人工智能的定义.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,精彩展示,路漫漫其悠远,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,学而时习之不亦乐乎,精彩展示,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,精彩展示,不畏艰辛勇攀高峰,人工智能的定义,2026/9/28,教材及参照书,教材：,史忠植,王文杰.人工智能，国防工业出版社,重要参照书：,1.王士同.人工智能教程,电子工业出版社,2.蔡自兴,徐光祐.人工智能及其应用，清华大学出版社,结业安排,平时成绩-30分,其中包括：作业、考勤、课堂提问等,期末成绩-70分,以本课程期末考试成绩为重要根据。,学期成绩-100分,学期成绩(100)=平时成绩（30）+期末考试(70),第一章 绪 论,1.1 人工智能的定义,1.2 人工智能的诞生及发展,第一章 绪 论,1.1 人工智能的定义,人工智能(Artificial Intelligence，简记为AI)是目前科学技术迅速发展及新思想、新理论、新技术不停涌现的形势下产生的一种学科，也是一门波及数学、计算机科学、哲学、认知心理学和心理学、信息论、控制论等学科的交叉和边缘学科。,本章的重要任务是讨论智能、人工智能的基本概念，并对人工智能的发展历史、研究目的、研究内容、研究途径及研究领域进行简要的讨论。,1.1 人工智能的定义,什么是智能？智能的本质是什么？这是古今中外许多哲学家、脑科学家一直在努力探索和研究的问题，但至今仍然没有完全处理，以致被列为自然界四大奥秘(物质的本质、宇宙的来源、生命的本质、智能的发生)之一。,目前人们大多是把对人脑的已经有认识与智能的外在体现结合起来，从不一样的角度、不一样的侧面、用不一样的措施来对智能进行研究的，提出的观点亦不相似。其中影响较大的重要有思维理论、知识阈值理论及进化理论等。,1.1.1 智能,Thinking theory,思维理论来自认知科学(Cognitive Science,CS)。CS又称为思维科学，它是研究人们认识客观世界的规律和措施的一门科学，其目的在于揭开大脑思维功能的奥秘。该理论认为智能的关键是思维，人的一切智慧或智能都来自于大脑的思维活动，人类的一切知识都是人们思维的产物，因而通过对思维规律与措施的研究可望揭示智能的本质。,Thinking theory,思维科学是一门综合性的交叉学科，故需要多种学科的配合研究。可以从心理学、人工智能、计算机科学、数学、生理学及文学艺术等方面着手来研究人的思维过程的规律。思维科学的应用领域十分广泛，波及科学语言学、模式识别、人工智能、教育学、情报学、管理学、文字学等学科的研究,1990年史忠植提出了人类思维的层次模型，表明人类思维有感知思维、形象思维、抽象思维，并构成层次关系。感知思维是简朴的思维形态，它通过人的眼、耳、鼻、舌、身感知器官产生表象，形成初级的思维。感知思维中知觉的体现是关键。形象思维重要是用经典化的措施进行概括，并用形象材料来思维，可以高度并行处理。抽象思维以物理符号系统为理论基础，用语言表述抽象的概念。由于注意的作用，使其处理基本上是串行的。,Knowledge threshold theory,知识阈值理论着重强调知识对于智能的重要意义和作用，认为智能行为取决于知识的数量及其一般化的程度，一种系统之因此有智能是由于它具有可运用的知识。在此认识的基础上，它把智能定义为：智能就是在巨大的搜索空间中迅速找到一种满意解的能力。这一理论在人工智能的发展史中有着重要的影响，知识工程、专家系统等都是在这一理论的影响下发展起来的。,Evolutionary theory,进化理论是由美国麻省理工学院(MIT)的布鲁克(R.A.Brook)专家提出来的。该理论认为人的本质能力是在动态环境中的行走能力、对外界事物的感知能力、维持生命和繁衍生息的能力，正是这些能力对智能的发展提供了基础，因此智能是某种复杂系统所出现的性质。该理论的关键是用控制取代表达，从而取消概念、模型及显式表达的知识(Intelligence without representation,Intelligence without reasoning)，否认抽象对于智能及智能模拟的必要性，强调分层构造对于智能进化的也许性与必要性。,综合上述多种观点，可以认为智能是知识与智力的总和。其中，知识是一切智能行为的基础，而智力是获取知识并运用知识求解问题的能力，即在任意给定的环境和目的的条件下，对的制定决策和实现目的的能力，它来自人脑的思维活动。,智能具有下列特性:,1.具有感知能力(Perceiving ability),vision(80%)+hearing(10%)+touching+smelling+,2.记忆与思维能力(,Memorizing and thinking ability),analysis+computation+comparison+judgment +inference+association+decision-making +,logical thinking,thinking in terms of image inspiration thinking,3.,学习能力及自适应能力,(Learning and self-adapting),4.,具有行为能力,(Acting ability),C1:类人行为系统(Systems that act like human),定义1 人工智能是制造可以完毕需要人的智能才能完毕的任务的机器的技术(“The art of creating machines that perform functions that requires intelligence when performed by people”)(Kurzweil，1990)。