智能科學(xué)的研究概要課件

智能科學(xué)的研究概要智能科學(xué)的研究概要智能科學(xué)的研究概要報(bào)告提要概述腦科學(xué)認(rèn)知科學(xué)人工智能成果展望2”通過閱讀科技書籍，我們能豐富知識，培養(yǎng)邏輯思維能力；報(bào)告提要概述腦科學(xué)認(rèn)知科學(xué)人工智能成果展望2科學(xué)發(fā)展大趨勢美國關(guān)于NBIC會聚技術(shù)的戰(zhàn)略研討兩次會議：

2001-05-11NSF預(yù)備會

2001-12-03NSF/DOC(79人)

政府與國家實(shí)驗(yàn)室32人大學(xué)28人企業(yè)及非政府組織19人

2004-03成立ConvergingTechnologiesBarAssociation(CTBA)3InfoCognoBioNanoEnhancingHumanPerformanceNewHumanbeingNewIndustriesNewSocietyNewApplicationsNewSciencesNewEducation

科學(xué)發(fā)展大趨勢4第一次浪潮第二次浪潮第三次浪潮第四次浪潮第五次浪潮1785

1845

1900

195019901999

2020

創(chuàng)新步伐水力紡織鐵蒸汽鐵路鋼電化學(xué)品內(nèi)燃機(jī)石油化學(xué)電子航空數(shù)字網(wǎng)絡(luò)軟件新媒體60年55年50年40年30年技術(shù)創(chuàng)新浪潮的經(jīng)濟(jì)長波規(guī)律（康德拉捷夫）機(jī)械化鐵路化電氣化電子化數(shù)字化5第一次浪潮第二次浪潮第三次浪潮第四次浪潮1990

2020

2050

20802100創(chuàng)新步伐數(shù)字網(wǎng)絡(luò)軟件新媒體生物基因（蛋白質(zhì)）納米材料腦科學(xué)智能技術(shù)？？？？？？對21世紀(jì)技術(shù)創(chuàng)新浪潮長波的猜想6智能科學(xué)

20世紀(jì)末,

生物信息學(xué)

生物信息學(xué)是采用信息科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、生物數(shù)學(xué)、比較生物學(xué)等學(xué)科的觀點(diǎn)和方法對生命的現(xiàn)象與其組成分子(核酸、蛋白等)進(jìn)行研究，主要是研究生命中物質(zhì)的組成、進(jìn)化、結(jié)構(gòu)與功能的規(guī)律、以及這些物質(zhì)在生命體中能量和信息的交換或傳遞。該學(xué)科以計(jì)算機(jī)和生物電子設(shè)備為工具，對生物信息進(jìn)行提取、儲存、加工和分析，用信息理論技術(shù)及生物數(shù)學(xué)的方法去理解和闡述生物大分子的存在和生命價(jià)值，最終對它們進(jìn)行各種處理與應(yīng)用。7智能科學(xué)

智能科學(xué)研究智能的基本理論和實(shí)現(xiàn)技術(shù)，是由腦科學(xué)、認(rèn)知科學(xué)、人工智能等學(xué)科構(gòu)成的交叉學(xué)科。21世紀(jì)智能科學(xué)的研究將會取得突破性進(jìn)展，將進(jìn)一步揭示人類智能的本質(zhì)，人類將在認(rèn)識自身起源與演化、腦與神經(jīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、發(fā)育、功能等方面取得重大進(jìn)展。我們要抓住智能科學(xué)的大好發(fā)展機(jī)遇，以創(chuàng)新的思路，積極開展研究。

8腦科學(xué)

腦科學(xué)從分子水平、細(xì)胞水平、行為水平研究腦結(jié)構(gòu),

建立腦模型，揭示自然智能機(jī)理和腦本質(zhì)。

硬件系統(tǒng)

9神經(jīng)活動

F神經(jīng)信號的發(fā)生、轉(zhuǎn)導(dǎo)、傳導(dǎo)、突觸傳遞等。

F神經(jīng)遞質(zhì)的合成、維持、釋放與與受體的相互作用的研究都取得了令人矚目的進(jìn)展。

F對神經(jīng)元和神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育的分子機(jī)制的研究

19世紀(jì)未葉，Cajal染色法的發(fā)明在技術(shù)上為Cajal的神經(jīng)元學(xué)說不得準(zhǔn)備了前提條件。20世紀(jì)40年代末期微電極的發(fā)明，開創(chuàng)了神經(jīng)生理研究的新時(shí)代，對神經(jīng)活動的認(rèn)識因此出現(xiàn)了重大的飛躍。10突觸可塑性11神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

