【正文】 、 單調(diào) 、 孤寂 、 狹小或帶有放射性 、 有害性物質(zhì)的環(huán)境中從事繁重或危險(xiǎn)工作；另一方面 ， 可以為人工智能理論 、 方法 、 技術(shù)研究提供一個(gè)綜合試驗(yàn)場(chǎng)地 ， 對(duì)人工智能各個(gè)領(lǐng)域的研究進(jìn)行全面檢查 ，并反過(guò)來(lái)推動(dòng)人工智能研究的發(fā)展 。 第 1章 人工智能概述 機(jī)器人 ? 機(jī)器人 (Robot)是具有類似某些生物器官功能 、 用以完成特定操作和移動(dòng)任務(wù)的 、 可再編程的機(jī)械電子自動(dòng)裝置 。 ? ⑶ 智能數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng) ——就是在數(shù)據(jù)庫(kù)的應(yīng)用中集成了自我管理及資源調(diào)度的的功能，由數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)自己進(jìn)行錯(cuò)誤分析、可能的解決方案建議、自我修復(fù)及參數(shù)的自動(dòng)配置。其內(nèi)部含有大量的某個(gè)領(lǐng)域?qū)＜宜降闹R(shí)與經(jīng)驗(yàn)，能夠利用人類專家的知識(shí)和解決問(wèn)題的方法來(lái)處理該領(lǐng)域問(wèn)題，模擬人類專家的決策過(guò)程，以便解決那些需要人類專家處理的復(fù)雜問(wèn)題。 ? ⑹ 機(jī)器行為 ——主要指機(jī)器人行動(dòng)規(guī)劃。所謂推理就是以一些已知判斷 (前提 )推出一個(gè)新判斷 (結(jié)論 )的思維過(guò)程。聯(lián)想是指感知或回憶某一事物時(shí)，連帶想起其他的有關(guān)事物的過(guò)程。 ? ⑵ 機(jī)器感知 ——就是機(jī)器像人一樣通過(guò)“感覺(jué)器官”直接從外界獲取信息。人工生命學(xué)科的研究?jī)?nèi)容包括生命現(xiàn)象的仿生系統(tǒng)、人工建模與仿真、進(jìn)化動(dòng)力學(xué)、人工生命的計(jì)算理論、進(jìn)化與學(xué)習(xí)綜合系統(tǒng)以及人工生命的應(yīng)用等。自然生命系統(tǒng)行為具有自組織、自復(fù)制、自修復(fù)等特征以及形成這些特征的混沌動(dòng)力學(xué)、進(jìn)化和環(huán)境適應(yīng)。進(jìn)化計(jì)算是指一類以達(dá)爾文進(jìn)化論為依據(jù)來(lái)設(shè)計(jì)、控制和優(yōu)化人工系統(tǒng)的技術(shù)和方法的總稱，它包括遺傳算法、進(jìn)化策略和進(jìn)化規(guī)劃。它將教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)策略分開(kāi)，根據(jù)學(xué)生資料庫(kù)提供的學(xué)生模型，通過(guò)智能系統(tǒng)的搜索與推理，動(dòng)態(tài)生成適合于個(gè)別化教學(xué)的內(nèi)容與策略，自動(dòng)生成各種問(wèn)題與練習(xí)，自動(dòng)解決問(wèn)題生成解答；通過(guò)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(cuò)誤的原因，同時(shí)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(guò)對(duì)學(xué)生資料庫(kù)中全體學(xué)生出現(xiàn)錯(cuò)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(cè)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(cè)試內(nèi)容維護(hù)界面，無(wú)需改變軟件的結(jié)構(gòu)即可調(diào)整教學(xué)策略；通過(guò)對(duì)學(xué)生模型、教學(xué)內(nèi)容、測(cè)試結(jié)果的智能分析，向教學(xué)督導(dǎo)人員提供對(duì)教師教學(xué)業(yè)績(jī)?cè)u(píng)價(jià)的參考意見(jiàn)。從目前發(fā)展的趨勢(shì)來(lái)看，它至少涉及設(shè)計(jì)自動(dòng)化、智能交互、智能圖形學(xué)、自動(dòng)數(shù)據(jù)采集四個(gè)方面，把工程數(shù)據(jù)庫(kù)及其管理系統(tǒng)、知識(shí)庫(kù)及其專家系統(tǒng)、擬人化用戶接口管理系統(tǒng)集于一體。 第 1章 人工智能概述 ⒂ 智能制造 ? 是指應(yīng)用智能制造技術(shù)和智能制造系統(tǒng)的制造生產(chǎn)模式，在制造的各個(gè)環(huán)節(jié)中，以一種高度柔性和高度集成的方式，通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬人類專家的智能活動(dòng)，進(jìn)行分析、判斷、推理、構(gòu)思和決策，旨在取代或延伸制造環(huán)境中人的部分腦力勞動(dòng)，并對(duì)人類專家的制造智能進(jìn)行收集、存貯、完善、共享、繼承和發(fā)展。