,定义2 人工智能是研究怎样让计算机做现阶段人类才能做得更好的事情(The study of how to make computers do things at which,at the moment,people are better”)(Rick和Knight，1991)。,1.1.2 人工智能的定义,这种观点与图灵测试的观点很吻合,是一种类人行为定义的措施.1950年,阿兰图灵(Alan Turing)突出图灵测试,为智能提供一种满足可操作规定的定义.图灵测试用人类的体现来衡量假设的智能机器的体现,这无疑是评价智能行为的最佳且唯一的原则.,图灵测试的基本过程,图灵称为“模仿游戏”的测试是这样进行的:将一种人与一台机器置于一间房间中，而与此外一种人分隔开来，并把后一种人称为问询者。问询者不能直接见到屋中任一方，也不能与他们说话，因此，他不懂得究竟哪一种实体是机器，只可以通过一种类似终端的文本设备与他们联络。,然后,让问询者仅根据通过这个仪器提问收到的答案辨别出哪个是计算机，哪个是人。假如问询者不能区别出机器和人，那么根据图灵的理论，就可以认为这个机器是智能的。,一台机器要通过图灵测试，它需要有下面的能力：,自然语言处理:实现用自然语言与计算机进行交流;,知识表达:存储它懂得的或听到的、看到的；,自动推理：能根据存储的信息回答问题，并提出新的结论；,机器学习：能适应新的环境，并能检测和推断新的模式；,计算机视觉：可以感知物体；,机器人技术：可以操纵和移动物体。,图灵测试的重要特性：,它给出了一种客观的智能概念，也就是根据对一系列特定问题的反应来决定与否是智能体的行为。这为判断智能提供了一种原则，从而防止了有关部门智能：“真正”特性的必然争论。,这项试验使我们免于受到诸如如下目前无法回答的问题的牵制：计算机使用的内部处理措施与否恰当或者机器与否与否真的意识到其动作。,通过使问询者只关注回答问题的内容，消除了有助于生物体的偏置。,定义3 人工智能是一种使计算机可以思维、使机器具有智力的激感人心的新尝试(“The exciting new effort to make computers thinkmachines with minds,in the full and literal sense”)（Haugeland，1985）。,定义4 人工智能是那些与人的思维、决策、问题求解和学习等有关活动的自动化(“The automation of activities that we associate with human thinking,activities such as decision making,problem solving,learning”)(Bellman，1978)。,C2:类人思维系统(Systems that think like humans),C3:理性思维系统(Systems that think rationally),定义5 人工智能是用计算模型对智力行为进行的研究(“The study of mental faculties through the use of computational models”)(Charniak和McDermoth，1985)。,定义6 人工智能是研究那些使理解、推理和行为成为也许的计算(“The study of the computations that make it possible to perceive,reason,and act”)(Winston，1992)。,C4:理性行为系统(Systems that act rationally),定义7 人工智能是一门通过计算过程力图解释和模仿智能行为的学科(“A field of study that seeks to explain and emulate intelligent behavior in terms of computational processes”)(Schalkoff，1990)。,定义8 人工智能是计算机科学中与智能行为的自动化有关的一种分支(“The branch of computer science that is concerned with the automation of intelligent behavior”)(Luger和Stubblefield，1993)。,1.1.3 人工智能学科,人工智能学科是计算机科学中波及研究、设计和应用智能机器的一种分支。,所谓的智能机器就是可以在各类环境中自主地或交互地执行多种拟人任务的机器。人工智能学科包括研究怎样设计和构造智能机器(智能计算机)或智能系统，使它能模拟、延伸、扩展人类智能；怎样在这种智能机器(计算机)上来实现人类智能，使机器具有类似于人的智能；怎样来应用这种智能机器。,从另一种角度来看，人工智能是研究怎样使计算机来模仿人脑所从事的推理、证明、识别、理解、设计、学习、思索、规划以及问题求解等思维活动，来处理需要人类专家才能处理的复杂问题。如医疗诊断、石油测井解释、气象预报、交通运送管理等决策性课题。,从实用的观点看，人工智能是一门知识工程学。它以知识为对象，重要研究知识的获取、知识的表达措施和知识的使用(运用知识进行推理)。,