1、人工智能,西安工业大学计算机学院教师：王 全,课程要求,按时上课、遵守课堂纪律积极参与课堂讨论,教材及主要参考书,人工智能原理与应用，张仰森，2005年，高等教育出版社。 （主要教材） 人工智能及其应用，蔡自兴等，2003年，清华大学出版社 。 （参考书）,课程内容,第一章 人工智能概述 第二章 知识表示 第三章 搜索技术 第四章 确定性推理 第五章 不确定性推理 第六章 机器学习 第七章 专家系统 其他,第一章 人工智能概述,教学内容： 1、人工智能的定义和发展 2、人工智能研究的方法及途径 3、人工智能的研究与应用领域,人工智能的定义,人工智能（ Artificial Intelligen
2、ce ）是在计算机科学、控制论、信息论、神经生理学、心理学、哲学、语言学等多种学科相互渗透的基础上发展起来的一门新兴边缘学科。它主要研究如何用机器（计算机）来模仿和实现人类的智能行为。人工智能、原子能技术和空间技术一起称为20世纪的三大尖端科技成就。,人工智能的定义,AI至今没有统一的、严格的定义，要给AI下一个准确的定义是困难的。 AI就是用人工的方法和技术在机器（计算机）上实现的智能； AI是人们使用机器模拟人类的智能。 AI是人工制品（机器或系统）中所涉及的智能行为（感情、推理、学习、通行和动作）。 AI是研制智能机器或系统来模仿、延伸和扩展人类的智能。,人工智能的定义,人的智能1）行为
3、层（低）：控制、操作、运行、行走、跳舞、说话、表情等。2）感知层（中）：视觉、听觉、触觉、嗅觉、味觉、温度、疼痛等。3）思维层（高）；推理、计算、分析、综合、预测、决策、学习、联想、创新等。,人工智能的定义,AI的目标：1）工程目标：研究象人一样工作的机器，甚至比人做的更好（为人类工作的机器）。2）理论目标：能够理解机器、人或动物的智能行为（理解人类的智能）。,人工智能的定义,AI的特点与特征人类智能的特点主要体现在感知能力、记忆与思维能力、归纳与演绎能力、学习能力以及行为能力等几个方面。1）感知能力是指人们通过视觉、听觉、触觉、味觉、嗅觉等感觉器官感知外部世界的能力，是人类获取外部信息的基本
4、途径。2）记忆与思维能力是人脑最重要的功能，也是人类拥有智能的根本原因。,人工智能的定义,3）归纳与演绎能力是人类进行问题求解的两种推理方式。 4）学习能力（知识获取）使人类积累知识、增长才干，适应环境的变化，充实、完善自己。 5）行为能力是人们对感知到的外界信息的一种反映能力。,人工智能的诞生及发展,AI的诞生1956年夏季，美国的一些从事数学、心理学、计算机科学、信息论和神经学研究的年轻学者，汇聚在达特茅斯（Dartmouth）大学，举办了一次长达两个月的学术研讨会，认真热烈的讨论了用机器模拟人类智能的问题。在这次会议上，第一次使用了“人工智能”这一术语，以代表有关机器智能这一研究方向。这
5、是人类历史上第一次人工智能研讨会，标志着人工智能学科的诞生，具有十分重要的意义。,人工智能的诞生及发展,AI的发展1）20世纪50年代，以游戏、博弈为对象开始了人工智能的研究工作。 2）20世纪60年代，以研究搜索方法和通用问题的求解为主。 3）20世纪70年代，AI的已在世界许多国家相继展开，研究成果大量涌现。,人工智能的诞生及发展,4）20世纪80年代，以推理技术、知识获取、自然语言理解和机器视觉的研究为主，开始了不确定推理、非单调推理的研究。 5）20世纪90年代以来，机器翻译、问题求解等方面的研究已有实际应用系统，尤其专家系统热极一时。人工神经网络、信息过滤、数据挖掘等是目前研究的热点
6、。,人工智能研究的方法及途径,AI研究的各种学派及其理论 1) 符号主义学派源于数理逻辑,又称逻辑主义学派或计算机学派。认为人类智慧的基本单元是符号，认知过程就是符号表示下的符号计算，从而思维就是符号计算。符号主义学派的研究方法是以符号处理为核心，通过符号处理来模拟人类求解问题的心理过程。,人工智能研究的方法及途径,2）仿生学学派源于仿生学，特别是对人脑模型的研究，又称为联结主义学派。它认为人工智能可以通过仿生人脑的结构来实现。大脑是人类一切智能活动的基础，而人的思维基元是神经元，而不是符号处理过程。认知过程是由神经元构成的网络的信息传递，这种传递是并行分布进行的。研究的主要内容就是神经网络。
