【正文】 工業(yè)大學 李永新 中國科技大學 劉保軍 中國電子科技大學中山學院 連廣宇 清華大學 劉祚時 江西理工大學 人工智能的發(fā)展簡史 80 Artificial Intelligence and Robotics ? 我國開始“ 863計劃”時，正值全世界的人工智能熱潮?！?863306”主題的名稱是“智能計算機系統(tǒng)”，其任務就是在充分發(fā)掘現(xiàn)有計算機潛力的基礎上，分析現(xiàn)有計算機在應用中的缺陷和“瓶頸”，用人工智能技術克服這些問題，建立起更為和諧的人 機環(huán)境。 ? 經(jīng)過十幾年來的努力 ， 我們縮短了我國人工智能技術與世界先進水平的差距 ， 也為未來的發(fā)展奠定了技術和人才基礎 。 人工智能的發(fā)展簡史 81 Artificial Intelligence and Robotics ? 中國不再跟著國外走 ? 對于中國在人工智能領域的發(fā)展，中國人工智能學會理事長鐘義信教授表示： 在理論上、方法上，中國科學家對人工智能科學發(fā)展做出了不小的貢獻 。 經(jīng)過近 30多年的經(jīng)驗積累，我們在人工智能研究領域 不再是跟蹤國外水平和潮流，在后面亦步亦趨了，而是能夠獨立自主地開展重大問題的創(chuàng)新性研究， 并取得了不錯的成果。 ? 鐘義信舉例說，中國科學家在 模式識別領域創(chuàng)造性地提出仿生識別方法； 我們提出了可拓學理論，較好地處理了過去在人工智能方面不處理矛盾的問題； 中國用機器證明數(shù)學定理在全球可謂獨樹一幟。 人工智能的發(fā)展簡史 82 Artificial Intelligence and Robotics 在應用方面， 中國的人工智能研究與世界先進水平仍有差距， 我國雖然在人工智能的 軟件方面水平不低，但在硬件、機器制造方面水平還不高 ，這是我們今后的努力方向。 鐘義信認為，人工智能的大量應用應該出現(xiàn)我國信息化的推進過程中，目前在 通訊業(yè)、控制業(yè)、傳感業(yè) 都發(fā)展起來的背景下，是智能業(yè)必須登上舞臺的時候了。 人工智能的發(fā)展簡史 83 Artificial Intelligence and Robotics ? 現(xiàn)在 ， 人工智能已經(jīng)成為計算機 、 航空航天 、 軍事裝備 、 工業(yè) 、 機器人 、 手機等眾多領域的關鍵技術 。 ? 但是也應該看到目前我國人工智能研究中還存在一些問題 ， 其特點是 : ? 課題比較分散 ， 應用項目偏多 、 基礎研究比例略少 、理論研究與實際應用需求結合不夠緊密 ， 選題時 ， 容易跟著國外的選題走 。 立項論證時 ， 慣于考慮國外怎么做 。 落實項目時 ， 又往往顧及面面俱到 ， 大而全 。 ? 再加上受研究經(jīng)費的限制 ， 所以很多課題既沒有取得理論上的突破 ， 也沒有太大的實際應用價值 。 人工智能的發(fā)展簡史 84 Artificial Intelligence and Robotics ? 1993年起，智能控制和智能自動化等項目列入國家科技攀登計劃。進入 21世紀后，已有更多的人工智能與智能系統(tǒng)研究獲得各種基金計劃支持。已有 10來部國內編著的具有知識產(chǎn)權的人工智能專著和教材公開出版。中國的科技工作者，已在人工智能領域取得許多具有國際領先水平的創(chuàng)造性成果。其中， 尤以吳文俊院士關于幾何定理證明的“吳氏方法”最為突出，已在國際上產(chǎn)生重大影響， 并與袁隆平院士的“雜交水稻”一起榮獲 2023年國家科學技術最高獎勵?，F(xiàn)在，我國已有數(shù)以萬計的科技人員和大學師生從事不同層次的人工智能研究與學習。人工智能研究已在我國深入開展，它必將為促進其它學科的發(fā)展和我國的現(xiàn)代化建設做出新的重大貢獻。 人工智能的發(fā)展簡史 85 Artificial Intelligence and Robotics ? 人工智能的基本概念 ? 人工智能的發(fā)展簡史 ? 人工智能研究的基本內容 ? 人工智能的主要研究領域 ? 智能機器人 ? 人工智能之 案例 ? 第 二章 人 工 智 能 緒 論（上） Artificial Intelligence and Robotics 86 Artificial Intelligence and Robotics ? 