第1章人工智能概述ppt-第1章人工智能概述
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走进人工智能PPT课件
MIT教授
明斯基(M.L.Minsky），哈佛大学数学家、神经学家，后为MIT教授
洛切斯特(N.Lochester)， IBM公司信息中心负责人
香农(C.E.Shannon)，贝尔实验室信息部数学研究员
类人行为
理性行为
像人一样行动的系统 理性地行动的系统
7
上述4种方法 人们都有人做了很多工作，当然在以人为中心的方法和以理性为中心的方 法之间也存在着一定的争议。例如 以人为中心的方法是一种经验科学，它需要涉及到很多假设和实验证实。 以理性为中心的方法则涉及到把数学与工程相结合 人工智能的一般解释 从能力的角度：人工智能是指用人工的方法在机器（计算机）上实现的智 能。 从学科的角度：人工智能是一门研究如何构造智能机器或智能系统，去模 拟、延伸和扩展人类智20
这些，都为人工智能的诞生准备了必要的思想、理论和物质技术条件。
1.3.2 形成期
1. 诞生
AI诞生于一次历史性的聚会
时间：1956年夏季
地点：达特莫斯 (Dartmouth) 大学
目的：为使计算机变得更“聪明” ，或者说使计算机具有智能
发起人：
麦卡锡(J.McCarthy） ，Dartmouth的年轻数学家、计算机专家，后为
解、学习、想象、概念形成及语言使用等。
认知科学：认知科学（思维科学）是研究人类感知和思维信息处理过程的
一门学科，其主要研究目的就是要说明和解释人类在完成认知活动时是如何
进行信息加工的
认知科学也是人工智能的重要理论基础，对人工智能发展起着根本性的作
用。认知科学涉及的问题非常广泛，除了像浩斯顿提出的相关联活动外，还
交叉学科
指导学科
哲学
系统科学
思维科学 人体科学
人工智能ppt课件
精选ppt
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解：第一步： 定义问题状态的描述形式：
设Sk=(M,C,B)表示传教士和野人在河右岸 的状态。
其中：
M表示传教士在右岸的人数。
C表示野人在右岸的人数。
B用来表示船是不是在右岸。
(B=1表示在右岸，B=0表示在左岸)。
初始状态集：S={(3,3,1)}
目标状态集：G={(0,精0选,0pp)t }
精选ppt
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的实质。
2.2 问题归约法
➢问题归约法的组成部分 （1）一个初始问题描述； （2）一套把问题变换为子问题的操 作符； （3）一套本原问题描述。
精选ppt
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2.3 谓词逻辑法
➢ 一阶谓词逻辑表示法适于表示确定 性的知识。它具有自然性、精确性、严 密性及易实现等特点。
精选ppt
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2.3 谓词逻辑法
精选ppt
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2.2 问题归约法
➢问题归约法的概念
❖已知问题的描述，通过一系列变换把此 问题最终变为一个子问题集合；这些子 问题的解可以直接得到，从而解决了初 始问题。
❖该方法也就是从目标(要解决的问题)出发
逆向推理，建立子问题以及子问题的子
问题，直至最后把初始问题归约为一个
平凡的本原问题集合。这就是问题归约
L(1,0), L(2,0), L(精1选,1ppt), L(0,1), L(0,2) 16
第三步：求解过程。
R(2,0)
1,1,0 R(1,1)
L(2,0) 3,1,1 L(0,1) R(0,1)
3,0,0 L(0,2) R(0,2)
L(1,1) 2,2,1
L(2,0) R(2,0)
L(1,0)
所代表的对象的特性。弧线用于表示节点
第1章-人工智能概论
一、人工智能的基本概念
AI的基本含义 基本含义： 基本含义 AI是用机器（计算机或智能机）来模仿人类的智 能行为。 AI也叫机器智能，是研究如何使机器具有认识问 题与解决问题的能力，研究如何使机器具有感知 功能（如视、听、嗅）、思维功能（如分析、综 合、计算、推理、联想、判断、规划、决策）、 行为功能（如说、写、画）及学习、记忆等功能。
二、人工智能的研究内容
要了解人工智能的研究内容，必须先搞清楚什么 是人类的智能。 “智能”词源来自拉丁语Legere，字面意思是采 集、收集和汇集，并由此进行选择。 而Intellegere意思是从中进行选择，进而理解、 领悟和认识。
二、人工智能的研究内容
人工智能的研究内容应包括三个方面： 1.知识表示(Knowledge Representation)：
五、人工智能的研究方法
从人工智能的中心内容（研究核心）来看，主要 有两种研究方法或途径： 2.结构学派 结构学派
这种学派从人脑的生理结构原型出发，探讨思维活动 的机理，进行结构模拟，也可称为仿生学派或生理学 派。 结构派的观点是，要模拟人的智能就必须首先从研究 人脑的结构和生理特点出发，制造出与人脑具有类似 结构和功能的机器。这一研究的主要代表是人工神经 网络、联想记忆、模式识别、图像分析。
