1、人工智能與專家系統人工智能與專家系統v1.1 人工智能的概念人工智能的概念 v1.2 人工智能的研究學派人工智能的研究學派 v1.3 人工智能的研究目標人工智能的研究目標v1.4 人工智能的研究領域人工智能的研究領域v1.5 人工智能的發展簡史人工智能的發展簡史1.1 人工智能的概念人工智能的概念幾種定義幾種定義v 智能機器（智能機器（intelligent machine）v 人工智能（學科）人工智能（學科） v 人工智能（能力）人工智能（能力）v 人工智能（人工智能（擬人思維、行為擬人思維、行為 ）v 人工智能（人工智能（理性思維、行為理性思維、行為人工智能人工智能v顧名思義，人工智能就是

2、人造智能，其英文顧名思義，人工智能就是人造智能，其英文表示是表示是“Artificial Intelligence”，簡稱，簡稱AI。當然，這只是人工智能的字面解釋或廣義解當然，這只是人工智能的字面解釋或廣義解釋。目前的釋。目前的“人工智能人工智能”一詞是指用計算機一詞是指用計算機模擬或實現的智能，同時，人工智能又是一模擬或實現的智能，同時，人工智能又是一個學科名稱個學科名稱。1.1.2 智能、智力和能力之間的區別與聯系智能、智力和能力之間的區別與聯系v智能：從感覺到記憶到思維這一過程，稱為智能：從感覺到記憶到思維這一過程，稱為“智慧智慧”，智慧的結果就產生了行為和語言，智慧的結果就產生了行為

3、和語言，將行為和語言的表達過程稱為將行為和語言的表達過程稱為“能力能力”，兩，兩者合稱者合稱“智能智能”，將感覺、去記、回憶、思，將感覺、去記、回憶、思維、語言、行為的整個過程稱為智能過程，維、語言、行為的整個過程稱為智能過程，它是智力和能力的表現。它是智力和能力的表現。v智力：智力： 智力（智力（Intelligence)是指生物一般性是指生物一般性的精神能力。指人認識、理解客觀事物并運的精神能力。指人認識、理解客觀事物并運用知識、經驗等解決問題的能力，包括記憶、用知識、經驗等解決問題的能力，包括記憶、觀察、想象、思考、判斷等。觀察、想象、思考、判斷等。 v“智力智力”的定義也可以概括為：通

4、過改變自的定義也可以概括為：通過改變自身、改變環境或找到一個新的環境去有效地身、改變環境或找到一個新的環境去有效地適應環境的能力適應環境的能力 v智商智商 ：智商就是智力商數，智力的高低通常：智商就是智力商數，智力的高低通常用智力商數來表示，是用以標示智力發展水用智力商數來表示，是用以標示智力發展水平。平。v構成智商的五種因數：觀察力、注意力、記構成智商的五種因數：觀察力、注意力、記憶力、思維力、想象力憶力、思維力、想象力v能力：一般能力是指觀察，記憶，思維，想能力：一般能力是指觀察，記憶，思維，想象等能力象等能力,通常也叫智力。特殊能力是指人們通常也叫智力。特殊能力是指人們從事特殊職業或專業

5、需要的能力從事特殊職業或專業需要的能力 1.1.3 如何判斷智能如何判斷智能v1.圖靈實驗圖靈實驗v2.中文屋子問題中文屋子問題圖靈實驗圖靈實驗v一種確定計算機是否會一種確定計算機是否會思考的實驗。一個人向思考的實驗。一個人向計算機發問，另一個不計算機發問，另一個不知情的人試圖從回答中知情的人試圖從回答中區分是人還是計算機。區分是人還是計算機。如果計算機沒有被辨認如果計算機沒有被辨認出，便通過了圖靈實出，便通過了圖靈實驗到目前為止，沒有驗到目前為止，沒有一臺機器通過實驗。一臺機器通過實驗。中文屋子（假設有一臺計算機通過了圖靈實驗）中文屋子（假設有一臺計算機通過了圖靈實驗） v希爾勒假設：希爾勒