我國人工智能領域近年取得的自主創(chuàng)新科研成果。 包括智能家居、智能檢測、智能控制、智能交通設備、智能軟件、智能游戲、智能機器人等內容的人工智能科技成果。 ? 具體內容包括： ? 智能家居中心 ，智能家電產(chǎn)品，智能視聽產(chǎn)品，智能玩具產(chǎn)品，智能游戲等的智能家居集成等 ； ? 智能儀表與智能傳感器，智能檢測系統(tǒng)，智能設備，智能開發(fā)系統(tǒng)，智能制造系統(tǒng)，智能控制單元與系統(tǒng)，仿生與識別裝置，仿真設計與制造，智能教學設備，智能溫室技術與產(chǎn)品等的智能裝置與智能系統(tǒng)等； 人工智能的發(fā)展簡史 87 Artificial Intelligence and Robotics ? 人工智能目前在計算機領域內，得到了愈加廣泛的重視。并在機器人，經(jīng)濟政治決策，控制系統(tǒng)，仿真系統(tǒng)中得到應用。 ? 人工智能學科研究的主要內容包括： 知識表示 、自動推理和搜索方法、機器學習和 知識獲取 、知識處理系統(tǒng)、自然語言理解、計算機視覺、智能機器人、自動程序設計等方面。 人工智能研究的基本內容 88 Artificial Intelligence and Robotics 人工智能研究的基本內容 1. 知識表示 知識表示 ：將人類知識 形式化或者模型化 。 知識表示方法 ：符號表示法、連接機制表示法。 ?符號表示法 ： 用各種包含具體含義的符號 ， 以各種不同的方式和順序組合起來表示知識的一類方法 。 例如 ， 一階謂詞邏輯 、 產(chǎn)生式等 。 ?連接機制表示法 ： 把各種物理對象以不同的方式及順序連接起來 ， 并在其間互相傳遞及加工各種包含具體意義的信息 ， 以此來表示相關的概念及知識 。 例如 ， 神經(jīng)網(wǎng)絡等 。 人工智能研究的基本內容 89 Artificial Intelligence and Robotics 2. 機器感知 2. 機器感知 ? 機器感知：使機器（計算機）具有類似于人的感知能力。 以機器視覺 (machine vision)與機器聽覺為主。 ? ? 1957年， Rosenblatt研制成功了感知機。（設計制作了“感知機”，它是一種多層的神經(jīng)網(wǎng)絡。這項工作首次把人工神經(jīng)網(wǎng)絡的研究從理論探討付諸 工程實踐 。當時，世界上許多實驗室仿效制作感知機，分別應用于文字識別、聲音識別、聲納信號識別以及學習記憶問題的研究）。 人工智能研究的基本內容 在視覺方面 ， 已經(jīng)給計算機系統(tǒng)裝上電視輸入裝置以便能夠 看見 周圍的東西 。 視覺是感知問題之一 。 90 Artificial Intelligence and Robotics ? 18世紀法國哲學家 ,醫(yī)生拉 美特里說“人是機器” ,強調人是有感覺 ,能思維的活機器 .20世紀 ,英國著名數(shù)學家圖靈則說“機器能思維” ,意味著“機器是人” .如果說前者是對神的沖擊 ,那么后者是對人的挑戰(zhàn) .幾個世紀以來 ,哲學家和科學家一直在思考“思維的機器”和“機器的思維” ,乃至有控制論學者艾什比的“大腦設計”和維納的“機器比人更聰明”問題是 :機器真的能思維嗎何時能造出會思維的機器 ,又如何判斷機器思維近 50年來 ,圍繞這些問題一直在爭論 ,至今尚未停止 ,還將繼續(xù)爭論下去 .這種爭論 ,充分體現(xiàn)計算機 ,人工智能與數(shù)學 ,邏輯學和哲學 ,心理學相互滲透而產(chǎn)生的難題 ,值得深入探討。 3. 機器思維 ? 機器思維：對通過感知得來的外部信息及機器內部的各種工作 信息進行有目的的處理 。 人工智能研究的基本內容 91 Artificial Intelligence and Robotics ? 機器能思維嗎？ ? 人們談論機器思維 ,常常是 指計算機思維 .實際上 ,計算機也不局限于計算 ,它具有邏輯推理的功能 ,而且計算與思維相聯(lián)系 .例如 ,首創(chuàng)二進制的德國哲學家萊布尼茨 (1646～1716)認為 ,完善的符號語言同時應該是一個 思維的演算 ,推理可用計算來解決 .