人工智能教学讲座①：智能的概念

《人工智能》教学讲座①

智能的概念

自从1956年，提出了人工智能（Artificial Intelligence，即AI）的概念之后，人们不断地研究、发展了许的有关人工智能的理论、原理等。就是人工智能（AI）的概念，也在不断地被扩展、更新，以及重新定义。

2017年3月5日，在第12届全国人民代表大会第5次会议的政府工作报告中，指出“加快新材料、人工智能、第五代移动通信等技术研发和转化。”一、人脑智能的表现

人的智能源于人的大脑。人脑是由大约1011～1012个神经元组成的一个复杂的、动态的系统。

人脑的奥秘，至今还未被完全揭开。因而，导致了人们对智能的模糊认识。但是，从人脑的整体功能来看，智能的表现还是可以辨识出来的。

例如：学习、发现、创造等能力，就是明显的人脑智能表现。

人类制造的工具，可以分为辅助体能、辅助智能两大类。

思考问题1：

在下列的辅助工具当中，哪些是属于辅助人类体能的？又有哪些是属于辅助人类智能的？

①杠杆②钳子③洗衣板④算筹⑤算盘⑥计算器

辅助人类体能的，有：_________________________。

辅助人类智能的，有：_________________________。

二、人类的智能

智能是指人类在认识、改造客观世界的活动中，由脑力劳动表现出来的能力，是知识和智力的总和。

⒈知识

知识是人类在改造客观世界的实践中，所获得的认识和经验的总和，是智能行为的基础。

知识包括：①概念。②事实。③规则。

①概念：是人类在长期实践过程中，形成的以区别其他事物的抽象结论。

②事实：是人类所认识的客观现象。

③规则：是概念和事实之间，各种联系的描述。

这些概念、事实和规则，构成了人类的知识。并存放在人的大脑中，因此大脑实际上就相当于一个存放大量知识的“知识库”。

⒉智力

智力则是获取知识，并运用知识去求解问题的能力。

智力是智能中，最富有创造性的那一部分。

思考问题2：

①只有人类具有智能吗？其它动物（如：海豚、大猩猩、老鼠、蜜蜂、蚂蚁）是否也具有智能？

参考答案要点：

其他动物也有智能。只是和人类比起来有差距而已。

如：导盲、缉毒、搜救的狗。

如：狼群的等级秩序。运用集群的能力，高效率地捕猎。

动物智能的进化是逐渐加速的。

人类的科学技术变化越来越快、越来越大，与其他动物的智能差距逐渐拉大。这，也容易使一些人，忽视了其他动物的智能。

②智能和技能有什么不同？

参考答案要点：

智能是指人类在认识、改造客观世界的活动中，由脑力劳动表现出来的能力，是知识和智力的总和。

技能是指生活，或从事某种工作，所需要的能力。技能可分为2种：动作技能（书写、骑车）、智力技能（演算、写作）。

知识可以通过语言文字等形式传授，如：生活常识、数理化知识等。

技能必须亲自学习，并坚持练习才能掌握其中的技巧。而一旦停止练习，技能将很快变得生疏，是一种熟能生巧的体力活，对眼手的协调能力要求很高，如：开汽车。

三、智能的特征

人类智能的基本特征表现在4个方面：①感知。②记忆与思维。③学习及自适应。④行为。

⒈感知

感知是人们通过视觉、听觉、味觉、触觉、嗅觉等感觉器官，感知外部世界的能力。

人类的大脑具备感知能力，通过感知获取外部信息。

如果没有感知，人类就无法获取前提知识，也就不可能引发各种智能行为。因此，感知是智能活动的必要条件。

视觉、听觉在人类感知中，占有主导地位。获得外界信息：约80%以上是通过视觉得到的。10%是通过听觉得到的。

因此，在目前的研究中，机器视觉和机器听觉是研究热点。

⒉记忆与思维

记忆用于存储由感觉器官感知到的外部信息，以及由思维所产生的知识。

思维用于对记忆的信息进行处理，利用已有的知识对信息进行分析、计算、比较、判断、推理、联想及决策等。

⒊学习及自适应

学习是人类智能的主要标识，是指通过指导、实践等过程，来丰富自身知识和技巧的能力。

学习是人类的本能。

每个人随时随地都在学习，既可能是自觉的、有意识的，也可能是不自觉、无意识的。

人人都可以通过与环境的相互作用，不断地进行学习，通过学习积累知识、增长才干，从而适应环境的变化。并根据环境的变化，不断地改变自己的行为。

学习是集体活动、个人行为。由于每个个体本身都是不相同的，其学习、自适应能力也是不相同的，因此体现出不同的智能差异。

⒋行为

行为是指人们通常用语言、表情、眼神、形体等动作，对来自外界的刺激，做出的反应，传达信息。

思考问题3：

①列举反映“行为”能力的一个实例：

如：洗手时，手被热水烫到，自然快速收回。

②列举反映“感知”能力的一个实例：

如：。

③列举反映“思维与记忆”能力的一个实例：

如：。

④列举反映“学习及自适应”能力的一个实例：

如：。

智能要体现在知识表示和知识运用上。

如果要将人类智能转移到机器的智能上，人们还需要对人类智能进行深入的、必要的了解，从而进一步地学习、研究人工智能。

四、人工智能

人工智能（AI）是计算机科学的一个分支。

从学科的角度，认识和理解的人工智能（AI）是研究、开发，用于模拟、延伸和扩展人类智能的理论、方法、技术及应用的一门技术科学。

如今，人们认识和理解的人工智能（AI）学科研究的过程，就是将社会问题符号化，再进一步数据化（二进制数据），输入到计算机等数码设备中，进行处理。附录1：

个体智能

生物是存在智能的。如：蝙蝠有活动（飞行）回声定位系统（声纳）。蝙蝠的声纳不仅可以确定飞行中昆虫的距离，还能探测目标大小、相对速度、方位角及仰角，甚至目标各部位的大小。它还要及时控制全身，灵巧而高效地追赶和捕捉猎物。

这一切所需要的复杂神经计算，仅由一个樱桃般大小的脑袋，在很短时间内完成的！

尽管人们制造了世界第一的“神威·太湖之光”计算机系统，运算峰值