7、,人工智能研究的方法及途径,3）行为主义学派又称为进化主义学派或控制论学派。这种观点认为人工智能起源于控制论，智能取决于感知和行动，它不需要知识，不需要表示，不需要推理。该理论的核心是用控制取代知识表示，从而取消概念、模型以及显式表示的知识，否定抽象对于智能及智能模拟的必要性，强调分层结构对于智能进化的可能性与必要性。,实现人工智能的技术路线,专用路线：是指开发研制一些专用的智能计算机（List机、Prolog机）或专用的软件系统，或者专门用于开发人工智能系统的计算机语言（ List语言、Prolog语言）。 通用路线：是指现有的一般计算机硬件和软件系统能够有效的支持人工智能系统的开发，并能够
8、解决一般的人工智能问题,实现人工智能的技术路线,硬件路线：认为智能机器的开发主要依赖于智能硬件、智能工具及固化技术，没有这些技术，智能产品的开发是不可能的，因此人工智能的发展，还依赖于硬件技术的发展。 软件路线：认为智能机器的研制主要在于各种智能软件及工具的开发和运用，发展软件技术是人工智能发展的必由之路。,人工智能的研究及应用领域,问题求解AI的第一个大成就就是发展了能够求解难题的下棋程序。人们发现了AI的搜索策略及问题归约技术。 机器学习机器学习就是研究如何使用计算机来模拟人类学习活动的一个研究领域。更严格的说，就是研究计算机获取新知识的新技能、识别现有知识、不断改善性能、实现自我完善的方
9、法。其研究目标有三个：人类学习过程的认知模型;通用学习算法；构造面向任务的专用学习系统的方法。,人工智能的研究及应用领域,专家系统专家系统是一种具有特定领域内大量知识与经验的程序系统，它应用人工智能技术，根据某个领域一个或多个人类专家提供的知识和经验进行推理和判断，模拟人类专家求解问题的思维过程，以解决该领域内的各种问题。,人工智能的研究及应用领域,模式识别模式识别就是研究如何使机器具有感知能力的一个研究领域，其中主要研究对视觉模式及听觉模式的识别，是用计算机对人类感知外界功能的模拟。,人工智能的研究及应用领域,自动定理证明定理证明的实质是对前提P和结论Q，证明PQ的永真性。但是，要直接证明P
10、Q的永真性一般来说是很困难的，通常采用的方法是反证法。 自动程序设计自动程序设计包括程序综合与程序正确性验证两个方面的内容。程序综合用于实现自动编程，即用户只需要告诉计算机“做什么”，无须说明“怎么做”，计算机就可自动实现程序的设计。,人工智能的研究及应用领域,自然语言理解自然语言理解就是研究如何让计算机理解人类自然语言的一个研究领域。从宏观上看，是指机器能够执行人类所期望的某些语言功能。包括：回答有关问题、摘要生成和文本释义、语言翻译。,人工智能的研究及应用领域,机器人学机器人学是AI研究中日益受到重视的研究领域。第一代机器人称为移动式机器人；第二代机器人称为自适应机器人；第三代机器人称为智
11、能机器人。,人工智能的研究及应用领域,人工神经网络人工神经网络的研究始于20世纪40年 代。是一个用大量称作人工神经元的简单处理经广泛连接而组成的人工网络，用来模拟大脑神经系统的结构和功能。,人工智能的研究及应用领域,智能检索信息化社会的来临，带来了“知识爆炸”，国内外各种文献和资料种类繁多，浩如烟海，对他们的检索和查询远非人力和传统检索系统所能胜任。使用计算机智能检索已成为大势所趋。,人工智能的研究及应用领域,随着计算机技术的快速发展，AI的研究近几年来取得了很多新的进展，许多新的研究领域不断出现，例如数据挖掘、网上信息过滤等都是一些新兴的研究领域。除了上面介绍的研究领域外，有的学者还把智能控制、智能决策支持系统。机器视觉等看作AI的研究领域。随着科学技术的发展，AI各领域间联系将更加紧密，互相渗透。,The End,
