13 人工智能成功的實(shí)例

1、1.3人工智能成功的實(shí)例在形成和第一個(gè)興旺期，人工智能研究出現(xiàn)了一些較有代表 性的工作（這個(gè)時(shí)期AI研究的主要方向是機(jī)器翻譯、定理證明、 博弈等）。1953年，美國(guó)喬治敦大學(xué)組織了第一次機(jī)器翻譯的實(shí)際實(shí) 驗(yàn)。1954年7月，IBM公司在701計(jì)算機(jī)上做了俄譯英的公開(kāi) 表演。1956年，Newell（艾倫.紐厄爾）和Simon（西蒙）等人首先取得 突破，他們編的程序Logic Theorist （應(yīng)用啟發(fā)式技術(shù)）證明了數(shù) 學(xué)原理第二章中的三十八條定理，又于1963年證明了該章中 的全部五十二條定理，走上了以計(jì)算機(jī)程序來(lái)模擬人類思維的道 路，第一次把求解方法和問(wèn)題的領(lǐng)域知識(shí)分離開(kāi)。1958年定理證

2、明方面取得新成就，美籍?dāng)?shù)理邏輯學(xué)家王浩 在IBM704計(jì)算機(jī)上以3-5分鐘證明了數(shù)學(xué)原理有關(guān)命題演 算的全部220條定理，還用了幾分鐘證明了該書(shū)中帶等式的謂詞 演算的150條定理中的85%，1959年再接再厲，僅用了 8.4分鐘 就證明了以上全部定理。1959年，IBM公司的Gelernter（格倫特爾）研制出平面幾何證明程序。博弈同樣是AI第一個(gè)時(shí)期的研究熱點(diǎn)1956年Samuel研制了跳棋程序，它在1959年擊敗了 Samuel 本人，又在1962年打敗了美國(guó)一個(gè)州的跳棋冠軍而榮獲州級(jí)冠 軍。也在1956年，Selfridge研制出第一個(gè)字符識(shí)別程序，又在 1959年推出功能更強(qiáng)的模式識(shí)別

3、程序。1960年，McCarthy建立了人工智能程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言LISP。從 1957年開(kāi)始，Newell、Shaw和Simon等人就開(kāi)始研究一種不依 賴于具體領(lǐng)域的通用解題程序GPS （持續(xù)研究了十年，69年發(fā) 表最后版本）。1963年，Green公布了 BASEBALL （有關(guān)美國(guó)棒球賽的問(wèn) 答系統(tǒng)）。1963年Slagle發(fā)表了符號(hào)積分程序SAINT，用86道積分題 做實(shí)驗(yàn)（其中54道選自麻省理工學(xué)院的大學(xué)考題），結(jié)果做出了 其中的84道（1967年Mosis以他的SIN程序再創(chuàng)記錄，效率比 SAINT提高了約三倍）。1965年Roberts編制了可以分辨積木構(gòu)造的程序，開(kāi)創(chuàng)了計(jì) 算機(jī)視覺(jué)的

4、新領(lǐng)域。1965年Robinson獨(dú)辟蹊徑，提出了與傳統(tǒng)的自然演繹法完 全不同的消解法，當(dāng)時(shí)被認(rèn)為是一項(xiàng)重大突破，掀起了研究計(jì)算 機(jī)定理證明的又一高潮。而年輕一代（以斯坦福大學(xué)的年輕教授Feigenbaum為代表） 認(rèn)為,萬(wàn)能的邏輯推理體系根本就不可能存在，它最大的弱點(diǎn)是缺 乏知識(shí)，它的主要技術(shù)（狀態(tài)空間搜索技術(shù)）的主要困難是組合爆 炸。要擺脫困境只有大量使用知識(shí)?？傊?，在這個(gè)波折蕭條期， 很多國(guó)家的人工智能研究人員并沒(méi)有灰心，而是扎扎實(shí)實(shí)的做工 作，不僅是加強(qiáng)基礎(chǔ)理論研究，而且在專家系統(tǒng)、自然語(yǔ)言理解、 機(jī)器人、計(jì)算機(jī)視覺(jué)等方面作出了很有成效的工作。這個(gè)時(shí)期出 現(xiàn)了不少較有代表性的工作。下面

