人工智能1第1章.ppt

1、课程：人工智能导论,教材人工智能技术导论 廉师友编 西安电子科技大学出版社2002年7月(第三版),主要参考书目,1.人工智能及其应用，王万良编，高等教育出版社，2005年3月2.人工智能与专家系统 ，尹朝庆等编，中国水利水电出版社, 2002年1月 3.人工智能实用教程 ，张仰森等编 ，中国科学出版集团北京希望电子出版社 2002年5月；,人工智能技术导论,解读为：人工智能最基本的技术的入门！,第1篇 概述与工具,第2篇 搜索与求解,第3篇 知识与推理,第4篇 学习与发现,第5篇 感知与交流,第6篇 系统与建造,第1章 人工智能概述 第2章 逻辑程序设计语言PROLOG,第3章 图搜索与问题

2、求解 第4章 基于遗传算法的随机优化搜索,第5章 基于谓词逻辑的机器推理 第6章 基于产生式规则的机器推理 第7章 几种结构化知识表示及其推理 第8章 不确定性知识的表示与推理,第9章 机器学习与知识发现,第10章 模式识别 第11章 自然语言理解,第12章 专家系统，第13章 Agent系统 第14章 智能计算机与智能网络 第15章 智能机器人 第16章 智能程序设计语言,第1章 人工智能概述,1.1. 什么是人工智能 1.2. 人工智能的研究意义、目标和策略 1.3. 人工智能的学科范畴 1.4. 人工智能的研究内容 1.5. 人工智能的研究途径与方法 1.6. 人工智能的基本技术 1.7

3、. 人工智能的应用 1.8. 人工智能的分支领域与研究方向 1.9. 人工智能的发展概况 最后介绍本课程的要点,1.1. 什么是人工智能,1.1.1. 人工智能概念的一般描述,字面解释： 英文是Artificial Intelligence，AI 中文是人造智能,“人工智能”一词目前是指用计算机模拟或实现的智能，因此人工智能又称机器智能。当然，这只是对人工智能的字面解释或一般解释。关于人工智能的科学定义，学术界目前还没有统一的认识。,下面是部分学者对人工智能概念的描述，可以看做是他们各自对人工智能所下的定义。,人工智能是那些与人的思维相关的活动，诸如决策、问题求解和学习等的自动化(Bellma

4、n，1978年)。 人工智能是一种计算机能够思维，使机器具有智力的激动人心的新尝试(Haugeland，1985年)。 人工智能是研究如何让计算机做现阶段只有人才能做得好的事情(Rich Knight，1991年)。 人工智能是那些使知觉、推理和行为成为可能的计算的研究(Winston,1992年)。 广义地讲，人工智能是关于人造物的智能行为，而智能行为包括知觉、推理、学习、交流和在复杂环境中的行为(Nilsson，1998年)。 把已有的人工智能定义分为4类：像人一样思考的系统、像人一样行动的系统、理性地思考的系统、理性地行动的系统(Stuart Russell和Peter Norvig ，

5、 2003年)。,可以看出，这些定义虽然都指出了人工智能的一些特征，但它们所定义的内容却难以界定一台机器是否具有智能。,因为要界定一台机器是否具有智能，首先涉及到什么是智能? 英文：Intelligence(智力慧，能，聪明，灵巧，理解力) 中文：智能（大陆）、智慧（台湾）关于什么是智能，至今还没有一个确切的公认的定义。科学界有这样一种看法：物质的本质、宇宙的起源、生命的本质以及智能的涌现是科技界关注的四大基本问题。,1.1.2 图灵测试和中文屋子,1 9 5 0年，计算机科学创始人之一的英国数学家阿兰图灵 (Alan Turing)就提出了称为“图灵测试” (Turing Test)的方法。

6、做法是：让一位测试者分别与一台计算机和一个人进行交谈(当时是用电传打字机)，而测试者事先并不知道哪一个被测者是人，哪一个是计算机。如果交谈后测试者分不出哪一个被测者是人，哪一个是计算机，则可以认为这台被测的计算机具有智能。,对于“图灵测试”，美国哲学家约翰西尔勒(John Searle，1980年)提出了异议，他用一个现在称为“中文屋子”的假设，试图说明即便是一台计算机通过了图灵测试，也不能说它就真的具有智能。,1.1.3 脑智能和群智能,人的智能源于人脑。人脑是由大约10111012个神经元组成的一个复杂的、动态的巨系统，其奥秘至今还未完全被揭开，因而就导致了人们对智能的模糊认识(?) 。但