从人工智能的中心内容（研究核心）来看，主要 有两种研究方法或途径： 1.功能学派 功能学派
这种学派从人的思维活动和智能行为的心理学特性出 发，利用计算机软件与心理学方法，进行宏观功能模 拟，也可称为计算机学派或心理学派。 这种研究不关心人的智能器官（大脑）的结构，只是 模拟人的智能行为。这种方法的主要成功代表为基于 知识表达和知识推理的专家系统。
3.成长期 成长期（1970年至今） 成长期
第1章 人工智能概述
23
Artificial Intelligence
第1章 人工智能概述
1.1 人工智能的基本概念
1.2 人工智能如何发展起来的？ 1.3 人类智能与人工智能关系？ 1.4 人工智能的学派 1.5 人工智能对人类的影响 1.6 人工智能的研究目标 1.7 人工智能研究的基本内容和主要方法 1.8 人工智能的研究与应用领域
7
Artificial Intelligence
人类智能
行为能力（表达能力）
是人们对感知到的外界信息作出动作反应的能力。 由感知直接获得的外界信息经过思维加工后的信息， 通过脊髓来控制，由语言、表情、体姿等来实现。
感知--动作方式：对简单、紧急信息 感知--思维--动作方式：对复杂信息
8
Artificial Intelligence
孕育期（1956年前）
亚里斯多德（公元前384——322）：古希腊伟大的哲学 家和思想家，创立了演绎法。他提出的三段论至今仍然 是演绎推理的最基本出发点。 莱布尼兹（1646——1716）：德国数学家和哲学家，把 形式逻辑符号化，奠定了数理逻辑的基础。
Artificial Intelligence
Artificial Intelligence
2. 人工智能如何发展起来的？
暗淡期（1966——1974）
过高预言的失败，给AI的声誉造成重大的伤害。 “20年内，机器将能做人所能做的一切。” ——西蒙，1965 “在3—8年时间里，我们将研制出具有普通人智力的计算机 。这样的计算机能读懂莎士比亚的著作，会给汽车上润滑油 ，会玩弄政治权术，能讲笑话，会争吵。……它的智力将无 以伦比。” ——明斯基，1977
人工智能
人类同样梦想着发明各种智能工具和智能机器，协 助甚至代替人们从事各种脑力劳动。20世纪40年代 计算机的发明和50年代人工智能的出现开辟了利用 智能机器代替人类从事脑力劳动的新纪元。此后， 显著减轻脑力劳动和实现生产过程智能化才成为可 能。
Artificial Intelligence
第1章 人工智能概述
1.1 人工智能的基本概念
1.2 人工智能如何发展起来的？ 1.3 人类智能与人工智能关系？ 1.4 人工智能的学派 1.5 人工智能对人类的影响 1.6 人工智能的研究目标 1.7 人工智能研究的基本内容和主要方法 1.8 人工智能的研究与应用领域
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Artificial Intelligence
人类智能
行为能力（表达能力）
是人们对感知到的外界信息作出动作反应的能力。 由感知直接获得的外界信息经过思维加工后的信息， 通过脊髓来控制，由语言、表情、体姿等来实现。
感知--动作方式：对简单、紧急信息 感知--思维--动作方式：对复杂信息
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Artificial Intelligence
孕育期（1956年前）
亚里斯多德（公元前384——322）：古希腊伟大的哲学 家和思想家，创立了演绎法。他提出的三段论至今仍然 是演绎推理的最基本出发点。 莱布尼兹（1646——1716）：德国数学家和哲学家，把 形式逻辑符号化，奠定了数理逻辑的基础。
Artificial Intelligence
Artificial Intelligence
2. 人工智能如何发展起来的？
暗淡期（1966——1974）
过高预言的失败，给AI的声誉造成重大的伤害。 “20年内，机器将能做人所能做的一切。” ——西蒙，1965 “在3—8年时间里，我们将研制出具有普通人智力的计算机 。这样的计算机能读懂莎士比亚的著作，会给汽车上润滑油 ，会玩弄政治权术，能讲笑话，会争吵。……它的智力将无 以伦比。” ——明斯基，1977
人工智能
人类同样梦想着发明各种智能工具和智能机器，协 助甚至代替人们从事各种脑力劳动。20世纪40年代 计算机的发明和50年代人工智能的出现开辟了利用 智能机器代替人类从事脑力劳动的新纪元。此后， 显著减轻脑力劳动和实现生产过程智能化才成为可 能。
第1-10共10章-人工智能ppt丁世飞
人工智能的孕育期
McCulloch，美国神经生理学家。他和 Pitts 一起，在 1943 年建成了第一个神经网络数学模型。 McCulloch 和 Pitts 的理论 开创了微观人工智能，即用模拟人脑来实现智能的研究。 Wiener( 维纳 ) ，美国数学家。他于 1948 年发表的控制论 （Cybernetics或动物与机器中的控制与通信）论文，不但开创 了近代控制论，而且为人工智能的行为主义学派树立了信息的 里程碑。 Shannon(香农)，美国数学家。他于1948年发表了《通讯的 数学理论》，这是一个标志，代表了一门新学科—信息论—的 诞生。信息论对心理学产生了很大的影响，而心理学又是人工 智能研究的重要支柱。
