AI1人工智能概述課件

人工智能西安工業(yè)大學計算機學院 教師：王全人工智能課程要求按時上課、遵守課堂紀律積極參與課堂討論課程要求按時上課、遵守課堂紀律教材及主要參考書《人工智能原理與應用》，張仰森，2005年，高等教育出版社。（主要教材）《人工智能及其應用》，蔡自興等，2003年，清華大學出版社。（參考書）教材及主要參考書《人工智能原理與應用》，張仰森，2005年，課程內容

第一章人工智能概述第二章知識表示第三章搜索技術第四章確定性推理第五章不確定性推理第六章機器學習第七章專家系統(tǒng)其他課程內容第一章人工智能概述第一章人工智能概述教學內容：

1、人工智能的定義和發(fā)展

2、人工智能研究的方法及途徑

3、人工智能的研究與應用領域

第一章人工智能概述教學內容：

1、人工智能的定義人工智能的定義人工智能（ArtificialIntelligence）是在計算機科學、控制論、信息論、神經生理學、心理學、哲學、語言學等多種學科相互滲透的基礎上發(fā)展起來的一門新興邊緣學科。它主要研究如何用機器（計算機）來模仿和實現人類的智能行為。人工智能、原子能技術和空間技術一起稱為20世紀的三大尖端科技成就。人工智能的定義人工智能（ArtificialIntell人工智能的定義AI至今沒有統(tǒng)一的、嚴格的定義，要給AI下一個準確的定義是困難的。AI就是用人工的方法和技術在機器（計算機）上實現的智能；AI是人們使用機器模擬人類的智能。AI是人工制品（機器或系統(tǒng)）中所涉及的智能行為（感情、推理、學習、通行和動作）。AI是研制智能機器或系統(tǒng)來模仿、延伸和擴展人類的智能。人工智能的定義AI至今沒有統(tǒng)一的、嚴格的定義，要給AI下一個人工智能的定義人的智能

1）行為層（低）：控制、操作、運行、行走、跳舞、說話、表情等。

2）感知層（中）：視覺、聽覺、觸覺、嗅覺、味覺、溫度、疼痛等。

3）思維層（高）；推理、計算、分析、綜合、預測、決策、學習、聯(lián)想、創(chuàng)新等。人工智能的定義人的智能人工智能的定義AI的目標：

1）工程目標：研究象人一樣工作的機器，甚至比人做的更好（為人類工作的機器）。

2）理論目標：能夠理解機器、人或動物的智能行為（理解人類的智能）。人工智能的定義AI的目標：人工智能的定義AI的特點與特征人類智能的特點主要體現在感知能力、記憶與思維能力、歸納與演繹能力、學習能力以及行為能力等幾個方面。1）感知能力是指人們通過視覺、聽覺、觸覺、味覺、嗅覺等感覺器官感知外部世界的能力，是人類獲取外部信息的基本途徑。

2）記憶與思維能力是人腦最重要的功能，也是人類擁有智能的根本原因。人工智能的定義AI的特點與特征人工智能的定義3）歸納與演繹能力是人類進行問題求解的兩種推理方式。4）學習能力（知識獲?。┦谷祟惙e累知識、增長才干，適應環(huán)境的變化，充實、完善自己。5）行為能力是人們對感知到的外界信息的一種反映能力。人工智能的定義3）歸納與演繹能力是人類進行問題求解的兩種推理人工智能的誕生及發(fā)展AI的誕生1956年夏季，美國的一些從事數學、心理學、計算機科學、信息論和神經學研究的年輕學者，匯聚在達特茅斯（Dartmouth）大學，舉辦了一次長達兩個月的學術研討會，認真熱烈的討論了用機器模擬人類智能的問題。在這次會議上，第一次使用了“人工智能”這一術語，以代表有關機器智能這一研究方向。這是人類歷史上第一次人工智能研討會，標志著人工智能學科的誕生，具有十分重要的意義。人工智能的誕生及發(fā)展AI的誕生人工智能的誕生及發(fā)展AI的發(fā)展

1）20世紀50年代，以游戲、博弈為對象開始了人工智能的研究工作。2）20世紀60年代，以研究搜索方法和通用問題的求解為主。3）20世紀70年代，AI的已在世界許多國家相繼展開，研究成果大量涌現。人工智能的誕生及發(fā)展AI的發(fā)展人工智能的誕生及發(fā)展4）20世紀80年代，以推理技術、知識獲取、自然語言理解和機器視覺的研究為主，開始了不確定推理、非單調推理的研究。5）20世紀90年代以來，機器翻譯、問題求解等方面的研究已有實際應用系統(tǒng)，尤其專家系統(tǒng)熱極一時。人工神經網絡、信息過濾、數據挖掘等是目前研究的熱點。人工智能的誕生及發(fā)展4）20世紀80年代，以推理技術、知識獲人工智能研究的方法及途徑AI研究的各種學派及其理論1)符號主義學派源于數理邏輯,又稱邏輯主義學派或計算機學派。認為人類智慧的基本單元是符號，認知過程就是符號表示下的符號計算，從而思維就是符號計算。

