人工智能与专家系统研究生课程

1.4 研究及应用
1.4.17 人工生命
人工生命概念的提出 理论基础与研究方法 研究内容
1.4.18 系统与语言工具
计算机系统的一些概念得到发展 新的编程语言与专用开发工具
1.5 课程概要
简述人工智能的起源与发展 概括地论述知识表示的各种主要方法 讨论常用的搜索原理和推理求解技术 介绍近期人工智能技术和方法的热点 详细地分析人工智能的主要应用领域 叙述人工智能的争议与展望
2.1 状态空间法
2.1.1 问题状态描述
定义 状态：描述某类不同事物间的差别而引入的 一组最少变量q0，q1，…，qn的有序集合。 算符：使问题从一种状态变化为另一种状态 的手段称为操作符或算符。 问题的状态空间：是一个表示该问题全部可 能状态及其关系的图，它包含三种说明的集 合，即三元状态（S，F，G）。
2.1 状态空间法
2. 状态空间表示概念详释
Original State
Middle State
Goal State
例如下棋、迷宫及各种游戏。
例:三数码难题 （3 puzzle problem）
23 1
23 1
2 13
1.2 人类智能和人工智能
1.2.1 智能信息处理系统的假设
人是一种智能信息处理系统 物理符号系统的六种基本功能 物理符号系统的假设
推论一 推论二 推论三
1.2 人类智能和人工智能
1.2.1 智能信息处理系统的假设
人类的认知行为具有不同层次 认知生理学 认知心理学 认知信息学 认知工程学
形成期（1956--1970年）
1956年，第一次人工智能的研讨会 1969年，第一届国际人工智能联合会议 1970年，《人工智能》国际杂志创刊
1.1 定义和发展
1.1.2 人工智能的起源与发展
发展期（1970年~）
进一步研究AI基本原理方法和技术 进行实用化研究
专家系统与知识工程 机器定理证明 智能机器人 智能控制等 从“一枝独秀”到“百花齐放”
1.3 人工智能的各种认知观
符号主义（Symbolicism）
基于物理符号系统假设和有限合理性原理
连接主义（Connectionism）
基于神经网络及其间的连接机制与学习算法
行为主义（Actionism）
基于控制论及感知—动作型控制系统
1.4 人工智能的研究及应用领 域
人工智能的基本技术
1.4 研究及应用
1.4.11 智能控制
驱动智能机器自主地实现其目标的过程 是一个定性和定量的混合控制过程 是当今自动控制的最高水平
1.4.12 智能检索
是信息时代来临的需要 智能检索系统所面临的三大问题
1.4 研究及应用
1.4.13 智能调度与指挥
寻找最佳调度和组合 NP完全类问题的求解 军事指挥系统等领域
1.4.14 分布式人工智能与Agent
是传统人工智能的延伸和扩展 研究目标是创建一种能描述自然系统和社会
系统的精确概念模型
1.4 研究及应用
1.4.15 计算智能与进化计算
计算智能
包括神经计算、模糊计算、进化计算等
进化计算的理论基础是生物进化论
1.4.16 数据挖掘与知识发现
知识获取 数据库知识挖掘 数据库中知识发现的四个特征
1.2 人类智能和人工智能
1.2.2 人类智能的计算机模拟
机器智能可以模拟人类智能 智能计算机
下棋 定理证明 语言翻译
新型智能计算机
神经计算机 量子计算机
1.2 人类智能和人工智能
1.2.3 人工智能的研究目标
近期目标 建造智能计算机代替人类的部分智力劳 动
远期目标 用自动机模仿人类的思维过程和智能行 为
1.4.4 自动程序设计
根据不同目的描述来编写的计算机程序 促进人工智能系统的发展
1.4 研究及应用
1.4.5 专家系统
是一个智能化的计算机程序系统 和传统的计算机程序之间有本质区别
1.4.6 机器学习
是机器获取智能的途径 学习是一个有特定目的的知识获取过程 学习的本质是对信息的理解与应用 有多种学习方法
第二章 知识表示方法
2.1 状态空间法 2.2 问题归约法 2.3 谓词逻辑法 2.4 语义网络法 2.5 其他方法 2.6 小结
2.1状态空间法 （State Space Representation）
问题求解技术主要是两个方面： 问题的表示 求解的方法
状态空间法 状态（state） 算符（operator） 状态空间方法
1.4 研究及应用
1.4.1 问题求解
问题的表示、分解、搜索、归约等 进行复杂的数学公式符号运算求解
1.4.2 逻辑推理与定理证明
通过对事实数据库的操作来证明定理 多种证明方法 几何定理证明的“吴氏方法”
1.4 研究及应用
1.4.3 自然语言理解
语言
自然语言、人造语言、机器语言
“理解”的标准
1.1 定义和发展
1.1.1 人工智能的定义
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 ）
1.1 定义和发展
1.1.2 人工智能的起源与发展
孕育期（1956年前）
数理逻辑学科（弗雷治、维纳等 ） 计算的新思想（丘奇、图灵 等）
知识表示（Knowledge Representation） 状态空间法、问题归约法、谓词逻辑法…
推理搜索（Searching & Reasoning） 启发式搜索、消解原理、不确定性推理…
计算智能（Computational Intelligence） 模糊计算、神经计算、进化计算…
构成技术（系统与语言） 产生式系统、LISP语言、Prolog语言…
1.4 研究及应用
1.4.7 神经网络
神经计算机 在其它领域中的广泛应用
1.4.8 机器人学
操作机器人 智能机器人 机器人的广泛应用 促进人工智能的发展
1.4 研究ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ应用
1.4.9 模式识别
是计算机对环境识别的需要 是对人类环境的感知模拟
1.4.10 机器视觉
人类80％以上的外部信息来自视觉 低层视觉与高层视觉 前沿研究领域 广泛应用