【正文】 智能產(chǎn)業(yè)和智件： 有人預(yù)言，隨著智能技術(shù)與主流信息技術(shù)的進(jìn)一步融合，智能產(chǎn)業(yè)將逐步成為社會的第四產(chǎn)業(yè)，智件將逐步從軟件中分離出來，成為智能計算機(jī)系統(tǒng)的三件（硬件、軟件、智件）之一。 未來智能機(jī)器人： 是一種具有人類感知和行為能力，超強(qiáng)記憶、學(xué)習(xí)、推理、規(guī)劃能力，有情感，人性化，能代替人類在真實(shí)環(huán)境中自主工作的機(jī)器人。主要包括：基于智能網(wǎng)絡(luò)的智能服務(wù)，基于智能機(jī)器人的智能服務(wù)，基于智能軟件的智能服務(wù)，基于智能產(chǎn)品的智能服務(wù)等。 認(rèn)知計算與情感計算的交互研究主要包括： 認(rèn)知的生成機(jī)制和認(rèn)知計算 情感的生成機(jī)制和情感計算 情感影響下的認(rèn)知計算 認(rèn)知調(diào)節(jié)下的情感計算 70 人工智能的現(xiàn)狀與思考 6. 智能系統(tǒng)與智能服務(wù) 智能服務(wù) 利用智能技術(shù)建造智能系統(tǒng)，推進(jìn)社會智能化進(jìn)程。因此，必須將二者聯(lián)系起來進(jìn)行研究。 情感計算（ affective puting） 就是要賦予計算機(jī)類似于人一樣的觀察、理解和生成各種情感特征的能力 認(rèn)知和情感的關(guān)系 認(rèn)知和情感雖屬于不同的心理過程，但二者又不可分離。 69 人工智能的現(xiàn)狀與思考 5. 認(rèn)知計算與情感計算研究 認(rèn)知計算 (cognitive puting) 就是要賦予計算機(jī)類似于人的認(rèn)識事物、獲取知識和應(yīng)用知識的能力。 (4) 各種服務(wù)的描述和組織問題 網(wǎng)絡(luò)中的各種服務(wù)如如何精確地描述和組織。 (2) 智能軟件實(shí)體的構(gòu)建問題 網(wǎng)絡(luò)中的各種軟件實(shí)體如何構(gòu)建，以使它們能具有智能、自治、自適應(yīng)性。 新的智能產(chǎn)生機(jī)理測試 68 人工智能的現(xiàn)狀與思考 4. 智能網(wǎng)絡(luò)研究 智能網(wǎng)絡(luò) 智能網(wǎng)絡(luò)，本質(zhì)上是一種自治的實(shí)體，它具有自動調(diào)整功能，網(wǎng)絡(luò)中的各節(jié)點(diǎn)間協(xié)同工作，能為用戶提供便利、有效服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)。 人工智能的現(xiàn)狀與思考 2. 分布智能與社會智能研究 67 人工智能的現(xiàn)狀與思考 3. 集成智能研究 腦中含芯片的被測試者 普通的被測試者 測試主持人 小于 50%嗎？ 智能的物質(zhì)、能量、信息基礎(chǔ)： 自然智能 是基于“碳”的信息處理， 人工智能 是基于“硅”的信息處理，它們的運(yùn)算能量均為電信號。 社會智能的基礎(chǔ)理論問題： 適應(yīng)新型社會問題特點(diǎn)的智能計算理論； 社會科學(xué)支撐理論； 由社會科學(xué)支撐理論到智能計算技術(shù)的映射機(jī)制。 社會智能 則更強(qiáng)調(diào)社會環(huán)境下智能的社會屬性。 腦科學(xué) 為人工智能研究提供人腦神經(jīng)系統(tǒng)功能的本質(zhì)和機(jī)理； 認(rèn)知科學(xué) 為人工智能研究提供感知、思維、學(xué)習(xí)和語言等基本原理； 心理學(xué) 為人工智能研究提供認(rèn)知、情感、意識等心理過程及聯(lián)系； 生物學(xué) 為人工智能研究提供自然界生物運(yùn)行的機(jī)制； 邏輯學(xué) 為人工智能研究提供思維規(guī)律描述的理論和方法； 信息科學(xué) 為人工智能研究提供模擬的物質(zhì)基礎(chǔ)和技術(shù)手段； 數(shù)學(xué) 為人工智能研究提供各種有效的計算模型和方法。 學(xué)習(xí)： 非玩家角色在游戲過程中學(xué)到一定的知識。 記憶： 用于記憶感知到的游戲狀態(tài)。 智能游戲中的智能技術(shù) 感知技術(shù)： 實(shí)現(xiàn)對玩家角色的感知 行為： 游戲狀態(tài)的更新。 智能檢索的一個重要方向 互聯(lián)網(wǎng)的還練海量信息檢索問題 63 人工智能的典型應(yīng)用 3. 智能游戲 智能游戲 游戲是一種娛樂活動。 具有一定的推理能力： 能夠根據(jù)已知的信息，演繹出所需要的答案。 人工智能的典型應(yīng)用 1. 智能機(jī)器人 (2/2) 62 人工智能的典型應(yīng)用 3. 