人工智能01

人工智能主讲:李龙澍教授ArtificialIntelligence教材：蔡自兴，徐光祐.《人工智能及其应用—研究生用书》第三版，清华大学出版社2020/2/24安徽大学计算机科学与技术学院21王毅16吴刚32韩磊45徐杰2旷隆中17赵凯33王志豪46耿波3王新18耿筱媛34杨勇47詹金华4任诗兵19杨雪洁35吴卫良*48张鑫5李莉*20宓浩36赵照49陈喜6胡文君21闫屹50朱二周22田福生51闫娜娜23陈艳*52李锡娟7贾庆成8戈明东24鲁群37李国斌53张然9郑廷25王大刚38董亚军54钱光超10查琦26彭俊39汤伟55马勇11陈涛27丁雪晶40金在全56陈永郑12方勇28徐俊*41杜秀全57王艳玲13闵鹏鹏29王汉林42周园园58纪霞*14许方芳30谢莹43卜奎昊59李知兵15胡哲*31张涛44高群*60丁春荣2020/2/24安徽大学计算机科学与技术学院3第一章绪论1.1人工智能的定义和发展1.2人类智能和人工智能1.3人工智能的各种认知观1.4人工智能的研究与应用领域1.5课程概要2020/2/24安徽大学计算机科学与技术学院41.1.1人工智能的定义几种定义智能机器（intelligentmachine）人工智能（学科2）人工智能（能力3）人工智能（拟人思维、行为4,5,8,9）人工智能（理性思维、行为6,7,10,11）1.1定义和发展2020/2/24安徽大学计算机科学与技术学院51.1.2人工智能的起源与发展孕育期（1956年前）数理逻辑学科（弗雷治、维纳等）计算的新思想（丘奇、图灵等）形成期（1956--1970年）1956年，第一次人工智能的研讨会1969年，第一届国际人工智能联合会议IJCAI1970年，《人工智能》国际杂志创刊1.1定义和发展2020/2/24安徽大学计算机科学与技术学院61.1.2人工智能的起源与发展发展期（1970年~）进一步研究AI基本原理方法和技术进行实用化研究专家系统与知识工程智能机器人智能控制等从“一枝独秀”到“百花齐放”1.1定义和发展2020/2/24安徽大学计算机科学与技术学院71.2人类智能和人工智能1.2.1智能信息处理系统的假设(P6-7)人是一种智能信息处理系统物理符号系统的六种基本功能物理符号系统的假设推论一：人具有智能→人是物理符号系统推论二：计算机是物理符号系统→具有智能推论三：计算机与人都是物理符号系统→计算机能够模拟人的智能活动2020/2/24安徽大学计算机科学与技术学院81.2.1智能信息处理系统的假设人类的认知行为具有不同层次认知生理学：人的神经系统认知心理学：人的思维策略认知信息学：生理活动←→心理活动认知工程学：认知行为的加工处理1.2人类智能和人工智能2020/2/24安徽大学计算机科学与技术学院91.2.2人类智能的计算机模拟机器智能可以模拟人类智能智能计算机下棋(1997年5月，IBM公司的DeepBlue智能计算机以2胜1负3平的结果，战胜国际大师Kasparov。32CPU，200万棋局，估价函数有8000个参数)定理证明语言翻译新型智能计算机神经计算机量子计算机1.2人类智能和人工智能2020/2/24安徽大学计算机科学与技术学院101.2.3人工智能的研究目标近期目标建造智能计算机代替人类的部分智力劳动远期目标用自动机模仿人类的思维过程和智能行为1.2人类智能和人工智能2020/2/24安徽大学计算机科学与技术学院111.3人工智能的各种认知观符号主义（Symbolicism）主流派别基于物理符号系统假设和有限合理性原理连接主义（Connectionism）基于神经网络及其间的连接机制与学习算法行为主义（Actionism）基于控制论及感知—动作型控制系统2020/2/24安徽大学计算机科学与技术学院121.4人工智能的研究及应用领域人工智能的基本技术知识表示（KnowledgeRepresentation）状态空间法、问题归约法、谓词逻辑法…推理搜索（Searching&Reasoning）启发式搜索、消解原理、不确定性推理…计算智能（ComputationalIntelligence）模糊计算、神经计算、进化计算…构成技术（系统与语言）产生式系统、LISP语言、Prolog语言…2020/2/24安徽大学计算机科学与技术学院131.4.1问题求解问题的表示、分解、搜索、归约等进行复杂的数学公式符号运算求解1.4.2逻辑推理与定理证明通过对事实数据库的操作来证明定理多种证明方法几何定理证明的“吴氏方法”1.4研究及应用2020/2/24安徽大学计算机科学与技术学院141.4.3自然语言理解语言自然语言、人造语言、机器语言“理解”的难度Context1.4.4自动程序设计根据不同目的描述来编写的计算机程序促进人工智能系统的发展(语言的发展)1.4研究及应用2020/2/24安徽大学计算机科学与技术学院151.4.5专家系统是一个智能化的计算机程序系统和传统的计算机程序之间有本质区别1.4.6机器学习是机器获取智能的途径学习是一个有特定目的的知识获取过程学习的本质是对信息的理解与应用有多种学习方法1.4研究及应用2020/2/24安徽大学计算机科学与技术学院161.4.7神经网络神经计算机在其它领域中的广泛应用1.4.8机器人学操作机器人智能机器人机器人的广泛应用促进人工智能的发展1.4研究及应用2020/2/24安徽大学计算机科学与技术学院171.4.9模式识别是计算机对环境识别的需要是对人类环境的感知模拟1.4.10机器视觉人类80％以上的外部信息来自视觉低层视觉(图象处理)与高层视觉(理解)前沿研究领域广泛应用1.4研究及应用2020/2/24安徽大学计算机科学与技术学院181.4.11智能控制驱动智能机器自主地实现其目标的过程是一个定性和定量的混合控制过程是当今自动控制的最高水平1.4.12智能检索是信息时代来临的需要智能检索系统所面临的三大问题1.4研究及应用2020/2/24安徽大学计算机科学与技术学院191.4.13智能调度与指挥寻找最佳调度和组合NP完全类问题的求解军事指挥系统等领域1.4.14分布式人工智能与Agent是传统人工智能的延伸和扩展研究目标是创建一种能描述自然系统和社会系统的精确概念模型1.4研究及应用2020/2/24安徽大学计算机科学与技术学院201.4.15计算智能与进化计算计算智能包括神经计算、模糊计算、进化计算等进化计算的理论基础是生物进化论1.4.16数据挖掘与知识发现知识获取数据库知识挖掘数据库中知识发现的四个特征P221.4研究及应用2020/2/24安徽大学计算机科学与技术学院211.4.17人工生命人工生命概念的提出理论基础与研究方法研究内容1.4.18系统与语言工具LISP语言、Prolog语言计算机系统的一些概念得到发展新的编程语言与专用开发工具1.4研究及应用2020/2/24安徽大学计算机科学与技术学院221.5课程概要简述人工智能的起源与发展概括地论述知识表示的各种主要方法研究常用的搜索原理和推理求解技术介绍近期人工智能技术和方法的热点比较详细地分析人工智能的主要应用领域讨论人工智能的争议与展望2020/2/24安徽大学计算机科学与技术学院23人工智能的诞生三个重要标志：1、Newell、Simon等合作研制了LogicTheoryMachine程序系统，证明了名著《数学原理》第二章的38条定理，1958年美籍华人王浩证明了《数学原理》有关命题演算的全部定理(220条)，谓词演算的85%的定理(150条)2、Samuel研制了具有自学习、自组织、自适应能力的跳棋程序。1959击败了自己，1962战胜了州的冠军。3、McCarthy研制成功了面向人工智能的语言LISP。符号处理语言，独领风骚几十年。1972年PROLOG语言诞生。2020/2/24安徽大学计算机科学与技术学院24什么是人工智能？参考文献类型：1.人工智能2.人工智能语言3.计算智能4.知识表示5.推理及搜索算法6.机器学习2020/2/24安徽大学计算机科学与技术学院25辩论会主题：人工智能能否超过人类智能？正方观点：人工智能不会超过人类智能。反方观点：人工智能能够超过人类智能。