人工智能的演进

人工智能的演进。o内容简介:电子计算机的发明不仅大大改变了人们o的工作方式，同时也极大改变了人类的学习甚至生o活方式。计算机科学研究的终极目标之一是实现与o人类智能水平相当甚至更高的人工智能，其检验标o准是图灵测试。目前我们离这一目标还很遥远。本o报告介绍讨论人工智能的由来、进展和挑战性问题o主讲人：高文o北京大学信息科学技术学院教授。中国工程院院士、ACMFellow、IEEEFellow。1991年获日本东京大学电子工程学博士。曾任国家八六三计划智能计算机主题专家组成员、组长，973项目首席科学家。曾任中国科学院计算技术研究所所长、中国科学技术大学副校长、中国科学院研究生院常务副院长。曾任第四届、第五届国务院学位委员会计算机科学技术学科评议组成员、计算机学报主编、IEEET-MM、IEEET-CSVT、SPIC、JVCIR、IEEET-IP等编委。是第十届、十一届、十二届全国政协委员。目前兼任国家自然科学基金委员会副主任、中国计算机学会理事长、全国信息技术标准化技术委员会多媒体技术分委员会主任委员、IEEE1857（AVS）标准工作组组长、数字音视频编解码技术标准（AVS）工作组组长。1人工智能的演进高文北京大学目录31.从AlphaGo谈起2.人工智能与AlanTuring3.人工智能发展历程n图灵测试n人工智能第一次浪潮（1956-1976）n人工智能第二次浪潮（1976-2006）n人工智能第三次浪潮（2006-至今）nAlphaGo对人工智能发展的作用n挑战与展望o总结目录41.从AlphaGo谈起2.人工智能与AlanTuring3.人工智能发展历程n图灵测试n人工智能第一次浪潮（1956-1976）n人工智能第二次浪潮（1976-2006）n人工智能第三次浪潮（2006-至今）nAlphaGo对人工智能发展的作用n挑战与展望4.总结AlphaGo5：0战胜欧洲冠军樊麾2段。樊麾出生于中国西安，曾入国家少年队，后入籍法国，曾获欧洲围棋冠军，目前是法国国家围棋队总教练。October5–9,2015Officialmatch-Timelimit:1hourAlphaGo，AI重要里程碑AlphaGo，AI重要里程碑AlphaGo战胜世界冠军李世石9段。李世石，被认为是过去十年间韩国最强棋手。March9–15,2016Officialmatch-Timelimit:2hoursVenue:Seoul,FourSeasonsHotelComputerGoAI?o2016年1月28日，《自然》在AlghaGo与李世石开赛前，刊登封面文章oDavidSilver，黄世杰（AjaHuang），DemisHassabis用深层卷积神v经s.网络来缩小传统蒙特卡洛树搜索的广度和深度，以挑选最佳招数。o作者来自GoogleAINextStep？oScience2015年12月12日发表封面文章《Human-levelconceptlearningthroughprobabilisticprograminduction》o提出利用贝叶斯的小样本学习方法o作者来自MIT、纽约大学和多伦多大学8人工智能的三个派别9o逻辑主义（符号主义）n符号推理与机器推理n奠基人：西蒙（CMU）o连接主义n神经元网络与深度学习n奠基人：明斯基（MIT）o行为主义n控制、自适应与进化计算n奠基人：维纳（MIT）AI时代真的到来了吗？10oYes/NonYes，如果你仅仅期望计算机能够比以往做得更多更好nNo，如果你认为从此开始，人类就是计算机的败将了o逻辑主义大行其道30年，又沉寂了30年o连接主义发育成长了50多年，现在正当年o行为主义发育较慢，尚处于幼年目录111.从AlphaGo谈起2.人工智能与AlanTuring3.人工智能发展历程n图灵测试n人工智能第一次浪潮（1956-1976）n人工智能第二次浪潮（1976-2006）n人工智能第三次浪潮（2006-至今）nAlphaGo对人工智能发展的作用n挑战与展望4.