文档介绍：人工智能
上海交通大学计算机系
卢宏涛

2003年9月
教材
《人工智能技术导论》
廉师友编著,西安电子科技大学出版社
参考书
《人工智能原理·方法·应用》,王永庆编,西安交大出版社
《人工智能基础》,邵军力等编著,电子工业出版社
第一章人工智能概述
人工智能的概念
什么是人工智能
(1)人工智能(Artificial Intelligence)是指由计算机实现的人造智能。人工智能就是用人工的方法在机器(计算机)上实现的智能。作为一门学科,人工智能可定义为:人工智能是一门研究如何构造智能机器(智能计算机)或智能系统,使它能模拟、延伸、扩展人类智能的学科。
(2)人工智能是一门交叉边缘学科,与人工智能有关的学科有:计算机科学、数学、哲学、语言学、神经生理学、神经心理学、脑科学、认知科学、逻辑学、控制论等
第一章人工智能概述
(3)什么是人的智能?智能是人脑的属性和产物。智能具有的主要特征:
A、具有感知能力。通过视觉、听觉、触觉、味觉和嗅觉感知外部世界。
B、具有记忆与思维能力。记忆能存储由感知器官感知到的外部信息以及有思维所产生的知识。思维用于对记忆的信息进行处理。思维可分为逻辑思维和形象思维。
C、具有学习能力及自适应能力。
D、具有行为能力。
第一章人工智能概述
为什么要研究人工智能
1、现有计算机系统的局限性。智能低下、缺乏自学习、自适应能力。
2、人类智能的局限性。学习能力因人而异、学习速度慢、效率低。
3、信息化社会的迫切要求。
人工智能的目标
近期目标:使现有的电子数字计算机能模拟人类的部分智能行为。
远期目标:够造智能计算机,使计算机具有看、听、说等感知和交互能、具有联想、推理、理解、学习等高级思维能力,还要有分析问题、解决问题和发明创造的能力。
第一章人工智能概述
人工智能的研究途径与方法
结构模拟(神经计算、生理学派、连接主义)
模拟人脑的神经网络结构实现智能。主要特征:
1、通过神经元之间的并行协同作用实现信息处理,具有并行性、动态性、全局性。
2、通过神经元间分布式的物理联接存储信息。联想记忆、容错性。
3、通过神经元间连接强度的动态调整实现自学习和自适应功能。
4、善于模拟人类的形象思维过程。
第一章人工智能概述
功能模拟(符号主义、心理学派、逻辑学派)
以人脑的心理模型为基础,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、推理和学习等功能。主要特征:
1、立足于逻辑运算和符号操作,适合于模拟人的逻辑思维过程。
2、知识用显式的符号表示,容易表达人的心理模型。
3、现有的数字计算机可以方便地实现高速的符号处理。
4、能与传统的符号数据库进行链接,易于模块化。
5、以知识为基础。
第一章人工智能概述
行为模拟(行为主义、进化主义、控制论学派)
基于感知-行为模型的研究途径和方法。强调智能系统与环境的交互,认为智能取决于感知和行动。智能行为可以不要知识。
第一章人工智能概述
人工智能的分支领域
基于脑功能模拟的领域划分
1、机器感知(信息输入)。使计算机具有类似于人的感知能力,能通过“感知”直接从外界获取信息。机器视觉、机器听觉。相关学科:模式识别、语音识别。
2、机器联想。基于内容的联想,与具体存储位置无关。联想存储技术。
3、机器推理。又称为计算机推理、自动推理,是人工智能的核心课题之一。自然演绎推理、归结演绎推理、基于非经典逻辑的推理。
4、机器学习。使机器自己获取知识。对书本知识的学习、对客观规律的发现、对自身行为的修正。机器学习分为:机械学习、指导学习、解释学习、类比学习、示例学习、发现学习等。这些属于符号学习。另外还有神经网络学习。