人工智能导论全套课件.ppt
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IntroductionofArtificialIntelligence人工智能导论人工智能导论教材:
教材:
王万良王万良人工智能导论人工智能导论(第(第3版)版)高等教育出版社,高等教育出版社,2011.2第第1章章绪论绪论教材:
教材:
王万良王万良人工智能导论人工智能导论(第(第3版)版)高等教育出版社,高等教育出版社,2011.2人工智能导论人工智能导论2第1章绪论o1956年年正正式式提提出出人人工工智智能能(artificialintelligence,AI)这这个个术术语语并并把把它它作作为为一一门门新新兴兴科学的名称。
科学的名称。
o20世纪三大科学技术成就:
世纪三大科学技术成就:
空间技术空间技术原子能技术原子能技术人工智能人工智能3第1章绪论o1.1人工智能的基本概念人工智能的基本概念o1.2人工智能的发展简史人工智能的发展简史o1.3人工智能研究的基本内容人工智能研究的基本内容o1.4人工智能的主要研究领域人工智能的主要研究领域4第1章绪论1.1人工智能的基本概念人工智能的基本概念o1.2人工智能的发展简史人工智能的发展简史o1.3人工智能研究的基本内容人工智能研究的基本内容o1.4人工智能的主要研究领域人工智能的主要研究领域51.1.1智能的概念自然界四大奥秘:
物质的本质、宇宙的起源、生命的本自然界四大奥秘:
物质的本质、宇宙的起源、生命的本质、智能的发生。
质、智能的发生。
对智能还没有确切的定义,主要流派有:
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)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)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)进化理论:
用控制取代知识的表示控制取代知识的表示智能是智能是知识知识与与智力智力的总和的总和知识是一切智能行为的基础知识是一切智能行为的基础获获取取知知识识并并应应用用知知识识求求解解问问题题的能力的能力61.感知能力:
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。
1.1.2智能的特征存存储储由由感感知知器器官官感感知知到到的的外外部部信信息息以以及及由由思思维维所产生的知识所产生的知识对记忆的信息进行处理对记忆的信息进行处理2.记忆与思维能力记忆与思维能力7
(1)逻辑思维(抽象思维)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。
1.1.2智能的特征
(2)形象思维(直感思维)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。
84.行为能力(行为能力(表达能力)表达能力)1.1.2智能的特征(3)顿悟思维(灵感思维)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。
人们的感知能力:
用于信息的输入。
行为能力:
信息的输出。
9o人工智能人工智能:
用人工的方法在机器(计算机)上实现的智能;或者说是人们使机器具有类似于人的智能。
1.1.3人工智能人人工工智智能能学学科科:
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。
图图灵灵测测试试:
1950年图灵发表的计算机与智能中设计了一个测试,用以说明人工智能的概念。
智者询问者10第1章绪论o1.1人工智能的基本概念人工智能的基本概念1.2人工智能的发展简史人工智能的发展简史o1.3人工智能研究的基本内容人工智能研究的基本内容o1.4人工智能的主要研究领域人工智能的主要研究领域111.2人工智能的发展简史1.2.1孕育(孕育(1956年之前)年之前)公元前,亚里斯多德(Aristotle):