思維是計算的思想 ,還可追溯到英國哲學家霍布斯 (15881679)的認識論 ,他認為思維 只不過是為了標志和稱謂我們的思想而對一般名詞的聯(lián)系加以計算(加或減 )罷了 . 人工智能研究的基本內容 92 Artificial Intelligence and Robotics ? 美國心理學家 ,人工智能創(chuàng)始人之一的西蒙說 :“如果一臺計算機會思維 ,學習和創(chuàng)造 ,就要依靠能賦予它這些能力的程序 .顯然 ,這種程序不應與人的程序有任何差別 .它應該是這樣的程序 :能把系統(tǒng)的行為高度地限定在任務環(huán)境 ,即任務目標中 ,并能從環(huán)境中提取線索 ,以便指出進程是否正沿著目標前進 .它應當有辦法分析自己的成績 ,診斷自己的錯誤 ,并能進行修改 ,以便提高它今后的可行性 .”幾十年過去了 ,仍未編出能讓機器思維的程序 .這是機器思維的難題之一。 人工智能研究的基本內容 93 Artificial Intelligence and Robotics ? 機器思維是指用數(shù)字計算機模擬人腦的某種思維功能 ,既有可行性 ,更有局限性。 因為用計算機解決問題 ,首先要使問題形式化 ,并且是可計算的 ,即一定有算法而又能找到這一算法的 。同時 ,用這一算法所要解決的問題 ,還必須有合理的復雜度 ,不現(xiàn)指數(shù)爆炸的 ,計算機才能解決。屬于這一類問題 ,計算機能模擬邏輯思維 ,便看做是弱機器思維。 ? 人腦的工作方式來說 ,不僅有計算 ,而且有模擬 。既有運行程序 ,又有隨機應變 :就人的思維來說 ,既有邏輯思維 ,又有辯證思維 。既有形象思維 ,又有靈感思維特別是如何模擬辯證思維 ,是 21世紀人工智能的一大難題。 人工智能研究的基本內容 94 Artificial Intelligence and Robotics 2. 機器感知 4. 機器學習 ? 機器學習（ machine learning）： 研究如何使計算機具有類似于人的學習能力，使它能通過學習自動地獲取知識。 機器學習是人工智能的另一重要課題。 機器學習是指在一定的知識表示意義下獲取新知識的過程，按照學習機制的不同，主要有歸納學習、分析學習、連接機制學習和遺傳學習等 。 人工智能研究的基本內容 95 Artificial Intelligence and Robotics ? 5. 機器行為 ? 機器行為：計算機的表達能力，即“說”、“寫”、“畫”等能力 。 ? 競賽 :以人類的智慧創(chuàng)造出堪與人類大腦相平行的機器腦（人工智能），對人類來說是一個極具誘惑的領域，人類為了實現(xiàn)這一夢想也已經(jīng)奮斗了很多個年頭了。而從一個語言研究者的角度來看，要讓機器與人之間自由交流那是相當困難的，甚至可以說可能會是一個永無答案的問題。人類的語言，人類的智能是如此的復雜，以至于我們現(xiàn)在的研究可能還并未觸及其導向本質的外延部分的邊沿。 人工智能研究的基本內容 96 Artificial Intelligence and Robotics ? 6. 機器人學 ? 人工智能研究受到重視的一個分支是機器人學。其中包括操作機器人裝置程序的研究，從機器人手臂的最佳移動到實現(xiàn)機器人目標的動作序列的規(guī)劃方法，無所不包。 ? 機器人學【 robotics】是 與機器人設計、制造和應用相關的科學。又稱為機器人技術或機器人工程學，主要研究機器人的控制與被處理物體之間的相互關系。 ? 機器人學涉及的科目很多，主要有：運動學和動力學、系統(tǒng)結構、傳感技術、控制技術、行動規(guī)劃和應用工程等。 人工智能研究的基本內容 97 Artificial Intelligence and Robotics 面臨的難題 ? 雖然機器人可以做非常復雜的，亞毫米級的腦部手術，比最熟練的外科手術醫(yī)生還要高明。但是在機器人能否做出一些智能決定方面，還是存在不可逾越的距離。 ? 比如人類可以發(fā)現(xiàn)一片樹林中站著一匹馬，迅速做出反映。但是機器人卻不能這么快。這是機器人學目前遇到的難題。 人工智能研究的基本內容 98 Artificial Intelligence and Robotics ? 人工智能研究的目標 1950年英國數(shù)學家圖靈（ ,1912— 1954）發(fā)表了”計算機與智能”