第1章人工智能及其发展
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《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。
第1章 人工智能概述
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。
第1章 人工智能概述
1.2.3 行为模拟，控制进化
除了上述两种研究途径和方法外，还有一种基于感 知-行为模型的研究途径和方法。我们称其为行为模拟法。 这种方法是模拟人在控制过程中的智能活动和行为特性， 如自寻优、自适应、自学习、自组织等，来研究和实现 人工智能。基于这一方法研究人工智能的典型代表要算 MIT的R.Brooks教授，他研制的六足行走机器人 ( 亦称为 人造昆虫或机器虫)，曾引起人工智能界的轰动。这个机 器虫可以看作是新一代的“控制论动物”，它具有一定 的适应能力，是一个运用行为模拟即控制进化方法研究 人工智能的代表作。
第1章 人工智能概述
2. 计算智能
计算智能是以数据为基础，通过数值计算进行问 题求解而实现的智能。计算智能研究的主要内容包括 人工神经网络、进化计算(包括遗传算法、遗传程序设 计、进化规划、进化策略等)、模糊技术以及人工生命 等。计算智能主要模拟自然智能系统，研究其数学模 型和相关算法，并实现人工智能。计算智能是当前人 工智能学科中一个十分活跃的分支领域。
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，
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
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。
第1章 人工智能概述
1.2.3 行为模拟，控制进化
除了上述两种研究途径和方法外，还有一种基于感 知-行为模型的研究途径和方法。我们称其为行为模拟法。 这种方法是模拟人在控制过程中的智能活动和行为特性， 如自寻优、自适应、自学习、自组织等，来研究和实现 人工智能。基于这一方法研究人工智能的典型代表要算 MIT的R.Brooks教授，他研制的六足行走机器人 ( 亦称为 人造昆虫或机器虫)，曾引起人工智能界的轰动。这个机 器虫可以看作是新一代的“控制论动物”，它具有一定 的适应能力，是一个运用行为模拟即控制进化方法研究 人工智能的代表作。
第1章 人工智能概述
2. 计算智能
计算智能是以数据为基础，通过数值计算进行问 题求解而实现的智能。计算智能研究的主要内容包括 人工神经网络、进化计算(包括遗传算法、遗传程序设 计、进化规划、进化策略等)、模糊技术以及人工生命 等。计算智能主要模拟自然智能系统，研究其数学模 型和相关算法，并实现人工智能。计算智能是当前人 工智能学科中一个十分活跃的分支领域。
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，
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
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。
《人工智能基础与应用》1-人工智能概述
PaddlePaddle的设计也使其易于部署。
（3）稳定性。
PaddlePaddle使利用各种CPU、 GPU和机器来加速的训练变得简单。 PaddlePaddle通过优化通信可以实 现巨大的吞吐量，并可以快速执行。
内容 导航
CONTENTS
了解人工智能 了解深度学习
第1章 人工智能概述
20
人工智能发展现状 人工智能机器学习框架
1.1 了解人工智能
4．无人驾驶
第汽车是智能汽车的一种，也称为轮式移 动机器人，主要依靠车内以计算机系统为主的智能驾驶仪来实现无人驾驶的目的”。
➢ 无人驾驶汽车是一项集合了自动控制、人工智能、传感器技术等多项技术的高度发展的产 物。
➢ 在实际应用中，人工智能在语音识别、语音合成上取得了非常瞩目的结果。 ➢ 人工智能已经被运用于农业上，2017年，蓝河公司（BlueRiver）的喷药机器人开始使用计算机视觉来识别需要肥料的植物。 ➢ 在医学上，谷歌大脑与Alphabet旗下子公司Verily联合开发了一款能用来诊断乳腺癌的人工智能产品。 ➢ 在电商领域，阿里的人工智能系统“鲁班”在2017年的“双十一”网络促销日期间，根据用户行为和偏好，智能地为手机淘宝自动
➢ 在2012年的大规模视觉识别挑战赛（ImageNet Large Scale Visual Recognition Challenge， ILSVRC）中，辛顿（Hinton）和他的学生克里泽夫斯基（Alex Krizhevsky）设计的深度学习网 络AlexNet获得了冠军；
➢ 到2015年，深度学习在图像分类方面的错误率已经低于人工标注的错误率；现在，深度学习被广 泛应用于各个方向并取得了非常好的和工程师开发，有着全面、准确 的中文使用文档，为国内的开发者建立了友好的生态环境。
人工智能技术应用导论 第1章 人工智能概述
01 人工智能发展现状
1.2021年，根据统计数据评分，全球人工智能排名
01 人工智能发展现状
2.人工智能企业城市分布
01 人工智能发展现状
3.我国人工智能发展三步战略
① 第一步，到2020年人工智能总体技术和应用与世界先进水平 同步
② 第二步，到2025年人工智能基础理论实现重大突破，部分技 术与应用达到世界领先水平
03 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ然语言处理
03 自然语言处理
自然语言处理面临四大挑战： 一是在词法、句法、语义、语用和语音等不同层面存在不确定性； 二是新的词汇、术语、语义和语法导致未知语言现象的不可预测性； 三是数据资源的不充分使其难以覆盖复杂的语言现象； 四是语义知识的模糊性和错综复杂的关联性难以用简单的数学模型描 述，语义计算需要参数庞大的非线性计算
3）产业智能互联
产业互联网实现了产业链各环节的数据打通。人工智能的应用将从企业内部智能 化延伸到产业智能化。
03 人们对人工智能发展的担忧
1）绝大多数人相信富人会从人工智能中获益，而近一半的人预计穷人会受到伤 害。
2）近一半受访者预计人工智能生成的“深度伪造（Deepfake）”音频和视频将削 弱公众对真实事物的信任。
05 计算机视觉
计算机视觉Computer Vision：是一门研究如何使机器“看”的科学，更进一步 的说，就是指用摄影机和电脑代替人眼对目标进行识别、跟踪和测量等机器视 觉，并进一步做图形处理，使电脑处理成为更适合人眼观察或传送给仪器检测的 图像。
06 生物特征识别
① 生物特征识别技术是指通过个体生理特征或行为特征对个体身份进行识别认证 的技术。从应用流程看，生物特征识别通常分为注册和识别两个阶段。
第一章人工智能绪论
28
14
第一章 人工智 研究的核心课题
1、 知识的模型化及其表示； 2、知识的组织、积累和管理； 3、知识的推理与问题的求解； 4、启发式搜索及其控制策略； 5、神经网络、人脑的结构及其工作原理； 6、人工智能系统及其开发语言。
15
第一章 人工智能绪论
23
第一章 人工智能绪论
概念及发展 学科范畴 研究目标、途径及领域
➢ 1.3.3 研究的领域
3、 模式识别 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。
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
➢ 1.1.1 基本概念
2. 人工智能（ “Artificial Intelligence”，AI ） 顾名思义，用人工的方法在计算机上模拟人类的智能，
或人工智能就是人造智能。
定义：人工智能是一门研究如何构造智能计算机，使它 能模拟、延伸、扩展人类智能的学科。即具体来讲，就是要 使计算机具有看、听、说、写等感知和交互功能，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。简言之，也就是使计算机像人一样
概念及发展 学科范畴 研究目标、途径及领域
➢ 1.1.1 基本概念
1、智能：就是在巨大的搜索空间中迅速找到一个满意解的能 力。即是知识和智力的总和。 智能的特征： （1） 感知能力； （2） 记忆与思维能力； （3） 学习能力及自适应能力； （4） 行为能力。
人工智能原理第1章人工智能概述.ppt课件
第1章 人工智能概述
本章内容
1.1 关于人工智能的定义 1.2 人工智能的基础 1.3 人工智能简史 1.4 智能体与环境 1.5 智能体结构 小结
参考书目
附录 和人工智能相关的社会伦理问题
第1章 人工智能概述
1.1 关于人工智能的定义
智能体 对AI的4种不同定义 类人行动/类人思考/理性思维/理性行动
25
第1章 人工智能概述
数学的贡献(1)
• 数学(800~现在)贡献的思想:
• 什么是抽取合理结论的形式化规则? • 什么可以被计算? • 如何用不确定的知识进行推理?