三段论培根(F.Bacon):
归纳法莱布尼茨(G.W.Leibnitz):
万能符号、推理计算布尔(G.Boole):
用符号语言描述思维活动的基本推理法则1936年,图灵:
图灵机1943年,麦克洛奇(W.McCulloch)、匹兹(W.Pitts):
MP模型121.2人工智能的发展简史1.2.1孕育(孕育(1956年之前)年之前)美美国国爱爱荷荷华华州州立立大大学学的的阿阿塔塔纳纳索索夫夫教教授授和和他他的的研研究究生生贝贝瑞瑞在在1937年年至至1941年年间间开开发发的的世世界界上上第第一一台台电电子子计计算算机机“阿阿塔塔纳纳索索夫夫贝贝瑞瑞计计算算机机(Atanasoff-BerryComputer,ABC)”为人工智能的研究奠定了物质基础。
为人工智能的研究奠定了物质基础。
131.2.2形成(1956年1969年)o1956年年夏夏,当当时时美美国国达达特特茅茅斯斯大大学学数数学学助助教教、现现任任斯斯坦坦福福大大学学教教授授麦麦卡卡锡锡和和哈哈佛佛大大学学数数学学和和神神经经学学家家、现现任任MIT教教授授明明斯斯基基、IBM公公司司信信息息研研究究中中心心负负责责人人洛洛切切斯斯特特、贝贝尔尔实实验验室室信信息息部部数数学学研研究究员员香香农农共共同同发发起起,邀邀请请普普林林斯斯顿顿大大学学莫莫尔尔和和IBM公公司司塞塞缪缪尔尔、MIT的的塞塞尔尔夫夫里里奇奇和和索索罗罗莫莫夫夫以以及及兰兰德德公公司司和和卡卡内内基基梅梅隆隆大大学学的的纽纽厄厄尔尔、西西蒙蒙等等10名名年年轻轻学学者者在在达达特莫斯大学召开了两个月的学术研讨会,讨论机器智能问题。
特莫斯大学召开了两个月的学术研讨会,讨论机器智能问题。
o会会上上经经麦麦卡卡锡锡提提议议正正式式采采用用“人人工工智智能能”这这一一术术语语,标标志志着着人工智能学科正式诞生。
麦卡锡因而被称为人工智能之父。
人工智能学科正式诞生。
麦卡锡因而被称为人工智能之父。
o此此后后,美美国国形形成成了了多多个个人人工工智智能能研研究究组组织织,如如纽纽厄厄尔尔和和西西蒙蒙的的CarnegieRAND协协作作组组,明明斯斯基基和和麦麦卡卡锡锡的的MIT研研究究组组,塞缪尔的塞缪尔的IBM工程研究组等。
工程研究组等。
141.2.2形成(1956年1969年)o1956年以后,人工智能的研究在机器学习、定理证明、模式识别、问题求解、专家系统及人工智能语言等方面都取得了许多引人瞩目的成就。
o1969年,成立了国际人工智能联合会议(InternationalJointConferencesonArtificialIntelligence,IJCAI)。
o1970年,创刊了国际性的人工智能杂志(ArtificialIntelligence)。
151.2.3发展(1970年)o20世世纪纪60年年代代末末,人人工工智智能能研研究究遇遇到到困困难难,如如机机器器翻翻译译。
1966年年美美国国顾顾问问委委员员会会的的报报告告裁裁定定:
还还不不存存在在通通用用的的科科学学文文本本机机器器翻翻译译,也也没没有有很很近近的的实实现现前前景景。
英英国国、美美国国中中断断了了大大部分机器翻译项目的资助。
部分机器翻译项目的资助。
o1977年年,费费根根鲍鲍姆姆在在第第五五届届国国际际人人工工智智能能联联合合会会议议上上提提出出了了“知识工程知识工程”概念,推动了知识为中心的研究。
概念,推动了知识为中心的研究。
o1981年年,日日本本宣宣布布第第五五代代计计算算机机发发展展计计划划,并并在在1991年年展展出出了研制的了研制的PSI3智能工作站和由智能工作站和由PSI3构成的模型机系统。
构成的模型机系统。
o我我国国自自1978年年开开始始把把“智智能能模模拟拟”作作为为国国家家科科学学技技术术发发展展规规划的主要研究课题。
划的主要研究课题。
1981年成立了中国人工智能学会年成立了中国人工智能学会。