人工 人工智能的一个比较流行的定义，也是该
领域较早的定义，是由当时麻省理工学院的麦 卡锡在1956年的达特矛斯会议上提出的：“人 工智能就是要让机器的行为看起来就像是人所 表现出的智能行为一样”。总体来讲，目前对 人工智能的定义大多可划分为四类，即机器 “类人思维”、“类人行为”、“理性思维” 和“理性行为”。
【图灵测试】
1950年， 阿兰•图灵(Alan Turing)提出图灵测 试，为智能提供一个满足可操作要求的定义。图 灵测试用人类的表现来衡量假设的智能机器的表 现，这无疑是评价智能行为的最好且唯一的标准。
图灵测试的基本过程
图灵称为“模仿游戏”的测试是这样进行的: 将一 个人与一台机器置于一间房间中，而与另外一个人分 隔开来，并把后一个人称为询问者。询问者不能直接 见到屋中任一方，也不能与他们说话，因此，他不知 道到底哪一个实体是机器，只可以通过一个类似终端 的文本设备与他们联系。 然后,让询问者仅根据通过这个仪器提问收到的答 案辨别出哪个是计算机，哪个是人。如果询问者不能 区别出机器和人，那么根据图灵的理论， 就可以认为 这个机器是智能的。
人工智能概述
1991：是研究如何让计算机做现阶段只有人才能做得好的事情 1992：是那些使知觉、推理和行为成为可能的计算的研究 1998：广义地讲，是关于人造物的智能行为，而智能行为包括 知觉、推理、学习、交流和在复杂环境中的行为 2003：定义分为4类：像人一样思考的系统、像人一样行动的系 统、理性地思考的系统、理性地行动的系统
记忆是智能的基本条件，在人脑中，伴 随着记忆就是联想。联想是思维过程的最 基本的一种功能。在机器中实现了联想就 是建立事物之间的联系。但与人脑的联想 相差甚远。 1.5.7 系统与建造
1.5.8 应用与工程
1.5 人工智能的研究途径与方法
1.5.1 心理模拟，符号推演
1.5.2 生理模拟，神经计算
西尔勒借用语言学的术语非常形象地揭示了‚中文 屋子‛的深刻寓意：形式化的计算机仅有语法，没有语 义。因此，他认为，机器永远也不可能代替人脑。作为 以研究语言哲学问题而著称的分析哲学家西尔勒来自语 言学的思考，的确给人工智能涉及的哲学和心理学问题 提供了不少启发。
1.1.3 脑智能和群智能
脑（主要指人脑）的宏观心理层次的智能表现 称为脑智能（Brain Intelligence, BI）。 是一种个体智能（Individual Intelligence, II）； 由群体行为所表现出的智能称为群智能（Swarm Intelligence, SI）。群智能是一种社会智能 （Social Intelligence, SI）， 或者说系统 智能（System Intelligence, SI）。
使玩家处于兴奋状态； 提供不可预知性结果； 帮助完成游戏的故事情节； 创造一个生动的世界。
这个生动的世界可以是类似现实生活中的世界， 也可以是与现实世界完全不同的世界。但不管何种 世界都要求有一整套能够自圆其说的游戏规则。
记忆是智能的基本条件，在人脑中，伴 随着记忆就是联想。联想是思维过程的最 基本的一种功能。在机器中实现了联想就 是建立事物之间的联系。但与人脑的联想 相差甚远。 1.5.7 系统与建造
1.5.8 应用与工程
1.5 人工智能的研究途径与方法
1.5.1 心理模拟，符号推演
1.5.2 生理模拟，神经计算
西尔勒借用语言学的术语非常形象地揭示了‚中文 屋子‛的深刻寓意：形式化的计算机仅有语法，没有语 义。因此，他认为，机器永远也不可能代替人脑。作为 以研究语言哲学问题而著称的分析哲学家西尔勒来自语 言学的思考，的确给人工智能涉及的哲学和心理学问题 提供了不少启发。
1.1.3 脑智能和群智能
脑（主要指人脑）的宏观心理层次的智能表现 称为脑智能（Brain Intelligence, BI）。 是一种个体智能（Individual Intelligence, II）； 由群体行为所表现出的智能称为群智能（Swarm Intelligence, SI）。群智能是一种社会智能 （Social Intelligence, SI）， 或者说系统 智能（System Intelligence, SI）。
使玩家处于兴奋状态； 提供不可预知性结果； 帮助完成游戏的故事情节； 创造一个生动的世界。
这个生动的世界可以是类似现实生活中的世界， 也可以是与现实世界完全不同的世界。但不管何种 世界都要求有一整套能够自圆其说的游戏规则。
《人工智能基础》第一章课件
人工智能基础 第一章 绪论
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人工智能
人工智能（Artificial Intelligence，AI）是计算机科 学的一个分支，是研究智能的实质并且使计算机表现出 类似人类智能的学科。
人工智能是那些与人的思维、决策、问题求解和学习 等有关活动的自动化。源自Page .人工智能的定义
定义1 人工智能是一种使计算机能够思维，使机器具有智力的 激动人心的新尝试。
Page .