7、从整体功能来看，人脑的智能表现还是可以辨识出来的，例如学习、发现、创造等能力就是明显的智能表现。进一步分析可以发现，人脑的智能及其发生过程都是在其心理层面上可见的 ，即以某种心理活动和思维过程表现的。这就是说，基于宏观心理层次，我们可以定义智能和研究智能。基于这一认识，我们把脑(主要指人脑)的这种宏观心理层次的智能表现称为脑智能(Brain Intelligence，BI)。 令人惊奇的是，人们发现一些生物群落或一般的生命群体的群体行为或社会行为也表现出一定的智能，例如蚂蚁群、蜜蜂群、鸟群、鱼群等等。脑中的神经网络其实也就是由神经细胞组成的细胞群体。 现在人们把这种由群体行为所表现出的智能称为

8、群智能(Swarm Intelligence，SI)。,一千亿至一万亿,1.1.4 符号智能和计算智能。,1.符号智能符号智能就是传统人工智能或经典人工智能。符号智能以符号形式的知识和信息为基础，主要是通过逻辑推理，运用知识进行问题求解。符号智能的主要内容包括知识获取、知识表示、知识组织与管理、知识运用等技术（这些构成了所谓的知识工程）以及基于知识的智能系统等。,2.计算智能计算智能以数值数据为基础，主要通过数值计算，运用算法进行问题求解。计算智能的主要内容包括：神经计算、进化计算（包括遗传算法、进化规划、进化策略等）、免疫计算、粒群算法、蚁群算法、自然计算以及人工生命 等。计算智能主要研究各

9、类优化搜索算法，是当前人工智能学科中一个十分活跃的分支领域。,国际上人工智能研究作为一门科学的前沿和交叉学科，但像许多新兴学科一样，人工智能至今尚无统一的定义。要给人工智能下个准确的定义是困难的。人类的许多活动，如解算题、猜谜语、进行讨论、编制计划和编写计算机程序，甚至驾驶汽车和骑自行车等等，都需要“智能“。如果机器能够执行这种任务，就可以认为机器已具有某种性质的“人工智能“。,1.2 人工智能的研究意义、目标和策略,l.2.1 为什么要研究人工智能（研究意义）,人是“万物之灵”。人类通过长期的活动与进化，由最初的像动物一样在地上爬行，经过长年的进化而站立起来，会使用工具，有一个发达的大脑，成

10、为万物之灵。人灵就灵在有“智能”，当遇到问题和困难时具有适应的本领，能想方设法去加以解决。在人类进化过程中，从猿进化到人，最初的人与动物不同之处是会使用工具，而且在用各种机械装置及其机器代替体力劳动方面已经获得成功。在计算机技术突飞猛进的发展时期，人们自然会考虑到，是否有可能用计算机来代替人的脑力劳动的部分职能，用计算机模拟思维，从而复制思维，产生智能行为。,如果计算机自身具有一定智能的话，那么，它的功效将会发生质的飞跃，成为名副其实的 “电脑”。（P.4） 。用这样的电脑武装起来的机器人就是智能机器人 。 （P.4）。 研究人工智能也是当前信息化社会的迫切需求。 （P.4-5）。 智能化也是

11、自动化发展的必然趋势。自动化发展到一定水平，再向前发展就必然是智能化。事实上，智能化将是继机械化、自动化之后，人类生产和生活中的又一个技术特征。研究人工智能，对探索人类自身智能的奥秘也可提供有益的帮助。因为我们可以通过电脑对人脑进行模拟，从而揭示人脑的工作原理，发现自然智能的渊源。 （P.5）。,l.2.1为什么要研究人工智能（研究意义）(续),1.2.2人工智能的研究目标和策略,人工智能研究目标就是制造智能机器和智能系统，实现智能化社会。具体来讲，就是要使机器不仅具有脑智能和群智能，还要具有看、听、说、写等感知和交流能力。就是要使机器具有自主发现规律、解决问题和发明创造的能力，从而大大扩展和