12腦功能成像數(shù)據(jù)庫

(1)

有中國人特色的大腦標(biāo)準(zhǔn)化方法?，F(xiàn)有的腦功能成像數(shù)據(jù)庫基本上都是基于Talairach坐標(biāo)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。要對現(xiàn)有的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析研究，提出有中國人特色的，能夠體現(xiàn)大腦精細(xì)結(jié)構(gòu)差異的大腦標(biāo)準(zhǔn)化方法；

(2)

超大規(guī)模腦功能成像數(shù)據(jù)的快速存取技術(shù)；

(3)

腦功能區(qū)劃分（segmentation）的方法和技術(shù)；

(4)

基于內(nèi)容的層次型腦功能成像數(shù)據(jù)庫體系結(jié)構(gòu)；

(5)

腦功能區(qū)的動態(tài)變化的跟蹤、演示與存儲。13認(rèn)知科學(xué)

認(rèn)知科學(xué)是研究人類感知、學(xué)習(xí)、記憶、思維、意識等人腦心智活動過程的科學(xué)。

軟件系統(tǒng)

14感知過程和知覺表達(dá)

知覺信息的表達(dá)是知覺研究的基本問題，是研究其它各個(gè)層次認(rèn)知過程的基礎(chǔ)。知覺過程是從那里開始的？外在物理世界的那些變量具有心理學(xué)的知覺意義？作為知覺的計(jì)算模型計(jì)算的對象是什么？

現(xiàn)有腦成像技術(shù)的時(shí)間、空間分辨能力將大幅度提高，新的無創(chuàng)傷檢測腦活動的技術(shù)將進(jìn)一步發(fā)展起來。

15學(xué)習(xí)

學(xué)習(xí)在腦內(nèi)如何發(fā)生，是神經(jīng)生物學(xué)的核心問題之一。學(xué)習(xí)導(dǎo)致神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能上的精細(xì)修飾，形成記憶痕跡。揭示學(xué)習(xí)的神經(jīng)機(jī)制，對理解人類智力的本質(zhì)具有重大意義。

16記憶

記憶在腦內(nèi)如何發(fā)生，是神經(jīng)生物學(xué)的核心問題之一。學(xué)習(xí)導(dǎo)致神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能上的精細(xì)修飾，形成記憶痕跡。揭示記憶的神經(jīng)機(jī)制，對理解人類智力的本質(zhì)具有重大意義。

17語言加工的認(rèn)知機(jī)制

F語言的中樞表象是什么？語言加工的認(rèn)知和腦機(jī)制理解和使用語言是人類特有的功能，是人類意識和意志表達(dá)的基本途徑。

F漢語以其獨(dú)特的詞法和句法體系、文字系統(tǒng)和語音聲調(diào)系統(tǒng)而顯著區(qū)別于印歐語言。

F從神經(jīng)、認(rèn)知、和計(jì)算三個(gè)層次上研究漢語加工和信息處理是擺在我國科學(xué)家面前刻不容緩的任務(wù)。1819思維的認(rèn)知機(jī)理

思維是具有意識的人腦對于客觀現(xiàn)實(shí)的本質(zhì)屬性、內(nèi)部規(guī)律性的自覺的、間接的和概括的反映。F通過研究不同層次的思維模型，研究思維的規(guī)律和方法,為新型智能信息處理系統(tǒng)提供原理和模型。F

近年來神經(jīng)生理學(xué)和腦科學(xué)的研究成果表明，腦的感知部分，包括視覺、聽覺、運(yùn)動等腦皮層區(qū)不僅具有輸入/輸出通道的功能，而且具有直接參與思維的功能,。智能不僅是運(yùn)用知識，通過推理解決問題，智能也處于感知通道

20情感智能

情感（emotion）是人們對客觀事物的主觀態(tài)度和相應(yīng)的內(nèi)心體驗(yàn)。

情感活動與大腦邊緣系統(tǒng)和植物神經(jīng)系統(tǒng)有著重要的聯(lián)系。大腦皮層則調(diào)節(jié)著情緒和情感的進(jìn)行，控制著皮層下中樞的活動。包括丘腦、下丘腦、邊緣系統(tǒng)和網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的機(jī)能。動物實(shí)驗(yàn)表明邊緣系統(tǒng)的5-羥色胺和去甲腎上腺素含量最高。并對情感活動的調(diào)節(jié)起重要作用。21意識

意識是人腦對外部世界和自身心理、生理活動等客觀事物的覺知和控制。意識問題是對當(dāng)代科學(xué)的巨大挑戰(zhàn)。

F

1879年現(xiàn)代心理學(xué)建立以來，意識就成為心理學(xué)的主要研究對象。James認(rèn)為，心理學(xué)是研究意識的科學(xué)。

