【正文】 第 1章 人工智能概述 任務(wù)環(huán)境 可觀察性 確定性 片段性 靜態(tài)性 離散性 智能體數(shù) 出租車駕駛 部分 隨機(jī)的 延續(xù)式的 動態(tài)的 連續(xù)的 多 醫(yī)學(xué)診斷系統(tǒng) 部分 隨機(jī)的 延續(xù)式的 動態(tài)的 連續(xù)的 單 選零件的機(jī)器人 部分 隨機(jī)的 片段式的 動態(tài)的 連續(xù)的 單 交互式英語教師 部分 隨機(jī)的 延續(xù)式的 動態(tài)的 離散的 多 縱橫字謎游戲 完全 確定的 延續(xù)式的 靜態(tài)的 離散的 單 88 智能體結(jié)構(gòu) 4種類型的智能體程序 簡單反射型智能體 基于模型的反射智能體 基于目標(biāo)的智能體 /基于效用的智能體 學(xué)習(xí)智能體 第 1章 人工智能概述 89 智能體結(jié)構(gòu) ? AI的任務(wù)是設(shè)計智能體程序 ? 智能體程序要在某個具備實(shí)際傳感器和執(zhí)行器的計算裝置上運(yùn)行 , 該裝置稱為體系結(jié)構(gòu) ? 智能體 = 體系結(jié)構(gòu) + 程序 ? 通常 , 智能體程序具有這樣的框架 : 從傳感器得到當(dāng)前感知信息作為輸入 , 返回一個行動交給執(zhí)行器 第 1章 人工智能概述 90 智能體類型 ? 有 4種類型的智能體程序 (或部分程序 ) ? 簡單反射型智能體 ? 基于模型的反射型智能體 ? 基于目標(biāo)的智能體 ? 基于效用的智能體 ? 此外，學(xué)習(xí)程序也是一種智能體 第 1章 人工智能概述 91 簡單反射型智能體 第 1章 人工智能概述 智能體 傳感器 現(xiàn)在世界 是什么樣的 環(huán) 境 現(xiàn)在我應(yīng)該 采取什么行動 執(zhí)行器 條件 行動規(guī)律 f : P→A f : IFTHEN 92 基于模型的反射型智能體 第 1章 人工智能概述 傳感器 現(xiàn)在世界 是什么樣的 現(xiàn)在我應(yīng)該 采取什么行動 執(zhí)行器 狀 態(tài) 世界如何演變 我的行動做了什么 條件 行動規(guī)則 智能體 環(huán) 境 f : P+M→A f : IF+THEN 93 基于目標(biāo)的智能體 第 1章 人工智能概述 環(huán) 境 傳感器 現(xiàn)在世界 是什么樣的 如果我采用了行動 A 世界將會是什么樣的 現(xiàn)在我應(yīng)該 采取什么行動 執(zhí)行器 狀 態(tài) 我的行動做了什么 世界如何演變 目 標(biāo) 智能體 f : P+M+Try→A f : TargetTry 94 基于效用的智能體 第 1章 人工智能概述 環(huán) 境 傳感器 現(xiàn)在世界 是什么樣的 如果我采用了行動 A 世界將會是什么樣的 現(xiàn)在我應(yīng)該 采取什么行動 處于這樣的狀態(tài) 我將有多快樂 狀 態(tài) 世界如何演變 我的行動做了什么 效 用 智能體 執(zhí)行器 f : P+M+Try+Utility→A f : Utility 95 什么是效用？ (1) ? 最簡單的方式就是把效用想象成金錢，越多越好并不是其全部 ? 100萬 送給 1個身價 5億的富翁 vs. 還是 1個沒有分文存款的窮光蛋，其效用是不一樣的 / 反過來欠債也是類似的效用 —《 MultiAgent引論 》 第 6章 ? 可以考慮效用和行動對世界作用前后的差 (?)之間存在正比關(guān)系，和原來的基數(shù)成反比關(guān)系 / 依據(jù)不同評判標(biāo)準(zhǔn)定義函數(shù) 第 1章 人工智能概述 96 什么是效用？ (2) ? 金錢和效用之間關(guān)系的示意 第 1章 人工智能概述 O 效用 金錢 97 學(xué)習(xí)智能體 第 1章 人工智能概述 執(zhí)行器 環(huán) 境 傳感器 智能體 性能標(biāo)準(zhǔn) 評論元件 學(xué)習(xí)元件 問 題 產(chǎn)生器 執(zhí)行元件 反饋 學(xué)習(xí)的目標(biāo) 知識 變化 對照 Mitchell《 機(jī)器學(xué)習(xí) 》 第 1章圖 98 小結(jié) AI成功的例子 AI的目標(biāo) AI的未來 第 1章 人工智能概述 99 AI成功的例子 (1) ? 博弈： IBM公司的“深藍(lán)”成為第一個在國際象棋比賽中戰(zhàn)勝世界冠軍的計算機(jī)程序 ? 1997年，一次公開賽中 斯帕羅夫，他說從棋盤對面感到了“一種新智能” ? （但是，連“深藍(lán) ”的設(shè)計者也不認(rèn)為用了什么人工智能技術(shù)） 第 1章 人工智能概述 100 AI成功的例子 (2) ? 自主控制： CMU研制的 ALVINN計算機(jī)視覺系統(tǒng)安置在 NAVLAB計算機(jī)控制微型汽車中，用于汽車導(dǎo)航行駛在高速公路上 ? 全程 2850英里 (約 ), 其中 98%時間由這個系統(tǒng)掌握方向盤 , 2%時間由人駕駛 , 幾乎都在高速公路出入口處 第 1章 人工智能概述 101 AI成功的例子 (3) ? 后勤規(guī)劃： 1991年海灣戰(zhàn)爭中美國軍隊(duì)配備了一個動態(tài)分析和重規(guī)劃工具 DART, 用于自動后勤規(guī)劃與運(yùn)輸調(diào)度 ? 該系統(tǒng)同時涉及 50000個車輛、貨物和人，而且要考慮起點(diǎn)、目的地、路徑，解決所有參數(shù)之間的沖突。人工智能原理 第 1章 人工智能概述 1 本章內(nèi)容 關(guān)于人工智能的定義 人工智能的基礎(chǔ) 人工智能簡史 智能體與環(huán)境 智能體結(jié)構(gòu) 小結(jié) 參考書目 附錄 和人工智能相關(guān)的社會倫理問題 第 1章 人工智能概述 2 關(guān)于人工智能的定義 智能體 對 AI的 4種不同定義 類人行動 /類人思考 /理性思維 /理性行動 第 1章 人工智能概述 3 作為智能體的人類 ? 智能體 (Agent) ? 人類是一種智能體 ? 我們， 作為一個智能體，為什么能夠思考 ? 大腦這么一小堆東西怎么能夠感知、理解、預(yù)測和應(yīng)對一個遠(yuǎn)比自身龐大和復(fù)雜的世界？ —— 理解人類，理解智能體 ? 人工智能 (AI)走 得更遠(yuǎn)：不僅試圖理解智能體，而且要建造智能體 —— 制造出像人類一樣完成某些智能任務(wù)的系統(tǒng) (軟件 ) 第 1章 人工智能概述 4 ? AI是 新興學(xué)科，也是激動人心的學(xué)科 . Russell聲稱：不同于物理學(xué)，這里還有出現(xiàn)幾個愛因斯坦的余地 ? 為什么？