• AI成为一门规范科学要求在三个基础领 域完成一定程度的数学形式化:
• 逻辑、计算、概率
26
第1章 人工智能概述
数学的贡献(2)
• Alfred Tarski(塔斯基)引入了一种参考理论, 可以把逻辑对象与现实世界对象联系起来
27
第1章 人工智能概述
数学的贡献(3)
• 问题1结论: 形式化规则=命题逻辑和一 阶谓词逻辑
• 问题2：什么可以计算？
• 可以被计算, 就是要找到一个算法 • 算法本身的研究可回溯至9世纪波斯数学家
控制论/语言学
第1章 人工智能概述
对人工智能有贡献的学科
• 哪些学科、哪些思想和哪些人物给予AI以贡献? • 哲学(BC428~现在) • 数学(800~现在) • 经济学(1776~现在) • 神经科学(1861~现在) • 心理学(1879~现在) • 计算机工程(1940~现在) • 控制论(1948~现在) • 语言学(1957~现在)
11
第1章 人工智能概述
4种不同定义的方法(5)
• 理性地行动: 理性智能体方法 • 计算机智能体应该有别于“简单的”程序: 具
本章内容
1.1 关于人工智能的定义 1.2 人工智能的基础 1.3 人工智能简史 1.4 智能体与环境 1.5 智能体结构 小结
参考书目
附录 和人工智能相关的社会伦理问题
第1章 人工智能概述
1.1 关于人工智能的定义
智能体 对AI的4种不同定义 类人行动/类人思考/理性思维/理性行动
25
第1章 人工智能概述
数学的贡献(1)
• 数学(800~现在)贡献的思想:
• 什么是抽取合理结论的形式化规则? • 什么可以被计算? • 如何用不确定的知识进行推理?
• AI成为一门规范科学要求在三个基础领 域完成一定程度的数学形式化:
• 逻辑、计算、概率
26
第1章 人工智能概述
数学的贡献(2)
• Alfred Tarski(塔斯基)引入了一种参考理论, 可以把逻辑对象与现实世界对象联系起来
27
第1章 人工智能概述
数学的贡献(3)
• 问题1结论: 形式化规则=命题逻辑和一 阶谓词逻辑
• 问题2：什么可以计算？
• 可以被计算, 就是要找到一个算法 • 算法本身的研究可回溯至9世纪波斯数学家
控制论/语言学
第1章 人工智能概述
对人工智能有贡献的学科
• 哪些学科、哪些思想和哪些人物给予AI以贡献? • 哲学(BC428~现在) • 数学(800~现在) • 经济学(1776~现在) • 神经科学(1861~现在) • 心理学(1879~现在) • 计算机工程(1940~现在) • 控制论(1948~现在) • 语言学(1957~现在)
11
第1章 人工智能概述
4种不同定义的方法(5)
• 理性地行动: 理性智能体方法 • 计算机智能体应该有别于“简单的”程序: 具
人工智能导论 第1章 人工智能概述
第1章 人工智能概述
导入案例 手机中的人工智能
图像识别：运用手机软件、识图应用小程序或
手机度等浏览器，均可实现图像识别功能。
语音识别：很多手机都自带语音助手功能，比如
语音助手。语音助手可以使手机变成一个智能机 器人，可地点、任意语言的无障碍自由沟通。
弱人工智能是指不能真正实现推理和解决问题的智能机器， 这些机器表面看像是智能的，但是并不真正拥有智能，也不会 有自主意识。弱人工智能是擅长于单个方面能力的人工智能。
1.1.2人工智能的分类
2）强人工智能
强人工智能是指真正能思维的智能机器，并且认为这样的机器是有知觉的 和自我意识的，这类机器可分为类人与非类人两大类。
经过实验，图灵得出机器是具有一定思维的
图灵机
图灵机（Turing machine，TM）是图灵在1936年 提出的，它是一种精确的通用计算机模型
图灵机就是一个抽象的机器，
它有一条无限长的纸带，纸带分成了一个一个的小方 格，每个方格有不同的颜色。有一个机器头在纸带上 移来移去。机器头有一组内部状态，还有一些固定的 程序。在每个时刻，机器头都要从当前纸带上读入一 个方格信息，然后结合自己的内部状态查找程序表， 根据程序输出信息到纸带方格上，并转换自己的内部 状态，然后进行移动。
自从诞生以来，人工智能的理论和技术日益成熟，应用领域也不断扩大，可 以预期，人工智能所带来的科技产品将会是人类智慧的“容器”，因此，人工 智能是一门极富挑战性的学科。
1.1.2 人工智能的分类
1.按照实现“智能”的方式分类
1）计算智能
指计算能力和存储能力超强的智能。如人工神经网络的出现。使得机器能够更高效，更快速的 处理海量的数据，机器能够像人类一样进行计算的智能。AlphaGo是其中的典型代表。
导入案例 手机中的人工智能
图像识别：运用手机软件、识图应用小程序或
手机度等浏览器，均可实现图像识别功能。
语音识别：很多手机都自带语音助手功能，比如
语音助手。语音助手可以使手机变成一个智能机 器人，可地点、任意语言的无障碍自由沟通。
弱人工智能是指不能真正实现推理和解决问题的智能机器， 这些机器表面看像是智能的，但是并不真正拥有智能，也不会 有自主意识。弱人工智能是擅长于单个方面能力的人工智能。
1.1.2人工智能的分类
2）强人工智能
强人工智能是指真正能思维的智能机器，并且认为这样的机器是有知觉的 和自我意识的，这类机器可分为类人与非类人两大类。
经过实验，图灵得出机器是具有一定思维的
图灵机
图灵机（Turing machine，TM）是图灵在1936年 提出的，它是一种精确的通用计算机模型
图灵机就是一个抽象的机器，
它有一条无限长的纸带，纸带分成了一个一个的小方 格，每个方格有不同的颜色。有一个机器头在纸带上 移来移去。机器头有一组内部状态，还有一些固定的 程序。在每个时刻，机器头都要从当前纸带上读入一 个方格信息，然后结合自己的内部状态查找程序表， 根据程序输出信息到纸带方格上，并转换自己的内部 状态，然后进行移动。
自从诞生以来，人工智能的理论和技术日益成熟，应用领域也不断扩大，可 以预期，人工智能所带来的科技产品将会是人类智慧的“容器”，因此，人工 智能是一门极富挑战性的学科。
1.1.2 人工智能的分类
1.按照实现“智能”的方式分类
1）计算智能
指计算能力和存储能力超强的智能。如人工神经网络的出现。使得机器能够更高效，更快速的 处理海量的数据，机器能够像人类一样进行计算的智能。AlphaGo是其中的典型代表。
人工智能及其应用PPT课件
3）1948年美数学家创立了控制论
4）1948年美数学家创立了信息论
5）同期美籍奥地利生物学Badenlofe建立了系统论
2、人工智能的发展史-孕育期（1956年前）
物质基础
1）1946年美数学家莫克利发明了世界上第一台通用电子 计算机ENIAC(Electronic Numerical Integrator and Calculator)
1、外显率(P):反映搜索过程中，从初始结点
向目标结点进行时搜索区域的宽度。
定义：P=L/T
