智能科学技术导论 第01讲 引论
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智能科学与技术导论课件第1章
不同学科学者对人工智能给出了各自的理解，产生了不同的学术流派，其中影响较大的的主要有符号主 义、联结主义和行为主义三大学派，不同学派采取不同的技术路线模拟人类（自然）的智能。
1）功能模拟。功能模拟方式亦称为符号主义（逻辑主义）。符号主义认为人类认知的基元是符号，认知 过程是符号表示上的一种运算。智能的基础是知识，其核心是知识表示和知识推理，知识可用符号表示，也 可用符号进行推理，由此建立了基于知识的人类智能和机器智能的统一的理论体系。
6）蓬勃发展期。2011年至今。随着大数据、云计算、互联网、物联网等新一代信息技术的发展，推动了 以深度神经网络为代表的人工智能技术飞速发展，人工智能技术实现了从“不能用、不好用”到“可以用” 的技术突破，迎来了爆发式增长的新高潮。
1.1 人类智能与机器智能
1.1.3 机器智能模拟
2.智能模拟技术路线
2）反思发展期。20世纪60年代至70年代初。人们提出了一些不切实际的研发目标，多次的失败和预期目 标的落空使人工智能的发展走入低谷。
3）应用发展期。20世纪70年代初至80年代中。专家系统模拟人类专家的知识和经验解决特定领域问题， 实现了人工智能从理论研究走向实际应用。例如，专家系统在医疗、化学、地质等领域取得成功。
3.智能谱
对于地球上的生物来说，只要其具有自适应地调整 自身或调控各种资源达到目标的能力，这种生物就具有 智能，或称该生物就具有自然智能。
如果一个系统在一定的环境下，表现出自适应地调 整或控制各种资源尽可能地实现预定目标的能力，就说 该系统具有一定的智能。如果该系统为机器时，那就是 一种机器智能。
不同的生物体或系统，依据其智能水平高低在智能 谱中都能找到合适的位置。
1.2 智能科学与技术
1.2.1 科学、技术与工程
1）功能模拟。功能模拟方式亦称为符号主义（逻辑主义）。符号主义认为人类认知的基元是符号，认知 过程是符号表示上的一种运算。智能的基础是知识，其核心是知识表示和知识推理，知识可用符号表示，也 可用符号进行推理，由此建立了基于知识的人类智能和机器智能的统一的理论体系。
6）蓬勃发展期。2011年至今。随着大数据、云计算、互联网、物联网等新一代信息技术的发展，推动了 以深度神经网络为代表的人工智能技术飞速发展，人工智能技术实现了从“不能用、不好用”到“可以用” 的技术突破，迎来了爆发式增长的新高潮。
1.1 人类智能与机器智能
1.1.3 机器智能模拟
2.智能模拟技术路线
2）反思发展期。20世纪60年代至70年代初。人们提出了一些不切实际的研发目标，多次的失败和预期目 标的落空使人工智能的发展走入低谷。
3）应用发展期。20世纪70年代初至80年代中。专家系统模拟人类专家的知识和经验解决特定领域问题， 实现了人工智能从理论研究走向实际应用。例如，专家系统在医疗、化学、地质等领域取得成功。
3.智能谱
对于地球上的生物来说，只要其具有自适应地调整 自身或调控各种资源达到目标的能力，这种生物就具有 智能，或称该生物就具有自然智能。
如果一个系统在一定的环境下，表现出自适应地调 整或控制各种资源尽可能地实现预定目标的能力，就说 该系统具有一定的智能。如果该系统为机器时，那就是 一种机器智能。
不同的生物体或系统，依据其智能水平高低在智能 谱中都能找到合适的位置。
1.2 智能科学与技术
1.2.1 科学、技术与工程
人工智能导论-第一章绪论
法律问题
涉及知识产权保护、责任归属、监 管机制等。
社会问题
人工智能的发展对就业、教育、社 会公平等方面产生的影响，以及如 何确保人工智能的可持续发展。
02 认知科学与人工智能关系
认知科学基本概念及研究方法
认知科学是研究人类心智和智能的科学，包括心理学、语言学、哲学等多个学科领 域。
认知科学的研究方法包括实验、观察、调查和建模等，旨在揭示人类心智和智能的 本质和规律。
目标检测
在图像中定位并识别出感兴趣的目标物体，通常包括绘制物体的边界框并给出物体的类别标签。 目标检测在智能监控、自动驾驶等领域有广泛应用。