12、延伸人的智能，实现人类社会的全面智能化。,由于理论和技术的原因，这一宏伟目标一时还难以完全实现。因此，人工智能的研究策略是先部分地或某种程度地实现机器的智能，并运用智能技术解决各种实际问题特别是工程问题，从而逐步扩展和不断延伸人的智能，逐步实现智能化。,需指出的是，人工智能的长远目标虽然现在还不能全部实现，但在某些方面，当前的机器智能已表现出相当高的水平。例如，在机器博弈、自动推理、定理证明、模式识别、机器学习、知识发现以及规划、调度、控制等方面，当前的机器智能的确已达到或接近能同人类抗衡和媲美的水平，在有些方面甚至已经超过了人类。,这场比赛被人们称做是“人脑与电脑的世界决战”。参赛的分别代表

13、了人脑和电脑的最高水平。卡斯帕罗夫是国际象棋史上最杰出的高手，他也被誉为世界上最聪明的人。而当时的“深蓝” 是一台运算速度达每秒1亿次的超级计算机。,1996年2月10日至17日，为了纪念世界上第一台电子计算机诞生50周年，IBM公司出巨资邀请国际象棋世界冠军卡斯帕罗夫Kasparov 与IBM的“深蓝”Deep Blue系统在美国费城举行六局大赛。,人机相遇，第一盘“深蓝”就给卡斯帕罗夫来个下马威，战胜了这位世界冠军，给世界棋坛以极大的震动。但卡斯帕罗夫总结经验，稳扎稳打，在剩下的五盘中赢三盘，平两盘，最后以总分比4：2获胜。,IBM公司并未就此罢休，一年后，即1997年5月3日至11日，“

14、深蓝”再次挑战卡斯帕罗夫。这次的“深蓝”的运算速度又提高了一倍，由每秒1亿次提高到每秒2亿次。是一台拥有32个处理器和强大并行计算能力的RS/6000SP/2超级计算机。它存储了百余年来世界顶级棋手的棋局。,5月3日，卡斯帕罗夫首战获胜。5月4日“深蓝”扳回一盘，之后双方三、四、五局握手言和。 至此，“深蓝”精湛的残局战略使观战的国际象棋专家大为惊讶。,双方的决胜局于5月11日拉开了战幕，卡斯帕罗夫在这盘比赛中仅仅走了19步便放弃了抵抗，比赛用时只有1小时多一点，“深蓝”便以3.5比2.5的总比分赢得了这场人机大战的最终胜利。卡斯帕罗夫在与超级电脑“深蓝”的局交锋中以半分之差告负。一时间，“人

15、脑电脑孰强孰弱”成了人们街谈巷议的话题。,不过，也有人猜测卡斯帕罗夫有“放水”之嫌。第一，卡斯帕罗夫在至关重要的第局仅下了步就被杀得溃不成军，这在他的征战史上是绝无仅有的。第二，为开发“深蓝”投入了万美元的巨资，而“深蓝”战胜卡斯帕罗夫的第二天，纽约股市股票上涨了个百分点，盈利亿美金。就在卡斯帕罗夫声称要和“深蓝”再拼一把的时候，那台被冠以“曾击败过卡斯帕罗夫”的“深蓝”却被拆除了。,1963年4月13日，卡斯帕罗夫出生于阿塞拜疆的首都巴库。童年时期他就显示出国际象棋的天赋，1980年他获得世界少年组冠军，第二年夺得苏联冠军。1984年他一路过关斩将赢得向当时的世界冠军卡尔波夫挑战的资格。19

16、85年22岁的卡斯帕罗夫成为历史上最年轻的国际象棋冠军。从那以后他连续三次击败俄罗斯的卡尔波夫，分别击败英国的肖特和印度的阿南德，捍卫了自己的冠军头衔。1999年和2000年里卡斯帕罗夫在几次巡回赛里战绩不错，这进一步巩固了他无可争议的冠军头衔，同时也拉大了他和对手之间的积分差距。卡斯帕罗夫的积分是2849，这一分数是有史以来最高分。2005年3月11日在第九次夺得利纳雷斯超级大赛冠军后，他宣布退役。,卡斯帕罗夫简介,国际象棋人机大战这件事情的科学意义在于：计算机智能技术取得了巨大的进展。人们看到了可以通过人脑与电脑协同工作，以人机结合的方式，为解决十分复杂的问题（例如社会经济领域中的重大决策

