生器和靈巧數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)取得應(yīng)用，自動程序設(shè)計(jì)技術(shù)將開始對軟件開發(fā)產(chǎn)生主動影響。全部這些在研究人工智能時開發(fā)出來新技術(shù)，推進(jìn)了計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展，進(jìn)而使計(jì)算機(jī)為人類創(chuàng)造更大經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第24頁1.5.2

人工智能對社會影響

人工智能在給它創(chuàng)造者、銷售者和用戶帶來經(jīng)濟(jì)利益同時，就象任何新技術(shù)一樣，它發(fā)展也引發(fā)或即將出現(xiàn)許多問題，并使一些人感到擔(dān)心或懊惱。

人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第25頁1.5.2

人工智能對社會影響。

1.勞務(wù)就業(yè)問題

因?yàn)槿斯ぶ悄苣軌虼嫒祟愡M(jìn)行各種腦力勞動，將會使一部分人不得不改變他們工種，甚至造成失業(yè)。人工智能在科技和工程中應(yīng)用，會使一些人失去介入信息處理活動(如規(guī)劃、診療、了解和決議等)機(jī)會，甚至不得不改變自己工作方式。

人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第26頁1.5.2

人工智能對社會影響2.社會結(jié)構(gòu)變化

人們一方面希望人工智能和智能機(jī)器能夠代替人類從事各種勞動，其次又擔(dān)心它們發(fā)展會引起新社會問題。實(shí)際上，近十多年來，社會結(jié)構(gòu)正在發(fā)生一種靜悄悄變化。"人-機(jī)器"社會結(jié)構(gòu)，終將為"人-智能機(jī)器-機(jī)器"社會結(jié)構(gòu)所取代。智能機(jī)器人就是智能機(jī)器之一?，F(xiàn)在和將來很多原來是由人負(fù)擔(dān)工作將由機(jī)器人來擔(dān)任，所以，人們將不得不學(xué)會與有智能機(jī)器相處，并適應(yīng)這種變化了社會結(jié)構(gòu)。

人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第27頁1.5.2

人工智能對社會影響3.思維方式與觀念改變

人工智能發(fā)展與推廣應(yīng)用，將影響到人類思維方式和傳統(tǒng)觀念，并使它們發(fā)生改變。比如，傳統(tǒng)知識普通印在書本報(bào)刊或雜志上，因而是固定不變，而人工智能系統(tǒng)知識庫知識卻是能夠不停修改、擴(kuò)充和更新。又如，一旦教授系統(tǒng)用戶開始相信系統(tǒng)(智能機(jī)器)判斷和決定，那么他們就可能不愿多動腦筋，變得懶惰，并失去對許多問題及其求解任務(wù)責(zé)任感和敏感性。那些過分依賴計(jì)算器學(xué)生，他們主動思維能力和計(jì)算能力也會顯著下降。過分地依賴計(jì)算機(jī)提議而不加分析地接收，將會使智能機(jī)器用戶認(rèn)知能力下降，并增加誤解。在設(shè)計(jì)和研制智能系統(tǒng)時，應(yīng)考慮到上述問題，盡可能勉勵用戶在問題求解中主動性，讓他們智力主動參加問題求解過程。

人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第28頁1.5.2

人工智能對社會影響4.心理上威脅

人工智能還使一部分社會組員感到心理上威脅，或叫做精神威脅。人們普通認(rèn)為，只有些人類才含有感知精神，而且以此與機(jī)器相別。假如有一天，這些人開始相信機(jī)器也能夠思維和創(chuàng)作，那么他們可能會感到失望，甚至感到威脅。他們擔(dān)心：有朝一日，智能機(jī)器人工智能會超出人類自然智能，使人類淪為智能機(jī)器和智能系統(tǒng)奴隸。對于人觀念(更詳細(xì)地指人精神)和機(jī)器觀念(更詳細(xì)地指人工智能)之間關(guān)系問題，哲學(xué)家、神學(xué)家和其它人們之間一直存在著爭論。按照人工智能觀點(diǎn)，人類有可能用機(jī)器來規(guī)劃自己未來，甚至能夠把這個規(guī)劃問題想象為一類狀態(tài)空間搜索。當(dāng)社會上一部分人歡迎這種新觀念時，另一部分人則發(fā)覺這些新觀念是惹人煩惱和無法接收，尤其是當(dāng)這些觀念與他們鐘愛信仰和觀念背道而馳時。

人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第29頁1.5.2

人工智能對社會影響5.技術(shù)失控危險(xiǎn)

任何新技術(shù)最大危險(xiǎn)莫過于人類對它失去了控制，或者是它落入那些企圖利用新技術(shù)反對人類人手中。有些人擔(dān)心機(jī)器人和人工智能其它制品威脅人類安全。為此，著名美國科幻作家阿西莫夫(I.Asimov)提出了“機(jī)器人三守則”：

