人工智能(AI)技术应用

任务八智能技术应用•案例导入——世界棋王与深蓝的对决•项目一人工智能（AI）技术应用•项目二专家系统（ES）应用•项目三智能运输系统（ITS）应用案例导入——世界棋王与深蓝的对决•对于人类说,这显然是一种智能的表现，但对计算机来说，这又意味着什么？项目一人工智能（AI）技术应用1、智能、人工智能的概念（1）智能的概念•智能及智能的本质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了解，以致智能的发生与物质的本质、宇宙的起源、生命的本质一起被列为自然界四大奥秘。•近些年来，随着脑科学、神经心理学等研究的进展，人们对人脑的结构和功能有了初步认识，但对整个神经系统的内部结构和作用机制，特别是脑的功能原理还没有认识清楚，有待进一步的探索。因此，很难对智能给出确切的定义。•如今，根据对人脑已有的认识，结合智能的外在表现，从不同的角度、不同的侧面、用不同的方法对智能进行研究，提出了几种不同的观点，其中影响较大的观点有思维理论、知识阈值理论及进化理论等。•思维理论认为智能的核心是思维，人的一切智能都来自大脑的思维活动，人类的一切知识都是人类思维的产物，因而通过对思维规律与方法的研究可望揭示智能的本质。•知识阈值理论认为智能行为取决于知识的数量及其一般化的程度，一个系统之所以有智能是因为它具有可运用的知识。因此，知识阈值理论把智能定义为：智能就是在巨大的搜索空间中迅速找到一个满意解的能力。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。（1）智能的概念•进化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。核心是用控制取代表示，从而取消概念，模型及显示表示的知识，否定抽象对智能及智能模型的必要性，强调分层结构对智能进化的可能性与必要性。该智能一般是后天形成的，其原因为对外界刺激做出反应。如将一婴儿置于黑屋子中，则一段时间以后，他的智力仍接近0，这说明智能的产生跟自己本身无关，而取决于自身对外界刺激的反应。再例如报道的“猪孩”，因其接受的刺激远少于正常儿童而无法发展到正常智力。思维的产生是基于对复杂刺激所生成的复杂反应。智能的体现为感知自身的存在。•综上，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，是头脑中思维活动的具体体现。（1）智能的概念智能具有以下特征：①具有感知能力指人们通过视觉、听觉、触觉、味觉、嗅觉等感觉器官感知外部世界的能力；②具有记忆与思维的能力这是人脑最重要的功能，亦是人之所以有智能的根本原因；•思维可以分为逻辑思维、形象思维、顿悟思维（灵感思维）（1）智能的概念（1）智能的概念•逻辑思维–逻辑思维是人的理性认识阶段，人运用概念、判断、推理等思维类型反映事物本质与规律的认识过程。–a.依靠逻辑进行思维–b.思维是串行的，表现为一个线性的过程–C.容易形式化，其思维过程可以用符合串表示–D.思维过程具有严密性、可靠性，能对未来实物进行预测•形象思维–所谓的形象思维，主要是指人们在认识世界的过程中，对事物表象进行取舍时形成的，是只要用直观形象的表象，解决问题的思维方法。–形象性：形象思维的形象性使它具有生动性、直观性和整体性的优点。–非逻辑性：它可以使思维主体迅速从整体上把握住问题。形象思维是或然性或似真性的思维，思维的结果有待于逻辑的证明或实践的检验。–粗略性：形象思维对问题的反映是粗线条的反映，对问题的把握是大体上的把握，对问题的分析是定性的或半定量的。–想象性：形象思维并不满足于对已有形象的再现，它更致力于追求对已有形象的加工，而获得新形象产品的输出。（1）智能的概念•灵感思维:是指凭借直觉而进行的快速、顿悟性的思维。