智能仿真技術(shù)的開(kāi)發(fā)途徑是 AI與仿真技術(shù)的集成化。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。 第 1章 人工智能概述 ⒀ 智能通信 ? 指以智能化的方式將通信嵌入到實(shí)時(shí)的系統(tǒng)運(yùn)行之中，進(jìn)而在整個(gè)系統(tǒng)范圍內(nèi)將人員和業(yè)務(wù)流程聯(lián)接在一起，在通信系統(tǒng)的各個(gè)層次和環(huán)節(jié)上實(shí)現(xiàn)智能化。 第 1章 人工智能概述 ⑿ 智能決策 ? 把 AI技術(shù)引入決策過(guò)程，建立智能決策支持系統(tǒng)。它模擬管理人員的社會(huì)行為及管理行為偏好，自主地獲取、檢索因特網(wǎng)上的信息，管理過(guò)載信息，擔(dān)當(dāng)信息收集者、過(guò)濾者及知識(shí)學(xué)習(xí)者的角色。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(duì)象及干擾的先驗(yàn)知識(shí)； ? ② 反應(yīng)性智能：對(duì)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)。 ? 是指那種無(wú)需或盡可能少的人的干預(yù)就能獨(dú)立地驅(qū)動(dòng)智能機(jī)器實(shí)現(xiàn)其目標(biāo)的自動(dòng)控制。 第 1章 人工智能概述 計(jì)算機(jī)視覺(jué)的應(yīng)用 ? 計(jì)算機(jī)視覺(jué)已在條形碼、郵政編碼、指紋、染色體、字符等識(shí)別方面，在衛(wèi)星圖像處理、飛行器跟蹤、成像精確制導(dǎo)、景物識(shí)別、目標(biāo)檢測(cè)和定位、 CT圖像的臟器重建、醫(yī)學(xué)圖像分析與識(shí)別、盲人導(dǎo)航視覺(jué)、機(jī)器人對(duì)物體識(shí)別與定位、障礙識(shí)別與回避、自動(dòng)導(dǎo)航視覺(jué)、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控、集成電路分析檢測(cè)、鋼管焊縫檢測(cè)和彩色顯像屏熒光膜混色檢測(cè)等方面有較廣泛的應(yīng)用。前沿研究領(lǐng)域包括實(shí)時(shí)并行處理 ,主動(dòng)式定性視覺(jué) ,動(dòng)態(tài)和時(shí)變視覺(jué) ,三維景物的建模與識(shí)別 ,實(shí)時(shí)圖像壓縮傳輸和復(fù)原 ,多光譜和彩色圖像的處理與解釋等。這位特殊的對(duì)手不是人類，而是IBM公司制造的超級(jí)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。 “深藍(lán)”被稱為世界上第一臺(tái)超級(jí)國(guó)際象棋電腦，于 1997年 5月 3日至 5月 11日在美國(guó)紐約曼哈頓同當(dāng)時(shí)的國(guó)際象棋世界冠軍蘇聯(lián)人卡斯帕羅夫?qū)?6局，結(jié)果“深藍(lán)”獲勝。例如，下棋、打牌、戰(zhàn)爭(zhēng)等這一類競(jìng)爭(zhēng)性智能活動(dòng)都屬于博弈問(wèn)題。 ? 篇章生成：根據(jù)以某種形式語(yǔ)言存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中的信息 ， 生成自然語(yǔ)言 。 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(kāi)銷是人工翻譯的30%以下 。 自然語(yǔ)言理解 自然語(yǔ)言生成 語(yǔ)言識(shí)別 語(yǔ)言理解 語(yǔ)言生成 語(yǔ)言發(fā)生 推理解題決策 話筒 喇叭 第 1章 人工智能概述 自然語(yǔ)言理解要達(dá)到以下一些目標(biāo)： ? 一種語(yǔ)言翻譯成另外一種語(yǔ)言； ? 用書(shū)本語(yǔ)言變成口頭語(yǔ)言； ? 將口頭語(yǔ)言變成書(shū)本語(yǔ)言； ? 修改和解釋語(yǔ)言； ? 根據(jù)各種語(yǔ)言發(fā)出各種指令 ， 進(jìn)行推理和問(wèn)答等； ? 在有關(guān)專題中找到某種答案 ?，F(xiàn)在的研究一般是在文字識(shí)別和語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)的配合下進(jìn)行書(shū)面語(yǔ)言和有聲語(yǔ)音的識(shí)別與理解。早期的自然語(yǔ)言理解主要針對(duì)書(shū)面語(yǔ)言進(jìn)行研究，即利用語(yǔ)言的句法、語(yǔ)法、語(yǔ)義、語(yǔ)用、語(yǔ)氣、語(yǔ)調(diào)等知識(shí)，再結(jié)合有關(guān)外界信息對(duì)其進(jìn)行理解。