(1)機(jī)器人必須不危害人類，也不允許它眼看人類受害而袖手旁觀。

(2)機(jī)器人必須絕對服從人類，除非這種服從有害于人類。

(3)機(jī)器人必須保護(hù)本身不受傷害，除非為了保護(hù)人類或者是人類命令它作出犧牲。

我們認(rèn)為，假如把這個“機(jī)器人三守則”推廣到整個智能機(jī)器，成為“智能機(jī)器三守則”，那么，人類社會就會更輕易接收智能機(jī)器和人工智能。

人工智能技術(shù)是一個信息技術(shù)，能夠極快地傳遞。我們必須保持高度警覺,預(yù)防人工智能技術(shù)被用于反對人類和危害社會犯罪(有人稱之為“智能犯罪”)。同時，人類有足夠智慧和信心，能夠研制出防范、檢測和偵破各種智能犯罪活動智能伎倆。人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第30頁1.5.2

人工智能對社會影響6.引發(fā)法律問題

人工智能應(yīng)用技術(shù)不但代替了人一些體力勞動，也代替了人一些腦力勞動，有時甚至行使著本應(yīng)由人擔(dān)任職能，免不了引發(fā)法律糾紛。比如醫(yī)療診療教授系統(tǒng)萬一出現(xiàn)失誤，造成醫(yī)療事故，怎么樣來處理，開發(fā)教授系統(tǒng)者是否要負(fù)責(zé)任，使用教授系統(tǒng)者應(yīng)負(fù)什么責(zé)任，等等。

人工智能應(yīng)用將會越來越普及，正在逐步進(jìn)入家庭，使用"機(jī)頂盒"技術(shù)智能化電器已問世。能夠預(yù)料，將會出現(xiàn)更多與人工智能應(yīng)用相關(guān)法律問題，需要社會在實(shí)踐基礎(chǔ)上從法律角度作出對這些問題處理方案。

要經(jīng)過法律伎倆，對利用人工智能技術(shù)來反對人類和危害社會犯罪行為進(jìn)行處罰，使人工智能技術(shù)為人類利益作貢獻(xiàn)。

人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第31頁1.5.3

人工智能對文化影響

1.改進(jìn)人類知識

在重新闡述我們歷史知識過程中，哲學(xué)家、科學(xué)家和人工智能學(xué)家有機(jī)會努力處理知識含糊性以及消除知識不一致性。這種努力結(jié)果，可能造成知識一些改進(jìn)，方便能夠比較輕易地推斷出令人感興趣新真理。

人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第32頁1.5.3

人工智能對文化影響2.改進(jìn)人類語言

依據(jù)語言學(xué)觀點(diǎn)，語言是思維表現(xiàn)和工具，思維規(guī)律可用語言學(xué)方法加以研究，但人下意識和潛意識往往"只能意會，不可言傳"。因?yàn)椴扇∪斯ぶ悄芗夹g(shù)，綜合應(yīng)用語法、語義和形式知識表示方法，我們有可能在改進(jìn)知識自然語言表示同時，把知識闡述為適用人工智能形式。伴隨人工智能原理日益廣泛傳輸，人們可能應(yīng)用人工智能概念來描述他們生活中日常狀態(tài)和求解各種問題過程。人工智能能夠擴(kuò)大人們交流知識概念集合，為我們提供一定情況下可供選擇概念，描述我們所見所聞方法以及描述我們信念新方法。

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人工智能對文化影響3.改進(jìn)文化生活

人工智能技術(shù)為人類文化生活打開了許多新窗口。比如圖像處理技術(shù)必將對圖形藝術(shù)、廣告和社會教育部門產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。比如現(xiàn)有智力游戲機(jī)將發(fā)展為含有更高智能文化娛樂伎倆。

綜上分析我們知道，人工智能技術(shù)對人類社會進(jìn)步、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和文化提升都有巨大影響。伴隨時間推進(jìn)和技術(shù)進(jìn)步，這種影響將越來越顯著地表現(xiàn)出來。還有一些影響，可能是我們現(xiàn)在難以預(yù)測。能夠必定，人工智能將對人類物質(zhì)文明和精神文明產(chǎn)生越來越大影響。

人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第34頁三、博弈樹搜索

3.1博弈概述

諸以下棋、打牌、競技、戰(zhàn)爭等一類競爭性智能活動稱為博弈。博弈有很各種，我們討論最簡單"二人零和、全信息、非偶然"博弈，其特征以下：

(1)對壘MAX、MIN雙方輪番采取行動，博弈結(jié)果只有三種情況：MAX方勝，MIN方??；MIN方勝，MAX方??；和局。

(2)在對壘過程中，任何一方都了解當(dāng)前格局及過去歷史。

(3)任何一方在采取行動前都要依據(jù)當(dāng)前實(shí)際情況，進(jìn)行得失分析，選取對自已為最有利而對對方最為不利對策，不存在擲骰子之類"碰運(yùn)氣"原因。即雙方都是很理智地決定自己行動。