逻辑性与非逻辑性相统一的理性思维整体过程。–①突发性。灵感往往是在出其不意的刹那间出现，使长期苦思冥想的问题突然得到解决。–②偶然性。灵感在什么时间可以出现，在什么地点可以出现，或在哪种条件下可以出现，都使人难以预测而带有很大的偶然性。–③模糊性。灵感的产生往往是闪现式的，而且稍纵即逝，它所产生的新线索、新结果或新结论使人感到模糊不清。智能具有以下特征：③具有学习能力及自适应能力；④具有行为能力。（1）智能的概念智力知识智能人工智能模拟计算机计算机怎样去模拟智力和知识？(2)人工智能的概念人工智能（ArtificialIntelligence，AI）•人工智能有时也称作机器智能，是指由人工制造出来的系统所表现出来的智能。通常人工智能是指通过普通计算机实现的智能。•人工智能是计算机科学的一个分支，是智能计算机系统，即人类智慧在机器上的模拟，或者说是人们使机器具有类似于人的智慧（对语言能理解、能学习、能推理）。(2)人工智能的概念•目前人工智能被用作“研究如何在机器上实现人类智能”这门学科的名称。•从此角度说，人工智能定义为：人工智能是一门研究如何构成智能机器或智能系统，使它能模拟、延伸、扩展人类智能的学科。•即：人工智能就是要研究如何使机器具有能听、会说、能看、会写、能思维、会学习、能适应环境变化、能解决各种实际问题等功能的一门学科。总之，是机器能做需要人类智慧才能完成的工作，甚至比人类更高明。AI是边缘科学关于AI的三元论：人工智能是：(1)计算机科学(2)逻辑学(3)认知科学交叉形成的科学。计算机科学逻辑学认知科学研究智能载体的科学研究思维规律的科学人工智能研究感知和思维信息处理过程的科学注：传统上，人工智能归属计算机科学的范畴。2.人工智能的应用Winston的预测幻想与现实1977年，Winston在其所著的《人工智能》一书中说：“不难想象计算机在未来世界中的应用，以今天的标准来看，很象科学幻想。这里举出一些例子：在农业中：计算机将控制病虫害，进行剪枝，并有选择地收割套种的庄稼。在采矿业中：计算机将在对人来说过于危险的条件下作业，在海底发掘锰。2.人工智能的应用Winston的预测幻想与现实在学校中：计算机把学生的问题视为要找的错误，它将向学生提供‘计算机化的超级书籍’，在微处理机上显示出轨道上运行的行星的轨迹和演奏乐谱。在制造业中：计算机将进行装配，并检查工作。在医院中：计算机将帮助诊断，监护病人，处理治疗和管理床位。2.人工智能的应用Winston的预测幻想与现实在办公室中：计算机将编制有关人员和团体的各种表格，把问题交给适当的人，做新闻摘要，推敲文件草案，改正拼写和文法错误。”在家庭中：计算机将考虑烹调和采购，清理地板和草地，担负洗衣和处理生活费用等。”给出上述例子之后，Winston说：“当然，现在这些事情都是不可能的，但人工智能有助于使它们成为可能。”2.人工智能的应用Winston的预测幻想与现实Winston七十年代谈论的“科学幻想”，今天几乎都已成为现实。当然，这里有的事情不需要人工智能，而有的事情的确是借助于人工智能才得以实现或更好地实现，如：制造业中的CIMS系统，办公自动化中的写作自动化，计算机辅助教学(CAI)系统，医疗专家系统和智能信息系统等。2.人工智能的应用Winston描述的七十年代的情形与今天的情形对照，从一个侧面反映了人工智能的发展和进步，同时，也反映了计算机在表现人类智慧方面所具有的潜在能力。Winston的预测幻想与现实2.人工智能的应用2.人工智能的应用AI能做的远比Winston想象的要多难题求解自动规划、调度与配置机器定理证明自动程序设计机器翻译智能控制智能管理智能决策智能通信智能仿真智能CAD智能制造智能CAI智能人机接口模式识别数据挖掘与数据库中的知识发现计算机辅助创新计算机文艺创作机器博弈智能机器人