人工智能与专家系统(上海交大)

1.4.1 模式识别
• 指对表征事物或现象的各种形式的（数值的、文 字的和逻辑关系的）信息进行处理和分析，以对 事物或现象进行描述、辨认、分类和解释的过程， 是信息科学和人工智能的重要组成部分。
• 具体的说：我们所指的模式识别主要是对语音波 形、地震波、心电图、脑电图、图片、照片、文 字、符号、生物传感器等对象的具体模式进行辨 识和分类。
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。
1.1.2 智能、智力和能力之间的区别与联系
• 智能：从感觉到记忆到思维这一过程，称为“智慧”，智慧的结 果就产生了行为和语言，将行为和语言的表达过程称为“能力”， 两者合称“智能”，将感觉、去记、回忆、思维、语言、行为的 整个过程称为智能过程，它是智力和能力的表现。
知情的人试图从回答中
区分是人还是计算机。
如果计算机没有被辨认
出，便通过了图灵实
验．到目前为止，没有 一台机器通过实验。
中文屋子（假设有一台计算机通过了图灵实验）
• 希尔勒假设：希尔勒博士在一个封闭的房子里，有输入和输出缝隙与 外部相同。
• 输入的是中文问题，而他对中文一窍不通。房子内有一本英语的指令 手册，从中可以找到相应的规则。他按照规则办事，把作为答案的中 文符号写在纸上，并输出到屋子外面。
• （2）通过人脑的生理与心理活动以及有关的信息处理过程， 将感性知识抽象为理性知识，并能对事物运动的规律进行分 析、判断和推理，这就是提出概念、建立方法，进行演绎和 归纳推理、作出决策的能力。
• （3）通过教育、训练和学习过程，日益丰富自身的知识和技 能，这就是学习的能力。
• （4）对变化多端的外界环境条件，如干扰、刺激等作用能灵 活地作出反应，这就是自我适应的能力。
1.4 人工智能的研究领域
• 1.4.1 模式识别 • 1.4.2 自动定理证明 • 1.4.3 机器视觉 • 1.4.4 专家系统 • 1.4.5 机器人 • 1.4.6 自然语言处理 • 1.4.7 博弈 • 1.4.8 人工神经网络 • 1.4.9 问题求解 • 1.4.10 机器学习 • 1.4.11 基于Agent的人工智能
号，传送给专用的图像处理系统，根据像素分布和亮度、颜色等 信息，转变成数字化信号；图像系统对这些信号进行各种运算来 抽取目标的特征，进而根据判别的结果来控制现场的设备动作。
1.4.4 专家系统
• 专家系统是一个智能计算机程序系统，其内部含有大量的某个领 域专家水平的知识与经验，能够利用人类专家的知识和解决问题 的方法来处理该领域问题。
• 这样，看起来他能处理输入的中文问题，并给出正确答案。但是，他 对那些问题毫无理解，不理解其中的任何一个词！
1.2 人工智能的研究学派
• 1.2.1 符号主义 • 1.2.2 联结主义 • 1.2.3 行为主义
左脑
• 左脑就像个雄辩家，善于语言和逻辑分析；又像一个科学家，长 于抽象思维和复杂计算，但刻板，缺少幽默和丰富的情感。
右脑
• 右脑就像个艺术家，长于非语言的形象思维和直觉，对音乐、美 术、舞蹈等艺术活动有超常的感悟力，空间想像力极强。不擅言 辞，但充满激情与创造力，感情丰富、幽默、有人情味。
符号主义（Symbolism ）
• 1.一种基于逻辑推理的智能模拟方法。 • 2.物理符号系统假设 • 3.模拟人的左脑抽象逻辑思维，通过研究人类认知系统的功能机
1.4.2 自动定理证明（ATP）
• 目前是自动推理(AR)体系中发展最好的部分，它的目的是为使用 电子计算机程序来进行数学定理的证明。对于不同的数学逻辑， 它能够推论出一个定理是正确的，还是不可证明的，或者错误的。
1.4.3 机器视觉
• 机器视觉就是用机器代替人眼来做测量和判断。 • 机器视觉系统是指通过机器视觉产品将被摄取目标转换成图像信
• 智力： 智力（Intelligence)是指生物一般性的精神能力。指人认 识、理解客观事物并运用知识、经验等解决问题的能力，包括记 忆、观察、想象、思考、判断等。
• “智力”的定义也可以概括为：通过改变自身、改变环境或找到 一个新的环境去有效地适应环境的能力
• 智商 ：智商就是智力商数，智力的高低通常用智力商数来表示， 是用以标示智力发展水平。
人工智能与专家系统
•1.1 人工智能的概念 •1.2 人工智能的研究学派 •1.3 人工智能的研究目标 •1.4 人工智能的研究领域 •1.5 人工智能的发展简史
1.1 人工智能的概念
几种定义 • 智能机器（intelligent machine） • 人工智能（学科） • 人工智能（能力） • 人工智能（拟人思维、行为 ） • 人工智能（理性思维、行为
行为主义（Evolutionism ）
• 1.一种基于“感知——行动”的行为智能模拟方法。 • 2.维纳和麦洛克等人提出的控制论和自组织系统。控制论把神经
系统的工作原理与信息理论、控制理论、逻辑以及计算机联系起 来。
1.3 人工智能的研究目标
• （1）通过视觉、听觉、触觉等感官活动，接受并理解文字、 图象、声音、语言等各种外界的“自然信息”，这就是认识 和理解世界环记忆力、思维力、想象 力
• 能力：一般能力是指观察，记忆，思维，想象等能力,通常也叫 智力。特殊能力是指人们从事特殊职业或专业需要的能力
1.1.3 如何判断智能
• 1.图灵实验 • 2.中文屋子问题
图灵实验
• 一种确定计算机是否会 思考的实验。一个人向
计算机发问，另一个不
理，用某种符号来描述人类的认知过程，并把这种符号输入到能 处理符号的计算机中，就可以模拟人类的认知过程。
联结主义（Connectionism ）
• 1.一种基于神经网络及网络间的连接机制与学习算法的智能模拟 方法。
• 2.通过大量的非线性并行处理器来模拟人脑中众多的神经细胞 （神经元），用处理器的复杂连接关系来模拟人脑中众多神经元 之间的突触行为。