17、问题，天气预报等极复杂的问题）寻找到最佳途径。,1.3 人工智能的学科范畴,人工智能属于自动化技术、计算机科学技术和信息处理技术的一个前沿领域。由于其研究内容涉及到 “智能”，因此，还涉及到智能科学、认知科学、心理科学、脑及神经科学、生命科学、语言学、逻辑学、行为科学、教育科学、系统科学、数理科学、哲学甚至经济学等众多学科领域。所以，人工智能实际上是一门综合性的交叉学科和边缘学科。,1.4 人工智能的研究内容,综合考虑人工智能的定义、目标、研究层次和方法，以及智能系统和工程应用等，我们发现，人工智能的研究内容可以归纳为：搜索与求解、学习与发现、知识与推理、发明与创造、感知与交流、记忆与联想、系

18、统与建造、应用与工程等八个方面。这八个方面也就是人工智能的八个主题，它们构成了人工智能的八个纵向分支领域。,1.4.1 搜索与求解,搜索，就是为了达到某一目标而多次地进行某种操作、运算、推理或计算的过程。事实上，搜索是人在求解问题时，在不知现成答案的情况下所采用的一种通用方法。另一方面，人工智能的研究实践也表明，许多问题（包括智力问题和实际工程问题）的求解都可以描述为或者归结为对某种图或空间的搜索问题。因此，搜索技术就成为人工智能最基本的研究内容。,1.4.2 学习与发现,学习与发现是指机器的知识学习和规律发现。事实上，经验积累能力、规律发现能力和知识学习能力都是智能的表现。要实现人工智能就应

19、该赋予机器这些能力。因此，关于机器的学习和发现技术就是人工智能的重要研究内容。,1.4.3 知识与推理,“知识就是力量”。在人工智能中，人们进一步领略到了这句话的深刻内涵。的确，知识太重要了，以致可以说“知识就是智能”（？）。事实上，发现客观规律是一种智能的表现，运用知识解决问题也是智能的表现。发现规律和运用知识本身还需要知识。可以说，知识是智能的基础和源泉。所以，要实现人工智能，计算机就必须拥有知识和运用知识的能力。为此，就要研究面向机器的知识表示形式和基于各种知识表示的机器推理技术。知识表示要求便于计算机的接受、存储、处理和运用，机器的推理方式与知识的表示又息息相关。在符号智能中几乎处处都

20、与推理有关。这样，知识的表示和推理技术就成为人工智能的一个重要研究内容。,l.4.4 发明与创造,发明创造应该是最具智能的体现。或者可以说，发明创造能力是最高级的智能，所以，关于机器的发明创造能力也应该是人工智能研究的重要内容。发明创造不仅需要知识和推理，还需要想象和灵感。它不仅需要逻辑思维，而且还需要形象思维。所以，这个领域应该说是人工智能中最富挑战性的一个研究领域。目前，人们在这一领域已经开展了一些工作，但总的来讲，原创性的机器发明创造进展甚微，甚至还是空白。,1.4.5 感知与交流,感知与交流是指计算机对外部信息的直接感知和人机之间、智能体之间的直接信息交流。机器感知包括计算机视觉、听觉

21、等各种感觉能力。机器信息交流涉及通信和自然语言处理等技术。所以这也是人工智能的研究内容之一。,1.4.6 记忆与联想,记忆是智能的基本条件，不管是脑智能还是群智能，都以记忆为基础。记忆也是人脑的基本功能之一。在人脑中，伴随着记忆的就是联想，联想是人脑的奥秘之一。,1.4.7 系统与建造,系统与建造是指智能系统的设计和实现技术。它包括智能系统的分类、硬软件体系结构、设计方法、实现语言工具与环境等。由于人工智能一般总要以某种系统的形式来表现和应用，因此智能系统的设计和实现技术也是人工智能的研究内容之一。,1.4.8 应用与工程,应用与工程是指人工智能的应用和工程研究，这是人工智能技术与实际应用的接