智能檢索 智能檢索 是指利用人工智能的方法從大量信息中盡快找到所需要的信息或指示。 當(dāng)感應(yīng)到人臉時會做出笑的樣子。 61 MIT研究的情感機(jī)器人 MIT情感機(jī)器人“克米特”，具有類似于人頭的情感系統(tǒng)。這種機(jī)器人能夠主動的適應(yīng)外界環(huán)境變化，并能夠通過學(xué)習(xí)豐富自己的知識、提高自己的工作能力。 人工智能的主要研究對象是智能機(jī)器人和情感機(jī)器人。 機(jī)器人研究的意義 機(jī)器人既是人工智能的研究對象，同時又是人工智能的試驗場地，人工智能的所有技術(shù)幾乎都可以在這個領(lǐng)域得到應(yīng)用。 60 人工智能的典型應(yīng)用 1. 智能機(jī)器人 (1/2) 機(jī)器人 (Robots)和機(jī)器人學(xué) 機(jī)器人 (Robots)是一種可再編程的多功能操作裝置。 人工情感 (Artificial Emotion) 是利用信息科學(xué)的手段對人類情感過程進(jìn)行模擬、識別和理解，使機(jī)器能夠產(chǎn)生類人情感并與人類進(jìn)行自然和諧地人機(jī)交互的研究領(lǐng)域。 情感 (affect) ： … 意志 (will)： 指自覺地確定目的，組織和調(diào)節(jié)行為，克服困難，去實(shí)現(xiàn)預(yù)定目的的過程。 從心理現(xiàn)象的動態(tài)過程 ， 它包括 : 認(rèn)知 (cognition) ： 指認(rèn)識事物、獲取知識和應(yīng)用知識的過程。包括： 情緒 (emotion)： 側(cè)重于生理現(xiàn)象：喜、怒、哀、樂 … 情感 (feeling)： 側(cè)重于價值判斷：愛、恨 … 情操 (sentiment)： 高級的情感現(xiàn)象：道德、理智、審美 … 心理 (mind) 指神經(jīng)系統(tǒng)在環(huán)境刺激下所產(chǎn)生的精神現(xiàn)象 。如：感知、記憶、思維、學(xué)習(xí)、自適應(yīng)、行為等。 智能決策支持系統(tǒng)是把人工智能技術(shù)，尤其是專家系統(tǒng)技術(shù)與決策支持系統(tǒng)相結(jié)合的產(chǎn)物，具有很寬的應(yīng)用范圍和很好的應(yīng)用前景。 隨著計算網(wǎng)絡(luò)、多 Agent、計算智能等技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了模糊專家系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)專家系統(tǒng)、基于 Web的專家系統(tǒng)、協(xié)同式專家系統(tǒng)和分布式專家系統(tǒng)等。這里主要介紹除前述研究內(nèi)容以外的專家系統(tǒng)和智能決策支持系統(tǒng)。 55 智能系統(tǒng) 智能系統(tǒng)可以泛指各種具有智能特征和功能的軟硬件系統(tǒng)。 粒群計算： 起源于對鳥群捕食運(yùn)動模式的模擬。 分布智能與群集智能 群集智能 蟻群算法： 起源于對蟻群尋找食物行為的模擬。 54 是指無智能的或具有簡單智能的個體通過群體協(xié)作和組織所表現(xiàn)出來的智能。 分布智能的兩個主要方向 分布式問題求解 主要研究如何在多個合作者之間進(jìn)行任務(wù)劃分和問題求解，它一般是針對某一問題去創(chuàng)建一個能夠進(jìn)行合作求解的協(xié)作群體； 多 Agent系統(tǒng) 主要研究如何在一群自主的 Agent之間進(jìn)行智能行為的協(xié)調(diào)，以創(chuàng)建一個能夠共同處理單個目標(biāo)或多個目標(biāo)的智能群體。 模糊計算的爭論 ：一方面模糊邏輯存在一定缺陷；另一方面它在推理、控制、決策等方面得到了非常廣泛的應(yīng)用。 模糊概念的表示 ：通常是用模糊集合來表示的，而模糊集合又是用隸屬函數(shù)來刻畫的。 模糊概念的定義 ：通常，人們把那種因沒有嚴(yán)格邊界劃分而無法精確刻畫的現(xiàn)象稱為模糊現(xiàn)象，并把反映模糊現(xiàn)象的各種概念稱為模糊概念。 52 計算智能 模糊計算 模糊計算： 亦稱模糊系統(tǒng)，是通過對人類處理模糊現(xiàn)象的認(rèn)知能力的認(rèn)識，用模糊集合和模糊邏輯去模擬人類的智能行為的。 遺傳算法的基本思想 (美國密執(zhí)安大學(xué)霍蘭德教授 1962提出 )是使用模擬生物和人類進(jìn)化的方法來求解復(fù)雜問題。 進(jìn)化計算的主要分支 遺傳算法、進(jìn)化策略、進(jìn)化規(guī)劃和遺傳規(guī)劃四大分支。 51 計算智能 2. 