【正文】 第 1章 人工智能概述 自然語言理解的應(yīng)用： ? 機(jī)器翻譯或機(jī)助翻譯 。它在進(jìn)行識別之前，首先需要用一訓(xùn)練樣例對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，將連接權(quán)值確定下來，然后才能對待識別事務(wù)進(jìn)行識別。 ? 信息空間 信息空間 模式空間 特征空間 分類空間 ? 學(xué)習(xí)部分 ? 統(tǒng)計(jì)判決系統(tǒng)框圖 模式獲取 預(yù)處理 特征提取 分類判決 特征選擇 模式樣本 學(xué)習(xí)教練 第 1章 人工智能概述 ②結(jié)構(gòu)（句法）模式法 ? 該方法把模式分成若干個簡單元素 ， 然后用特殊的文法規(guī)則描述這些元素之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系 。程序自動驗(yàn)證是指自動證明所設(shè)計(jì)程序的正確性。它研究一切可判定問題的證明方法。如基于知識庫的專家系統(tǒng)，智能控制與智能管理系統(tǒng)，進(jìn)行知識信息處理的、具有人 ——機(jī)智能接口的第五代計(jì)算機(jī)或新一代的智能機(jī)，能夠自行制訂行動規(guī)劃，具有機(jī)器視覺與聽覺、觸覺的智能機(jī)器人，自然語言理解與生成及人機(jī)對話系統(tǒng)，具有 AI的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、教學(xué)、實(shí)驗(yàn)、制造系統(tǒng)，以及生產(chǎn)自動化、辦公室自動化、家務(wù)管理自動化系統(tǒng)等。 人工智能是在控制論 、 信息論與系統(tǒng)論基礎(chǔ)之上誕生的 ，也必然隨著突變論 、 耗散結(jié)構(gòu)理論 、 協(xié)同論的發(fā)展而進(jìn)入到新的階段 。 ? 人工智能的困難在于對腦的了解 ， 人腦僅重 1500克 ， 神經(jīng)元 1011與銀河系中的星星差不多 ， 記憶1015比特信息 。 ? 思維機(jī)器 ， 如 :智能計(jì)算機(jī) ， 學(xué)習(xí)機(jī) 、 推理機(jī) 、 博弈機(jī) 、 邏輯機(jī) 、自動機(jī) ， 神經(jīng)細(xì)胞模型 、 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 、 腦模型等 。進(jìn)一步積累與總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，形成概念、建立方法、制訂計(jì)劃、作出決策的能力；通過推理、論證或分析、計(jì)算，求解問題、作出結(jié)論的能力；通過學(xué)習(xí)、教育或訓(xùn)練、實(shí)踐，從而增長知識、豐富經(jīng)驗(yàn)、促進(jìn)工作的能力。 ? ⑷ 智能是進(jìn)化的。 ? 智能的概念是廣義的。廣義智能包括 :人類智能、人工智能和集成智能。先天進(jìn)化 (遺傳、變異 )、后天進(jìn)化 (學(xué)習(xí)、知識推理 )。 第 1章 人工智能概述 思維的結(jié)構(gòu)模型 ? 圖 11 思維的結(jié)構(gòu)模型 外部表象 初級處理 感覺表象 初級處理 外部表象 形 象 源 語 言 形象思維 抽象思維 輸入 記憶 處理 輸出 第 1章 人工智能概述 感知能力 ? 人們通過視覺、聽覺、觸覺系統(tǒng)等，感知客觀世界，獲取感性知識的能力。 2． 機(jī)器感知與感知機(jī)器 ? 機(jī)器感知 ， 如 :文字 、 圖象 、 物景 、 聲音等模式識別與自然語言理解；計(jì)算機(jī)視覺 、 聽覺 、 觸覺等 。 對腦的模擬研究 、 在于對腦的功能模擬和思維模擬 。 ? 人工智能的基礎(chǔ)學(xué)科包括：數(shù)學(xué)理論（離散數(shù)學(xué)、模糊數(shù)學(xué)）、思維科學(xué)理論（論知心理學(xué)、邏輯和抽象思維學(xué)、形象和直觀思維學(xué)）和計(jì)算機(jī)工程技術(shù)（硬件和軟件技術(shù)）。 第 1章 人工智能概述 1． 2． 3 人工智能的應(yīng)用領(lǐng)域 ? ：難題求解、自動定理證明、自動程序設(shè)計(jì)、自動翻譯、模式識別、自然語言理解、博弈、計(jì)算機(jī)視覺、智能控制、智能管理、智能決策、智能通信、智能仿真、智能 CAD、智能 CAI 等 第 1章 人工智能概述 ⑴ 難題求解 ? 