【正文】 工智能原理 ? 心理學(xué) (1879－ 現(xiàn)在 ) 認(rèn)知心理學(xué) ：大腦當(dāng)作信息處理裝置 實(shí)驗(yàn)心理學(xué) ： 1879年 Wundt在萊比錫大學(xué)首創(chuàng) ? 控制論 (1948－現(xiàn)在 )： 1948年 Viener ? 語言學(xué) (1957－現(xiàn)在 )： Shinner，喬姆斯基理論 15 人工智能原理 ? 計(jì)算機(jī)工程 (1940 現(xiàn)在 ) 電動(dòng)機(jī)械式計(jì)算機(jī) Heath Robinson ： 1940年圖靈研究組，用于破譯德軍情報(bào) 真空電子管通用機(jī)器 Colossus： 1943年圖靈研究組 可編程計(jì)算機(jī) Z3： 1941年德國的 Konrad Zuse 16 人工智能原理 2. AI的萌芽 ? 古希臘偉大的哲學(xué)家、思想家，Plato（柏拉圖）的學(xué)生 ? 代表作 《 工具論 》 ? 對 AI的主要貢獻(xiàn)： 為形式邏輯奠定了基礎(chǔ)，而形式邏輯是一切推理活動(dòng)的最基本的出發(fā)點(diǎn)。 例如：一切金屬都是能夠熔解的；鐵是金屬；所以，鐵是能夠熔解的。 ? 20世紀(jì) 70年代末， Stanford大學(xué)Feigenbaum提出專家系統(tǒng)時(shí)，以 Bacon的口號為重要依據(jù)。 ? 提出的計(jì)劃： 建立一種通用的符號語言，以及一種在此基礎(chǔ)上進(jìn)行推理的演算 。 ? 1930年證明：一階謂詞演算的完備性定理。 …… Godel (哥德爾 ) （ 1906－ 1978） 21 人工智能原理 ? 英國數(shù)學(xué)家 ? 1936年提出一種理想計(jì)算機(jī)的數(shù)學(xué)模型 —―圖靈機(jī)” 。 ? 給出智能標(biāo)準(zhǔn)的明確定義： 把人和計(jì)算機(jī)分處兩個(gè)不同的房間，并且互相對話，如果作為人的一方不能判斷對方是人還是計(jì)算機(jī)，則那臺計(jì)算機(jī)就達(dá)到了人的智能。馮 ? 1943年建立第一個(gè)“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)學(xué)模型” ? 開創(chuàng)微觀 AI —— 通過模擬人腦來實(shí)現(xiàn)智能 24 人工智能原理 ? 美國數(shù)學(xué)家 ? 1948年創(chuàng)立“信息論” ? 對 AI的主要貢獻(xiàn)： 信息論認(rèn)為人的心理活動(dòng)可通過信息的形式加以研究，并提出了描述人的心理活動(dòng)的數(shù)學(xué)模型。香農(nóng) (Claude Elwood Shannon 19162023) 信息論是運(yùn)用概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法研究信息、信息熵、通信系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸、密碼學(xué)、數(shù)據(jù)壓縮等問題的應(yīng)用數(shù)學(xué)學(xué)科。 ? 1927年 9月出生于美國波士頓。 ? 1951年 普林斯頓獲數(shù)學(xué)博士學(xué)位。 ? 1962年，加入斯坦福大學(xué)，并創(chuàng)建了斯坦福人工智能實(shí)驗(yàn)室，工作直到 2023年退休。 1. AI的誕生 28 人工智能原理 McCarthy在此次會議上提議正式使用： Artificial Intelligence（簡稱 AI），標(biāo)志著“人工智能”作為一門 獨(dú)立學(xué)科 正式誕生。此時(shí)，前蘇聯(lián)、中國也開展機(jī)器翻譯的研究。 （人工智能的真正開端） ? 1956年， Samuel研制了第一個(gè)跳棋程序 – 具有學(xué)習(xí)功能，打敗一個(gè)州冠軍。 1959年，提出功能更強(qiáng)的 模式識別 。 32 人工智能原理 Newell, Simon等 人過于樂觀 ? 不出 10年，計(jì)算機(jī)將成為 世界象棋冠軍 。 ? 不出 10年，計(jì)算機(jī)將能 譜寫具有優(yōu)秀作曲家水平的樂曲 。 ? 有人甚至斷言， 20世紀(jì) 80年代將全面實(shí)現(xiàn) AI， 2023年機(jī)器智能超過人。 ? Sauel的下棋程序， 1965年， 世界冠軍 Helmann獲得四連勝 。 34 人工智能原理 機(jī)器翻譯鬧出的笑話舉例： ? ―The spirit is willing but the flesh is weak‖ ? ―心有余而力不足 ” ? 機(jī)器翻譯過程： 英語－ 俄語 － 英語 ? 結(jié)果被譯為： “ The vodka is good but the meat is spoiled‖ ? ―伏特加是好的，肉變質(zhì)了 ”。 …… 35 人工智能原理 ? 從神經(jīng)生理學(xué)角度研究 AI，存在不可逾越的困難。終止了英國的 AI研究。 36 人工智能原理 第三階段 KBS:力量的鑰匙 ?(19691979) ? Newell, Simon等老一輩 AI專家，關(guān)心的是 “通用的、萬能的符號邏輯運(yùn)算體系” ——物理符號系統(tǒng)假設(shè) 。他的口號 ——―命題主義” ，主張一切 AI研究應(yīng)在一個(gè)類似邏輯的形式框架內(nèi)進(jìn)行。 37 人工智能原理 ? 1994年度圖靈獎(jiǎng)得主。 ? DENDRAL中保存著化學(xué)家的知識和質(zhì)譜儀的知識，可以 根據(jù)給定的有機(jī)化合物的分子式和質(zhì)譜圖，從幾千種可能的分 子結(jié)構(gòu)中挑選出一個(gè)正確的分子結(jié)構(gòu)。 愛德華 ? 醫(yī)學(xué)專家系統(tǒng)： MYCIN。于培根的名言 知識就是力量 意義相近，但更確切：知識只有被人所發(fā)掘和掌握時(shí)，才 能生成力量。 ? 80年代 《 The Handbook of Artificial Intelligence》 內(nèi)容涵蓋人工智能的理 論與實(shí)踐的方方面面，是從事人工智能研究和開發(fā)的工程技術(shù) 人員必備的參考書。 ? Feigenbaum的主要貢獻(xiàn)： ? 知識工程 是 19771987AI中最有成就的分支之一 ? 在恢復(fù)和推進(jìn) AI的 社會形象 方面起了很大作用 40 人工智能原理 第四階段： AI成為工業(yè) (1980 – 現(xiàn)在 ) ? 專家系統(tǒng)及其開發(fā)工具 ? 1981年，日本的“第五代計(jì)算機(jī)”計(jì)劃 ? 英國的 Alvey Report建議恢復(fù)投資 AI ? 提出 “基于知識的智能系統(tǒng)”（ Intelligent Knowledge Based System, IKBS） 41 人工智能原理 第五階段：神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的回歸 (1986現(xiàn)在 ) ? 1969年， Bryson 提出反向傳播算法 ? 1982年， Hopfield神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò) （成功的求解了旅行商問題） ? 1986年， Rumelhart McClelland：主編論文集 — Parallel Distributed Processing ? 