人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第35頁三、博弈樹搜索在博弈過程中，任何一方都希望自己取得勝利。所以，當(dāng)某一方當(dāng)前有多個行動方案可供選擇時，他總是挑選對自己最為有利而對對方最為不利那個行動方案。此時，假如我們站在MAX方立場上，則可供MAX方選擇若干行動方案之間是"或"關(guān)系，因?yàn)橹鲃訖?quán)操在MAX方手里，他或者選擇這個行動方案，或者選擇另一個行動方案，完全由MAX方自已決定。當(dāng)MAX方選取任一方案走了一步后，MIN方也有若干個可供選擇行動方案，此時這些行動方案對MAX方來說它們之間則是"與"關(guān)系，因?yàn)檫@時主動權(quán)操在MIN方手里，這些可供選擇行動方案中任何一個都可能被MIN方選中，MAX方必須應(yīng)付每一個情況發(fā)生。

人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第36頁三、博弈樹搜索這么，假如站在某一方(如MAX方，即MAX要取勝)，把上述博弈過程用圖表示出來，則得到是一棵"與或樹"。描述博弈過程與或樹稱為博弈樹，它有以下特點(diǎn)：

人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第37頁三、博弈樹搜索(1)博弈初始格局是初始節(jié)點(diǎn)。

(2)在博弈樹中，"或"節(jié)點(diǎn)和"與"節(jié)點(diǎn)是逐層交替出現(xiàn)。自己一方擴(kuò)展節(jié)點(diǎn)之間是"或"關(guān)系，對方擴(kuò)展節(jié)點(diǎn)之間是"與"關(guān)系。雙方輪番地?cái)U(kuò)展節(jié)點(diǎn)。

(3)全部自己一方獲勝終局都是本原問題，對應(yīng)節(jié)點(diǎn)是可解節(jié)點(diǎn)；全部使對方獲勝終局都認(rèn)為是不可解節(jié)點(diǎn)。

我們假定MAX先走，處于奇數(shù)深度級節(jié)點(diǎn)都對應(yīng)下一步由MAX走，這些節(jié)點(diǎn)稱為MAX節(jié)點(diǎn)，對應(yīng)地偶數(shù)級為MIN節(jié)點(diǎn)。

人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第38頁3.2極小極大分析法

在二人博弈問題中，為了從眾多可供選擇行動方案中選出一個對自己最為有利行動方案，就需要對當(dāng)前情況以及將要發(fā)生情況進(jìn)行分析，經(jīng)過某搜索算法從中選出最優(yōu)走步。在博弈問題中，每一個格局可供選擇行動方案都有很多，所以會生成十分龐大博弈樹，假如試圖經(jīng)過直到終局與或樹搜索而得到最好一步棋是不可能，比如曾有些人預(yù)計(jì)，西洋跳棋完整博弈樹約有1040個節(jié)點(diǎn)。

最常使用分析方法是極小極大分析法。其基本思想或算法是：

人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第39頁3.2極小極大分析法(1)設(shè)博弈雙方中一方為MAX，另一方為MIN。然后為其中一方(比如MAX)尋找一個最優(yōu)行動方案。

(2)為了找到當(dāng)前最優(yōu)行動方案，需要對各個可能方案所產(chǎn)生后果進(jìn)行比較,詳細(xì)地說，就是要考慮每一方案實(shí)施后對方可能采取全部行動，并計(jì)算可能得分。

(3)為計(jì)算得分，需要依據(jù)問題特征信息定義一個估價(jià)函數(shù)，用來估算當(dāng)前博弈樹端節(jié)點(diǎn)得分。此時估算出來得分稱為靜態(tài)估值。

人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第40頁3.2極小極大分析法(4)當(dāng)端節(jié)點(diǎn)估值計(jì)算出來后，再推算出父節(jié)點(diǎn)得分，推算方法是：對“或”節(jié)點(diǎn)，選其子節(jié)點(diǎn)中一個最大得分作為父節(jié)點(diǎn)得分，這是為了使自己在可供選擇方案中選一個對自己最有利方案；對“與”節(jié)點(diǎn)，選其子節(jié)點(diǎn)中一個最小得分作為父節(jié)點(diǎn)得分，這是為了立足于最壞情況。這么計(jì)算出父節(jié)點(diǎn)得分稱為倒推值。

