第一章人工智能概述教程文件

近期目标
人工智能的近期目标是实现机器智能。即先 部分地或某种程度地实现机器智能，从而使现有 的计算机更灵活好用和更聪明有用。
2020/7/4
人工智能
8
人工智能的表现形式
智能软件 智能设备 智能网络 智能计算机 智能机器人 Agent
2020/7/4
人工智能
9
第一章 人工智能概述
人工智能的概念 人工智能的研究途径与方法 人工智能的分支领域 人工智能的基本技术 人工智能的发展概况
2020/7/4
人工智能
36
自动翻译
自动翻译即是机器翻译，用计算机作为两 种语言之间的翻译。由于自然语言理解方面的 困难，所以到目前为止自动翻译问题还没有完 全解决。
2020/7/4
人工智能
37
基于应用领域的领域划分
难题求解 自动定理证明 自动程序设计 自动翻译 智能控制 智能管理 智能决策 智能通信 智能仿真 智能CAD 智能CAI
2020/7/4
人工智能
39
基于应用领域的领域划分
难题求解 自动定理证明 自动程序设计 自动翻译 智能控制 智能管理 智能决策 智能通信 智能仿真 智能CAD 智能CAI
2020/7/4
人工智能
40
智能管理
智能管理是人工智能与管理科学、系统工程、计 算机技术及通信技术等多学科、多技术相结合、互相 渗透而产生的一门新技术、新学科。它研究如何提高 计算机管理系统的智能水平以及智能管理系统的设计 理论、方法与实现技术。
2020/7/4
人工智能
13
行为模拟，控制进化
行为模拟是一种基于感知－行为模型 的研究途径和方法，它是在模拟人在控制 过程中的智能活动和行为特性，如自适应 ，自寻优、自学习、自组织等，来研究和 实现人工智能。
以行为模拟方法研究人工智能者，被 称为行为主义、进化主义、控制论学派。
2020/7/4
人工智能
机器推理包括串行推理（传统的机器推理）和并 行推理（神经网络推理）。
2020/7/4
人工智能
22
基于脑功能模拟的领域划分
机器感知 机器联想 机器推理 机器学习 机器理解 机器行为
2020/7/4
人工智能
23
机器学习
机器学习
机器自己获取知识。包括 ① 对人类已有知识的 获取；②对客观规律的发现； ③对自身行为的修正。 按实现途径分类 符号学习包括机械学习，指导学习，解释学习，类
难题求解 自动定理证明 自动程序设计 自动翻译 智能控制 智能管理 智能决策 智能通信 智能仿真 智能CAD 智能CAI
2020/7/4
人工智能
34
自动程序设计
自动程序设计
自动程序设计就是人只要给出关于某程序要求的 非常高级的描述，计算机就会自动生成一个能完成这 个要求目标的具体程序。
判定法
对一类问题找出统一的计算机上可实现的算法解。
定理证明器
研究一切可判定问题的解法。1965年鲁滨逊提出的消解原理 是这类工作的基础，
计算机辅助证明
以计算机为辅助工具，利用机器的高速和大容量，帮助人完 成手工证明中无法完成的大量计算、推理和穷举。
2020/7/4
人工智能
33
基于应用领域的领域划分
第一章 人工智能概述
2020/7/4
1
第一章 人工智能概述
人工智能的概念 人工智能的研究途径与方法 人工智能的分支领域 人工智能的基本技术 人工智能的发展概况
2020/7/4
人工智能
2
第一章 人工智能概述
人工智能的概念 人工智能的研究途径与方法 人工智能的分支领域 人工智能的基本技术 人工智能的发展概况
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。研究主要内容是知识工程和符号 处理技术。 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。研究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）模糊技术及人工生命。
14
第一章 人工智能概述
人工智能的概念 人工智能的研究途径与方法 人工智能的分支领域 人工智能的基本技术 人工智能的发展概况
2020/7/4
人工智能
15
人工智能的分支领域