目标跟踪
在视频序列中跟踪感兴趣的目标物体，获取物体的运动轨迹。目标跟踪是计算机视觉中的重要研 究方向，也是实现智能视频监控、人机交互等应用的关键技术之一。
三维重建和虚拟现实技术
当前研究热点与未来趋势
研究热点
深度学习、强化学习、生成对抗网络、迁移学习等。
未来趋势
人工智能将更加注重可解释性、鲁棒性、隐私保护、公平性等方面的研究，同 时，人工智能与物联网、区块链等技术的结合也将成为未来发展的重要趋势。
伦理、法律及社会问题探讨
伦理问题
包括数据隐私、算法偏见、人工 智能决策的可解释性和透明度等。
任务
计算机视觉的主要任务包括图像分类、目标 检测、图像分割、场景理解等。这些任务的 核心是提取图像中的特征信息，并利用这些
特征信息进行高层次的推理和决策。
图像分类、目标检测和跟踪
图像分类
将图像划分为若干个预定义的类别，如猫、狗、汽车等。图像分类是计算机视觉中最基础的任务 之一，也是其他复杂任务的基础。
三维重建
利用计算机视觉技术从二维图像中恢复出三维物体的形状和结构。三维重建技术广泛应 用于文物保护、医学影像处理、工业检测等领域。
智能科学导论第1章(上课)
40
40
3、智能科学的学科位置
交叉和边缘学科 总体：是自然科学与社会科学的交叉学科 具体：脑科学、思维科学、逻辑学、系统科学、 信息科学、计算机科学、控制科学等。
指导学科 交叉学科
自然 科学
哲学
社会 科学
信息科学
脑科学
…
系统科学
数学 智能科学 基础学科
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4、智能科学技术的学科特点
多学科交叉，多技术综合，跨应用领域
基础与交叉学科
支撑
技术与工具
支持
智能科学的理论、方法和技术 相互推动 众多应用领域
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智能技术应用：智能机器人；专家系统；智能决策支持系统；智能检索系统； 智能教学系统；智能搜索引擎；智能游戏；智能CAD；机器博弈；自动定理证 明；智能家电；智能产品；智能交通；智能电力；智能作战；智能农业；智 件；智能产业„
2
技术(Technology)：关于认识和改造自然的 工艺方法体系。是指人类根据生产实践经验 和自然科学原理改变或控制其环境的手段和 活动，是人类活动的一个专门领域。 工程(Engineering)：是指应用科学知识使自 然资源最好地为人类服务的专门技术。
3
科学技术是怎样发展的？ 整个科学技术有它发生、发展的过程和规律。 了解了这些规律，就能理解科学技术为什么 会发生、发生之后又会怎样发展、科学技术 发展起来又会与人类形成什么样的关系。 了解了这些规律，也就能够懂得为什么会出 现信息科学技术，以及信息科学技术又会向 什么方向发展。
传感：信息获取
通信：信息传递
智 能 化
自 动 化
计算机：信息处理 控制：信息执行
38
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概括地讲：智能科学技术是研究智能现象 及其运动规律的科学技术。
《人工智能导论》第1章-绪论
萧条波折期
20世纪80年代 中期至今
稳步增长期
形成及第一个兴旺期
20世纪50年代中 期至60年代中期
第二个兴旺期
20世纪70年代中 期至80年代中期
1.2.1 孕育期 (20世纪50年代中期以前)
人工智能的孕育期大致可以认为是1956年以前的时期。这个 时期的主要成就是数理逻辑、自动机理论、控制论、信息论、神 经计算、电子计算机等学科的建立和发展，为人工智能的诞生准 备了理论和物质的基础。
1.1.2 人工智能的定义
人工智能（AI）是一门正在发展中的综合性前沿学科，它由 计算机科学、控制论、信息论、神经生理学、心理学、语言学 等多种学科相互渗透而发展起来。
人工智能研究的近期目标是：使现有的计算机不仅能做一般 的数值计算及非数值信息的数据处理，而且能运用知识处理问 题，能模拟人类的部分智能行为。
过高预言的失败，给AI造成重大伤害