L : 从初始结点到达目标的路径长度 T : 整个搜索过程中所生成的结点总数（不包括 初始结点）
不同搜索策略搜索效率的衡量指标
2、有效分枝因数(B):表示每个有效结点平均
生成的子结点数目。
定义：B+B2+B3+…+BL=T
第二节 搜索策略
盲目的图搜索策略：盲目的、无信息引导的搜索 2、深度优先搜索：从根节点开始，首先扩展最新产生的
节点，即沿着搜索树的深度方向发展， 直到没有后继节点再返回。
0
1
7
2 46
8
11
3
5
9 10
特点：不完备的搜索。有时会陷入“死胡同”，可进行“界”的
限制
第二节 搜索策略
启发式的图搜索策略：有信息引导的搜索 启发信息：特定问题领域的信息能有效引导搜索，使搜索简化。 启发信息的作用： 1、用它来决定下一步先扩展哪一个节点，不是盲目、随意地扩展
扩展节点
nsm
第二节 搜索策略
搜索策略：指在搜索过程中如何选择扩展节点的次序问题。 回溯策略 图搜索策略： 盲目的图搜索 启发式搜索
第二节 搜索策略
第1章人工智能概述1.1人工智能基础-高中教学同步《信息技术-人工智能初步》(教案)
准备多媒体教学材料，如人工智能相关的历史照片、现代人工智能应用案例的视频、动画演示等。
教学内容规划
设计教学流程和时间分配，确保每个教学环节（如讲授、互动讨论、案例分析）都有充足的时间。
制定详细的教学大纲，明确每个部分的教学内容和重点。
互动和讨论准备
准备课堂讨论的问题和主题，如人工智能定义的多样性、人工智能对生活和工作的影响等。
跟随教师讲解，理解人工智能的基本特征，并思考这些特征在实际应用中的体现。
参与讨论，发表自己对人工智能模拟和扩展人的智能的看法。
通过呈现不同定义，帮助学生全面了解人工智能的概念。
讲解基本特征，深化学生对人工智能的理解。
通过讨论，培养学生的思考能力和表达能力。
活动三：
调动思维
探究新知
案例分析：分析一些具体的人工智能应用案例，如智能家居、医疗诊断等，展示人工智能如何改变生活和工作方式。
在介绍人工智能的基本特征时，我采用了教材内容与实际案例相结合的方式，帮助学生更好地把握这些抽象的概念。通过实例，如自动化的个性化推荐系统等，学生们能够更清楚地看到人工智能技术是如何在现实生活中被应用的。然而，我也发现这部分内容的深度与学生的预备知识之间存在一定的差距，一些学生在理解“如何通过数据的采集、加工、处理来形成有价值的信息流和知识模型”时遇到了困难。因此，在未来的教学中，我计划增加更多具体示例，并可能引入一些基础的数据科学概念，以帮助学生构建起更扎实的基础。
《信息技术-人工智能初步》教案
课题
第1章人工智能概述1.1人工智能基础
课型
班课
课时
1
授课班级
高一1班
学习目标
理解人工智能的定义及其重要性。
学生能够描述人工智能的发展历程，包括其在信息技术、互联网等领域的应用。
教学内容规划
设计教学流程和时间分配，确保每个教学环节（如讲授、互动讨论、案例分析）都有充足的时间。
制定详细的教学大纲，明确每个部分的教学内容和重点。
互动和讨论准备
准备课堂讨论的问题和主题，如人工智能定义的多样性、人工智能对生活和工作的影响等。
跟随教师讲解，理解人工智能的基本特征，并思考这些特征在实际应用中的体现。
参与讨论，发表自己对人工智能模拟和扩展人的智能的看法。
通过呈现不同定义，帮助学生全面了解人工智能的概念。
讲解基本特征，深化学生对人工智能的理解。
通过讨论，培养学生的思考能力和表达能力。
活动三：
调动思维
探究新知
案例分析：分析一些具体的人工智能应用案例，如智能家居、医疗诊断等，展示人工智能如何改变生活和工作方式。
在介绍人工智能的基本特征时，我采用了教材内容与实际案例相结合的方式，帮助学生更好地把握这些抽象的概念。通过实例，如自动化的个性化推荐系统等，学生们能够更清楚地看到人工智能技术是如何在现实生活中被应用的。然而，我也发现这部分内容的深度与学生的预备知识之间存在一定的差距，一些学生在理解“如何通过数据的采集、加工、处理来形成有价值的信息流和知识模型”时遇到了困难。因此，在未来的教学中，我计划增加更多具体示例，并可能引入一些基础的数据科学概念，以帮助学生构建起更扎实的基础。
《信息技术-人工智能初步》教案
课题
第1章人工智能概述1.1人工智能基础
课型
班课
课时
1
授课班级
高一1班
学习目标
理解人工智能的定义及其重要性。
学生能够描述人工智能的发展历程，包括其在信息技术、互联网等领域的应用。
人工智能原理-第1章概述
人工智能原理第一章概述人工智能及发展研究基础内容研究领域本学期内容和要求人工智能（Artificial Intelligence AI)人工智能：研究如何在机器上实现人类智能的学科。
20世纪的三大科学成就：人工智能、空间技术、原子能技术21世纪的三大科学前沿：人工智能、空间技术、生物技术不同定义：（1）人工智能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。
（能力）（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.（学科）3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（Haugeland,1985）。
定义4 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（Bellman,1978）。
定义5 人工智能是用计算模型研究智力行为（Charniak和McDermott,1985）。
定义6 人工智能是研究那些使理解、推理和行为成为可能的计算（Winston,1992）。
定义7 人工智能是一种能够执行需要人的智能的创造性机器的技术（Kurzwell,1990）。
定义8 人工智能研究如何使计算机做事让人过得更好（Rick和Knight,1991）。
定义9 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（Schalkoff,1990）。
定义10 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（Luger和Stubblefield,1993）。
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。
第1章-人工智能概述PPT课件
⑥ 人工智能研究如何使计算机做事让人过得更好（Rick和 Knight,1991）
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（Schalkoff,1990）
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（Luger和Stubblefield,1993）
8种定义的比较