基于脑功能模拟的领域划分 基于研究途径与实现技术的领域划分 基于应用领域的领域划分 基于应用系统的领域划分 基于计算机系统结构的领域划分 基于实现工具与环境的领域划分 基于体系结构的领域划分
智能决策支持系统是在传统决策支持系统的基础上 加上相应的智能部件构成的。包括模型库、方法库、数 据库、知识库四部分构成。
2020/7/4
人工智能
43ห้องสมุดไป่ตู้
基于应用领域的领域划分
难题求解 自动定理证明 自动程序设计 自动翻译 智能控制 智能管理 智能决策 智能通信 智能仿真 智能CAD 智能CAI
自动程序设计过程
自动程序设计相当于给机器配置了一个“超级编 译系统”，它能够对高级描述进行处理，通过规划过 程，生成所需的程序。这是自动程序设计的主要内容 ，它实际是程序的自动综合。自动程序设计还包括程 序自动验证。
2020/7/4
人工智能
35
基于应用领域的领域划分
难题求解 自动定理证明 自动程序设计 自动翻译 智能控制 智能管理 智能决策 智能通信 智能仿真 智能CAD 智能CAI
2020/7/4
人工智能
31
基于应用领域的领域划分
难题求解 自动定理证明 自动程序设计 自动翻译 智能控制 智能管理 智能决策 智能通信 智能仿真 智能CAD 智能CAI
2020/7/4
人工智能
32
自动定理证明
自然演绎法
依据推理规则，从前提和公理中推出许多定理，若待证明的 定理恰在其中，则定理得证。
2020/7/4
人工智能
38
智能控制
产生
1965年，傅京孙（KS.Fu）提出，1987年正式作为一 门独立的学科。 特点 智能控制中的智能
先验智能；反应性智能；优化智能；组织与协调智 能。 智能控制开发途径
基于专家系统的专家智能控制；基于模糊推理和计 算的模糊控制： 基于人工神经网络的神经网络控制； 综合以上三种方法的综合型智能控制。
NP
Nondeterministic Polynomial,非确定性多项 式。不能证明算法复杂度超出多项式边界，但又未找 到有效算法的问题。 NPC：NP Complete，NP中一类 最困难的问题。
研究意义
a.找到解决难题的途径。b.由解决这些难题而发 展起来得一些技术和方法可用于人工智能其它领域。
基本方法和技术 人工智能
近期主要应用领域 6
为什么研究人工智能
普通计算机智能低下，不能满足社会需求。 研究人工智能也是当前信息化社会的迫切需
求。 智能化是自动化发展的必然趋势。 研究人工智能，对人类自身智能的奥秘也提
供有益帮助
2020/7/4
人工智能
7
人工智能的目标
远期目标
人工智能的远期目标是要制造智能机器。具 体讲就是使计算机具有看听说写等感知和交互能 力，具有联想学习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。
采用结构模拟，用神经网络和神经计算 的方法研究人工智能者，被称为生理学派、 连接主义。
2020/7/4
人工智能
12
功能模拟，符号推演
功能模拟法就是以人脑的心理模型，将 问题或知识表示成某种逻辑网络，采用符号 推演的方法，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。
以功能模拟和符号推演研究人工智能者 ，被称为心理学派、逻辑学派、符号主义。
2020/7/4
人工智能
20
基于脑功能模拟的领域划分
机器感知 机器联想 机器推理 机器学习 机器理解 机器行为
2020/7/4
人工智能
21
机器推理
推理
推理是从一些已知判断（前提）推出一个新判断 （结论）的思维过程。 机器推理
机器推理主要包括形式逻辑中的演绎推理、归纳 推理、类比推理和非逻辑的基于指令性规则的操作变 换式的“推理”。 机器推理的分类 机器推理的形式
2020/7/4
人工智能
27
机器行为
机器行为 机器行为主要指机器人行动规划。是智能机器人
的核心技术，规划功能的强弱反映了智能机器人的智 能水平。 机器人规划的基本任务
在一个特定的工作区域中自动地生成从初始状态 到目标状态的动作序列、运动路径和轨迹的控制程序。