AlphaGo与“深蓝” 的区别
“深蓝”是“教”出来的——IBM的程序员们从国际象棋大师那 里获得信息、提炼出特定的规则和领悟，再通过预编程灌输给机器 ，即采用传统的人工智能技术。 AlphaGo是自己“学”出来的——DeepMind的程序员为它灌 输的是学习如何学习的能力，随后它通过自己不断的训练和研究学 会围棋，即采用深度学习技术。某种程度上讲，AlphaGo的棋艺不 是开发者教给他的，而是自学成才。
1950年，他还提出了著名的“图灵实验”，给 智能的标准提供了明确的定义：
把人和计算机分两个房间，并且相互对话，如
果作为人的一方不能判断对方是人还是计算机，
那这台计算机就达到了人的智能。
Page .
麦卡锡（John McCarthy），美国数学家、计算机科学家，“人工 智能之父”。
➢ 首次提出“人工智能” （AI）概念； ➢ 发明Lisp语言； ➢ 研究不寻常的常识推理； ➢ 发明“情景演算”。
定义7 人工智能是一门通过计算过程力图理解和模仿智能行为的 学科。
定义8 人工智能是计算机科学中与智能行为的自动化有关的一个 分支。
其中，定义1和定义2涉及拟人思维；定义3和定义4与理性思维
有关；定义5和定义6涉及拟人行为；定义7和定义8与拟人理性行为
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人工智能
人工智能（Artificial Intelligence，AI）是计算机科 学的一个分支，是研究智能的实质并且使计算机表现出 类似人类智能的学科。
人工智能是那些与人的思维、决策、问题求解和学习 等有关活动的自动化。源自Page .人工智能的定义
定义1 人工智能是一种使计算机能够思维，使机器具有智力的 激动人心的新尝试。
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AlphaGo与“深蓝” 的区别
“深蓝”是“教”出来的——IBM的程序员们从国际象棋大师那 里获得信息、提炼出特定的规则和领悟，再通过预编程灌输给机器 ，即采用传统的人工智能技术。 AlphaGo是自己“学”出来的——DeepMind的程序员为它灌 输的是学习如何学习的能力，随后它通过自己不断的训练和研究学 会围棋，即采用深度学习技术。某种程度上讲，AlphaGo的棋艺不 是开发者教给他的，而是自学成才。
1950年，他还提出了著名的“图灵实验”，给 智能的标准提供了明确的定义：
把人和计算机分两个房间，并且相互对话，如
果作为人的一方不能判断对方是人还是计算机，
那这台计算机就达到了人的智能。
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麦卡锡（John McCarthy），美国数学家、计算机科学家，“人工 智能之父”。
➢ 首次提出“人工智能” （AI）概念； ➢ 发明Lisp语言； ➢ 研究不寻常的常识推理； ➢ 发明“情景演算”。
定义7 人工智能是一门通过计算过程力图理解和模仿智能行为的 学科。
定义8 人工智能是计算机科学中与智能行为的自动化有关的一个 分支。
其中，定义1和定义2涉及拟人思维；定义3和定义4与理性思维
有关；定义5和定义6涉及拟人行为；定义7和定义8与拟人理性行为
人工智能导论第1章人工智能概述
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近年人工智能主要事件
2011年 2013年 2014年
• IBM Waston参加智力游戏《危险边缘》，击败最高奖 金得主Brad Rutter和连胜纪录保持者Ken Jennings；
• 苹果发布语音个人助手Siri
• 深度学习算法在语音和视觉识别率获得突破性进展
微软亚洲研究院发布人工智能小冰聊天机器人和语音助手 Cortana 发布Deep Speech语音识别系统
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人工智能的未来与展望
人工智能的发展的终极目标是类人脑思考。目前的人工智能 已经具备学习和储存记忆的能力，人工智能最难突破的是人脑的 创造能力。而创造力的产生需要以神经元和突触递质传递为基础 的一种化学环境。目前的人工智能是以芯片和算法框架为基础。 若在未来能再模拟出类似于大脑突触传递的化学环境，计算机与 化学结合后的人工智能，将很可能带来另一番难以想象的未来世 界。
人工智能概述
第一部分 人工智能概述
第二部分 人工智能的社会
价值
第三部分 人工智能的应用
领域
第四部分 人工智能的未来
与展望
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人工智能概述
案例引入
人工智能时代即将来 临，你准备好了吗？
阿尔法鹰眼，情绪识别的 人工智能，让谎言无处可藏
阿里鹿班让设计更美好！
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厦门无人驾驶巴士 在软件园上路！
• 苹果在WWDC上发统，无人驾
驶平台Apollo1.0自动驾驶平台
• 华为发布全球第一款AI移动芯片麒麟970 • iPhone X配备前置 3D 感应摄像头(TrueDepth)，脸
部识别点达到3W个，具备人脸识别、解锁和支付等功 能
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这一学派被称为连接主义学派或生理学派。
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第1章 人工智能概述
1.2.2 功能模拟，符号推演 由于人脑的奥秘至今还未彻底揭开，所以，人们