• 哲学（公元前428年—现在） • 数学（约800年—现在） • 经济学（1776年—现在） • 神经科学（1861年—现在） • 心理学（1879年—现在） • 计算机工程（1940年—现在） • 控制论（1948年—现在） • 语言学（1957年—现在）
• 中文屋子假设是说: 有一台计算机阅读了一段故事并且能 正确回答相关问题, 这样这台计算就通过了图灵测试。
• 而西尔勒设想将这段故事和问题改用中文描述(因为他本人不懂中文 ), 然后将自己封闭在一个屋子里, 代替计算机阅读这段故事并且回 答相关问题。描述这段故事和问题的一连串中文符号只能通过一个很 小的缝隙被送到屋子里。 西尔勒则完全按照原先计算机程序的处理 方式和过程(如符号匹配、查找、照抄等)对这些符号串进行操作, 然 后把得到的结果即问题答案通过小缝隙送出去。
主要内容包括: 神经计算(Neural Computation, NC)、 进化 计算(亦称演化计算, Evolutionary Computation, EC, 包括遗传 算 法 (Genetic Algorithm, GA) 、 进 化 策 略 (Evolutionary Strategies, ES)等)、免疫计算(immune computation)、 粒群算 法(Particle Swarm Algorithm, PSA)、 蚁群算法(Ant Colony Algorithm, ACA)、等。 计算智能主要研究各类优化搜索算法, 是当前人工智能学科 中一个十分活跃的分支领域。
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（Schalkoff,1990）
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（Luger和Stubblefield,1993）
8种定义的比较
• 哲学（公元前428年—现在） • 数学（约800年—现在） • 经济学（1776年—现在） • 神经科学（1861年—现在） • 心理学（1879年—现在） • 计算机工程（1940年—现在） • 控制论（1948年—现在） • 语言学（1957年—现在）
• 中文屋子假设是说: 有一台计算机阅读了一段故事并且能 正确回答相关问题, 这样这台计算就通过了图灵测试。
• 而西尔勒设想将这段故事和问题改用中文描述(因为他本人不懂中文 ), 然后将自己封闭在一个屋子里, 代替计算机阅读这段故事并且回 答相关问题。描述这段故事和问题的一连串中文符号只能通过一个很 小的缝隙被送到屋子里。 西尔勒则完全按照原先计算机程序的处理 方式和过程(如符号匹配、查找、照抄等)对这些符号串进行操作, 然 后把得到的结果即问题答案通过小缝隙送出去。
主要内容包括: 神经计算(Neural Computation, NC)、 进化 计算(亦称演化计算, Evolutionary Computation, EC, 包括遗传 算 法 (Genetic Algorithm, GA) 、 进 化 策 略 (Evolutionary Strategies, ES)等)、免疫计算(immune computation)、 粒群算 法(Particle Swarm Algorithm, PSA)、 蚁群算法(Ant Colony Algorithm, ACA)、等。 计算智能主要研究各类优化搜索算法, 是当前人工智能学科 中一个十分活跃的分支领域。
人工智能的概念
人工智能的概念引言人工智能（Artificial Intelligence）是近年来备受关注的科技热点，许多人认为人工智能是未来科技发展的重要方向。
人工智能是指机器模拟人类思维和行为的能力，包括机器学习、自然语言处理、图像识别、智能机器人等技术。
本文将首先介绍人工智能的概念及发展历程，之后对其主要技术进行分类描述，并探讨人工智能对人类的影响。
第一章人工智能概念及发展历程1.1 人工智能概念人工智能是指机器具有类似于人类的智能和思维能力，能够在人类指导下完成一系列智能任务，如自动推荐、智能问答等。
其主要技术包括机器学习、深度学习、自然语言处理等。
1.2 人工智能发展历程20世纪50年代，人工智能就已经开始研究。
那时候，科学家们致力于研发一种能够“思考”的计算机。
1956年，美国达特茅斯学院开创了人工智能研究，并制定了首个“人工智能”的概念。
在此基础上，人工智能依次经历了符号推理、专家系统、神经网络和深度学习等阶段，发展迅速。
第二章机器学习2.1 机器学习概念机器学习是指计算机或机器系统通过学习数据的方式改善性能，从而提高自主决策能力。
主要有三类机器学习方法：监督学习、无监督学习和强化学习。
2.2 监督学习监督学习是指给定输入和对应的输出数据后，计算机能够学习输入到输出的映射关系。
它包括分类和回归两个主要任务。
分类是将输入数据分为不同类别，回归是预测连续变量值。
2.3 无监督学习无监督学习是指学习数据中的内在结构，没有给定输出数据。
包括聚类、降维和关联规则等任务。
2.4 强化学习强化学习是指通过执行操作进行学习，以最大化长期期望的奖励值。
主要用于机器人控制和游戏策略等。
第三章自然语言处理3.1 自然语言处理概念自然语言处理（Natural Language Processing，NLP）是指计算机能够处理和理解人类语言的能力。
主要包括自动文本摘要、文本分类、情感分析和机器翻译等任务。
3.2 文本分类文本分类是自然语言处理中的一个主要任务，是将文本分为不同的类别。
第1章-人工智能概述
④ 人工智能是研究那些使理解、推理和行为成为可能的计算 （Winston,1992）
⑤ 人工智能是一种能够执行需要人的智能的创造性机器的技 术（Kurzwell,1990）
⑥ 人工智能研究如何使计算机做事让人过得更好（Rick和 Knight,1991）
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（Schalkoff,1990）
• 1950年，图灵（A.Turing）在《心智》杂志上发表了一篇 题为“计算机和智能”的文章，第一次提出了“机器能思 维”的观点。从此也拉开了人类史上人工智能研究的序幕 。
图灵测试
• 大家请思考图灵测试合理吗？ • 人类与计算机具有不一致的特长 • 一个通过了图灵测试的机器是否就一定具有智能呢？ 如深蓝
英国数学家、逻辑学家Boole（布尔）（1815-1864），他 初步实现了布莱尼茨的思维符号化和数学化的思想，提出 了一种崭新的代数系统--布尔代数，构成了现代计算机的 理论基础。
美籍奥地利数理逻辑学家Godel（哥德尔)(1906-1978) 证明 了一阶谓词的完备性定理: 任何包含初等数论的形式系统， 如果它是无矛盾的，那么一定是不完备的。 此定理的意义在于，人的思维形式化和机械化的某种极限， 在理论上证明了有些事是做不到的。