“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 样的机器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
1.2.3 萧条波折期 (20世纪60年代中期至70年代中期)
➢ 1955 年年末，纽厄尔和西蒙编写了一个 名为“逻辑专家”的程序，被许多人认为 是第一个人工智能程序。它将问题表示成 一个树形模型，然后选择最可能得到正确 结论的那一支来求解问题。
1.2.2 形成及第一个兴旺期 (20世纪50年代中期至60年代中期)
AI诞生于一次历史性的聚会——达特茅斯会议
1956年夏季，由美国学者麦卡锡、 明斯基、朗彻斯特和香农共同发起，在 美国达特茅斯大学举办了一次长达2个 多月的研讨会，讨论用机器模拟人类智 能的问题。会上，首次使用了“人工智 能”这一术语。这是人类历史上第一次 人工智能研讨会，标志着人工智能学科 的诞生，具有十分重要的历史意义。
20世纪80年代 中期至今
稳步增长期
形成及第一个兴旺期
20世纪50年代中 期至60年代中期
第二个兴旺期
20世纪70年代中 期至80年代中期
1.2.1 孕育期 (20世纪50年代中期以前)
人工智能的孕育期大致可以认为是1956年以前的时期。这个 时期的主要成就是数理逻辑、自动机理论、控制论、信息论、神 经计算、电子计算机等学科的建立和发展，为人工智能的诞生准 备了理论和物质的基础。
1.1.2 人工智能的定义
人工智能（AI）是一门正在发展中的综合性前沿学科，它由 计算机科学、控制论、信息论、神经生理学、心理学、语言学 等多种学科相互渗透而发展起来。
人工智能研究的近期目标是：使现有的计算机不仅能做一般 的数值计算及非数值信息的数据处理，而且能运用知识处理问 题，能模拟人类的部分智能行为。
过高预言的失败，给AI造成重大伤害
“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 样的机器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
1.2.3 萧条波折期 (20世纪60年代中期至70年代中期)
➢ 1955 年年末，纽厄尔和西蒙编写了一个 名为“逻辑专家”的程序，被许多人认为 是第一个人工智能程序。它将问题表示成 一个树形模型，然后选择最可能得到正确 结论的那一支来求解问题。
1.2.2 形成及第一个兴旺期 (20世纪50年代中期至60年代中期)
AI诞生于一次历史性的聚会——达特茅斯会议
1956年夏季，由美国学者麦卡锡、 明斯基、朗彻斯特和香农共同发起，在 美国达特茅斯大学举办了一次长达2个 多月的研讨会，讨论用机器模拟人类智 能的问题。会上，首次使用了“人工智 能”这一术语。这是人类历史上第一次 人工智能研讨会，标志着人工智能学科 的诞生，具有十分重要的历史意义。
人工智能导论第一章绪论
人工智能实际上是一门综合性的交叉学科 和边缘学科。
人工智能学科结构
计算原理 算法分析
控制理论 空间研究
自动程序设计
机器人 工业自动化
逻辑 数学
系统程序设计
心理学 图示学
认识论
心理学
逻辑学 自动定理证明 有关学科
图示学
运筹学
知识的模型化 和表示
机器视觉 计算机语言
光学
模式识别 声学 语音学
教学、科学和 工程辅助
3 知识与推理
知识是智能的基础和源泉。 推理是人脑的一个基本功能和重要功能，因此，
在知与交流
感知与交流指计算机对外部信息的直接感知和人 机之间、智能体之间的直接信息交流。
机器感知就是计算机直接“感觉”周围世界，就 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。
智能是多种能力的综合：
感知能力：人类获取外界信息的基本途径 行为能力：对感知到的外界信息的反应，包含：
简单的直接反应 复杂情况通过大脑思维反应
推理能力：根据当前掌握的信息，得出适当结论的能 力
问题求解能力： 学习与自适应能力—是人类的一种本能 社交能力：与他人交往的能力 创造力：智能中最难以理解和实现的部分