总结人类为什么做计算机？12o进化的需要n约150万年前，人类开始用火。火的使用是人类文化进化的关键转折点n约1.8万年前，新石器时代，人类开始种植、畜牧、纺织，人类社会进入农业社会n18世纪中叶，蒸汽机的发明，开启了工业革命，人类社会进入工业化时代n20世纪中叶，计算机的出现，使我们进入了信息化社会人类为什么做计算机？13o1946年，第一台全自动电子数字计算机ENIAC（ElectronicNumericalIntegratorandCalculator）在美国研制完成，用于计算弹道o1954年,第一台通用数据处理机IBM650诞生，用于商业数据处理o1964年,IBM360系列制成，用于军事计算或商业数据处理o军事用途，是计算机发展的第一动力o事务处理，是计算机发展普及的根本动力o人工智能，是计算机发展的最高挑战何谓智能14o智力或知能n是指生物一般性的精神能力。这个能力包括以下几点：理解、计划、解决问题，抽象思维，表达意念以及语言和学习的能力。o智力三因素理论（RobertSternberg）n成分性智力（componentialintelligence），指思维和问题解决等所依赖的心理过程n经验智力（experientialintelligence），指人们在两种极端情况下处理问题的能力：新异的或常规的问题n情境智力（contextualintelligence）反映，在对日常事物的处理上。它包括对新的和不同环境的适应，选择合适的环境以及有效地改变环境以适应你的需要多元智能理论15o由哈佛大学心理学家加德纳创立，著作：FramesofMind1.逻辑(logical)2.语言文字(linguistic)3.空间(spatial)4.音乐(musical)5.肢体运作(kinesthetic)6.内省(intra-personal)7.人际(inter-personal)（这里可以指家庭比较好些）8.自然探索(naturalist)9.图形图像(Graphics)何谓人工智能16o人工智能（ArtificialIntelligence,AI）n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。o人工智能研究n主要研究内容包括认知建模、知识表示、推理及应用、机器感知、机器思维、机器学习、机器行为和智能系统等n研究动机包括推理，知识，规划，学习，交流，感知，移动和操作物体的能力等。n目前有大量人工智能应用系统，其中包括搜索和数学优化，逻辑，基于概率论和经济学的方法等。AlanTuringusMathisonTuring）n计算机科学之父n人工智能之父n1912.6.23-1954.6.7n父亲朱利斯·麦席森·图灵（Juli英属印度公务员。n1911年，图灵的母亲Ethel在印度的Chatrapur怀孕。他们希望艾伦在英国出生，所以回到伦敦，住在帕丁顿（Paddington）。Alan出生于伦敦。n由于担心印度的气候不利于儿童成长，父母把家庭留在英伦与朋友同住。养成了图灵的性格。n图灵很小的时候就表现出他的天才，据说他在三个星期里自己学会阅读。而且，从小就对数字和智力游戏着迷。17Alan的孩童和年轻时代18o6岁的时候，他的父母为他在一间叫圣迈克尔的（St.Michael's）学校注了册。校长很快就注意到他的天才，随后Marlborough学院的许多教育家也注意到这点。o14岁的时候，转到在多塞特郡（Dorset）的Sherborne寄宿学校。图灵天生对科学的喜好并没有给他在Sherborne的老师留下好印象。他们对教育的定义是着重于人文学科而不是科学。虽然如此，图灵继续在他喜欢的学科表现出惊人的能力，还没有学过基础微积分的他，就已经能够解答以他年纪来说算是很高深的难题。o16岁的时候，开始阅读阿尔伯特·爱因斯坦的著作。他不但能够理解，而且看出了爱因斯坦理论与牛顿力学不相符合，即使爱因斯坦的著作中并没有明白指出这点。