• 方法论不同：是唯一一个明确属于计算机科学的分支， 因而不是数学或者控制论或其他学科的分支
• AI是唯一这样的领域：它试图建造在复杂和变化的环 境中自动发挥功能的机器
1.2 人工智能的发展概况-早期成功与期望
西尔勒认为尽管计算机用这种符号处理方式也能正确回答问题, 并且 也可通过图灵测试，但仍然不能说计算机就有了智能。
1.1.3 脑智能和群智能
• 人脑由大约1011-1012个神经元组成的一个复杂的、动态的 巨系统，人脑的智能表现可以辨识出来，如学习、发现、 创造等能力。而这些智能表现的发生过程都是在心理层面 上可见的，即以某种心理活动和思维过程表现的。
⑤ 人工智能是一种能够执行需要人的智能的创造性机器的技 术（Kurzwell,1990）
⑥ 人工智能研究如何使计算机做事让人过得更好（Rick和 Knight,1991）
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（Schalkoff,1990）
• 1950年，图灵（A.Turing）在《心智》杂志上发表了一篇 题为“计算机和智能”的文章，第一次提出了“机器能思 维”的观点。从此也拉开了人类史上人工智能研究的序幕 。
图灵测试
• 大家请思考图灵测试合理吗？ • 人类与计算机具有不一致的特长 • 一个通过了图灵测试的机器是否就一定具有智能呢？ 如深蓝
英国数学家、逻辑学家Boole（布尔）（1815-1864），他 初步实现了布莱尼茨的思维符号化和数学化的思想，提出 了一种崭新的代数系统--布尔代数，构成了现代计算机的 理论基础。
美籍奥地利数理逻辑学家Godel（哥德尔)(1906-1978) 证明 了一阶谓词的完备性定理: 任何包含初等数论的形式系统， 如果它是无矛盾的，那么一定是不完备的。 此定理的意义在于，人的思维形式化和机械化的某种极限， 在理论上证明了有些事是做不到的。
• 方法论不同：是唯一一个明确属于计算机科学的分支， 因而不是数学或者控制论或其他学科的分支
• AI是唯一这样的领域：它试图建造在复杂和变化的环 境中自动发挥功能的机器
1.2 人工智能的发展概况-早期成功与期望
西尔勒认为尽管计算机用这种符号处理方式也能正确回答问题, 并且 也可通过图灵测试，但仍然不能说计算机就有了智能。
1.1.3 脑智能和群智能
• 人脑由大约1011-1012个神经元组成的一个复杂的、动态的 巨系统，人脑的智能表现可以辨识出来，如学习、发现、 创造等能力。而这些智能表现的发生过程都是在心理层面 上可见的，即以某种心理活动和思维过程表现的。
第一章 人工智能课程及其发展
引言
何谓“复杂工作”？不同的时代、不同的 人会有不同的理解。例如，繁重的科学和工程 计算本来是要人脑来承担的, 而现代计算机不 但能完成这种计算, 而且比人脑做得更快、更 准确。当代人已不再把这种计算看作是“需要 人类智能才能完成的复杂任务”。 复杂工作的定义是随着时代的发展和技术 的进步而变化的, 人工智能这门科学的具体目 标也自然随着时代的变化而发展。它一方面不 断获得新的进展, 一方面又转向更有意义、更 加困难的目标。
知识表示
知识表示是人工智能的基本问题之一， 推理和搜索都与表示方法密切相关。常用 的知识表示方法有：逻辑表示法、产生式 表示法、语义网络表示法和框架表示法等。 常识的表示受到人们的关注。已提出多 种方法，如非单调推理、定性推理，从不 同角度来表达常识和处理常识。
自动推理和搜索方法
问题求解中的自动推理是知识的使用过程， 由于存在多种知识表示方法，相应地有多种推 理方法。 推理过程一般可分为演绎推理和非演绎推理。 谓词逻辑是演绎推理的基础。结构化表示下的 继承性推理是非演绎性的。 由于知识处理的需要，近几年来提出了多种 非演泽的推理方法，如连接机制推理、类比推 理、基于示例的推理、反绎推理和受限推理等。
我们希望通过形象直观的表述，让学生对人 工智能的概念有一个初步的了解，同时对人 工智能的应用成果有所知晓。 内容的安排 1. 介绍知识及其表示，因为这是在计算机上 实现“智能”必须面临的一步。 2. 介绍Prolog入门，这是一种人工智能语言， 通过学习，学生们可以知了解在机器上实现 智能的工具，并初步知道如何使用它，这样 的安排也许可以引起他们在学习的过程中动 手的兴趣。
智能化的发展
智能系统除了别的系统具有的功能以外， 还具有智能。具有智能的机器，可以帮助 人做更多、更好、更复杂、更重要的事情。 一切有理想、有抱负的民族和个人都可以 在这样一个充满梦想、机会和创新的事业 中大显身手。
第1章人工智能概述ppt-第1章人工智能概述
18页
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。
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。
10页
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。
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。
19页
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。
14页
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。
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。
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。
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。
19页
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。
14页
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。
人工智能的诞生和发展
• Humans are good at solving complex problems • Humans are good at solving ill-defined problems • Many of these tasks are computationally very difficult or even
理性思维系统
类人行为方法
理性行为系统
Artificial Intelligence
Introduction: 9
© Graduate University , Chinese academy of Sciences.