主要指那些沒有算法解，或雖有算法解但在現(xiàn)有機(jī)器上無法實(shí)施或無法完成的困難問題。 ? ④ 計(jì)算機(jī)輔助證明。 第 1章 人工智能概述 ⑷ 自動翻譯 ? 即機(jī)器翻譯，是在沒有人工翻譯參與的情況下，利用最新技術(shù)生成的翻譯。 不同的模式對應(yīng)著不同的語句 。該方法適應(yīng)于對復(fù)雜事物的分類，并具有并行分布、容錯、學(xué)習(xí)、自組織和自適應(yīng)等特點(diǎn)。 目前已研制出中 、 英 、 日等實(shí)用的翻譯系統(tǒng) ， 其翻譯的總開銷是人工翻譯的30%以下 。這位特殊的對手不是人類，而是IBM公司制造的超級計(jì)算機(jī) ——深藍(lán) (Deep blue) 第 1章 人工智能概述 ? 由于第六具戲劇性的大勝，深藍(lán)以 分迫使斯卡帕羅夫低頭認(rèn)輸。智能控制系統(tǒng)的智能可歸納為以下幾方面： ? ① 先驗(yàn)智能：有關(guān)控制對象及干擾的先驗(yàn)知識； ? ② 反應(yīng)性智能：對系統(tǒng)及環(huán)境變化的正確反應(yīng)能力； ? ③ 優(yōu)化智能：先驗(yàn)性優(yōu)化及反應(yīng)性優(yōu)化； ? ④ 組織與協(xié)調(diào)智能：系統(tǒng)之間的有效管理與協(xié)調(diào)。這樣，網(wǎng)絡(luò)就可運(yùn)行在最佳狀態(tài)，使其具有自適應(yīng)、自組織、自學(xué)習(xí)、自修復(fù)等功能。它將教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)策略分開，根據(jù)學(xué)生資料庫提供的學(xué)生模型，通過智能系統(tǒng)的搜索與推理，動態(tài)生成適合于個別化教學(xué)的內(nèi)容與策略，自動生成各種問題與練習(xí)，自動解決問題生成解答；通過智能診斷機(jī)制判斷學(xué)生的學(xué)習(xí)水平，分析學(xué)生產(chǎn)生錯誤的原因，同時向?qū)W生提出更改建議、以及進(jìn)一步需學(xué)習(xí)內(nèi)容的建議；通過對學(xué)生資料庫中全體學(xué)生出現(xiàn)錯誤分布的統(tǒng)計(jì)，智能診斷機(jī)制向教師提供教學(xué)重點(diǎn)、方式、測試重點(diǎn)、方式、題型的建議；為教師提供友好的教學(xué)內(nèi)容、測試內(nèi)容維護(hù)界面，無需改變軟件的結(jié)構(gòu)即可調(diào)整教學(xué)策略；通過對學(xué)生模型、教學(xué)內(nèi)容、測試結(jié)果的智能分析，向教學(xué)督導(dǎo)人員提供對教師教學(xué)業(yè)績評價(jià)的參考意見。 ? ⑵ 機(jī)器感知 ——就是機(jī)器像人一樣通過“感覺器官”直接從外界獲取信息。其內(nèi)部含有大量的某個領(lǐng)域?qū)＜宜降闹R與經(jīng)驗(yàn)，能夠利用人類專家的知識和解決問題的方法來處理該領(lǐng)域問題，模擬人類專家的決策過程，以便解決那些需要人類專家處理的復(fù)雜問題。 ? 2． 按應(yīng)用型劃分 ? 工業(yè)機(jī)器人 、 宇宙開發(fā)機(jī)器人 、 海洋開發(fā)機(jī)器人 、 玩具機(jī)器人 、 服務(wù)機(jī)器人 、 智能機(jī)器人 。 ? ⑷智能計(jì)算機(jī)系統(tǒng) ——是信息采集、存儲、處理、通信同 AI結(jié)合在一起的新一代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。 搜索技術(shù)就是對推理進(jìn)行引導(dǎo)和控制的技術(shù) 。 其目的就是從數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)中抽取和精化一般規(guī)律或模式 。 其中分析機(jī)的設(shè)計(jì)思想與現(xiàn)代電子計(jì)算機(jī)十分相似 。他的主要貢獻(xiàn)是初步實(shí)現(xiàn)了萊布尼茨關(guān)于思維符號化和數(shù)學(xué)化的思想，提出了一種嶄新的代數(shù)系統(tǒng) ——布爾代數(shù)，凡是傳統(tǒng)邏輯能處理的問題，布爾代數(shù)都能處理。諾依曼的這一思想被譽(yù)為電子計(jì)算機(jī)時代的開始 。 