Alan大学和研究生时代19o1931年，考入剑桥大学国王学院。1934年他以优异成绩毕业。1935年因中心极限定理论文当选为国王学院Fellowo1936年，他的论文《论可计算数及其在判定问题上的应用》（OnComputableNumbers,withanApplicationtotheEntscheidungsproblem，）发表。他对哥德尔1931年证明和计算的限制的结果作了重新论述，他用有限状态自动机（也称图灵机）的简单形式设备代替了哥德尔的以通用算术为基础的形式语言。图灵证明了图灵机有能力解决任何可想像的数学难题，如果这些难题是用一种算法来表达。图灵机的最大贡献是奠定了今天电子计算机的理论基础：由0和1组成的有限状态自动机演算，以及电子计算机的体系结构：处理器、存储器、输入输出设备o在普林斯顿大学度过了1937年和1938年的大部分时间。1938年，他取得了博士学位。他的论文研究了超计算（hypercomputation）的概念，在图灵机加上了预言机，让研究图灵机无法解的问题变得可能密码破译o1938-1945，参加英国BletchleyPark密码破译团队o但是德国的潜艇经常袭击英国战略物资运输船队，德国使用了由机器生成密码的技术，可以产生1500万种以上的组合o图灵设计了可以破译上述密码的算法，主要思想利用统计方法优化处理过程，有效减小搜索空间，为二战胜利做了贡献o他的上述成果一直保密，直到完成70多年以后，2012年百岁诞辰时才公开oTuring–Welchmanbombe20二战以后的研究兴趣21o1945年到1948年，图灵在英国国家物理实验室工作，负责自动计算引擎（ACE）的工作。o1949年，他成为曼彻斯特大学计算机实验室的副主任，负责最早的电子计算机--曼彻斯特一号的软件工作。在这段时间，他继续作一些比较抽象的研究，如“计算机械和智能”。图灵在对人工智能的研究中，提出了一个叫做图灵测试（Turingtest）的实验，尝试定出一个决定机器是否有感觉的标准。o1952年，图灵写了一个国际象棋程序。可是，当时没有一台计算机有足够的运算能力去执行这个程序，他就模仿计算机，每走一步要用半小时。他与一位同事下了一盘，结果程序输了。二战以后的研究兴趣22o从1952年直到去世，图灵一直在生物数学方面做研究。他在1952年发表了一篇论文《形态发生的化学基础》（TheChemicalBasisofMorphogenesis）。他主要的兴趣是斐波那契叶串行，存在于植物结构的斐波那契数。他应用了反应-扩散公式，现在已经成为图案形成范畴的核心。o他后期的论文都没有发表，一直等到1992年《艾伦·图灵选集》出版，这些文章才见天日。判罪受罚23o图灵中学时代有一位挚友ChristopherMorcom，极为聪明，爱好天文学，图灵对他极为崇拜。1930年，Chris因为不慎饮用感染病毒的牛奶而去世。图灵悲痛欲绝，立志帮他完成想做的事情。这段经历使他形成了同性恋倾向。o1952年，他的同性伴侣的熟人在图灵的房子盗窃，他丢失了父亲送给他的手表，图灵为此而报警。英国警方调查后判他流氓罪。他没有申辩，被定罪。公审后，他被给予了两个选择：坐牢或女性荷尔蒙注射“疗法”（即化学阉割）。他最后选择了后者，持续一年。在这段时间里，他对政府极度失望，加上药物的作用使他身体发生变化，大脑思维缓慢，图灵的身心受到极大伤害。英年早逝o1954年6月8日，图灵被发现去世，原因是食用了浸过氰化物溶液的半个苹果。24罪名赦免25o2009年9月10日，一份超过3万人的请愿签名，使英国首相戈登·布朗在《每日电讯报》撰文，因为英国政府当年以同性恋相关罪名起诉图灵并定罪，导致他自杀身亡，正式向艾伦·图灵公开道歉o2012年，有21000多人签名请愿，要求英国政府追授图灵死后赦免状，但被当局拒绝。英国上议院的麦克纳利勋爵解释说，死后赦免状是不合适的，因为图灵是根据当时的法律被定罪o20