类人行为方法
• Kurzwell提出人工智能认为人工智能是一门技术， 它创造出够完成一定任务的机器，而当我们人类对 这些任务进行处理的时候，需要一定的智能。
Introduction: 18
© Graduate University , Chinese academy of Sciences.
人工智能的诞生和发展（1）
AI的诞生
–人们对“数据世界”的需求进而发展到对 “知识世界”的需求而产生的。
–为了寻求试探性的搜索，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
• 会议上，科学家们运用数理逻辑和计算机的成果，提供关于形式化计算和 处理的理论，模拟人类某些智能行为的基本方法和技术，构造具有一定智 能的人工系统，让计算机去完成需要人的智力才能胜任的工作。
• 在Dartmouth夏季讨论会上，约翰·麦卡锡提议用人工智能（artificial intelligence）作为这一交叉学科的名称，标志着人工智能学科的诞生， 具有十分重要的意义。
一个系统如果能根据它所知的信息(知识、时间、资 源等)能够做出最好的决策，这就是理性的
理性思维系统
类人行为方法
理性行为系统
Artificial Intelligence
Introduction: 9
© Graduate University , Chinese academy of Sciences.
类人行为方法
• Kurzwell提出人工智能认为人工智能是一门技术， 它创造出够完成一定任务的机器，而当我们人类对 这些任务进行处理的时候，需要一定的智能。
Introduction: 18
© Graduate University , Chinese academy of Sciences.
人工智能的诞生和发展（1）
AI的诞生
–人们对“数据世界”的需求进而发展到对 “知识世界”的需求而产生的。
–为了寻求试探性的搜索，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
• 会议上，科学家们运用数理逻辑和计算机的成果，提供关于形式化计算和 处理的理论，模拟人类某些智能行为的基本方法和技术，构造具有一定智 能的人工系统，让计算机去完成需要人的智力才能胜任的工作。
• 在Dartmouth夏季讨论会上，约翰·麦卡锡提议用人工智能（artificial intelligence）作为这一交叉学科的名称，标志着人工智能学科的诞生， 具有十分重要的意义。
一个系统如果能根据它所知的信息(知识、时间、资 源等)能够做出最好的决策，这就是理性的
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24
历史回顾：从计算机到AI的诞生
ENIAC, 1946 Developed by J.P. Eckert, J.W. Mauchley
2016/10/12
第1章人工智能及其发展
25
2. 什么是人工智能？其在现代科学中 的地位如何？
人工智能，顾名思义，即用人工制造的方法，实 现智能机器或在机器上实现的智能系统。
2016/10/12
第1章人工智能及其发展
2
第1章 人工智能及其发展
1.前言——我们的时代 2. 什么是人工智能？其在现代科学中的地位如何？ 3. 人工智能的研究目标及其研究内容 4.人工智能研究的方法与发展过程 5. 人工智能与现代计算机科学技术 6. 人工智能应用领域及其分支学科
2016/10/12
第1章人工智能及其发展
8
60年前的达特茅斯大学 1956年，达特莫斯（Dartmouth）会议，首次提出“人工智能”这一术语，标志 2016/10/12 着人工智能学科的诞生
马文•明斯基 （Marniv Lee Minsky）
人工智能之父 框架理论的创立者 首位获得图灵奖的人工智能学者
22
劳伊•雷迪 （Raj Reddy）
大型人工智能系统 的开拓者
23
劳伊•雷迪（Raj Reddy）
37年出生于印度，66年在美国获得博士 1994年与费根鲍姆共同获得图灵奖 主持过一系列大型AI系统的开发
Navlab 能在道路行驶的自动车辆项目 LISTEN 用于扫盲的语音识别系统 以诗人但丁命名的火山探测机器人项目 自动机工厂项目，提出“白领机器人学”
人工智能的发展史-史前期
一本关于人工智能发展简史的奇书
A book about science has some explaining to do. Machines Who Think was conceived as a history of artificial intelligence, beginning with the first dreams of the classical Greek poets, up through its realization as twentiethcentury science.
——摘自[科技创造未来]（Future On Science） （徐冠华主编，北京理工大学出版社）
二十世纪造就了三大前沿科学技 术成就——
人类在二十世纪取得了被誉为对未来影响最为深 远的三大前沿科学技术成就，它们是：——？
它们是：宇航空间技术、原子能技术和人
工智能。 其中，人工智能是由一群年轻学者首先提出 来的。
10
马文•明斯基 （Marniv Lee Minsky）
1927年出生于美国纽约 1951年提出思维如何萌发并形成的基本 理论 1956年达特茅斯会议的发起人之一 1958年在MIT创建世界上第一个AI实验 室 1969年获得图灵奖 1975年首创框架理论
11
约翰•麦卡锡 （John McCarthy）
27
什么是人工智能研究？
“Artificial Intelligence is the art of creating machines that perform functions that require intelligence performed by people.” “AI is the study of how to make computers do things at which, at the moment, people are better.”
