人工智能课件 绪论

西安电子科技大学
什么是人工智能？
人工智能（AI）的定义
形式化定义：目前还没有。因为人工智能的严格定义依赖 于对智能的定义，而智能本身也还无严格定义。 一般解释：人工智能就是用人工的方法在机器（计算机） 上实现的智能，或称机器智能 人工智能学科：从学科的角度来说，人工智能是一门研究 如何构造智能机器或智能系统，使之能模拟、延伸、扩展 人类智能的学科 人工智能能力：从智能能力的角度来说，人工智能是智能 机器所执行的通常与人类智能有关的智能行为，如判断、 推理、证明、识别、感知、理解、通信、设计、思考、规 划、学习和问题求解等思维活动。
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。
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人工智能的起源与发展
1.孕育期（1956年以前）
图灵(A.M.Turing，1912-1954)：英国数学家，1936年创立了自
动机理论，自动机理论亦称图灵机，是一个理论计算机模型。
莫克利 (J.W.Mauchly，1907-1980)：美国数学家、电子数字计
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图灵测试
被测机器 Turing测试：1950年图灵提 出了著名的“图灵测试”， 一种测试机器是不是具备人 类智能的方法。
图灵测试的问题：
问：你会下国际象棋吗？ 答：是的。 问：你会下国际象棋吗？ 答：是的。 问：请再次回答，你会下国 际象棋吗？ 答：是的。
心理学小组
• 1957年，西蒙和纽厄尔等人的心理学小组研制了一个称为逻 辑理论机(Logic Theory Machine，简称LT)的数学定理证明 程序。 • 1960年研制了通用问题求解(General Problem Solving)程序。 该程序的设计是从模仿人类问题求解的规程开始的，不依赖于 具体领域。在它能处理的有限类别的问题中，它显示出程序决 定的子目标及可能采取的行动的次序，与人类求解同样问题是 类似的。因此，GPS是第一个实现了“像人一样思考”方法的 程序。
图灵 （Alan Turing）
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AI的创始人们
麦卡锡 (J. McCarthy)
首次提出人工智 能的概念 发明α－β剪枝算 法 提出人工智能语 言Lisp 提出情景演算理 论
明斯基 (M. L. Minsky)
提出思维如何萌发并 形成的基本理论 建造第一个神经网络 模拟器，学习如何穿过 迷宫 最早提出agent的概念 提出知识表示的框架 理论
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人工智能的起源与发展
1.孕育期（1956年以前）
在人工智能诞生之前，一些著名科学家就已经创立了为人工智能的 诞生奠定重要的思想、理论基础和技术条件的学科和研究成果： • 数理逻辑 • 控制论 • 计算理论 • 神经网络模型 • 电子数字计算机
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人工智能的起源与发展
和科学家，系统地提出了归納法，成为和亚里士多德的演绎法相辅相成 的思维法则。
莱布尼茨(G.W.Leibnitz，1646-1716)：德国数学家和哲学家把
形式逻辑符号化，奠定了数理逻辑的基础。从而能够对人的思维进行运 算和推理。
布尔（Boole, 1815 -1864）: 英国数学家、逻辑学家。实现了莱布
工业革命：体力解放 机械化 自动化 现代工业（计算机化）
信息革命：脑力解放？ 信息化 过度信息化？ 脑力劳动的自动化？ ……人工智能
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人工智能的定义与发展
重大挑战
Computer: High performance Low intelligence
虹鳉鱼
《Scientific American》，2005
西蒙 (H.A.Simon)
符号主义学派的 创始人之一 开创了机器定理 证明的学科领域 最早的AI语言IPL 开发了“通用问 题求解系统”GPS
纽厄尔 (A.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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人工智能的起源与发展
2.形成期（1956----1970年）
测试主持人
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人工智能的起源与发展
50多年来，人工智能走过了一条起伏和曲折的发展道路。 回顾历史，可以按照不同时期的主要特征，将其产生与发 展过程分为5个阶段。
1. 孕育期（1956年以前）
2. 形成期（1956----1970年） 3. 暗淡期（1966---- 1974年） 4. 知识应用期（ 1970---- 1988年） 5. 集成发展期（1986年以来）
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人工智能的起源与发展
1.孕育期（1956年以前）
亚里士多德（Aristotle，公元前384-322）：古希腊伟大的哲
学家和思想家，创立了演绎法。他提出的三段论至今仍然是演绎推理的 最基本出发点。
弗兰西斯· 培根（F. Bacon 1561 -1626）：英国哲学家、作家
测试主持人
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图灵测试
被测机器 Turing测试存在的问题
“图灵测试”没有规定问 题的范围和提问的标准 仅反映了结果的比较，无 涉及思维过程 没指出是什么人 争论：通过了图灵检验的 电脑就具备思维能力了么 ？ 希尔勒的中文屋子：若问 题是用中文而不是用英文？
30%成功欺骗？ 被测人
邀请参加：
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AI的创始人们
阿伦•图灵（Alan Turing）
计算机科学理论的创始人 1912年出生于英国伦敦，1954年去世， 享年42岁 1936年发表论文“论可计算数及其在 判定问题中的应用”，提出图灵机理 论 1950年发表论文“计算机与智能”， 阐述了计算机可以具有智能的想法， 提出图灵测试 1966年为纪念图灵的杰出贡献，ACM 设立图灵奖
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智能的特征？
智能有哪些具体特征？
具有感知能力（系统输入）: 机器视觉，机器听觉，图 像语音识别……
具有记忆与思维能力：思维是智能的根本原因，思维是 一个动态的过程。思维分为：逻辑思维，形象思维和顿 悟思维。