就在当前的数字计算机上，对人脑从功能上进行模拟， 实现人工智能。这种途径称为功能模拟法。
具体来讲，功能模拟法就是以人脑的心理模型， 将问题或知识表示成某种逻辑网络，采用符号推演的 方法，实现搜索、推理、学习等功能，从宏观上来模 拟人脑的思维，实现机器智能。
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第1章 人工智能概述
智能设备包括具有一定智能的仪器、仪表、机器、 设施等。如采用智能控制的机床、汽车、武器装备、 家用电器等。这种设备实际上是被嵌入了某种智能软 件的设备。
智能网络也就是智能化的信息网络。具体来讲， 从网络的构建、管理、控制、信息传输，到网上信息 发布和检索以及人机接口等，都是智能化的。
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第1章 人工智能概述
从目前的技术水平来看，要全面实现上述目标， 还存在很多困难。人工智能的近期目标是实现机器智 能，即先部分地或某种程度地实现机器的智能，从而 使现有的计算机更灵活、更好用和更有用，成为人类 的智能化信息处理工具。
1997年深蓝打败卡世界象棋冠军斯帕罗夫。比如 各种机器人，水下机器人、爬壁机器人、鱼形机器人、 旅游机器人、足球机器人（RoboCup）、篮球机器人 等，各具特色。器行为主要指机器人行动规划。它是智能机器 人的核心技术，规划功能的强弱反映了智能机器人的 智能水平。因为，虽然感知能力可使机器人认识对象 和环境，但解决问题，还要依靠规划功能拟定行动步 骤和动作序列。
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第1章 人工智能概述
1.3.2 基于研究途径与实现技术的领域划分
第1章 人工智能概述
第1章 人工智能概述
1.1 人工智能的概念 1.2 人工智能的研究途径与方法 1.3 人工智能的分支领域 1.4 人工智能的基本技术 1.5 人工智能的发展概况
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第1章 人工智能概述
1.1 人工智能的概念
1.1.1 什么是人工智能 顾名思义，人工智能就是人造智能，其英文表示
是“Artificial Intelligence”，简称AI。当然，这只是人 工智能的字面解释或广义解释。目前的“人工智能” 一词是指用计算机模拟或实现的智能，同时，人工智 能又是一个学科名称。
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第1章 人工智能概述
研究人工智能也是当前信息化社会的迫切要求。 我们知道，人类社会现在已经进入了信息化时代。信 息化的进一步发展，就必须有智能技术的支持。例如， 当前迅速发展着的国际互联网(Internet)就强烈地需要智 能技术。特别是当我们要在Internet上构筑信息高速公 路时，其中有许多技术问题就要用人工智能的方法去 解决。这就是说，人工智能技术在Internet和未来的信 息高速公路上将发挥重要作用。
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第1章 人工智能概述
1.1.4 人工智能的表现形式
人工智能的表现形式至少有这么几种：智能软件、 智能设备、智能网络、智能计算机、智能机器人和更 一般的Agent等。
智能软件的范围比较广泛，譬如：它可以是一个 完整的智能软件系统，如专家系统、知识库系统等； 也可以是具有一定智能的程序模块，如推理程序、学 习程序等，这种程序可以作为其它程序系统的子程序； 智能软件还可以是有一定知识或智能的应用软件，如 字处理软件Word就有一定的英语语法知识，所以在英 文文稿的录入、编辑过程中，Word就表现出一定的智 能。
1.符号智能
符号智能就是以符号知识为基础，通过符号推理 进行问题求解而实现的智能。这也就是所说的传统人 工智能或经典人工智能。符号智能研究的主要内容包 括知识工程和符号处理技术。知识工程涉及知识获取、 知识表示、知识管理、知识运用以及知识库系统等一 系列知识处理技术。符号处理技术指基于符号的推理 和学习技术，它主要研究经典逻辑和非经典逻辑理论 以及相关的程序设计技术。简而言之，符号智能就是 基于人脑的心理模型，运用传统的程序设计方法实现 的人工智能。
实现机器推理要模拟人脑推理的宏观过程，按照符 号推演的方法，依据形式逻辑、数理逻辑的推理规则进 行，也可以采用数值计算的方法实现。还有采用并行推 理，如神经网络计算机，是重要的研究方向。
机器推理可分为确定性（精确推理）和不确定推理。
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第1章 人工智能概述
4.机器学习 机器学习就是机器自己获取知识。具体来讲，机 器学习主要有这几层意思： (1)对人类已有知识的获取（这类似于人类的书本 知识学习）； (2)对客观规律的发现（这类似于人类的科学发 现）； (3)对自身行为的修正（这类似于人类的技能训练 和对环境的适应）。 学习分为符号学习和连接学习。
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3. 机器推理
第1章 人工智能概述
机器推理就是计算机推理，也称自动推理。它是人 工智能的核心课题之一。因为，推理是人脑的一个基本 功能和重要功能。机器推理是人工智能的基本的、重要 的研究方向。事实上，几乎所有的人工智能领域都与推 理有关。因此，要实现人工智能，就必须将推理的功能 赋予机器，实现机器推理。
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第1章 人工智能概述