o现现在在,人人工工智智能能已已经经成成为为计计算算机机、航航空空航航天天、军军事事装装备备、工工业等众多领域的关键技术。
业等众多领域的关键技术。
16第1章绪论o1.1人工智能的基本概念人工智能的基本概念o1.2人工智能的发展简史人工智能的发展简史1.3人工智能研究的基本内容人工智能研究的基本内容o1.4人工智能的主要研究领域人工智能的主要研究领域171.3人工智能研究的基本内容1.知识表示知识表示知识表示知识表示:
将人类知识形式化或者模型化。
知识表示方法知识表示方法:
符号表示法、连接机制表示法。
符符号号表表示示法法:
用各种包含具体含义的符号,以各种不同的方式和顺序组合起来表示知识的一类方法。
例如,一阶谓词逻辑、产生式等。
连连接接机机制制表表示示法法:
把各种物理对象以不同的方式及顺序连接起来,并在其间互相传递及加工各种包含具体意义的信息,以此来表示相关的概念及知识。
例如,神经网络等。
182.机器感知机器感知2.机器感知机器感知o机器感知:
使机器(计算机)具有类似于人的感知能力。
以机器视觉(machinevision)与机器听觉为主。
1.3人工智能研究的基本内容3.机器思维机器思维o机器思维:
对通过感知得来的外部信息及机器内部的各种工作信息进行有目的的处理。
192.机器感知机器感知4.机器学习机器学习o机器学习(machinelearning):
研究如何使计算机具有类似于人的学习能力,使它能通过学习自动地获取知识。
1957年,Rosenblatt研制成功了感知机。
1.3人工智能研究的基本内容5.机器行为机器行为o机器行为:
计算机的表达能力,即“说”、“写”、“画”等能力。
20第1章绪论o1.1人工智能的基本概念人工智能的基本概念o1.2人工智能的发展简史人工智能的发展简史o1.3人工智能研究的基本内容人工智能研究的基本内容1.4人工智能的主要研究领域人工智能的主要研究领域211.4人工智能的主要研究领域1.自动定理证明自动定理证明o定理证明的实质是证明由前提P得到结论Q的永真性。
o1958年,王浩证明了有关命题演算的全部定理(220条)、谓词演算中150条定理的85%。
o1965年鲁宾逊(Robinson)提出了归结原理,使机器定理证明成为现实。
o我国著名数学家、中国科学院吴文俊院士把几何代数化,建立了一套机器证明方法,被称为“吴方法”。
221.4人工智能的主要研究领域2.博弈博弈o下棋、打牌、战争等一类竞争性的智能活动。
o1956年,塞缪尔研制出跳棋程序。
o1991年8月,IBM公司研制的DeepThought2计算机系统与澳大利亚象棋冠军约翰森(D.Johansen)举行了一场人机对抗赛,以1:
1平局告终。
o1996年2月10日至17日,IBM公司的“深蓝”计算机系统与卡斯帕罗夫进行了六局比赛,以3.5比2.5的总比分赢得这场世人瞩目的“人机大战”的胜利。
231.4人工智能的主要研究领域2.博弈博弈o2004年6月8日,中国首届国际象棋人机对弈开战。
国际象棋特级大师诸宸与“紫光之星”笔记本电脑对阵。
诸宸在最后关头被电脑抓住破绽,先负一局。
4天后诸宸灵活变阵,但再负一局。
24o2007年台北国际发明暨技术交易展览上,第三代智能机器人DOC现场表演下棋。
1.4人工智能的主要研究领域251.4人工智能的主要研究领域模式识别(patternrecognition):
研究对象描述和分类方法的学科。
分析和识别的模式可以是信号、图象或者普通数据。
文字识别:
邮政编码、车牌识别、汉字识别。
人脸识别:
反恐、商业。
物体识别:
导弹、机器人。
3.模式识别模式识别261.4人工智能的主要研究领域4.机器视觉机器视觉o机器视觉(machinevision)或计算机视觉(computervision)是用机器代替人眼睛进行测量和判断。
o机器视觉系统是指通过图像摄取装置将被摄取的目标转换成
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