該方法適應(yīng)于對(duì)復(fù)雜事物的分類，并具有并行分布、容錯(cuò)、學(xué)習(xí)、自組織和自適應(yīng)等特點(diǎn)。 第 1章 人工智能概述 ④神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法 ? 這是一種把神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與模式識(shí)別相結(jié)合所產(chǎn)生的新方法。例如，在多數(shù)情況下，類概率密度函數(shù)常常用正態(tài)分布來(lái)近似，即用正態(tài)分布的均值和協(xié)方差矩陣作為估計(jì)計(jì)算判別函數(shù)的參數(shù)。 ? ? 圖 結(jié)構(gòu)法識(shí)別系統(tǒng)框圖 提取有關(guān)特征 模式獲取 預(yù)處理 模式表示 語(yǔ)法分析 模式選擇 模式樣本 文法推斷 第 1章 人工智能概述 ③參數(shù)與非參數(shù)法 ? 參數(shù)法又稱為參數(shù)估計(jì)法。 不同的模式對(duì)應(yīng)著不同的語(yǔ)句 。 它把模式看成是三維空間的一些點(diǎn) ， 先對(duì)已知樣本模式進(jìn)行學(xué)習(xí) ， 通過(guò)樣本特征建立起判別函數(shù) ， 以此對(duì)識(shí)別事物進(jìn)行分類識(shí)別 。 ? 模式識(shí)別經(jīng)常采用的方法有模板匹配法 、 統(tǒng)計(jì)模式法 、句法模式法 、 模糊模式法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法 。 第 1章 人工智能概述 （ 5） 模式識(shí)別 ? 模式識(shí)別的一般過(guò)程可描述為： ? 所謂模式識(shí)別 （ Pattern Recognition） 就是是利用計(jì)算機(jī)對(duì)各種符號(hào) 、 文字 、 圖形 、 語(yǔ)言 、 聲音等進(jìn)行分析 、判斷 、 分類的學(xué)科 ， 分為三類：即模式獲取 、 模式分析和模式分類 。 第 1章 人工智能概述 ⑷ 自動(dòng)翻譯 ? 即機(jī)器翻譯，是在沒(méi)有人工翻譯參與的情況下，利用最新技術(shù)生成的翻譯。程序綜合即實(shí)現(xiàn)自動(dòng)編程，只要告訴計(jì)算機(jī)“做什么”，而不用說(shuō)“如何做”，計(jì)算機(jī)就可以自動(dòng)地把程序設(shè)計(jì)出來(lái)。它通過(guò)規(guī)劃過(guò)程，生成所需的程序。 第 1章 人工智能概述 ⑶ 自動(dòng)程序設(shè)計(jì) ? 就是讓計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)程序。 ? ④ 計(jì)算機(jī)輔助證明。 ? ③ 定理證明器。 ? ② 判定法。 第 1章 人工智能概述 ⑵ 自動(dòng)定理證明 ? 把人證明數(shù)學(xué)定理和日常生活中的演繹推理變成一系列能在計(jì)算機(jī)上自動(dòng)實(shí)現(xiàn)的符號(hào)演算的過(guò)程和技術(shù)，稱為自動(dòng)定理證明，也就是機(jī)器定理證明，其方法主要有四類： ? ① 自然演繹法。 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(dòng)定理證明、自動(dòng)程序設(shè)計(jì)、自動(dòng)翻譯、模式識(shí)別、自然語(yǔ)言理解、博弈、計(jì)算機(jī)視覺(jué)、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(méi)有算法解，或雖有算法解但在現(xiàn)有機(jī)器上無(wú)法實(shí)施或無(wú)法完成的困難問(wèn)題。 ? 知識(shí)表達(dá)技術(shù) ? 知識(shí)積累技術(shù) ? 知識(shí)推理技術(shù) ? 知識(shí)處理工具 第 1章 人工智能概述 3．機(jī)器行為 ——知識(shí)運(yùn)用 ? 機(jī)器行為是指運(yùn)用機(jī)器所獲取的知識(shí)，通過(guò)知識(shí)信息處理，作出反應(yīng)，付諸行動(dòng)，發(fā)揮知識(shí)的效用的問(wèn)題，以及各種智能機(jī)器和智能系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法和工程實(shí)現(xiàn)技術(shù)。其中最重要的是機(jī)器視覺(jué)。 人機(jī)對(duì)話：自然語(yǔ)言理解 、 自然語(yǔ)言生成。 ? 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． 1 人工智能的科學(xué)體系 ? 一、 人工智能的位置 基礎(chǔ)科學(xué) 交叉科學(xué)： 系統(tǒng)科學(xué) 、 思維科學(xué) 、 人體科學(xué) 人工智能 指