人工智能技术的发展对社会的进步具有重 要意义，与能源技术、空间技术并称为三 大尖端技术。
人类对人工智能的研究刚刚起步，有很多 关于人工智能根本性问题还有待于探索。
1.1 智能
从工程上讲，人工智能就是人造智能，不清楚什 么是智能，就难以真正理解和实现人工智能。
智能是人们认识和改造客观世界的综合能力，是 人类区别于其他事物的本质特征。
• 美国数学家Mauchly，1946发明了电子数字计算机ENIAC • 美国神经生理学家McCulloch，建立了第一个神经网络数学模型。 • 美国数学家Shannon（香农）,1948年发表了《通讯的数学理
人工智能学科结构
计算原理 算法分析
控制理论 空间研究
自动程序设计
机器人 工业自动化
逻辑 数学
系统程序设计
心理学 图示学
认识论
心理学
逻辑学 自动定理证明 有关学科
图示学
运筹学
知识的模型化 和表示
机器视觉 计算机语言
光学
模式识别 声学 语音学
教学、科学和 工程辅助
3 知识与推理
知识是智能的基础和源泉。 推理是人脑的一个基本功能和重要功能，因此，
在知与交流
感知与交流指计算机对外部信息的直接感知和人 机之间、智能体之间的直接信息交流。
机器感知就是计算机直接“感觉”周围世界，就 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。
智能是多种能力的综合：
感知能力：人类获取外界信息的基本途径 行为能力：对感知到的外界信息的反应，包含：
简单的直接反应 复杂情况通过大脑思维反应
推理能力：根据当前掌握的信息，得出适当结论的能 力
问题求解能力： 学习与自适应能力—是人类的一种本能 社交能力：与他人交往的能力 创造力：智能中最难以理解和实现的部分
人工智能技术的发展对社会的进步具有重 要意义，与能源技术、空间技术并称为三 大尖端技术。
人类对人工智能的研究刚刚起步，有很多 关于人工智能根本性问题还有待于探索。
1.1 智能
从工程上讲，人工智能就是人造智能，不清楚什 么是智能，就难以真正理解和实现人工智能。
智能是人们认识和改造客观世界的综合能力，是 人类区别于其他事物的本质特征。
• 美国数学家Mauchly，1946发明了电子数字计算机ENIAC • 美国神经生理学家McCulloch，建立了第一个神经网络数学模型。 • 美国数学家Shannon（香农）,1948年发表了《通讯的数学理
人工智能导论 第1章 绪论(导论) [兼容模式]1-24
![人工智能导论 第1章 绪论(导论) [兼容模式]1-24](https://img.taocdn.com/s3/m/383fab32bceb19e8b9f6ba9b.png)
Introduction of Artificial Intelligence人工智能导论教材：王万良《人工智能导论》（第4版）高等教育出版社，2017.7第1 章绪论教材：王万良《人工智能导论》（第4版）高等教育出版社，2017. 7人工智能导论第1章绪论☐1956年正式提出人工智能（artificial intelligence,AI）这个术语并把它作为一门新兴科学的名称。
☐20世纪三大科学技术成就：空间技术原子能技术人工智能☐1.1 人工智能的基本概念☐1.2 人工智能的发展简史☐1.3 人工智能研究的基本内容☐1.4 人工智能的主要研究领域✓1.1 人工智能的基本概念☐1.2 人工智能的发展简史☐1.3 人工智能研究的基本内容☐1.4 人工智能的主要研究领域▪自然界四大奥秘：物质的本质、宇宙的起源、生命的本质、智能的发生。
▪对智能还没有确切的定义，主要流派有：（1）思维理论：智能的核心是思维（2）知识阈值理论：智能取决于知识的数量及一般化程度（3）进化理论：用控制取代知识的表示▪智能是知识与智力的总和知识是一切智能行为的基础获取知识并应用知识求解问题的能力1.感知能力：通过视觉、听觉、触觉、嗅觉等感觉器官感知外部世界的能力。
80%以上信息通过视觉得到，10%信息通过听觉得到。
存储由感知器官感知到的外部信息以及由思维所产生的知识对记忆的信息进行处理2.记忆与思维能力（1）逻辑思维（抽象思维）依靠逻辑进行思维。
思维过程是串行的。