具有学习能力及自适应能力：适应环境的变换、积累经 验的能力 具有行为能力（系统输出）：对外界的智能化反应
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什么是人工智能？
人工智能（AI）的定义
人工智能研究如何使计算机做事让人过得更好（Rick和 Knight,1991） 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） 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） ……
内容提要
第一章：绪论
1.人工智能的定义与发展
2.人工智能的各种认知观
3.人类智能与人工智能
4.人工智能的研究与应用领域
5.课程概要
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内容提要
第一章：绪论
1.人工智能的定义与发展
2.人工智能的各种认知观
3.人类智能与人工智能
4.人工智能的研究与应用领域
5.课程概要
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人工智能的定义与发展
算机的先驱，与他的研究生埃克特(J. P. Eckert)合作，1946年研制成功 了世界上第一台通用电子计算机ENIAC。
麦克洛奇(W.McCulloch)和皮兹(W.Pitts)：美国神经生理学家，
于1943年建成了第一个神经网络模型(MP模型)，还提出适当的网络能 够学习。
香侬(C.E.Shannon，1916-2001 ): 美国数学家，1948年发表了《通 讯的数学理论》，代表信息论的诞生 维纳(N.Wiener，1874-1956) ：美国著名数学家、控制论创始人。 1948年创立了控制论。控制论研究系统的信息变换和控制过程， 为人工智能的行为主义学派的形成奠定了基础。
Artificial Intelligence (AI)
人工智能
第一章：绪论
主讲：戚玉涛
Email：qi_yutao@163.com
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关于课程
课程类型：必修课，计算机类学科基础课
课时：46 学分：3 先修课程：离散数学、程序设计基础、数据结构 教材
蔡自兴 , 徐光祐 主编.《人工智能及其应用》. 北京：清华
大学出版社，2010年5月第四版.
参考书籍
史忠植主编.《高级人工智能》.北京：科学出版社，2011. 西安电子科技大学
关于课程
考核方式 成绩评定方法： 期末考试＋平时成绩 考试方式： 闭卷 各教学环节占总分的比例 期末考试占考试成绩的80% 平时成绩占20%。
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知识阈值理论：智能行为取决于知识的数量及其一般化 的程度。智能就是在巨大的知识空间中迅速找到一个 满意解的能力 进化理论： MIT布鲁克（R.A.Brook）教授认为对外界 事物的感知能力、对动态环境的适应能力是智能的重要 基础和组成部分。
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什么是智能？
智能（Intelligence）： 智能是知识与智力的总和 知识是智能行为的基础 智能是获取知识、运用知识的能力，它来自于人脑的 思维活动 对外界事物的感知能力是智能的重要基础及组成部分 人类大脑是如何实现智能的？ 两大难题之一：宇宙起源、人脑奥秘 目前对人脑奥秘知之甚少
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1.孕育期（1956年以前）
我国古代先人对智能机器的遐想和创造
三千多年前的古代机器人：据《列子· 汤问》 记载，传说周穆王在西巡途中，遇到一位名叫 偃师的能工巧匠。偃师献上一个会歌舞表演的 “假倡” ，“钡（抑）其颐则歌合律，捧其 手则舞应节，千变万化，惟意所适” 。 两千多年前的侦察机：据《墨子· 鲁问》记载， “公输子（鲁班）削竹木以为鹊”，“三日不 下” 。他还造了能载人的大木鸢，在战争中 担任侦查的任务。 指南车：东汉张衡 木牛流马：鲁班？诸葛亮？
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什么是人工智能？
人工智能（AI）的定义
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） 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） 人工智能是用计算模型研究智力行为（Charniak和 McDermott,1985） 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） 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）
2.形成期（1956----1970年）
AI诞生于一次历史性的聚会：麦卡锡正式使用“AI”的术语
时间地点：1956年夏，美国达特莫斯 (Dartmouth) 大学，历时两个月 发起人：
• • • • • • • • 麦卡锡 (J. McCarthy): 数学家、计算机专家 明斯基(M. L. Minsky): 哈佛大学数学家、神经学家 洛切斯特(N. Lochester) : IBM公司信息中心负责人 香农(C. E. Shannon) : 贝尔实验室信息部数学家和信息学家 莫尔(T.more)、塞缪尔(A.L.Samuel) : IBM公司 塞尔夫里奇(O.Selfridge)、索罗蒙夫(R.Solomonff) : MIT 纽厄尔(A.Newell) :兰德(RAND)公司，美国 西蒙(H.A.Simon) :卡内基梅隆（CMU）大学
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人工智能的定义与发展
人工智能的定义与发展
什么是智能？ 智能的特征？ 什么是人工智能？ 图灵测试
人工智能的起源与发展
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什么是智能？
智能的本质是什么？ 模仿，理解，学习，思维，推理，行为…… 三种关于智能的观点
思维理论：思维是智能的核心。通过对思维规律与思 维方法的研究可望揭示智能的本质。
笨机器！
30%成功欺骗？ 被测人
测试主持人
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图灵测试
被测机器 图灵测试的问题：
问：你会下国际象棋吗？ 答：是的。 问：你会下国际象棋吗？ 答：是的，我不是已经说过 了吗？ 问：请再次回答，你会下国 际象棋吗？ 答：你烦不烦，干嘛老提同 样的问题。
30%成功欺骗？ 被测人