人工智能导论

2020/11/21
3
第一章 人工智能概述
人工智能的定义
人工智能至今尚无统一的定义
我们给出的定义（狭义）：
能够在各类环境中自主地或交互地执行各种拟人任务的 机器称为智能机器
从学科的角度看，人工智能是计算机科学的一个分支， 它研究、设计和应用智能机器，其目标是使智能行为自 动化。
从能力的角度看，人工智能是智能机器所执行的与人的 智能有关的功能，如判断、推理、理解、学习和问题求 解等思维活动
逻辑的严谨性和普遍性 低效性
谓词演算 逻辑编程语言 启发式算法
2020/11/21
19
第一章 人工智能概述
专家系统
对特定领域知识的重视引发了对专家系统的研 究
基于规则的知识表示 基于模型的知识表示 推理
2020/11/21
20
第一章 人工智能概述
自然语言理解和语义建模
2020/11/21
12
第一章 人工智能概述
AI研究的内容
1，搜索与求解 2，学习与发现 3，知识与推理 4，发明与创造 5，感知与交流 6，记忆与联想 7，系统与制造 8，应用与工程
2020/11/21
13
第一章 人工智能概述
AI的研究途径与方法
心理模拟，符号推演 生理模拟，神经计算 行为模拟，控制进化 群体模拟，仿生计算 博采广鉴，自然计算 原理分析，数学建模
2020/11/21
9
例如，美国哲学西尔勒的反对意见
他假设他自己读一段中文写的故事 (他不懂中文) 他只能按照符号匹配、查找等计算机方法去读这个字符串 他得到了正确答案，但他还是不理解故事 这个实验称为中文屋子 证明：即便一台计算机通过了图灵检验，它仍然完全不具备
和理解有关的精神。
一个人进入餐馆并要了一份汉堡 包。当汉堡包端来后发现给烘脆 了，此人暴怒地离开了餐馆，没 有付账或留下小费。
在生物体中，知识是如何表示的？ 智能是否只存在于生物生存的过程中？
2020/11/21
5
第一章 人工智能概述
图灵测试
ຫໍສະໝຸດ Baidu
最早专门论述机器智能与现代数字计算机 关系的是图灵的”计算机器与智能”(1950)
苦苦考虑是否能够制造出真正可以思考的 机器
思考这个问题本身的严重模糊性,阻碍了理 性的思考
案的基础
2020/11/21
8
第一章 人工智能概述
图灵测试的反对意见
它偏向于纯粹的符号问题求解任务,不适用 于测试感知技能或要实现手工灵活性所需要 的能力
没有必要把机器智能强行套入人类智能的模 具中，或许机器智能就是不同于人类智能， 试图按照人类的方式来评价它，可能根本就 是一个错误。
也有人全面批评图灵测试，认为分散了我们 的注意力，应研究通用理论，解释人工智能， 指导具体实践问题
2020/11/21
16
第一章 人工智能概述
ＡI的应用领域
2020/11/21
17
第一章 人工智能概述
博弈
跳棋、国际象棋、15格拼图等
智能性 良好的已定义的竞技规则 易于用计算机表示的格式 测试简单
2020/11/21
18
第一章 人工智能概述
自动推理和定理证明
“可以把数学看成是从基本公理推导出定理的过 程”（Rusell and Whitehead）
一个人进入餐馆并要了一份汉堡 包。当汉堡包端来后他非常喜欢 它，而且在离开餐馆付账之前， 给了服务生很多小费。
问题：在每一种情形下此人是否吃了汉堡包？
2020/11/21
10
第一章 人工智能概述
AI研究的目标与策略
研究目标：制造出智能机器和智能系统，实现智 能化社会
研究策略：先部分或某种程度地实现机器的智能， 再逐步扩展和延伸机器的智能，逐步实现智能化
提出用实验来描述智能问题
2020/11/21
6
如何定义智能机器？
怎么去认定一台计算机是具有智能的呢？
假设：这台计算机能以一种和人类不能相区别的 方式提供答案，则我们就认为它的确在思维（感 觉、理解）
2020/11/21
7
第一章 人工智能概述
图灵测试的重要特征
它提供了一个判断智能的标准 避免了有关智能“真正”特征的争论 因此,图灵测试成为许多现代AI程序评价方
2020/11/21
4
第一章 人工智能概述
智能研究中一些难回答的问题
智能是一种独立的才能，还是一系列独一无二且不相 关联的能力的总称 ？
多大程度上可以说智能是学到的而不是先天存在的？
学习时发生什么？
什么是创造力？
什么是直觉？
可以从观察到的行为推断出具有智能，还是需要特定 内部机制的证据？
人工智能导论
授课人：王天江
华中科技大学计算机学院 智能与分布式计算实验室
2020/11/21
1
教材及主要参考书
《人工智能技术导论》第三版 廉师友 编著， 2007年，西安电子科技大学出版社
《人工智能及其应用》（第二版），蔡自兴 等，1999年，清华大学出版社
2020/11/21
2
第一章 人工智能概述
2020/11/21
14
第一章 人工智能概述
ＡI的研究特点（1）
人工智能是一门知识的科学。以知识为对象，研 究知识的获取、表示和使用。
数据处理->知识处理 符号表示知识而不是数值、数据。
有启发，有推导。 人工智能是引起争论最多的科学之一
焦点：当前人工智能的研究应该以人类的普遍思维规 律为主，还是以特定知识的处理和运用为主？智能的 本质是什么？机器能达到人的水平吗？
结论：人工智能研究是非常困难的
2020/11/21
15
第一章 人工智能概述
ＡI的研究特点（2）
人工智能的研究是十分困难的。 McCarthy： 人工智能的所有问题都是难解的。 Minsky： 人工智能是有史以来最难的科学之一。难在： 实现智能需要浩繁的知识，而最难对付的知 识是常识（不是专业知识）。 Dreyfus： 常识问题是实现人工智能的最大障碍。
2020/11/21
11
第一章 人工智能概述
智能的生物和社会模型
西方哲学的传统中，把逻辑作为知识表示的 依赖性，把逻辑推理作为智能推理的首要机 制
一些批评者开始探索新的智能模型，智能行 为的社会模型。与基于逻辑的方法相反，连 接主义通过对人类大脑结构建模来实现智 能——神经模型
一种基于生物的智能模型——演化计算模型， 如遗传算法等。应用生物进化原理来寻找困 难问题的解