智能化也是自动化发展的必然趋势。自动化发展 到一定水平，再向前发展就是智能化，即智能化是继 机械化、自动化之后，人类生产和生活中的又一个技 术特征。
另外，研究人工智能，对探索人类自身智能的奥 秘也可提供有益的帮助。因为我们可以通过电脑对人 脑进行模拟，从而揭示人脑的工作原理，发现自然智 能的渊源。
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第1章 人工智能概述
1.3 人工智能的分支领域
1.3.1 基于脑功能模拟的领域划分 1. 机器感知 机器感知就是计算机直接“感觉”周围世界。具
体来讲，就是计算机像人一样通过“感觉器官”直接 从外界获取信息。如通过视觉器官获取图形、图像信 息，通过听觉器官获取声音信息。所以，要使机器具 有感知能力，就首先必须给机器配置各种感觉器官， 如视觉器官、听觉器官、嗅觉器官等等。于是，机器 感知还可以再分为机器视觉、机器听觉等分支课题。
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第1章 人工智能概述
要研究机器感知，首先要涉及图像、声音等信息 的识别问题。为此，现在已发展了一门称为“模式识 别”的专门学科。模式识别的主要目标就是用计算机 来模拟人的各种识别能力，当前主要是对视觉能力和 听觉能力的模拟，并且主要集中于图形识别和语音识 别。
图形识别主要是研究各种图形（如文字、符号、 图形、图像和照片等）的分类。例如识别各种印刷体 和某些手写体文字，识别指纹、白血球和癌细胞等等。 这方面的技术已经进入实用阶段。
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第1章 人工智能概述
作为学科，人工智能研究的是如何使机器（计算机） 具有智能的科学和技术，特别是自然智能如何在计算 机上实现或再现的科学和技术。因此，从学科角度讲， 当前的人工智能是计算机科学的一个分支。
人工智能虽然是计算机科学的一个分支，但它的 研究却不仅涉及到计算机科学，而且还涉及到脑科学、 神经生理学、心理学、语言学、逻辑学、认知(思维)科 学、行为科学、生命科学和数学，以及信息论、控制 论和系统论等许多学科领域。
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第1章 人工智能概述
例如，美国认知心理学家
G.M.Ulson
:
(1)能够成功地回答与输入材料有关的问题；
(2)能够具有对所给材料进行摘要的功能；
(3)能用不同的词语叙述所给材料；
(4)具有从一种语言转译成另一种语言的能力。
图形理解是图形识别的自然延伸，也是计算机视觉的组成
部分。
理解实际是感知的延伸，或者说深层次的感知。
智能计算机如前所述，而智能机器人则是一种拟 人化的智能机器。
Agent是智能主体或主体，即具有智能的实体，具 有自主性、反应性、适应性和社会性。是热门方向。
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第1章 人工智能概述
1.2 人工智能的研究途径与方法
1.2.1 结构模拟，神经计算 所谓结构模拟，就是根据人脑的生理结构和工作
机理，实现计算机的智能，即人工智能。我们知道， 人脑的生理结构是由大量神经细胞组成的神经网络。 人脑是由大约1011个神经细胞组成的一个动态的、开放 的、高度复杂的巨系统，以致于人们至今对它的生理 结构和工作机理还未完全弄清楚。
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第1章 人工智能概述
当前，对机器联想功能的研究中，人们就是利用这 种按内容记忆原理，采用一种称为“联想存储”的技 术实现联想功能。联想存储的特点是：
(1)可以存储许多相关（激励，响应）模式对; (2)通过自组织过程可以完成这种存储; (3)以分布、稳健的方式（可能会有很高的冗余度） 存储信息; (4)可以根据接收到的相关激励模式产生并输出适 当的响应模式; (5)即使输入激励模式失真或不完全时，仍然可以 产生正确的响应模式; (6)可在原存储中加入新的存储模式。
智能：内涵指“知识+思维” ；外延指发现规律、 运用规律的能力和分析、解决问题的能力。
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第1章 人工智能概述
1.1.2 为什么要研究人工智能 我们知道，计算机是迄今为止最有效的信息处理
工具，以至于人们称它为“电脑”。但现在的普通计 算机系统的智能还相当低下，譬如缺乏自适应、自学 习、自优化等能力，也缺乏社会常识或专业知识等， 而只能是被动地按照人们为它事先安排好的工作步骤 进行工作。因而它的功能和作用就受到很大的限制， 难以满足越来越复杂和越来越广泛的社会需求。既然 计算机和人脑一样都可进行信息处理，那么是否也能 让计算机同人脑一样也具有智能呢？这正是人们研究 人工智能的初衷。
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第1章 人工智能概述
语音识别主要是研究各种语音信号的分类。语音 识别技术近年来发展很快，现已有商品化产品(如汉字 语音录入系统)上市。
模式识别的过程大体是先将摄像机、送话器或其 它传感器接受的外界信息转变成电信号序列，计算机 再进一步对这个电信号序列进行各种预处理，从中抽 出有意义的特征，得到输入信号的模式，然后与机器 中原有的各个标准模式进行比较，完成对输入信息的 分类识别工作。
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第1章 人工智能概述