赫菲斯托斯 Hephaistos/ Ήυαιστος/ Hephaestus
他制作工艺品的技巧也是无可匹敌。他曾制作 了一组金制的女机器人帮他在铁匠铺做事；她 们甚至能开口说话，并接手他交托的高难度工 作。他还有一套有着金轮子的三脚桌，围在铁 匠铺外面，能自行跑去供诸神聚会，之后再自 己跑回来。”
人工智能之父 LISP语言的发明人 首次提出AI的概念
12
约翰•麦卡锡 （John McCarthy）
1927年出生于美国波士顿 1956年发起达特茅斯会议，并提出“人工智能” 的概念 1958年与明斯基一起创建世界上第一个人工智 能实验室 发明α－β剪枝算法 1959年开发LISP语言 开创逻辑程序研究，用于程序验证和自动程序 设计 1971年获得图灵奖
神话, 幻想和预言中的人工智能
偃师
握有禁忌的造物之术——木甲术 的中国古代传奇机械师，经过他 手雕琢造设的木头，皆被赋予生 命。雕刻的鸟会飞，造的木偶跟 真人一样有喜怒哀乐，如同魔法 师一般的木匠人。他使用服常木 的一部分替琅玕木造了身体，并 收取服常树的一只眼睛作为报酬。
人工智能的发展史-史前期
16
艾伦•纽厄尔 （Allen Newell）
符号主义学派的创始 人之一 西蒙的学生与同事 1975年与西蒙同获图 灵奖
17
查理德•卡普 （Richard M. Karp）
发明“分枝界限法” 的三栖学者
18
查理德•卡普（Richard M. Karp）
1935年出生于美国波士顿 是加州大学伯克利分校三个系的教授：
13
赫伯特•西蒙 （Herbert A. Simon）
符号主义学派的创始人 爱好广泛的全能科学家 中国科学院外籍院士
14
赫伯特•西蒙(Herbert A. Simon）
1916年出生于美国的威斯康辛州 1943年在匹兹堡大学获政治学博士学位 1969年因心理学方面的贡献获得杰出科 学贡献奖 1975年和他的学生艾伦•纽厄尔共同获得 图灵奖 1978年获得诺贝尔经济学奖 1986年因行为学方面的成就获得美国全 国科学家奖章
人工智能
Artificial Intelligence
2016/10/12
第1章人工智能及其发展
1
人工智能课程要学习些什么？
本课程主要学习的内容可为三部分，并按 三个部分内容来进行： 第一部分 基础知识（逻辑，知识表达，推理） 第二部分 深入学习（机器学习） 第三部分 高级 AI （ 神经网络，进化计算，人工生命 ）
电气工程和计算机系 数学系 工业工程和运筹学系
60年代提出“分枝界限法”，成功求解含有65 个城市的旅行商问题，创当时的记录 1985年获得图灵奖
19
爱德华•费根鲍姆 （Edward A. Feigenbaum）
知识工程的提出者 大型人工智能系统 的开拓者
20
爱德华•费根鲍姆 （Edward A. Feigenbaum）
人工智能，译自英文Artificial Intelligence,简称 AI。
从学科的角度去认识， AI是一门研究构造智能 机器或实现机器智能的学科，是研究模拟、延伸 和扩展人类智能的科学。
2016/10/12
第1章人工智能及其发展
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自然智能与人工智能
2016/10/12
第1章人工智能及其发展
McCorduck. 2004
人工智能的发展史-史前期
神话, 幻想和预言中的人工智能
奥林匹斯十二主神之一。罗马神话中为伏尔甘 （Vulcan)。西方语言中的“火山”一词来源于他 的罗马名字。宙斯和赫拉所生（一说他只有母 亲）。有火山活动的利姆诺斯、西西里等岛屿最 初尊他为地火之神。能建筑神殿，制作各种武器 和金属用品，技艺高超，被认为工匠的始祖。在 手工业发展 7
人工智能研究的起点
第一次命名为人工智能的国际会议 AI Conference at Dartmouth College, 1956 主要参加者: John MaCarthy Marvin Minsky Allan Newell Herbert Simon Claude Shannon Arthur Samuel
1936年出生于美国的新泽西州 通过实验和研究，证明了实现智能行为 的主要手段是知识 1977年提出知识工程，使人工智能从理 论转向应用 名言：知识蕴藏着力量 1994年和劳伊•雷迪共同获得图灵奖
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1963年主编了《计算机与思想》一书， 被认为是世界上第一本有关人工智能的 经典性专著 1965年开发出世界上第一个专家系统 开发出著名的专家系统MYCIN 80年代合著了四卷本的《人工智能手册》 开设Teknowledge和IntelliGenetics两个 公司，是世界上第一家以开发和将专家 系统商品化的公司
人工智能的发展史-史前期
神话, 幻想和预言中的人工智能
中世纪出现了使用巫术或炼金术 将意识赋予无生命物质的传说 帕拉塞尔斯一方面作为医生，为 了创造完美的生命而后又转为了 炼金术师。他制造出了人造人霍 尔蒙克斯（Homunculus），并 且拥有传说中最神秘的物质贤者 之石(Philosopher's stone)
——from The Age of Intelligence Machines, R. Kurzwell, MIT Press,1990.
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第1章人工智能及其发展
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Turing Test
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第1章人工智能及其发展
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电脑冒充13岁男孩 首次通过“图灵测试” （图）-中新网 /cul/2014/0 6-10/6263081.shtml 如果你是图灵测试者，你会问机器什么 问题？ - 哲学 - 知乎 /question/201963 88
历史回顾：从计算机到AI的诞生
ENIAC, 1946 Developed by J.P. Eckert, J.W. Mauchley
2016/10/12
第1章人工智能及其发展
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2. 什么是人工智能？其在现代科学中 的地位如何？
人工智能，顾名思义，即用人工制造的方法，实 现智能机器或在机器上实现的智能系统。
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第1章人工智能及其发展
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第1章 人工智能及其发展
1.前言——我们的时代 2. 什么是人工智能？其在现代科学中的地位如何？ 3. 人工智能的研究目标及其研究内容 4.人工智能研究的方法与发展过程 5. 人工智能与现代计算机科学技术 6. 人工智能应用领域及其分支学科
2016/10/12
第1章人工智能及其发展
8
60年前的达特茅斯大学 1956年，达特莫斯（Dartmouth）会议，首次提出“人工智能”这一术语，标志 2016/10/12 着人工智能学科的诞生
马文•明斯基 （Marniv Lee Minsky）
人工智能之父 框架理论的创立者 首位获得图灵奖的人工智能学者
22
劳伊•雷迪 （Raj Reddy）
大型人工智能系统 的开拓者
23
劳伊•雷迪（Raj Reddy）
37年出生于印度，66年在美国获得博士 1994年与费根鲍姆共同获得图灵奖 主持过一系列大型AI系统的开发
Navlab 能在道路行驶的自动车辆项目 LISTEN 用于扫盲的语音识别系统 以诗人但丁命名的火山探测机器人项目 自动机工厂项目，提出“白领机器人学”
人工智能的发展史-史前期
一本关于人工智能发展简史的奇书
A book about science has some explaining to do. Machines Who Think was conceived as a history of artificial intelligence, beginning with the first dreams of the classical Greek poets, up through its realization as twentiethcentury science.