容易形式化。
思维过程具有严密性、可靠性。
（2）形象思维（直感思维）o依据直觉。
o思维过程是并行协同式的。
o形式化困难。
o在信息变形或缺少的情况下仍有可能得到比较满意的结果。
4. 行为能力（表达能力）（3）顿悟思维（灵感思维）不定期的突发性。
非线性的独创性及模糊性。
穿插于形象思维与逻辑思维之中。
3. 学习能力学习既可能是自觉的、有意识的，也可能是不自觉的、无意识的；既可以是有教师指导的，也可以是通过自己实践的。
《人工智能导论-》- 01 概论
你做过图灵测试吗
什么是CAPTCHA
CAPTCHA (Completely Automated Public Turing Test to Tell Computers and Humans Apart)全自动区分计算机和人类的图灵测试的简 称。 CAPTCHA的目的是区分计算机和人类的一种程序算法，这种程序必须能 生成并评价人类能很容易通过但计算机却通不过的测试。这种技术可以有 效的避免网络中自动填表机器人等软件对了网络信息的正常传播严重干扰。
人工智能的研究与应用领域
专家系统
专家系统是一个智能计算机程序系统，其内部具有 大量专家水平的某个领域知识与经验，能够利用人类 专家的知识和解决问题的方法来解决该领域的问题。 发展专家系统的关键是专家知识的表达和运用，专 家知识指来自人类专家,并能有效解决该领域内的典型 问题的事实和过程。
• 在线专家网站 http://www.aiinc.ca/demos • Expert System Tools /~manaris/ai-educationrepository/expert-systems-tools.html • Expert system application download /software/expert_systems/
• 2006年的罗纳奖获得者 / …
为什么要研究人工智能
•
程序被动地按照人们为它事先安排好的工作步骤进行工作。由于缺 乏智能性、缺乏自学习与自适应能力,难以处理越来越复杂的问题。
• AI是人类智能的扩大和延伸，其作用将是不可估量的。 • AI的研究对探索人类自身智能的奥秘提供有益的帮助。 • 对“数据世界”的需求进而发展到对“知识世界”的需求而产生的。 • 寻求试探性的搜索，启发式的，不精确的，模糊的甚至允许出现错误 的推理方法，以便符合人类的思维过程。 • …
智能科学导论上课PPT课件
5、人是怎样产生情绪、情感的？
（神经系统的心理过程） … 19 第19页/共88页
自然智能系统，指：自然进化所造就的智能系统。
人，地球上智能程度最高的自然智能系统； 动物，智能程度较高的自然智能系统； 植物，智能系统较低的自然智能系页
----智能等级和智能空间
30
第30页/共88页
如果还需要测试被测对象利用视频信号的感知能力和传递接受物体的行为能力， 即所谓的完全图灵测试，则计算机还应该具有如下能力：
⑤计算机视觉：可以感知物体。 ⑥机器人技术：可以操纵和移动物体。
31
第31页/共88页
类人行为方法
Turing测试
测试主持人
能分辨出来的概 率小于50%吗？
13
第13页/共88页
形象思维（直感思维）基于形象概念，根据感 性形象认识材料对客观现象进行处理的一种思 维方式。例如，图像、景物识别等。 ➢特点：依据直觉。
14
第14页/共88页
顿悟思维（灵感思维）：是一种显意识和潜意 识相互作用的思维方式。例如，因灵感而顿时 开窍。 特点
不定期的突发性。 独创性及模糊性。 穿插于形象思维与逻辑思维之中。
所表现出的综合能力。
18
第18页/共88页
----智能的现象 智能(自然智能)问题： 1、人是怎样思考问题的？
例如：树上还有几只鸟？（常识推理）
2、人是怎样横穿马路的？
（常识推理和逻辑问题的形象处理）
3、人是怎样识别景物的？
例如：小孩的妈妈是谁？（形象思维）
4、人是怎样实现感知、学习、思维等的？
（神经系统的心智活动）
16
第16页/共88页
④ 行为能力（表达能力）
含义：是人们对感知到的外界信息作出动作 反应的能力。 信息来源：由感知直接获得的外界信息经过 思维加工后的信息。 实现过程：通过脊髓来控制由语言、表情、 体姿等来实现 。