22、口。它主要研究人工智能的应用领域、应用形式、具体应用工程项目等。其研究内容涉及问题的分析、识别和表示，相应求解方法和技术的选择等。,1.5 人工智能的研究途径与方法(P.8-11),1.5.1 心理模拟、符号推演 1.5.2 生理模拟、神经计算 1.5.3 行为模拟、控制进化,1.5.1 功能模拟、符号推演,“心理模拟，符号推演”是从人脑的宏观心理层面人手，以智能行为的心理模型为依据，将问题或知识表示成某种方式，采用符号推演的方法，模拟人脑的逻辑思维过程，实现人工智能。这种以功能模拟和符号推演研究人工智能者，被称为逻辑主义学派、心理学派、符号主义（计算机）学派。 1.5.2 结构模拟、神经计算

23、用人工神经网络作为信息和知识的载体，以人工神经网络计算的方法来实现网络的学习、记忆、联想、识别和推理等功能。 这种采用结构模拟，运用神经网络和神经（网络）计算的方法研究人工智能者，被称为仿生学派，生理学、连接主义学派。 1.2.3. 行为模拟、控制进化用模拟人和动物在与环境的交互、控制过程中的智能活动和行为特性，如反应、适应、学习、寻优等，来研究和实现人工智能。以行为模拟方法研究人工智能者，被称为行为主义学派、控制论学派。,1.5.4 群体模拟、仿真计算 1.5.5 博采广鉴、自然计算 1.5.6 原理分析、数学建模, 1.5.4 群体模拟、仿真计算,“群体模拟，仿生计算”就是模拟生物群落的群

24、体智能行为，从而实现人工智能。包含：遗传算法、进化计算、免疫计算、免疫克隆计算、人工免疫系统、蚁群算法、粒群算法、鱼群算法。 1.5.5 博采广鉴、自然计算人们从生命、生态、系统、社会、数学、物理、化学、甚至经济等众多学科和领域寻找启发和灵感，展开人工智能的研究。这些方法一般称为自然计算(NC)。自然计算就是模仿或借鉴自然界的某种机理而设计计算模型，这类计算模型通常是一类具有自适应、自组织、自学习、自寻优能力的算法。如神经计算、进化计算、免疫计算、生态计算、量子计算、分子计算、DNA计算和复杂自适应系统等都属于自然计算。 1.5.6 原理分析，数学建模 “原理分析，数学建模”就是通过对智能本质

25、和原理的分析，直接采用某种数学方法来建立智能行为模型。人工智能的这一研究途径和方法的特点也就是纯粹用人的智能去实现机器智能。,1.6 人工智能的基本技术,人工智能可分为符号智能和计算智能，但二者仍有许多共同或相似之处，其中最显著的相似之处是： (1)二者都涉及表示和运算； (2)二者都是通过搜索进行问题求解的。从人工智能的研究内容来看，不论是直接的问题求解，还是机器学习、知识发现、模式识别甚至发明创造，几乎处处都要用到表示、运算和搜索。实现人工智能的方法虽然很多，但归纳起来，“（知识的）表示”、“运算”和“搜索”则是人工智能的三个最基本、最核心的技术。,1.7人工智能的应用（P.11-20）,

26、1.7.1 难题求解 1.7.2 自动规划、调度与配置 1.7.3 机器定理证明 1.7.4 自动程序设计 1.7.5 机器翻译 1.7.6 智能控制 1.7.7 智能管理 1.7.8 智能决策 1.7.9 智能通信 1.7.10 智能仿真 1.7.11 智能CAD 1.7.12 智能制造 1.7.13 智能CAI,1.7.14 智能人机接口 1.7.15 模式识别 1.7.16 数据挖掘与数据库中的知识发现 1.7.17 计算机辅助创新 1.7.18 计算机文艺创作 1.7.19 机器博弈 1.7.20 智能机器人 (还有书中未提到的）,1.9 人工智能的发展概况,1.9.1. 人工智能学科