F20世紀(jì)20年代興起的行為主義心理學(xué)，不承認(rèn)意識的存在。

F

50年代出現(xiàn)的認(rèn)知心理學(xué)重新提出意識問題22人工智能

用人工的方法和技術(shù)，模仿、延伸和擴(kuò)展人的智能,

實(shí)現(xiàn)機(jī)器智能。

仿真系統(tǒng)

23人工智能的五個(gè)基本問題

Kirsh1991年指出:

(1)知識與概念化是否是人工智能的核心？

(2)認(rèn)知能力能否與載體分開來研究？

(3)認(rèn)知的軌跡是否可用類自然語言來描述？

(4)學(xué)習(xí)能力能否與認(rèn)知分開來研究？

(5)所有的認(rèn)知是否有一種統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)？24知識科學(xué)

(1)知識的哲學(xué)涵義

(2)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)

(3)邏輯基礎(chǔ)

(4)認(rèn)知基礎(chǔ)

(5)系統(tǒng)論基礎(chǔ)25知識工程

(1)開放世界

(2)動態(tài)

(3)交互

(4)不確定

(5)海量26符號邏輯知識表示:命題邏輯,謂詞邏輯,模態(tài)邏輯,時(shí)序邏輯,模糊邏輯,動態(tài)邏輯知識發(fā)現(xiàn):歸納邏輯,模型論

知識共享:描述邏輯,OWL心智社會:BDI模型27計(jì)算智能神經(jīng)計(jì)算模糊集遺傳算法進(jìn)化計(jì)算人工生命28多主體環(huán)境MAGE

需求分析系統(tǒng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)開發(fā)行為層主體層主體社會系統(tǒng)部署、運(yùn)行MAGE工作流程主體統(tǒng)一建模平臺AUMP可視化主體開發(fā)環(huán)境VAStudioMAGE運(yùn)行環(huán)境29MAGE運(yùn)行平臺

體系結(jié)構(gòu)MAGE主體主體管理系統(tǒng)AMS目錄服務(wù)其DF主體主體消息傳輸系統(tǒng)MTS非主體軟件主體庫功能構(gòu)件其他主體平臺消息傳輸系統(tǒng)MTS30多策略數(shù)據(jù)挖掘MSMiner外部數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)倉庫元數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)抽取、清洗、聚集、轉(zhuǎn)換主題2主題1主題nOLAP與可視化工具數(shù)據(jù)采掘集成工具...31智能信息處理平臺GHunt32專家系統(tǒng)工具OKPS33多媒體信息檢索MIRES34成果應(yīng)用(1)東海漁場預(yù)報(bào)35成果應(yīng)用(2)

亞洲寬帶—異文化協(xié)作合作單位：NTTCommunication(日本)Kyoto京都大學(xué)（日本）Wakayama和歌山大學(xué)（日本）Osaka大阪大學(xué)（日本）JST日本科技公司（日本）中國科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所（中國）北京大學(xué)（中國）36成果應(yīng)用(3)

配電網(wǎng)故障恢復(fù)決策系統(tǒng)恢復(fù)策略

37成果應(yīng)用(4)

戰(zhàn)爭仿真

決策訓(xùn)練決策分析武器體系指揮訓(xùn)練方案分析合成訓(xùn)練合成分析武器工程技能訓(xùn)練武器運(yùn)用武器系統(tǒng)“人”“方案”“武器”戰(zhàn)略層戰(zhàn)役層戰(zhàn)術(shù)層技術(shù)層對象38成果應(yīng)用(5)

設(shè)備故障診斷系統(tǒng)硬件環(huán)境主測試機(jī)外圍設(shè)備

設(shè)備上部件39成果應(yīng)用(5)電子商務(wù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)ApplicationServicesSearchAgentBargainAgentInfoAgentDFAgentAMSAgentRMAAgentAgentPlatformManagement…MAGEAgentPlatformJavaBeanJSPServletWebApplicationInterfaceAgentInterfaceAgent…BrowserBrowser…UsersResourcesDataBaseStrategiesModelsInformation40成果應(yīng)用(6)城市應(yīng)急聯(lián)動和綜合信息服務(wù)接警信息應(yīng)急聯(lián)動指揮控制臺應(yīng)急預(yù)案庫搜索預(yù)案庫根據(jù)Agent的信息搜索預(yù)案庫生成的方案存預(yù)案庫中沒有預(yù)案，則使用智能決策系統(tǒng)，根據(jù)規(guī)則推斷出應(yīng)急方案應(yīng)急聯(lián)動部門具體部署41展