1.2.2 功能模拟，符号推演 由于人脑的奥秘至今还未彻底揭开，所以，人们
就在当前的数字计算机上，对人脑从功能上进行模拟， 实现人工智能。这种途径称为功能模拟法。
具体来讲，功能模拟法就是以人脑的心理模型， 将问题或知识表示成某种逻辑网络，采用符号推演的 方法，实现搜索、推理、学习等功能，从宏观上来模 拟人脑的思维，实现机器智能。
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第1章 人工智能概述
智能设备包括具有一定智能的仪器、仪表、机器、 设施等。如采用智能控制的机床、汽车、武器装备、 家用电器等。这种设备实际上是被嵌入了某种智能软 件的设备。
智能网络也就是智能化的信息网络。具体来讲， 从网络的构建、管理、控制、信息传输，到网上信息 发布和检索以及人机接口等，都是智能化的。
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第1章 人工智能概述
从目前的技术水平来看，要全面实现上述目标， 还存在很多困难。人工智能的近期目标是实现机器智 能，即先部分地或某种程度地实现机器的智能，从而 使现有的计算机更灵活、更好用和更有用，成为人类 的智能化信息处理工具。
1997年深蓝打败卡世界象棋冠军斯帕罗夫。比如 各种机器人，水下机器人、爬壁机器人、鱼形机器人、 旅游机器人、足球机器人（RoboCup）、篮球机器人 等，各具特色。器行为主要指机器人行动规划。它是智能机器 人的核心技术，规划功能的强弱反映了智能机器人的 智能水平。因为，虽然感知能力可使机器人认识对象 和环境，但解决问题，还要依靠规划功能拟定行动步 骤和动作序列。
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第1章 人工智能概述
1.3.2 基于研究途径与实现技术的领域划分
第1章 人工智能概述
第1章 人工智能概述
1.1 人工智能的概念 1.2 人工智能的研究途径与方法 1.3 人工智能的分支领域 1.4 人工智能的基本技术 1.5 人工智能的发展概况
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第1章 人工智能概述
1.1 人工智能的概念
1.1.1 什么是人工智能 顾名思义，人工智能就是人造智能，其英文表示
是“Artificial Intelligence”，简称AI。当然，这只是人 工智能的字面解释或广义解释。目前的“人工智能” 一词是指用计算机模拟或实现的智能，同时，人工智 能又是一个学科名称。
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第1章 人工智能概述
研究人工智能也是当前信息化社会的迫切要求。 我们知道，人类社会现在已经进入了信息化时代。信 息化的进一步发展，就必须有智能技术的支持。例如， 当前迅速发展着的国际互联网(Internet)就强烈地需要智 能技术。特别是当我们要在Internet上构筑信息高速公 路时，其中有许多技术问题就要用人工智能的方法去 解决。这就是说，人工智能技术在Internet和未来的信 息高速公路上将发挥重要作用。
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第1章 人工智能概述
1.1.4 人工智能的表现形式
人工智能的表现形式至少有这么几种：智能软件、 智能设备、智能网络、智能计算机、智能机器人和更 一般的Agent等。
智能软件的范围比较广泛，譬如：它可以是一个 完整的智能软件系统，如专家系统、知识库系统等； 也可以是具有一定智能的程序模块，如推理程序、学 习程序等，这种程序可以作为其它程序系统的子程序； 智能软件还可以是有一定知识或智能的应用软件，如 字处理软件Word就有一定的英语语法知识，所以在英 文文稿的录入、编辑过程中，Word就表现出一定的智 能。
1.符号智能
符号智能就是以符号知识为基础，通过符号推理 进行问题求解而实现的智能。这也就是所说的传统人 工智能或经典人工智能。符号智能研究的主要内容包 括知识工程和符号处理技术。知识工程涉及知识获取、 知识表示、知识管理、知识运用以及知识库系统等一 系列知识处理技术。符号处理技术指基于符号的推理 和学习技术，它主要研究经典逻辑和非经典逻辑理论 以及相关的程序设计技术。简而言之，符号智能就是 基于人脑的心理模型，运用传统的程序设计方法实现 的人工智能。
实现机器推理要模拟人脑推理的宏观过程，按照符 号推演的方法，依据形式逻辑、数理逻辑的推理规则进 行，也可以采用数值计算的方法实现。还有采用并行推 理，如神经网络计算机，是重要的研究方向。
机器推理可分为确定性（精确推理）和不确定推理。
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4.机器学习 机器学习就是机器自己获取知识。具体来讲，机 器学习主要有这几层意思： (1)对人类已有知识的获取（这类似于人类的书本 知识学习）； (2)对客观规律的发现（这类似于人类的科学发 现）； (3)对自身行为的修正（这类似于人类的技能训练 和对环境的适应）。 学习分为符号学习和连接学习。
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3. 机器推理
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机器推理就是计算机推理，也称自动推理。它是人 工智能的核心课题之一。因为，推理是人脑的一个基本 功能和重要功能。机器推理是人工智能的基本的、重要 的研究方向。事实上，几乎所有的人工智能领域都与推 理有关。因此，要实现人工智能，就必须将推理的功能 赋予机器，实现机器推理。