（神经系统的心理过程） … 19 第19页/共88页
自然智能系统，指：自然进化所造就的智能系统。
人，地球上智能程度最高的自然智能系统； 动物，智能程度较高的自然智能系统； 植物，智能系统较低的自然智能系页
----智能等级和智能空间
30
第30页/共88页
如果还需要测试被测对象利用视频信号的感知能力和传递接受物体的行为能力， 即所谓的完全图灵测试，则计算机还应该具有如下能力：
⑤计算机视觉：可以感知物体。 ⑥机器人技术：可以操纵和移动物体。
31
第31页/共88页
类人行为方法
Turing测试
测试主持人
能分辨出来的概 率小于50%吗？
13
第13页/共88页
形象思维（直感思维）基于形象概念，根据感 性形象认识材料对客观现象进行处理的一种思 维方式。例如，图像、景物识别等。 ➢特点：依据直觉。
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顿悟思维（灵感思维）：是一种显意识和潜意 识相互作用的思维方式。例如，因灵感而顿时 开窍。 特点
不定期的突发性。 独创性及模糊性。 穿插于形象思维与逻辑思维之中。
所表现出的综合能力。
18
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----智能的现象 智能(自然智能)问题： 1、人是怎样思考问题的？
例如：树上还有几只鸟？（常识推理）
2、人是怎样横穿马路的？
（常识推理和逻辑问题的形象处理）
3、人是怎样识别景物的？
例如：小孩的妈妈是谁？（形象思维）
4、人是怎样实现感知、学习、思维等的？
（神经系统的心智活动）
16
第16页/共88页
④ 行为能力（表达能力）
含义：是人们对感知到的外界信息作出动作 反应的能力。 信息来源：由感知直接获得的外界信息经过 思维加工后的信息。 实现过程：通过脊髓来控制由语言、表情、 体姿等来实现 。
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福建省仿脑智能系统重点实验室
29
第1.2节 人类大脑
大脑功能区划分
福建省仿脑智能系统重点实验室
30
第1.2节 人类大脑
大 脑 边 缘 叶 结 构
福建省仿脑智能系统重点实验室
31
第1.2节 人类大脑
1、人脑结构与功能定位
实际上脑叶或脑区的功能似乎首先由输 入、输出的神经投射相关联，然后才是由各区 之间的联络纤维以及跨半球叶区之间的连合纤 维相关联。因此，任何叶区的功能划分都不会 是绝对明确的，确切的功能性叶区边界也是不 存在的；并因人而异的。对于特定成熟大脑的 脑区功能定位分布，完全应看作是长期神经活 动彼此消长相互作用的结果，是整体神经活动 中各输入激活刺激源相互作用、争奇的产物。
周昌乐，《无心的机器》，湖南科学技术出版社，2000
[美]布罗克契尔（J.Glenn Brookshear），《计算机科学概 论》（第七版），王保江等译，人民邮电出版社，2003年版
[加]保罗·萨伽德，《心智：认知科学导论》（第二版）， 朱菁等译，上海辞书出版社，2012年板。
福建省仿脑智能系统重点实验室
福建省仿脑智能系统重点实验室
15
第1.1节 学科概述
2、厦门大学智能学科概况
建系以来，与国际学术界开展广泛学术合 作与交流，联合培养本科、硕士、博士20余 名，具有海外学习或访问一年以上经历的教师 占50%。本科教学包括课堂教学、课外竞赛、课 程实践、社会实习、毕业设计等环节，我校实 施本科生导师制。智能系本科生配备最优秀的 教师担任本科指导老师。
周序 第11周 第12周 轮空不讲 第13周 第14周 第15周 第16周 第17周
讲课内容 诗文创作、传情达意、情感审美 行为表征、行为控制、机器歌舞 意识科学、机器意识、心识自明 人机会话、情感交流、脑机接口 专家系统、智能机器、智能武器 智能家居、智能交通、智慧城市 机器困境、智能哲学、学科前景
福建省仿脑智能系统重点实验室
23
第1.2节 人类大脑
1、人脑结构与功能定位
人脑很像一只放大尺寸、剥开硬