5、簡(jiǎn)單介紹這個(gè)時(shí)期的幾個(gè)具有 代表性的專家系統(tǒng)、自然語(yǔ)言理解系統(tǒng)等應(yīng)用系統(tǒng)。ELIEA： 1968年J.Weizenbaum在美國(guó)麻省理工學(xué)院設(shè)計(jì)的 基于模式匹配的自然語(yǔ)言系統(tǒng)中最有名的一個(gè)。ELIEA模擬一 位心理治療醫(yī)生（機(jī)器）同一位患者（用戶）進(jìn)行交談.DENDRAL: 1970年斯坦福大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)系費(fèi)根鮑姆 （E.A.Feigenbaum）和化學(xué)家 C.Djerassi 以及 J.Leberberg 等人研制 出的世界上第一個(gè)專家系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有非常豐富的化學(xué)知識(shí)， 是根據(jù)質(zhì)譜數(shù)據(jù)幫助化學(xué)家推斷分子結(jié)構(gòu)，被廣泛地應(yīng)用于世界 各地的大學(xué)及工業(yè)界的化學(xué)實(shí)驗(yàn)室。MACSMA： 1971 年麻

6、省理工學(xué)院的 C.Engleman,W.Martin 和J.Moses研制成的基于知識(shí)的數(shù)學(xué)專家系統(tǒng)。它作為數(shù)學(xué)家的 助手使用啟發(fā)式方法變換代數(shù)表達(dá)式，現(xiàn)經(jīng)過(guò)不斷擴(kuò)充，能求解 600多種數(shù)學(xué)問(wèn)題，其中包括微積分、解方程和方程組，矩陣運(yùn)算 等,目前在麻省理工學(xué)院的KL-10計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上運(yùn)行并可通過(guò)美 國(guó)國(guó)防部高級(jí)規(guī)劃局網(wǎng)絡(luò)（ARPA）被大家使用.MYCIN: 1972年-1974年研制（1976年發(fā)表），肖特立夫 （E.H.Shortliffe）等人的醫(yī)療專家系統(tǒng)。用于診斷和治療血液感染 和腦炎感染，可給出處方建議（提供抗菌劑治療建議）,不但具有很 高的性能，而且具有解釋功能和知識(shí)獲取功能。MY

7、CIN系統(tǒng)是專 家系統(tǒng)的經(jīng)典之作，它的功能是診斷某種血液病，并提供治療方 案。MYCIN的知識(shí)表示系統(tǒng)用帶有置信度的IF-THEN規(guī)則來(lái)表 示，并使用不確定性推理方法進(jìn)行推理。MYCIN由LISP語(yǔ)言寫(xiě) 成，所有的規(guī)則都表達(dá)成LISP表達(dá)式。MYCIN是一個(gè)面向目標(biāo) 求解的系統(tǒng)，使用反向推理方法，并利用了很多的啟發(fā)式信息.。 從MYCIN系統(tǒng)衍生了很多的專家系統(tǒng)，其中EMYCIN是從 MYCIN中抽象出來(lái)的專家系統(tǒng)工具，在它的基礎(chǔ)上產(chǎn)生了許多 其它領(lǐng)域的實(shí)用專家系統(tǒng)，比如說(shuō)心臟病診斷領(lǐng)域的PUFF系統(tǒng) 等。LUNAR： 1972年W.Woods研制成功的基于知識(shí)的自然語(yǔ)言 理解系統(tǒng).LUNAR

8、用于查詢?cè)虑虻刭|(zhì)數(shù)據(jù)，協(xié)助地質(zhì)學(xué)家查詢分 析阿波羅11號(hào)在月球采集的巖石標(biāo)本的成分，回答用戶的問(wèn)題。 該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)中有13000條化學(xué)分析規(guī)則和10000條文獻(xiàn)論題 索引，是第一個(gè)采用擴(kuò)充轉(zhuǎn)移網(wǎng)絡(luò)ATN和過(guò)程語(yǔ)義學(xué)的思想.也 是第一個(gè)用普通英語(yǔ)與機(jī)器對(duì)話的人機(jī)接口。SHRDLU（又稱積木世界）:1972年麻省理工學(xué)院的 T.Winograd研制成功的在積木世界中進(jìn)行英語(yǔ)對(duì)話的自然語(yǔ)言 理解系統(tǒng)。系統(tǒng)模擬一個(gè)能操縱桌子上一些玩具積木的機(jī)器人手 臂,用戶通過(guò)英語(yǔ)人機(jī)對(duì)話方式命令機(jī)器人擺弄那些積木塊，系統(tǒng) 則通過(guò)屏幕來(lái)給出回答并顯示現(xiàn)場(chǎng)相應(yīng)情景.SHRDLU具有200 個(gè)單詞和場(chǎng)景知識(shí)，利用句法、