2020/7/4
人工智能
28
基于研究途径与实现技术的领域划分
图示学
运筹学
知识的模型化 和表示
机器视觉 计算机语言
光学
模式识别 声学 语音学
教学、科学和 工程辅助
启发式 搜索
图论
AI系统 和语言
自然语言系统
符号操作 管理科学
博弈
现代控制理论
常识性推理演 绎、问题求解
系统程序设计
心理学
语言学
控
信息处理心理学
制 理
逻辑
心理学
逻辑
论
近期主要应用领域 2020/7/4
性，自然语言理解是一个困难的课题。 图形理解
是计算机识别的组成部分。主要是物景分析，目前 主要是研究在复杂的背景中寻找目标以及室外物景分析。 理解是感知的延伸，是对本质和意义的感知
2020/7/4
人工智能
26
基于脑功能模拟的领域划分
机器感知 机器联想 机器推理 机器学习 机器理解 机器行为
2020/7/4
人工智能
16
基于脑功能模拟的领域划分
机器感知 机器联想 机器推理 机器学习 机器理解 机器行为
2020/7/4
人工智能
17
机器感知
机器感知 计算机象人一样通过“感觉器官”直接从外界获取
信息。 模式识别
先将摄像机、送话器或其它传感器接受的外界信息 转换为电信号序列，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比较， 完成对输入信息的分类识别工作。
2020/7/4
人工智能
3
人工智能的概念
什么是人工智能 为什么研究人工智能 人工智能的目标 人工智能的表现形式
2020/7/4
人工智能
4
学科结构
计算原理 算法分析
控制理论 空间研究
自动程序设计
机器人 工业自动化
逻辑 数学
系统程序设计
心理学 图示学
认识论
心理学
逻辑学 自动定理证明 有关学科
2020/7/4
人工智能
18
基于脑功能模拟的领域划分
机器感知 机器联想 机器推理 机器学习 机器理解 机器行为
2020/7/4
人工智能
19
机器联想
人类联想 人类的联想是建立事物之间的联系。人类的联想功
能是基于神经网络、按内容记忆方式进行的。 机器联想
机器的联想就是有关数据、信息或知识之间的联系 。机器联想利用人类按内容记忆原理，采用“联想存储 ”的技术实现联想功能。
比学习，示例学习，发现学习 连接学习神经网络学习 发展方向
将符号学习与连接学习二者结合起来。
2020/7/4
人工智能
24
基于脑功能模拟的领域划分
机器感知 机器联想 机器推理 机器学习 机器理解 机器行为
2020/7/4
人工智能
25
机器理解
自然语言理解 是计算机理解人类的语言。但由于人类语言的二义
2020/7/4
人工智能
29
基于应用领域的领域划分
难题求解 自动定理证明 自动程序设计 自动翻译 智能控制 智能管理 智能决策 智能通信 智能仿真 智能CAD 智能CAI
2020/7/4
人工智能
30
难题求解
难题
没有算法解或或虽有算法解但在现有机器上无法 实施或无法完成的问题。
2020/7/4
人工智能
41
基于应用领域的领域划分
难题求解 自动定理证明 自动程序设计 自动翻译 智能控制 智能管理 智能决策 智能通信 智能仿真 智能CAD 智能CAI
2020/7/4
人工智能
42
智能决策
智能决策支持系统 将人工智能技术引入决策过程，建立决策支持系统，
充分发挥传统决策支持系统中数值分析的优势，也充分 发挥专家系统中知识给知识处理的特长。 智能决策支持系统构成
2020/7/4
人工智能
44
智能通信
智能通信就是在通信系统的各个层次和 环节上实现智能化，使网络运行在最佳状态 ，使网络具有自适应、自组织、自学习、自 修复等功能。
2020/7/4
人工智能
10
人工智能的研究途径与方法
结构模拟，神经计算 功能模拟，符号推演 行为模拟控制进化
2020/7/4
人工智能
11
结构模拟，神经计算
结构模拟就是用人工神经元（神经细胞 ）组成的人工神经网络来作为信息和知识的 载体，用所谓神经计算的方法实现学习联想 识别和推理等功能，从而来模拟人脑的智能 行为，使计算机表现出某种智能。