27、的产生1956年的一次历史性聚会被认为是人工智能学科诞生的标志。 1 9 5 6年夏季，由美国达特莫斯(Dartmouth)大学的麦卡锡(J. McCarthy)、哈佛大学的明斯基(M. Minsky)、IBM公司信息研究中心的洛切斯特(N. Rochester)、贝尔实验室的香农(C. Shannon)共同发起，邀请IBM公司的莫尔(T. More)和塞缪尔(A. Samuel)、麻省理工学院的塞尔夫里奇(O. Selfridge)和索罗门夫(R. Solomonff)以及兰德公司和卡内基工科大学的纽厄尔(A.Newell)、西蒙(H. A. Simon)等，共十位来自数学、心理学、神经生理

28、学、信息论和计算机等方面的学者和工程师，在达特莫斯大学召开了一次历时两个月的研究会，讨论关于机器智能的有关问题。会上经麦卡锡提议正式采用了“人工智能”这一术语。从此，一门新兴的学科便正式诞生了。,1.9.2. 符号主义(研究)途径(的)发展概况,1956年之后，一连串的研究成果使醉心于人工智能远景的学者们做出了过于乐观的预言。1958年，纽厄尔和西蒙曾充满自信的认为：在10年内，计算机将成为世界的象棋冠军；计算机将要发现和证明重要的数学定理；计算机将能谱写具有优秀作曲家水平的乐曲；大多数心理学理论将在计算机上形成。有人甚至断言：20世纪80年代将是全面实现人工智能的年代，到了2000年，机器的

29、智能可以超过人的智能。 然而人工智能研究的实践所给出的回答使人们的头脑冷静下来。实际的情况是从60年代到70年代，人工智能取得的成果远远达不到专家们的美好愿望。但是在人工智能发展的进程中也结出了一些成果。其中知识工程（专家系统）所取得的成就最使人工智能研究引以自豪。 （P.22-23）,1.9.3. 连接主义(研究)途径(的)发展概况,从连接主义的研究途径看，早在20世纪40年代，就有学者开始了神经元及其数学模型的研究。1943年心理学家McCulloch 和Pitts提出了形式神经元的数学模型称为MP模型，1944年Hebb提出了改变神经元连接强度的Hebb规则。MP模型和Hebb规则至今仍

30、在各种神经网络中起重要作用。20世纪50年代末到60年代初，开始了人工智能意义下的神经网络系统的研究。研究者结合生物学和心理学研究的成果，开发出一批神经网络，开始用电子线路实现，后来更灵活的计算机模拟。当时人们似乎感到智能的关键仅仅是如何构造足够大的神经网络的方法问题。 但这种设想很快消失了。类似的网络求解问题的失败和成功同时并存，造成无法解释的困扰。人工神经网络开始了一个失败原因的分析阶段。神经网络的研究进入低谷。 （P.23-24）1987年6月，第一界国际神经网络会议（ICNN）在美国圣地亚哥召开。会上气氛之热烈，群情之激昂，据报道是国际学术会议前所未有。从此之后，神经网络便东山再起。现

31、在，神经网络已在机器学习、模式识别、联想存储、最优化问题求解、智能控制、智能计算机、智能机器人等领域发挥着十分重要甚至不可替代的作用，成为人工智能的重要研究领域和方向之一。,1.9.4 计算智能异军突起,继模拟人脑微观结构的神经计算之后，受物竞天择的生物进化过程的启发， 1 9 6 2年福格尔(Fogel)提出了进化程序设计(Evolutionary Programming，EP)，开创了除人脑和神经系统以外的生命世界中寻找智慧机理之先河。（P.24-25）1 9 80年后Holland教授实现了第一个基于遗传算法的机器学习系统分类器系统(C1assifier System，CS)。1 9 8

32、9年D.J.Go1dberg总结了遗传法的主要成果，全面论述了遗传算法的基本原理及其应用，奠定了现代遗传算法的科学基础。 （P.24-25）进人21世纪后，计算智能从理论上和应用上都取得了长足的发展。特别是进化计算、免疫算法、蚁群算法、粒群算法等又构成了一个称为智能计算或智能算法的新领域。推进了人工智能技术的研究和发展，也大大扩展和加快了人工智能技术的实际应用。,1.9.5 智能Agent方兴未艾当前发展趋势,20世纪80年代中期，智能主体Agent的概念被(明斯基)引人人工智能领域，形成了基于Agent的人工智能新理念。Agent的出现，标志着人们对智能认识的一个飞跃，从而开创了人工智能技术