9、語(yǔ)義、推理來(lái)理解語(yǔ)言，是最早嘗 試把語(yǔ)言知識(shí)和人的推理機(jī)制結(jié)合起來(lái)的系統(tǒng)之一。STUDENT： 1968年美國(guó)麻省理工學(xué)院的博士生D.Bobrow 完成的一個(gè)基于模式匹配(加上一些精心設(shè)計(jì)的啟發(fā)式信息)的自 然語(yǔ)言理解系統(tǒng)。系統(tǒng)能理解和求解用英語(yǔ)表達(dá)的中學(xué)文字?jǐn)?shù)學(xué) 題.MARGIE： R.Schank及其學(xué)生們?cè)诿绹?guó)斯坦福大學(xué)的人工智 能實(shí)驗(yàn)室里建立的一個(gè)英語(yǔ)的分析、理解和推理系統(tǒng)，由概念分 析器、推理器和生成器三部分組成，它采用的概念分析方法的特 點(diǎn)是把句法和語(yǔ)義的分析融為一體，即被稱為一體化的語(yǔ)言分析 方法。HEARSAY-I 1973 年卡內(nèi)基-梅隆大學(xué)(CMU)的 L.D.Erman

10、等人設(shè)計(jì)的自然語(yǔ)言理解系統(tǒng)。1977年發(fā)展為HEARSAY-II, 具有一千多條詞匯，能以60MIPSS的速度理解連貫的語(yǔ)言，正確 率達(dá)85%。該系統(tǒng)對(duì)未來(lái)的知識(shí)系統(tǒng)的發(fā)展起著重要的推動(dòng)作 用。這期間發(fā)生的重要事件還有：1968年奎連(Quilian)提出了語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)知識(shí)表示法，試圖解決 記憶的心理學(xué)模型，后來(lái)西蒙(Simon)等人在用語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)表達(dá)自 然語(yǔ)言理解方面取得了很大的成效（R.F.Simon（1973年）等人的語(yǔ) 義網(wǎng)結(jié)構(gòu)）。1973年R.C.Schamk提出的概念從屬理論。1974年Minsky提出表示知識(shí)的另一種方法框架（Frame）理 論，又稱畫(huà)面理論.框架理能較好地描述范圍較廣

11、泛的一類問(wèn)題， 所以一經(jīng)提出就得到了廣泛的應(yīng)用。1970年由英國(guó)愛(ài)丁堡大學(xué)的R.Kowalski首先提出以邏輯為 基礎(chǔ)的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言Prologo1972年由法國(guó)馬賽大學(xué)的A.Colmeraues及其研究小組實(shí)現(xiàn) 了第一個(gè)Prolog系統(tǒng)。Prolog和LISP 一樣被稱為面向AI的語(yǔ) 言,成為繼LISP語(yǔ)言之后的最主要的一種人工智能語(yǔ)言。其他值得一提的還有診斷和治療青光眼病的專家系統(tǒng)CASNET,診斷內(nèi)科疾病的專家系統(tǒng)INTERNIST，腎臟病專家咨詢 系統(tǒng)PIP,DEC公司開(kāi)發(fā)的診斷VAX計(jì)算機(jī)故障的實(shí)驗(yàn)專家系統(tǒng) XCON（RI）和 XSEL,1968年由美國(guó)麻省理工學(xué)院博士生 B.Rap