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第1章 人工智能概述
智能化也是自动化发展的必然趋势。自动化发展 到一定水平，再向前发展就是智能化，即智能化是继 机械化、自动化之后，人类生产和生活中的又一个技 术特征。
另外，研究人工智能，对探索人类自身智能的奥 秘也可提供有益的帮助。因为我们可以通过电脑对人 脑进行模拟，从而揭示人脑的工作原理，发现自然智 能的渊源。
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1.3 人工智能的分支领域
1.3.1 基于脑功能模拟的领域划分 1. 机器感知 机器感知就是计算机直接“感觉”周围世界。具
体来讲，就是计算机像人一样通过“感觉器官”直接 从外界获取信息。如通过视觉器官获取图形、图像信 息，通过听觉器官获取声音信息。所以，要使机器具 有感知能力，就首先必须给机器配置各种感觉器官， 如视觉器官、听觉器官、嗅觉器官等等。于是，机器 感知还可以再分为机器视觉、机器听觉等分支课题。
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第1章 人工智能概述
要研究机器感知，首先要涉及图像、声音等信息 的识别问题。为此，现在已发展了一门称为“模式识 别”的专门学科。模式识别的主要目标就是用计算机 来模拟人的各种识别能力，当前主要是对视觉能力和 听觉能力的模拟，并且主要集中于图形识别和语音识 别。
图形识别主要是研究各种图形（如文字、符号、 图形、图像和照片等）的分类。例如识别各种印刷体 和某些手写体文字，识别指纹、白血球和癌细胞等等。 这方面的技术已经进入实用阶段。
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第1章 人工智能概述
作为学科，人工智能研究的是如何使机器（计算机） 具有智能的科学和技术，特别是自然智能如何在计算 机上实现或再现的科学和技术。因此，从学科角度讲， 当前的人工智能是计算机科学的一个分支。
人工智能虽然是计算机科学的一个分支，但它的 研究却不仅涉及到计算机科学，而且还涉及到脑科学、 神经生理学、心理学、语言学、逻辑学、认知(思维)科 学、行为科学、生命科学和数学，以及信息论、控制 论和系统论等许多学科领域。
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第1章 人工智能概述
例如，美国认知心理学家
G.M.Ulson
:
(1)能够成功地回答与输入材料有关的问题；
(2)能够具有对所给材料进行摘要的功能；
(3)能用不同的词语叙述所给材料；
(4)具有从一种语言转译成另一种语言的能力。
图形理解是图形识别的自然延伸，也是计算机视觉的组成
部分。
理解实际是感知的延伸，或者说深层次的感知。
智能计算机如前所述，而智能机器人则是一种拟 人化的智能机器。
Agent是智能主体或主体，即具有智能的实体，具 有自主性、反应性、适应性和社会性。是热门方向。
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第1章 人工智能概述
1.2 人工智能的研究途径与方法
1.2.1 结构模拟，神经计算 所谓结构模拟，就是根据人脑的生理结构和工作
机理，实现计算机的智能，即人工智能。我们知道， 人脑的生理结构是由大量神经细胞组成的神经网络。 人脑是由大约1011个神经细胞组成的一个动态的、开放 的、高度复杂的巨系统，以致于人们至今对它的生理 结构和工作机理还未完全弄清楚。
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第1章 人工智能概述
当前，对机器联想功能的研究中，人们就是利用这 种按内容记忆原理，采用一种称为“联想存储”的技 术实现联想功能。联想存储的特点是：
(1)可以存储许多相关（激励，响应）模式对; (2)通过自组织过程可以完成这种存储; (3)以分布、稳健的方式（可能会有很高的冗余度） 存储信息; (4)可以根据接收到的相关激励模式产生并输出适 当的响应模式; (5)即使输入激励模式失真或不完全时，仍然可以 产生正确的响应模式; (6)可在原存储中加入新的存储模式。
智能：内涵指“知识+思维” ；外延指发现规律、 运用规律的能力和分析、解决问题的能力。
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第1章 人工智能概述
1.1.2 为什么要研究人工智能 我们知道，计算机是迄今为止最有效的信息处理
工具，以至于人们称它为“电脑”。但现在的普通计 算机系统的智能还相当低下，譬如缺乏自适应、自学 习、自优化等能力，也缺乏社会常识或专业知识等， 而只能是被动地按照人们为它事先安排好的工作步骤 进行工作。因而它的功能和作用就受到很大的限制， 难以满足越来越复杂和越来越广泛的社会需求。既然 计算机和人脑一样都可进行信息处理，那么是否也能 让计算机同人脑一样也具有智能呢？这正是人们研究 人工智能的初衷。
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第1章 人工智能概述
语音识别主要是研究各种语音信号的分类。语音 识别技术近年来发展很快，现已有商品化产品(如汉字 语音录入系统)上市。
模式识别的过程大体是先将摄像机、送话器或其 它传感器接受的外界信息转变成电信号序列，计算机 再进一步对这个电信号序列进行各种预处理，从中抽 出有意义的特征，得到输入信号的模式，然后与机器 中原有的各个标准模式进行比较，完成对输入信息的 分类识别工作。