(5)假如一個行動方案能取得較大倒推值，則它就是當(dāng)前最好行動方案。

人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第41頁3.2極小極大分析法在博弈問題中，每一個格局可供選擇行動方案都有很多，所以會生成十分龐大博弈樹。試圖利用完整博弈樹來進(jìn)行極小極大分析是困難。可行方法是只生成一定深度博弈樹，然后進(jìn)行極小極大分析,找出當(dāng)前最好行動方案。在此之后，再在已選定分支上擴(kuò)展一定深度，再選最好行動方案。如此進(jìn)行下去，直到取得勝敗結(jié)果為止，至于每次生成博弈樹深度，當(dāng)然是越大越好，但因?yàn)槭艿接?jì)算機(jī)存放空間限制，只好依據(jù)實(shí)際情況而定。

人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第42頁一字棋游戲極小極大分析法

設(shè)有九個空格，由MAX，MIN二人對弈，輪到誰走棋誰就往空格上放一只自己棋子，誰先使自己棋子組成“三子成一線”(同一行或列或?qū)蔷€全是某人棋子)，誰就取得了勝利。人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第43頁一字棋游戲極小極大分析法用叉號表示MAX，用圓圈代表MIN。比以下列圖中就是MIN取勝棋局。

為了不致于生成太大博弈樹，假設(shè)每次僅擴(kuò)展兩層。估價(jià)函數(shù)定義以下：設(shè)棋局為P，估價(jià)函數(shù)為e(P)。人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第44頁一字棋游戲極小極大分析法

(1)若P對任何一方來說都不是獲勝位置，則e(P)=e(那些仍為MAX空著完全行、列或?qū)蔷€總數(shù))-e(那些仍為MIN空著完全行、列或?qū)蔷€總數(shù))(2)若P是MAX必勝棋局，則e(P)＝+∞。(3)若P是B必勝棋局，則e(P)＝-∞。

如右圖示,則e(P)=6-4=2人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第45頁一字棋游戲極小極大分析法要注意利用棋盤位置對稱性,在生成后繼節(jié)點(diǎn)位置時，以下博弈結(jié)局人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第46頁一字棋游戲極小極大分析法都是相同棋局(在博弈中，一宇棋分枝系數(shù)比較小起初是因?yàn)閷ΨQ性，而后是因?yàn)槠灞P上未布子空格降低所致)。圖3.15畫出了經(jīng)過兩層搜索生成博弈樹，靜態(tài)估值記在端節(jié)點(diǎn)下面，倒推值記在圓圈內(nèi)。人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第47頁圖3.15應(yīng)用于一字棋極小極大搜索過程(第一階段)人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第48頁一字棋游戲極小極大分析法因?yàn)橛覉D所表示位置含有最大倒推值，它應(yīng)該選取為MAX第一步（恰好是MAX最好優(yōu)先走步）。

人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第49頁一字棋游戲極小極大分析法現(xiàn)在我們假設(shè)MAX走了這一步，而MIN回步是直接在X上方空格里放上一個圓圈(對MAX來說這是一步壞棋，他一定沒有采取好搜索策略)。下一步，MAX又在新格局下搜索兩層，產(chǎn)生如圖3.16所表示搜索圖。人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第50頁圖3.16應(yīng)用于一字棋極小極大搜索過程(第二階段)人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第51頁一字棋游戲極小極大分析法現(xiàn)在圖中MAX有兩個可能“最好”優(yōu)先走步，假設(shè)MAX走了圖上指明那一步。而MIN為了防止馬上失利被迫走了另一步，從而產(chǎn)生以下棋局：MAX再次搜索，產(chǎn)生如圖3.17所表示樹。

人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第52頁圖3.17應(yīng)用于一字棋極小極大搜索過程(第三階段)人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第53頁一字棋游戲極小極大分析法在這棵樹中一些端節(jié)點(diǎn)(比如其中一個標(biāo)識著A)代表MIN獲勝，所以它們估值為—∞。當(dāng)這些估值被倒推回去時，可看到MAX最好也是唯一能使他防止馬上失敗一個走步?，F(xiàn)在，MIN能夠看出MAX必定在他下一走步中獲勝，所以，MIN只好認(rèn)輸。

人工智能的計(jì)算機(jī)模擬課件第54頁3.3α-β剪枝技術(shù)

首先分析極小極大分析法效率，上述極小極大分析法，實(shí)際是先生成一棵博弈樹，然后再計(jì)算其倒推值，至使極小極大分析法效率較低。于是在極小極大分析法基礎(chǔ)上提出了α-β剪枝技術(shù)。

α-β剪枝技術(shù)基本思想或算法是，邊生成博弈樹邊計(jì)算評定各節(jié)點(diǎn)倒推值，而且依據(jù)評定出倒推值范圍，及時停頓擴(kuò)展那些已無必要再擴(kuò)展子節(jié)點(diǎn)，即相當(dāng)于剪去了博弈樹上一些分枝，從而節(jié)約了機(jī)器開銷，提升了搜索效率。詳細(xì)