——摘自[科技创造未来]（Future On Science） （徐冠华主编，北京理工大学出版社）
二十世纪造就了三大前沿科学技 术成就——
人类在二十世纪取得了被誉为对未来影响最为深 远的三大前沿科学技术成就，它们是：——？
它们是：宇航空间技术、原子能技术和人
工智能。 其中，人工智能是由一群年轻学者首先提出 来的。
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马文•明斯基 （Marniv Lee Minsky）
1927年出生于美国纽约 1951年提出思维如何萌发并形成的基本 理论 1956年达特茅斯会议的发起人之一 1958年在MIT创建世界上第一个AI实验 室 1969年获得图灵奖 1975年首创框架理论
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约翰•麦卡锡 （John McCarthy）
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什么是人工智能研究？
“Artificial Intelligence is the art of creating machines that perform functions that require intelligence performed by people.” “AI is the study of how to make computers do things at which, at the moment, people are better.”
赫菲斯托斯 Hephaistos/ Ήυαιστος/ Hephaestus
他制作工艺品的技巧也是无可匹敌。他曾制作 了一组金制的女机器人帮他在铁匠铺做事；她 们甚至能开口说话，并接手他交托的高难度工 作。他还有一套有着金轮子的三脚桌，围在铁 匠铺外面，能自行跑去供诸神聚会，之后再自 己跑回来。”
人工智能之父 LISP语言的发明人 首次提出AI的概念
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约翰•麦卡锡 （John McCarthy）
1927年出生于美国波士顿 1956年发起达特茅斯会议，并提出“人工智能” 的概念 1958年与明斯基一起创建世界上第一个人工智 能实验室 发明α－β剪枝算法 1959年开发LISP语言 开创逻辑程序研究，用于程序验证和自动程序 设计 1971年获得图灵奖
神话, 幻想和预言中的人工智能
偃师
握有禁忌的造物之术——木甲术 的中国古代传奇机械师，经过他 手雕琢造设的木头，皆被赋予生 命。雕刻的鸟会飞，造的木偶跟 真人一样有喜怒哀乐，如同魔法 师一般的木匠人。他使用服常木 的一部分替琅玕木造了身体，并 收取服常树的一只眼睛作为报酬。
人工智能的发展史-史前期
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艾伦•纽厄尔 （Allen Newell）
符号主义学派的创始 人之一 西蒙的学生与同事 1975年与西蒙同获图 灵奖
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查理德•卡普 （Richard M. Karp）
发明“分枝界限法” 的三栖学者
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查理德•卡普（Richard M. Karp）
1935年出生于美国波士顿 是加州大学伯克利分校三个系的教授：
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赫伯特•西蒙 （Herbert A. Simon）
符号主义学派的创始人 爱好广泛的全能科学家 中国科学院外籍院士
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赫伯特•西蒙(Herbert A. Simon）
1916年出生于美国的威斯康辛州 1943年在匹兹堡大学获政治学博士学位 1969年因心理学方面的贡献获得杰出科 学贡献奖 1975年和他的学生艾伦•纽厄尔共同获得 图灵奖 1978年获得诺贝尔经济学奖 1986年因行为学方面的成就获得美国全 国科学家奖章
人工智能
Artificial Intelligence
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第1章人工智能及其发展
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人工智能课程要学习些什么？
本课程主要学习的内容可为三部分，并按 三个部分内容来进行： 第一部分 基础知识（逻辑，知识表达，推理） 第二部分 深入学习（机器学习） 第三部分 高级 AI （ 神经网络，进化计算，人工生命 ）
电气工程和计算机系 数学系 工业工程和运筹学系
60年代提出“分枝界限法”，成功求解含有65 个城市的旅行商问题，创当时的记录 1985年获得图灵奖
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爱德华•费根鲍姆 （Edward A. Feigenbaum）
知识工程的提出者 大型人工智能系统 的开拓者
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爱德华•费根鲍姆 （Edward A. Feigenbaum）
人工智能，译自英文Artificial Intelligence,简称 AI。
从学科的角度去认识， AI是一门研究构造智能 机器或实现机器智能的学科，是研究模拟、延伸 和扩展人类智能的科学。
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第1章人工智能及其发展
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自然智能与人工智能
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第1章人工智能及其发展
McCorduck. 2004
人工智能的发展史-史前期
神话, 幻想和预言中的人工智能
奥林匹斯十二主神之一。罗马神话中为伏尔甘 （Vulcan)。西方语言中的“火山”一词来源于他 的罗马名字。宙斯和赫拉所生（一说他只有母 亲）。有火山活动的利姆诺斯、西西里等岛屿最 初尊他为地火之神。能建筑神殿，制作各种武器 和金属用品，技艺高超，被认为工匠的始祖。在 手工业发展 7
人工智能研究的起点
第一次命名为人工智能的国际会议 AI Conference at Dartmouth College, 1956 主要参加者: John MaCarthy Marvin Minsky Allan Newell Herbert Simon Claude Shannon Arthur Samuel
1936年出生于美国的新泽西州 通过实验和研究，证明了实现智能行为 的主要手段是知识 1977年提出知识工程，使人工智能从理 论转向应用 名言：知识蕴藏着力量 1994年和劳伊•雷迪共同获得图灵奖
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1963年主编了《计算机与思想》一书， 被认为是世界上第一本有关人工智能的 经典性专著 1965年开发出世界上第一个专家系统 开发出著名的专家系统MYCIN 80年代合著了四卷本的《人工智能手册》 开设Teknowledge和IntelliGenetics两个 公司，是世界上第一家以开发和将专家 系统商品化的公司
人工智能的发展史-史前期
神话, 幻想和预言中的人工智能
中世纪出现了使用巫术或炼金术 将意识赋予无生命物质的传说 帕拉塞尔斯一方面作为医生，为 了创造完美的生命而后又转为了 炼金术师。他制造出了人造人霍 尔蒙克斯（Homunculus），并 且拥有传说中最神秘的物质贤者 之石(Philosopher's stone)
——from The Age of Intelligence Machines, R. Kurzwell, MIT Press,1990.
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第1章人工智能及其发展
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Turing Test
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第1章人工智能及其发展
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电脑冒充13岁男孩 首次通过“图灵测试” （图）-中新网 /cul/2014/0 6-10/6263081.shtml 如果你是图灵测试者，你会问机器什么 问题？ - 哲学 - 知乎 /question/201963 88