壳的山西核桃，被包裹在头颅骨里
面。如图所示，紧靠上面的是布满皱
纹沟回的大脑，其下便是间脑（丘脑
及周边组织）、脑干（中脑、脑桥、
延脑）和小脑。脑干的延脑部分与脊
髓相接，联络外周神经组织。
福建省仿脑智能系统重点实验室
21
第1.1节 学科概述
3、本门课程基本介绍
深度专业读物：为了满足同学们不断增长 的求知欲，建议参考如下进一步的专业读物：
周昌乐，《心脑计算举要》，清华大学出版社，2003
[美]侯世达，《哥德尔、艾舍尔、巴赫——集异璧之大成》 ，商务印书馆，1996
史忠植，《智能科学》，清华大学出版社，2006 韩济生主编，《神经科学原理》第二版，北京医科大学出版 社，1999年版 [日]艉田秀司，《仿人机器人》，管贻生译，清华大学出版 社，2007年版。
——（清）金圣叹
福建省仿脑智能系统重点实验室
2
第1.1节 学科概述
任何一个学科，都有自己研究的 对象、任务与历史，作为智能科学技 术导论课程的第一讲，我们首先就这 一学科的基本概况、研究的对象以及 发展历史，做简要的论述，使得同学 们一开始就对本学科有一个比较整体 的把握。
福建省仿脑智能系统重点实验室
福建省仿脑智能系统重点实验室
28
第1.2节 人类大脑
1、人脑结构与功能定位
通常沟通半球内神经元的神经纤维称为联 络纤维、沟通两半球之间联系的神经纤维称为 连合纤维，而负责与外周神经联系的神经纤维 称为投射纤维。这些神经纤维的纵横交错，将 皮层神经细胞聚集为一个不可分割的有机整 体。一般可以依据皮层中各部细胞和纤维联 系，将全部皮层分成若干区，其反映一定的心 理功能。
福建省仿脑智能系统重点实验室
4
第1.1节 学科概述
1、学科基本描述
学科目标性界定：将人类智能（部分地） 植入机器，使其更加“聪明”灵活地服务于人 类社会。
根据这个定义，智能科学技术专业的学科 内涵将涉及到智能哲学、智能科学、智能技 术、智能服务等多个方面。下面我们分别简要 加以论述。
福建省仿脑智能系统重点实验室
5
第1.1节 学科概述
1、学科基本描述
（1）智能哲学：其中“部分地”：涉及心 灵哲学，人工智能哲学讨论：人类具有美妙绝 伦的智慧，机器能否也可以拥有与之相媲美的 智能呢？也就是说，机器真的也会拥有人类的 心智、机器也能够像我们一样会哭会笑并意识 到自己的情感波动、像我们一样具有创造性能 力并会不断自我完善、创造出更加聪明的机器 后代吗？
备注 智能科学 智能科学 智能科学 技术应用 技术应用 技术应用
福建省仿脑智能系统重点实验室
20
第1.1节 学科概述
3、本门课程基本介绍
关于教材问题：由于智能科学与技术专业是一个新
兴学科，目前暂无比较理想的教材。名义上我们的教材 是：钟义信，《智能科学技术导论》，智能科学与技术 本科专业系列教材,北京邮电大学出版社，2006年。实 际上，则以我的课件为主，主要参考书为：
周昌乐教授教学课件 dozero@
智能科学技术导论
第01讲 引论
主讲:周昌乐教授 福建省仿脑智能系统重点实验室 厦门大学智能科学与技术系
题记
夫天下险能生妙，非天下妙 能生险也；险故妙，险绝故妙 绝；不险不能妙，不险绝不能妙 绝也。游山亦犹是矣。不梯而 上，不缒而下，未见其能穷山川 之窈窕，洞壑之秘隐也。
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第1.1节 学科概述
2、厦门大学智能学科概况
厦门大学是全国第三个建立智能科学与技 术系的大学（2007年建系，目前全国有7个大 学建有智能系，近20所高校设有智能科学与技 术本科专业），主要优势研究方向包括仿脑智 能系统、自然语言处理、智能媒体技术。建有 福建省仿脑智能系统重点实验室，是中国人工 智能学会理事单位，福建省人工智能学会理事 长单位。
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第1.1节 学科概述
2、厦门大学智能学科概况
目前,全系拥有教授5名（博士生导师4名， 闽江特聘教授1名，福建省百千万人才1名）、 副教授10余名。先后承担20余项国家级各类科 研项目，学院惟有5项国家973、863项目均出 自智能系。清华大学张钹院士为我系双聘院 士，并担任福建省仿脑智能系统重点实验室学 术委员会主任。