12、hael完成的以關(guān)鍵詞匹配為主流的早期著名自然語(yǔ)言理解 系統(tǒng)SIR.這期間商用工業(yè)機(jī)器人在美國(guó)和日本得到大力發(fā)展和 應(yīng)用。由于智能機(jī)器人和第五代計(jì)算機(jī)研制計(jì)劃的產(chǎn)生，使人工智 能研究從蕭條期轉(zhuǎn)入第二個(gè)興旺期并進(jìn)入黃金時(shí)代：由于理論研究的成果（例如各種表示方法的研究）和計(jì)算機(jī) 軟、硬件的飛速發(fā)展，由于各種專家系統(tǒng)、自然語(yǔ)言處理系統(tǒng)等 AI實(shí)用系統(tǒng)商業(yè)化進(jìn)入市場(chǎng)并產(chǎn)生較大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益， 展示了人工智能應(yīng)用的廣闊前景。例如把人工智能系統(tǒng)用于VAX 計(jì)算機(jī)的組裝每年為DEC公司節(jié)約2000萬(wàn)美元。斯坦福大學(xué)國(guó)際研究所SRI的R.O.Duda等人1976年開(kāi)始研 制的用于地質(zhì)勘探的專家系統(tǒng)PRO

13、SPECTOR在1982年預(yù)測(cè)了 華盛頓州的一個(gè)勘探地段的鉬礦位置，其開(kāi)采價(jià)值超過(guò)了一億美 元。人工智能公司商業(yè)化的自然語(yǔ)言處理系統(tǒng)INTELLECT安裝 了一百多個(gè)。機(jī)器翻譯研究全面復(fù)蘇并從實(shí)驗(yàn)室走向?qū)嵱米呦蚴袌?chǎng)。數(shù)百 家計(jì)算機(jī)公司卷入了計(jì)算機(jī)視覺(jué)系統(tǒng)的研制，已有很多可以滿足 簡(jiǎn)單的視覺(jué)應(yīng)用的商用產(chǎn)品面世。智能機(jī)器人的研制形成高潮。日本1981年10月向全世界公布了它制造第五代電子計(jì)算機(jī) 的十年計(jì)劃（1982年-1991年），撥款4億5千萬(wàn)美元用于該項(xiàng)目， 該計(jì)劃全面采用人工智能技術(shù)，采用Prolog作為核心語(yǔ)言,目標(biāo)是 研制出具有智能接口、知識(shí)庫(kù)管理、能夠自動(dòng)學(xué)習(xí)、聯(lián)想、作出 推論、具有并

14、行處理特征、能理解講話和看懂照片的智能電子計(jì) 算機(jī)。日本的第五代機(jī)計(jì)劃在世界范圍內(nèi)引起了強(qiáng)烈的反響。美國(guó)1983年制定了 6-10年的研制規(guī)劃，投資6億多美元擬研制能看、聽(tīng)、說(shuō)和思考的新一代電子計(jì)算機(jī)，并有18家計(jì)算機(jī)公司聯(lián)合起來(lái)組成了 美國(guó)微電子學(xué)和計(jì)算機(jī)技術(shù)聯(lián)合公司（MCC）。英國(guó)于1982年10月制定了在5年內(nèi)集資5.5億美元（三億 五千萬(wàn)英鎊，國(guó)家出2億，企業(yè)出1億5千萬(wàn)鎊）來(lái)發(fā)展自己的 第五代電子計(jì)算機(jī)的阿爾維計(jì)劃。歐洲共同體也于1983年11月提出一項(xiàng)歐洲信息技術(shù)研究 開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略計(jì)劃（ESPRIT）準(zhǔn)備在機(jī)器人學(xué)、微電子學(xué)、人工智 能和軟件方面采取聯(lián)合行動(dòng)，預(yù)計(jì)在10年內(nèi)將投資13億美元。90年代人工智能研究進(jìn)入相對(duì)穩(wěn)定階段，沒(méi)有那么多的喜 訊頻頻發(fā)出，但是也有一些另世人震驚的消息，如：美軍的沙漠風(fēng)暴行動(dòng)：90年代處的沙漠風(fēng)暴行動(dòng)是人工智能技 術(shù)在軍事中應(yīng)用的一個(gè)成功典范。從最簡(jiǎn)單的貨物空運(yùn)，到復(fù)雜 的行動(dòng)協(xié)調(diào)，都由面向人工智能技術(shù)的專家系統(tǒng)來(lái)完成。另外先 進(jìn)的巡航導(dǎo)彈也采用了人工智能體領(lǐng)域的機(jī)器人和機(jī)器視覺(jué)技 術(shù)。在這其中的兩個(gè)計(jì)劃：Pilot Associate Project （電子領(lǐng)航員） 和Battle Management