符號主義學派的研究方法是以符號處理為核心，通過符號處理來模擬人類求解問題的心理過程。人工智能研究的方法及途徑AI研究的各種學派及其理論人工智能研究的方法及途徑2）仿生學學派源于仿生學，特別是對人腦模型的研究，又稱為聯(lián)結主義學派。它認為人工智能可以通過仿生人腦的結構來實現。大腦是人類一切智能活動的基礎，而人的思維基元是神經元，而不是符號處理過程。認知過程是由神經元構成的網絡的信息傳遞，這種傳遞是并行分布進行的。研究的主要內容就是神經網絡。人工智能研究的方法及途徑2）仿生學學派人工智能研究的方法及途徑3）行為主義學派又稱為進化主義學派或控制論學派。這種觀點認為人工智能起源于控制論，智能取決于感知和行動，它不需要知識，不需要表示，不需要推理。該理論的核心是用控制取代知識表示，從而取消概念、模型以及顯式表示的知識，否定抽象對于智能及智能模擬的必要性，強調分層結構對于智能進化的可能性與必要性。人工智能研究的方法及途徑3）行為主義學派實現人工智能的技術路線專用路線：是指開發(fā)研制一些專用的智能計算機（Lisp機、Prolog機）或專用的軟件系統(tǒng)，或者專門用于開發(fā)人工智能系統(tǒng)的計算機語言（Lisp語言、Prolog語言）。通用路線：是指現有的一般計算機硬件和軟件系統(tǒng)能夠有效的支持人工智能系統(tǒng)的開發(fā)，并能夠解決一般的人工智能問題實現人工智能的技術路線專用路線：是指開發(fā)研制一些專用的智能計實現人工智能的技術路線硬件路線：認為智能機器的開發(fā)主要依賴于智能硬件、智能工具及固化技術，沒有這些技術，智能產品的開發(fā)是不可能的，因此人工智能的發(fā)展，還依賴于硬件技術的發(fā)展。軟件路線：認為智能機器的研制主要在于各種智能軟件及工具的開發(fā)和運用，發(fā)展軟件技術是人工智能發(fā)展的必由之路。實現人工智能的技術路線硬件路線：認為智能機器的開發(fā)主要依賴于人工智能的研究及應用領域問題求解

AI的第一個大成就就是發(fā)展了能夠求解難題的下棋程序。人們發(fā)現了AI的搜索策略及問題歸約技術。機器學習機器學習就是研究如何使用計算機來模擬人類學習活動的一個研究領域。更嚴格的說，就是研究計算機獲取新知識的新技能、識別現有知識、不斷改善性能、實現自我完善的方法。其研究目標有三個：人類學習過程的認知模型;通用學習算法；構造面向任務的專用學習系統(tǒng)的方法。人工智能的研究及應用領域問題求解人工智能的研究及應用領域專家系統(tǒng)專家系統(tǒng)是一種具有特定領域內大量知識與經驗的程序系統(tǒng)，它應用人工智能技術，根據某個領域一個或多個人類專家提供的知識和經驗進行推理和判斷，模擬人類專家求解問題的思維過程，以解決該領域內的各種問題。人工智能的研究及應用領域專家系統(tǒng)人工智能的研究及應用領域模式識別模式識別就是研究如何使機器具有感知能力的一個研究領域，其中主要研究對視覺模式及聽覺模式的識別，是用計算機對人類感知外界功能的模擬。人工智能的研究及應用領域模式識別人工智能的研究及應用領域自動定理證明定理證明的實質是對前提P和結論Q，證明P→Q的永真性。但是，要直接證明P→Q的永真性一般來說是很困難的，通常采用的方法是反證法。自動程序設計自動程序設計包括程序綜合與程序正確性驗證兩個方面的內容。程序綜合用于實現自動編程，即用戶只需要告訴計算機“做什么”，無須說明“怎么做”，計算機就可自動實現程序的設計。人工智能的研究及應用領域自動定理證明人工智能的研究及應用領域自然語言理解自然語言理解就是研究如何讓計算機理解人類自然語言的一個研究領域。從宏觀上看，是指機器能夠執(zhí)行人類所期望的某些語言功能。包括：①回答有關問題、②摘要生成和文本釋義、③語言翻譯。人工智能的研究及應用領域自然語言理解人工智能的研究及應用領域機器人學機器人學是AI研究中日益受到重視的研究領域。第一代機器人稱為移動式機器人；第二代機器人稱為自適應機器人；第三代機器人稱為智能機器人。人工智能的研究及應用領域機器人學人工智能的研究及應用領域人工神經網絡人工神經網絡的研究始于20世紀40年代。是一個用大量稱作人工神經元的簡單處理經廣泛連接而組成的人工網絡，用來模擬大腦神經系統(tǒng)的結構和功能。人工智能的研究及應用領域人工神經網絡人工智能的研究及應用領域智能檢索信息化社會的來臨，帶來了“知識爆炸”，國內外各種文獻和資料種類繁多，浩如煙海，對他們的檢索和查詢遠非人力和傳統(tǒng)檢索系統(tǒng)所能勝任。使用計算機智能檢索已成為大勢所趨。

人工智能的研究及應用領域智能檢索人工智能的研究及應用