研究主觀世界的成果遠(yuǎn)少于研究客觀世界的成果 第 1章 人工智能概述 處于探索初期的學(xué)科 5 對 AI的 4種不同 定義 第 1章 人工智能概述 像人一樣思考的系統(tǒng) 理性地思考的系統(tǒng) 要使計算機(jī)能思考 …… 有頭腦的機(jī)器 (Haugeland, 1985) [使之自動化 ]與人類的思維相關(guān)的活動 ,諸如決策、問題求解、學(xué)習(xí)等活動 (Bellman, 1978) 通過對計算模型的使用來進(jìn)行心智能力的研究 (Charniak McDemontt, 1985) 對使得知覺、推理和行動成為可能的計算的研究 (Winston, 1992) 像人一樣行動的系統(tǒng) 理性地行動的系統(tǒng) 創(chuàng)造機(jī)器來執(zhí)行人需要智能才能完成的功能 (Kurzweil, 1990) 研究如何讓計算機(jī)能夠做到那些目前人比計算機(jī)做得更好的事情(Rich Knight, 1991) 計算智能是對設(shè)計智能化智能體的研究 (Poole et al., 1998) AI關(guān)心的是人工制品中的智能行為 (Nilsson, 1998) 6 不同定義 — 類人行為 (1) ? 類人行為：圖靈測試 (1950) ? 圖靈建議：不是問“機(jī)器能否思考”，而是問“機(jī)器能否通過關(guān)于行為的智能測試” 第 1章 人工智能概述 7 不同定義 — 類人行為 (2) ? 測試過程：讓一個程序與一個人進(jìn)行 5分鐘對話 / 然后人猜測交談對象是程序還是人？如果在 30%測試中程序成功地欺騙了詢問人，則通過了測試 ? 圖靈期待最遲 2023年出現(xiàn)這樣的程序，但是到目前為止，面對訓(xùn)練有素的鑒定人，沒有一個程序接近 30%的標(biāo)準(zhǔn) 第 1章 人工智能概述 8 不同定義 — 類人行為 (3) ? 要想程序通過圖靈測試，還需要做大量工作，這些技能包括： ? 自然語言處理 , 使機(jī)器可以用人類語言交流 ? 知識表示 , 存儲機(jī)器獲得的各種信息 ? 自動推理 , 運(yùn)用知識來回答問題和提取新結(jié)論 ? 機(jī)器學(xué)習(xí) , 適應(yīng)新環(huán)境并檢測和推斷新模式 ? 以及 (為了完全圖靈測試 ) ? 計算機(jī)視覺 , 機(jī)器感知物體 ? 機(jī)器人技術(shù) , 操縱和移動物體 第 1章 人工智能概述 9 不同定義 — 類人行為 (4) ? AI研究者并未花費(fèi)很多精力來嘗試通過測試 , 因?yàn)檠芯恐悄艿母驹瓌t遠(yuǎn)比復(fù)制樣本重要 . ? 如同空氣動力學(xué)與模擬鳥類飛行之對于飛機(jī)的產(chǎn)生 第 1章 人工智能概述 10 不同定義 — 類人思考 ? 類人思考 : 認(rèn)知模型方法 ? 如何得知人類是如何思考的 ? 通過自省 — 捕捉人類思維過程和通過心理測試 ? 這種方法不滿足于讓程序正確地解決問題 , 更加關(guān)心對程序的推理步驟軌跡與人類個體求解同樣問題的步驟軌跡進(jìn)行比較 ? 認(rèn)知科學(xué) : 把來自 AI的計算模型與來自心理學(xué)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)相結(jié)合 , 試圖創(chuàng)立一種精確而且可檢驗(yàn)的人類思維工作方式的理論 ? 通常 , 我們只關(guān)心程序?qū)崿F(xiàn)了什么功能 , 而不會比較 AI技術(shù)和人類認(rèn)知之間的異同 第 1章 人工智能概述 11 不同定義 — 理性思考 ? 理性地思考 : “ 思維法則 ” 方法 ? 19世紀(jì) , 邏輯學(xué)家就發(fā)展出可以描述世界上一切事物及其彼此關(guān)系的精確的命題符號 ? 1965年 , 原則上 , 已經(jīng)有程序可以求解任何用邏輯符號描述的可解問題 (消解法 ) ? AI領(lǐng)域傳統(tǒng)的邏輯主義希望通過編制上述程序來創(chuàng)造智能系統(tǒng) ? 難點(diǎn) : 非形式化的知識難以用邏輯符號