第 1章 人工智能概述 1． 4． 2 人工智能的研究與形成期 (1956年至 1970年 ) ? 在這個階段，人工智能學(xué)科正式產(chǎn)生，在定理證明、問題求解、機(jī)器博弈、 Lisp語言、文字和圖象識別、機(jī)器思維、感知、及行為等基本內(nèi)容上取得了重大突破。 ? 5． 1959年 ， 籍勒洛特發(fā)表了證明平面幾何問題的程序 ， 塞爾夫里奇推出了一個模式識別程序； 第 1章 人工智能概述 1． 4． 2 人工智能的研究與形成期 ? 6． 1960年 ， 紐厄爾 、 肖和賽蒙等人編制了通用問題求解程序 。 第 1章 人工智能概述 1． 4． 3 人工智能的發(fā)展與應(yīng)用期（ 1970年以后） ? 從 1970年以后，人工智能從實(shí)驗(yàn)室走了出來，從一般思維規(guī)律探討轉(zhuǎn)向知識工程開發(fā)，進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用時代。由于兩種方法各有所長，又各有所短，但卻剛好互補(bǔ)。 第 1章 人工智能概述 1． 4． 4 人工智能在我國的發(fā)展情況 ? 1980年 4月，中國自動化學(xué)會模式識別與機(jī)器智能專業(yè)委員會在武漢成立； 1980年 8月，全國高校人工智能研究會在長春成立； 1981年 9月，中國人工智能學(xué)會在長沙成立； 1982年 4月，中國計(jì)算機(jī)學(xué)會人工智能學(xué)組在杭州成立 (1986年 11月在太原升級為人工智能與模式識別專業(yè)委員會 )； 1986年 5月，中國軟件行業(yè)協(xié)會人工智能協(xié)會在北京成立； 1987年 6月，中國計(jì)算機(jī)學(xué)會軟件專業(yè)委員會智能軟件學(xué)組在北京成立； 1987年，國家高技術(shù)智能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)專家組在北京成立。 ? ⑶ 基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，以研究和開發(fā)群體智能為主要特征的分布式 AI正異軍突起，蓬勃發(fā)展。常識的數(shù)量是巨大的，綜合應(yīng)用常識知識可以極大地限制問題的范圍。一些方法 (如試錯方法 )的開發(fā)，能導(dǎo)致 AI系統(tǒng)對新問題探索求解能力的提高。 ? ⑸ AI從以往的追求自主的系統(tǒng)，改變?yōu)槿藱C(jī)結(jié)合的系統(tǒng)。 1986年我國政府把人工智能 、 模式識別和智能機(jī)器人等列入重大科技攻關(guān)項(xiàng)目 ， 后來又列入跟蹤國際高科技發(fā)展規(guī)劃中 。 ? 2． 一批新思想 、 新理論 、 新技術(shù)不斷涌現(xiàn) 。 ? 大量出版關(guān)于人工智能的專著、手冊和文集。 ? 7． 1960年 ， 麥卡錫研制成功了面向人工智能程序設(shè)計(jì)的表處理語言LISP。 第 1章 人工智能概述 1． 4． 2 人工智能的研究與形成期 ? 1． 1956年麥卡錫在美國正式提出了“人工智能”（ Artificial Intelligence）這一術(shù)語。諾依曼型 。del）（ 1906 — 1978）， 美籍奧地利數(shù)理邏輯學(xué)家，他研究數(shù)理邏輯中的一些帶根本性的問題，即形式系統(tǒng)的完備性和可判定性問題，指出了把人的思維形式化和機(jī)械化的某些極限，在理論上證明了有些事情是機(jī)器做不到的。 為電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ) 。 ? 思維模擬法就是以人腦的心理模型，利用計(jì)算機(jī)軟件、符號推演與心理學(xué)方法，從宏觀上來模擬人腦的思維，實(shí)現(xiàn)機(jī)器智能。 ? 4． 知識獲取技術(shù) ：知識獲取包括機(jī)器學(xué)習(xí)和用人工移植的方法進(jìn)行學(xué)習(xí)兩個方面 。 第 1章 人工智能概述 智能計(jì)算機(jī)的特點(diǎn) ? 1． 集中 ——分布式多級遞階結(jié)構(gòu)； ? 2． 串行 ——并行相結(jié)合的工作方式； ? 3． 分工 ——分區(qū)相結(jié)合的協(xié)調(diào)控制體制； ? 4． 兩態(tài) ——多態(tài)兼容的復(fù)合邏輯； ? 5． 自