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第1.2节 人类大脑
为了理解智能科学技术的主要研究策略， 首先我们需要对人类智能产生的脑机制进行考 察，理解心智是如何工作的。从根本上讲，无 论我们所讨论的智能现象和行为多么复杂、多 么难以为机器所拥有，都不过是人脑的产物。 也就是说：心无非就是脑活动，是活动的脑， 而机器能否拥有人类的心智能力，说到底也就 是要看，人脑活动机制能否从根本上可以化解 为可机器执行的算法？为了弄清这一根本问 题，让我们先从人脑的神组织结构开始说起。
备注
计算基础 计算基础 计算基础 智能科学 智能科学 智能科学 智能科学
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第1.1节 学科概述
导论课程内容及其进度安排表（续）
讲课第次 第08讲 情思表达 第09讲 行为展现 第xx讲 意识反思 第10讲 智能接口 第11讲 智能系统 第12讲 智能社会 第13讲 展望 闭卷笔试期末考试
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第1.1节 学科概述
3、本门课程基本介绍
课程的培养目标：（1）了解学科的 基本内容，包括概念、思想、方法、前沿 及难题等；（2）拓展学生的知识面，介 绍主要相关学科的基本情况；（3）提高 学生的思维能力，转变学生的思想境界。 毛泽东指出:“学校的全部工作在于转变学 生的思想。”
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第1.1节 学科概述
1、学科基本描述
（4）智能服务：涉及智能产品研发，人工 智能应用研究。我们处于一个信息化的时代， 支撑这个时代的技术就是信息技术，而信息技 术的前沿技术就是智能技术。因此信息化不可 能停留在电子化、数字化之上，而是要不断走 向智能化。应该说，智能技术不仅仅是信息技 术发展的驱动力，而且其本身也越来越成为信 息技术的主流。
讲课第次 第01讲 引论 第02讲 机器系统 第03讲 算法设计 第04讲 程序编制 第xx讲 学习适应 第05讲 视觉感知 第06讲 意义理解 第07讲 思维能力
周序 第4周 第5周 第6周 第7周 轮空不讲 第8周 第9周 第10周
讲座内容 学科概述、人类大脑、智能简史 数据存储、数据操作、操作系统 算法概说、算法构造、算法结构 编程语言、程序结构、软件开发 知识表示、学习类型、机器学习 视觉机制、视觉计算、知觉困境 诗歌解读、语言处理、意义领悟 智力游戏、难倒深蓝、模式转绎
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第1.1节 学科概述
1、学科基本描述
学科所处的地位：信息科学与技术学科主 要包括电子科学与技术、通信科学与工程、控 制科学与工程、计算机科学与技术以及智能科 学与技术等五个本科专业。为了学生们大略了 解不同学科在整体信息学科群的地位与相互之 间的关系，我特意给出了一个“信息类学科ICE 关系图”。
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第1.1节 学科概述
1、学科基本描述
智能概念界定：神经、认知与智能，研究 问题的角度与目标不同可以有完全不同的界 定。可选的智能定义（对于情境有很灵活的反 应；充分利用机遇；弄懂含糊不清或彼此矛盾 的信息；分清重要和次要；发现不同事物的相 似性；从相似之处找出差异；用旧概念综合新 概念；提出全新的观念。）请诸位同学，也给 出自己心目中的“智能”定义。
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第言处理
智能科学涉及的学科示意图
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