6、博士在一個封閉的房子希爾勒假設：希爾勒博士在一個封閉的房子里，有輸入和輸出縫隙與外部相同。里，有輸入和輸出縫隙與外部相同。v輸入的是中文問題，而他對中文一竅不通。輸入的是中文問題，而他對中文一竅不通。房子內有一本英語的指令手冊，從中可以找房子內有一本英語的指令手冊，從中可以找到相應的規則。他按照規則辦事，把作為答到相應的規則。他按照規則辦事，把作為答案的中文符號寫在紙上，并輸出到屋子外面。案的中文符號寫在紙上，并輸出到屋子外面。v這樣，看起來他能處理輸入的中文問題，并這樣，看起來他能處理輸入的中文問題，并給出正確答案。但是，他對那些問題毫無理給出正確答案。但是，他對那些問題毫無理解，不理解其中

7、的任何一個詞！解，不理解其中的任何一個詞！ 1.2 人工智能的研究學派人工智能的研究學派v1.2.1 符號主義符號主義v1.2.2 聯結主義聯結主義v1.2.3 行為主義行為主義左腦左腦v左腦就像個雄辯家，善于語言和邏輯分析；左腦就像個雄辯家，善于語言和邏輯分析；又像一個科學家，長于抽象思維和復雜計算，又像一個科學家，長于抽象思維和復雜計算，但刻板，缺少幽默和豐富的情感。但刻板，缺少幽默和豐富的情感。右腦右腦v右腦就像個藝術家，長于非語言的形象思維右腦就像個藝術家，長于非語言的形象思維和直覺，對音樂、美術、舞蹈等藝術活動有和直覺，對音樂、美術、舞蹈等藝術活動有超常的感悟力，空間想像力極強。不擅

8、言辭，超常的感悟力，空間想像力極強。不擅言辭，但充滿激情與創造力，感情豐富、幽默、有但充滿激情與創造力，感情豐富、幽默、有人情味。人情味。符號主義（符號主義（Symbolism ）v1.一種基于邏輯推理的智能模擬方法。一種基于邏輯推理的智能模擬方法。v2.物理符號系統假設物理符號系統假設v3.模擬人的左腦抽象邏輯思維，通過研究人模擬人的左腦抽象邏輯思維，通過研究人類認知系統的功能機理，用某種符號來描述類認知系統的功能機理，用某種符號來描述人類的認知過程，并把這種符號輸入到能處人類的認知過程，并把這種符號輸入到能處理符號的計算機中，就可以模擬人類的認知理符號的計算機中，就可以模擬人類的認知過程。

9、過程。聯結主義（聯結主義（Connectionism ）v1.一種基于神經網絡及網絡間的連接機制與一種基于神經網絡及網絡間的連接機制與學習算法的智能模擬方法。學習算法的智能模擬方法。v2.通過大量的非線性并行處理器來模擬人腦通過大量的非線性并行處理器來模擬人腦中眾多的神經細胞（神經元），用處理器的中眾多的神經細胞（神經元），用處理器的復雜連接關系來模擬人腦中眾多神經元之間復雜連接關系來模擬人腦中眾多神經元之間的突觸行為。的突觸行為。行為主義（行為主義（Evolutionism ）v1.一種基于一種基于“感知感知行動行動”的行為智能模的行為智能模擬方法。擬方法。v2.維納和麥洛克等人提出的控制論