33、的新局面。从此，智能系统的结构形式和运作方式发生了重大变化，传统的“知识+推理”的脑智能模式发展为以Agent为基本单位的个体智能和社会智能新模式。20世纪90年代以后，Agent技术蓬勃发展。当前，Agent与Internet和WWW相结合，更是相得益彰人工智能的应用范围大为扩展，社会效益日益明显；同时也促进了人工智能技术的进一步发展。,1.9.6 现状与发展趋势,人工智能的现状和发展呈现出如下特点： 多种途径齐头并进，多种方法协作互补。 新思想、新技术不断涌现，新领域、新方向不断开拓。 理论研究更加深入，应用研究愈加广泛。 研究队伍日益壮大，社会影响越来越大。 主要表现为：大专院校和科研院

34、所中与智能相关的学科、专业和研究方向越来越多(许多大学甚至已开设了智能科学与技术专业)；社会上与人工智能有关的组织、团体、刊物、网站、公司日渐增多，相关活动、会议日益频繁；人工智能的产品、系统、工程几乎应有尽有；人工智能的有关新闻报道频频出现。总之，以上特点展现了人工智能学科的繁荣景象和光明前景。它表明，虽然在通向其最终目标的道路上，还有不少困难、问题和挑战，但前进和发展毕竟是大势所趋。,结束 第1章,接下来，简单介绍一点： 本课程主要学习的内容和讲授的内容； 难点和重点； 对人工智能和(人工智能)技术的一点看法。,本课程主要学习： 符号主义学派（逻辑主义学派、心理学派、计算机学派）,符号主义

35、认为：在机器（计算机）上，可以用一个符号系统形式化的描述和模拟人的思维活动过程。符号主义还认为：知识是智能的基础，人工智能的核心问题是知识表示与知识推理，知识是可以用一种符号系统来表示的，也可以用符号的操作进行知识的推理。因此，有可能建立起基于知识的人类智能和机器智能的统一理论体系。,本课程主要讲授： 第1章 人工智能概述,第16章 智能程序设计语言 第2章 逻辑程序设计语言PROLOG,第3章 图搜索与问题求解 第5章 基于谓词逻辑的机器推理 第6章 基于产生式规则的机器推理 第7章 几种结构化知识表示及其推理 第8章 不确定性知识的表示与推理(部分),难点和重点,重点,第二版 第1-6章，

36、第7章(部分),对人工智能和(人工智能)技术的一点看法。,任何新生事物的成长都不是一帆风顺的，人工智能也不例外（自动化也是一样）。从人工智能孕育于人类社会的母胎时，就引起人们的争议。自1956年问世以来，人工智能也是在比较艰难的环境中顽强地拚搏与成长的。一方面，社会上对人工智能的科学性有所怀疑，或者对人工智能的发展产生恐惧。在一些国家（如前苏联），甚至曾把人工智能视为反科学的异端邪说。在我国那“史无前例”的年代里，也有人把人工智能作为迷信来批判，以致连“人工智能”这个名词也不敢公开提及。另一方面，科学界内部对人工智能也表示怀疑。真正的科学与任何其它真理一样，是永远无法压制的。人工智能研究必将排

37、除千难万险，尤如滚滚长江，后浪推前浪，一浪更比一浪高地向前发展。,大家或许不会注意到，在一些地方,计算机帮助人进行其它原来只属于人类的工作，计算机以它的高速和准确为人类发挥着它的作用。 可以预言：人工智能的研究成果将能够创造出更多更高级的智能“制品”，并使之在越来越多的领域超越人类智能；人工智能将为发展国民经济和改善人类生活作出更大贡献。,人工智能对社会的影响人工智能在给它的创造者、销售者和用户带来经济利益的同时，就象任何新技术一样，它的发展也引起或即将出现许多问题，并使一些人感到担心或懊恼。1.劳务就业问题2.社会结构变化3.思维方式与观念的变化4.心理上的威胁5.技术失控的危险 6.引起的