進(jìn)化計算 進(jìn)化計算的概念 是一種模擬自然界生物進(jìn)化過程與機(jī)制，進(jìn)行問題求解的自組織、自適應(yīng)的隨機(jī)搜索技術(shù)。 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 具有自學(xué)習(xí)、自組織、自適應(yīng)、聯(lián)想、模糊推理等能力，在模仿生物神經(jīng)計算方面有一定優(yōu)勢。 網(wǎng)絡(luò)模型 是對網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、連接權(quán)值和學(xué)習(xí)能力的總括。 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的互連結(jié)構(gòu) （或稱拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)）是指單個神經(jīng)元之間的連接模式，它是構(gòu)造神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)。 50 計算智能 1. 神經(jīng)計算 神經(jīng)計算的概念： 亦稱神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) (Neural Network， NN)，它是通過對大量人工神經(jīng)元的廣泛并行互聯(lián)所形成的一種人工網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，用于模擬生物神經(jīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能。 49 計算智能 計算智能（ Computational Intelligence， CI）是借鑒仿生學(xué)的思想，基于人們對生物體智能機(jī)理的認(rèn)識，采用數(shù)值計算的方法去模擬和實(shí)現(xiàn)人類的智能。 智能 Agent技術(shù)： Agent是一種能夠在一定環(huán)境中自主運(yùn)行和自主交互，以滿足其設(shè)計目標(biāo)的計算實(shí)體。硬計算是指傳統(tǒng)的計算和邏輯演算；軟計算與人腦相對應(yīng)，具有在不確定、不精確環(huán)境中進(jìn)行推理和學(xué)習(xí)的卓越能力。 需要的人工智能技術(shù) 傳統(tǒng)人工智能技術(shù)： 機(jī)器學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)挖掘、知識發(fā)現(xiàn)，基于 Web的工藝規(guī)劃、監(jiān)控、診斷維護(hù)等方面的集成。 主要應(yīng)用領(lǐng)域 智能機(jī)器人系統(tǒng)、計算機(jī)集成制造系統(tǒng)（ CIMS）、復(fù)雜工業(yè)過程的控制系統(tǒng)、航空航天控制系統(tǒng)、社會經(jīng)濟(jì)管理系統(tǒng)、交通運(yùn)輸系統(tǒng)、環(huán)保及能源系統(tǒng)等。從結(jié)構(gòu)上，它由傳感器、感知信息處理模塊、認(rèn)知模塊、規(guī)劃和控制模塊、執(zhí)行器和通信接口模塊等主要部件所組成。它是人工智能技術(shù)與傳統(tǒng)自動控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。 自然語言處理 自然語言理解 語音處理 機(jī)器翻譯 詞法分析：按照詞法，切成一個一個詞 是要用計算機(jī)把一種語言翻譯成另外一種語言 就是要讓計算機(jī)能夠聽懂人類的語言 句法分析：按照句法，把詞組成句子 語義分析：上下文無關(guān)，分析句子的語義 語用分析：上下文有關(guān)，分析句子在段落中的意思 不僅對智能人機(jī)接口，而且對不確定人工智能的研究都具有重大的理論價值。 模式識別的一般過程 (1) 采集待識別事物的模式信息； (2) 對其進(jìn)行各種變換和預(yù)處理，從中抽出有意義的特征或基元，得到待識別事物的模式； (3) 與機(jī)器中原有的各種標(biāo)準(zhǔn)模式進(jìn)行比較，完成對待識別事物的分類識別； (4) 輸出識別結(jié)果。 44 機(jī)器感知 2. 模式識別 模式識別的概念 是指讓計算機(jī)能夠?qū)o定的事務(wù)進(jìn)行鑒別，并把它歸入與其相同或相似的模式中。 a和 c分別是圖像平面上的左、右圖像與其相應(yīng)透鏡軸線上的距離。b為兩透鏡軸線在基線上的距離，即為兩眼的距離。兩個透鏡的軸線是平行的。 43 機(jī)器感知 1. 計算機(jī)視覺 (2/2) 透鏡 (眼球 ) d f a l c m b p 圖形平面 (視網(wǎng)膜 ) cmfdmdalfdld