10、和自組織維納和麥洛克等人提出的控制論和自組織系統。控制論把神經系統的工作原理與信息系統。控制論把神經系統的工作原理與信息理論、控制理論、邏輯以及計算機聯系起來。理論、控制理論、邏輯以及計算機聯系起來。1.3 人工智能的研究目標人工智能的研究目標v（1）通過視覺、聽覺、觸覺等感官活動，接受并理解文字、）通過視覺、聽覺、觸覺等感官活動，接受并理解文字、圖象、聲音、語言等各種外界的圖象、聲音、語言等各種外界的“自然信息自然信息”，這就是，這就是認識認識和理解世界環境的能力和理解世界環境的能力。 v（2）通過人腦的生理與心理活動以及有關的信息處理過程，）通過人腦的生理與心理活動以及有關的信息處理過程，

11、將感性知識抽象為理性知識，并能對事物運動的規律進行分將感性知識抽象為理性知識，并能對事物運動的規律進行分析、判斷和推理，這就是提出概念、建立方法，析、判斷和推理，這就是提出概念、建立方法，進行演繹和進行演繹和歸納推理、作出決策的能力歸納推理、作出決策的能力。v（3）通過教育、訓練和學習過程，日益豐富自身的知識和）通過教育、訓練和學習過程，日益豐富自身的知識和技能，這就是技能，這就是學習的能力學習的能力。v（4）對變化多端的外界環境條件，如干擾、刺激等作用能）對變化多端的外界環境條件，如干擾、刺激等作用能靈活地作出反應，這就是靈活地作出反應，這就是自我適應的能力。自我適應的能力。 1.4 人工智

12、能的研究領域人工智能的研究領域v1.4.1 模式識別模式識別v1.4.2 自動定理證明自動定理證明v1.4.3 機器視覺機器視覺v1.4.4 專家系統專家系統v1.4.5 機器人機器人v1.4.6 自然語言處理自然語言處理v1.4.7 博弈博弈v1.4.8 人工神經網絡人工神經網絡v1.4.9 問題求解問題求解v1.4.10 機器學習機器學習v1.4.11 基于基于Agent的人工智能的人工智能1.4.1 模式識別模式識別v指對表征事物或現象的各種形式的（數值的、文字指對表征事物或現象的各種形式的（數值的、文字的和邏輯關系的）信息進行處理和分析，以對事物的和邏輯關系的）信息進行處理和分析，以對

13、事物或現象進行描述、辨認、分類和解釋的過程，是信或現象進行描述、辨認、分類和解釋的過程，是信息科學和人工智能的重要組成部分。息科學和人工智能的重要組成部分。v具體的說：我們所指的模式識別主要是對語音波形、具體的說：我們所指的模式識別主要是對語音波形、地震波、心電圖、腦電圖、圖片、照片、文字、符地震波、心電圖、腦電圖、圖片、照片、文字、符號、生物傳感器等對象的具體模式進行辨識和分類。號、生物傳感器等對象的具體模式進行辨識和分類。 1.4.2 自動定理證明（自動定理證明（ATP）v目前是自動推理目前是自動推理(AR)體系中發展最好的部分，體系中發展最好的部分，它的目的是為使用電子計算機程序來進行數

14、它的目的是為使用電子計算機程序來進行數學定理的證明。對于不同的數學邏輯，它能學定理的證明。對于不同的數學邏輯，它能夠推論出一個定理是正確的，還是不可證明夠推論出一個定理是正確的，還是不可證明的，或者錯誤的。的，或者錯誤的。1.4.3 機器視覺機器視覺v機器視覺就是用機器代替人眼來做測量和判機器視覺就是用機器代替人眼來做測量和判斷。斷。 v機器視覺系統是指通過機器視覺產品將被攝機器視覺系統是指通過機器視覺產品將被攝取目標轉換成圖像信號，傳送給專用的圖像取目標轉換成圖像信號，傳送給專用的圖像處理系統，根據像素分布和亮度、顏色等信處理系統，根據像素分布和亮度、顏色等信息，轉變成數字化信號；圖像系統對