38、法律问题,1. 劳务就业问题由于人工智能能够代替人类进行各种脑力劳动，将会使一部分人不得不改变他们的工种，甚至造成失业。人工智能在科技和工程中的应用，会使一些人失去介入信息处理活动 (如规划、诊断、理解和决策等) 的机会，甚至不得不改变自己的工作方式。,人工智能对社会的影响,2. 社会结构变化人们一方面希望人工智能和智能机器能够代替人类从事各种劳动，另一方面又担心它们的发展会引起新的社会问题。实际上，近十多年来，社会结构正在发生一种静悄悄的变化。“人-机器”的社会结构，终将为“人-智能机器-机器”的社会结构所取代。智能机器人就是智能机器之一。现在和将来的很多本来是由人承担的工作将由机器人来担任

39、，因此，人们将不得不学会与有智能的机器相处，并适应这种变化了的社会结构。,人工智能对社会的影响,3. 思维方式与观念的变化人工智能的发展与推广应用，将影响到人类的思维方式和传统观念，并使它们发生改变。例如，传统知识一般印在书本报刊或杂志上，因而是固定不变的，而人工智能系统的知识库的知识却是可以不断修改、扩充和更新的。又如，一旦专家系统的用户开始相信系统(智能机器)的判断和决定，那么他们就可能不愿多动脑筋，变得懒惰，并失去对许多问题及其求解任务的责任感和敏感性。那些过分依赖计算器的学生，他们的主动思维能力和计算能力也会明显下降。过分地依赖计算机的建议而不加分析地接受，将会使智能机器用户的认知能力

40、下降，并增加误解。在设计和研制智能系统时，应考虑到上述问题，尽量鼓励用户在问题求解中的主动性，让他们的智力积极参与问题求解过程。,人工智能对社会的影响,4. 心理上的威胁人工智能还使一部分社会成员感到心理上的威胁，或叫做精神威胁。人们一般认为，只有人类才具有感知精神，而且以此与机器相别。如果有一天，这些人开始相信机器也能够思维和创作，那么他们可能会感到失望，甚至感到威胁。他们担心：有朝一日，智能机器的人工智能会超过人类的自然智能，使人类沦为智能机器和智能系统的奴隶。对于人的观念(更具体地指人的精神)和机器的观念(更具体地指人工智能)之间的关系问题，哲学家、神学家和其它人们之间一直存在着争论。按

41、照人工智能的观点，人类有可能用机器来规划自己的未来，甚至可以把这个规划问题想象为一类状态空间搜索。当社会上一部分人欢迎这种新观念时，另一部分人则发现这些新观念是惹人烦恼的和无法接受的，尤其是当这些观念与他们钟爱的信仰和观念背道而驰时。,人工智能对社会的影响,5.技术失控的危险 任何新技术最大危险莫过于人类对它失去了控制，或者是它落入那些企图利用新技术反对人类的人手中。有人担心机器人和人工智能的其它制品威胁人类的安全。为此，著名的美国科幻作家阿西莫夫(I. Asimov)提出了“机器人三守则”： (1) 机器人必须不危害人类，也不允许它眼看人类受害而袖手旁观。 (2) 机器人必须绝对服从人类，除

42、非这种服从有害于人类。 (3) 机器人必须保护自身不受伤害，除非为了保护人类或者是人类命令它作出牺牲。 人工智能技术是一种信息技术，能够极快地传递。我们必须保持高度警惕,防止人工智能技术被用于反对人类和危害社会的犯罪(有的人称之为“智能犯罪”)。同时，人类有足够的智慧和信心，能够研制出防范、检测和侦破各种智能犯罪活动的智能手段。,人工智能对社会的影响,6. 引起的法律问题 人工智能的应用技术不仅代替了人的一些体力劳动，也代替了人的某些脑力劳动，有时甚至行使着本应由人担任的职能，免不了引起法律纠纷。比如医疗诊断专家系统万一出现失误，导致医疗事故，怎么样来处理，开发专家系统者是否要负责任，使用专家系统者应负什么责任，等等。 人工智能的应用将会越来越普及，正在逐步进入家庭。可以预料，将会出现更多的与人工智能的应用有关的法律问题，需要社会在实践的基础上从法律角度作出对这些问题的解决方案。 要通过法律手段，对利用人工智能技术来反对人类和危害社会的犯罪行为进行惩罚，使人工智能技术为人类的利益作贡献。,人工智能对社会的影响,