形成“聯(lián)接主義”方法，與“符號主義”方法形成互補(bǔ) 42 人工智能原理 第六階段 : AI成為科學(xué)（ 1987－現(xiàn)在） ? AI理論應(yīng)建立在嚴(yán)密的 數(shù)學(xué)基礎(chǔ) 上 ? 嚴(yán)格的定理、確鑿的實(shí)驗(yàn)證據(jù)， 不靠直覺 ? 與現(xiàn)實(shí)應(yīng)用相關(guān) ，而不是與玩具樣例相關(guān) ? 機(jī)器學(xué)習(xí)不應(yīng)與 信息論 分離 ? 不確定性推理不應(yīng)與 隨機(jī)模型 分離 ? 搜索不應(yīng)和 經(jīng)典的優(yōu)化及控制 分離 ? 自動(dòng)推理不應(yīng)和 形式化方法 分離 ? 在方法論上， AI已成為堅(jiān)實(shí)的 科學(xué)方法 ? 利用 Inter和共享測試數(shù)據(jù)庫及代碼， AI系統(tǒng)的 重復(fù)實(shí)驗(yàn) 成為可能 43 人工智能原理 第七階段 : Intelligent Agent的出現(xiàn) (1995現(xiàn)在 ) ? Inter ：最重要的 Intelligent Agent 環(huán)境之一 ? AI 成為 搜索引擎、推薦系統(tǒng)、商務(wù)智能系統(tǒng) 的基本工具 ? “ Agent的觀點(diǎn) ”： 將 AI領(lǐng)域目前分離的子領(lǐng)域重新組織為一個(gè) 有機(jī)整體 ? Russell Norvig. AI: A Modern Approach ? Pools et al. 1998 ? Nilsson, 1998 ? …… 44 人工智能原理 Outline ?主要參考書目 ?AI的定義 ?AI的基礎(chǔ)及萌芽 ?AI的創(chuàng)立及發(fā)展 ?AI與人類智能 ?AI的研究流派 ?AI的研究范圍 ?AI對人類的影響 ?AI在中國 ?AI領(lǐng)域的著名期刊及會議 ? 45 人工智能原理 人類認(rèn)知過程 – 探求高層次思維決策與初級信息處理的關(guān)系 – 用計(jì)算機(jī)程序模擬人的思維策略水平， – 用計(jì)算機(jī)語言模擬人的初級信息處理過程。 符號：模式 (pattern)。 一個(gè)完善的符號系統(tǒng)應(yīng)具有 6種基本功能： 48 人工智能原理 ? 如果一個(gè)物理符號系統(tǒng)具有上述全部 6種功能，能夠完成這個(gè)全過程，那么它就是一個(gè)完整的物理符號系統(tǒng)。 把人看成一個(gè)智能信息處理系統(tǒng) 49 人工智能原理 ? 任何一個(gè)系統(tǒng)，如果它能表現(xiàn)出智能，那么它就必定能夠執(zhí)行上述 6種功能。 物理符號系統(tǒng)的假設(shè) 50 人工智能原理 推論 1 既然人具有智能，那么他 (她 )就一定是個(gè)物理符號系統(tǒng)。（人工智能的基本條件） 推論 3 既然人是一個(gè)物理符號系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)也是一個(gè)物理符號系統(tǒng)，那么就能夠用計(jì)算機(jī)來模擬人的活動(dòng)。 ? 認(rèn)知活動(dòng)的 中間層 ，承上啟下。 ? 研究認(rèn)知科學(xué)和認(rèn)知行為的工具 ? 現(xiàn)代認(rèn)知心理學(xué)和現(xiàn)代認(rèn)知生理學(xué)的重要研究手段。 ? 通過對量子計(jì)算 (quantum puting)的研究，產(chǎn)生量子計(jì)算機(jī)。 ? 如果一臺機(jī)器能夠通過圖靈實(shí)驗(yàn)，那它是智慧的。 圖靈實(shí)驗(yàn) 57 人工智能原理 ? 游戲由一男 (A)、一女 (B)和一名詢問者 (C)進(jìn)行； ? C與 A、 B被隔離，通過電傳打字機(jī)與 A、 B對話。 ? 游戲中， A必須盡力使 C判斷錯(cuò)誤，而 B的任務(wù)是幫助 C。