15、這些信息，轉變成數字化信號；圖像系統對這些信號進行各種運算來抽取目標的特征，進而根號進行各種運算來抽取目標的特征，進而根據判別的結果來控制現場的設備動作。據判別的結果來控制現場的設備動作。1.4.4 專家系統專家系統v專家系統是一個智能計算機程序系統，其內專家系統是一個智能計算機程序系統，其內部含有大量的某個領域專家水平的知識與經部含有大量的某個領域專家水平的知識與經驗，能夠利用人類專家的知識和解決問題的驗，能夠利用人類專家的知識和解決問題的方法來處理該領域問題。方法來處理該領域問題。1.4.5 機器人機器人v機器人（機器人（Robot）是自動執行工作的機器裝）是自動執行工作的機器裝置。它既可

16、以接受人類指揮，又可以運行預置。它既可以接受人類指揮，又可以運行預先編排的程序，也可以根據以人工智能技術先編排的程序，也可以根據以人工智能技術制定的原則綱領行動。它的任務是協助或取制定的原則綱領行動。它的任務是協助或取代人類工作的工作，例如生產業、建筑業，代人類工作的工作，例如生產業、建筑業，或是危險的工作。或是危險的工作。1.4.6 自然語言處理自然語言處理v自然語言處理是計算機科學領域與人工智能自然語言處理是計算機科學領域與人工智能領域中的一個重要方向。它研究能實現人與領域中的一個重要方向。它研究能實現人與計算機之間用自然語言進行有效通信的各種計算機之間用自然語言進行有效通信的各種理論和方

17、法。自然語言處理是一門融語言學、理論和方法。自然語言處理是一門融語言學、計算機科學、數學于一體的科學。計算機科學、數學于一體的科學。1.4.7 博弈博弈v博弈，詞語解釋是局戲、圍棋、賭博。博弈，詞語解釋是局戲、圍棋、賭博。 v博弈分為博弈分為靜態博弈靜態博弈和和動態博弈動態博弈。v靜態博弈靜態博弈是指在博弈中，兩個參與人同時選擇或兩是指在博弈中，兩個參與人同時選擇或兩人不同時選擇，但后行動者并不知道先行動者采取人不同時選擇，但后行動者并不知道先行動者采取什么樣的具體行動。什么樣的具體行動。 v動態博弈動態博弈是指在博弈中，兩個參與人有行動的先后是指在博弈中，兩個參與人有行動的先后順序，且后行動

18、者能夠觀察到先行動者所選擇的行順序，且后行動者能夠觀察到先行動者所選擇的行動。動。 1.4.8 人工神經網絡人工神經網絡v一種模仿動物神經網絡行為特征，進行分布一種模仿動物神經網絡行為特征，進行分布式并行信息處理的算法數學模型。這種網絡式并行信息處理的算法數學模型。這種網絡依靠系統的復雜程度，通過調整內部大量節依靠系統的復雜程度，通過調整內部大量節點之間相互連接的關系，從而達到處理信息點之間相互連接的關系，從而達到處理信息的目的。的目的。1.4.9 問題求解問題求解v通常是指解決管理活動中由于意外引起的非通常是指解決管理活動中由于意外引起的非預期效應或與預期效應之間的偏差。預期效應或與預期效應

19、之間的偏差。v通過搜索的方法尋找問題求解操作的一個合通過搜索的方法尋找問題求解操作的一個合適序列，以滿足問題的要求。適序列，以滿足問題的要求。1.4.10 機器學習機器學習v是研究計算機怎樣模擬或實現人類的學習行是研究計算機怎樣模擬或實現人類的學習行為，以獲取新的知識或技能，重新組織已有為，以獲取新的知識或技能，重新組織已有的知識結構使之不斷改善自身的性能。的知識結構使之不斷改善自身的性能。機器機器學習是人工智能的核心。學習是人工智能的核心。1.4.11 基于基于Agent的人工智能的人工智能v Agent：人工智能里的術語，指能自主活動：人工智能里的術語，指能自主活動的軟件或者硬件實體。的軟件或者硬件實體。 v這是一種基于感知行為模型的研究途徑和方這是一種