PAGEPAGE1第八章人工智能能力要求讀完這章之后，你應該能夠：描述人工智能的概念；講述人工智能的歷史；討論人工智能的目標；了解社會智能、創造力和通用智能；列出并說明人工智能的主要研究；列出幾個人工智能的應用；描述在蘋果產品中用到了哪些人工智能要素。其軟件的一個學術領域。約翰·1956年創造了這一術語，將它定義為“制作智能機器的科學和工程”“智能體的研究與設計”。其中智能體是一個系統，它自主地感知環境、采取行動，以最大化其成功的機會。(通信)、AI是跨學科的領域，涉及到許多學科和專8.1歷史孕育期人工智能源于古代神話、故事和傳說中被賦予智慧和意識的人工生物。17世紀，萊·霍布斯和勒內·笛卡爾探索了所有理性思維可以做成像代數和幾何一樣的1920世紀，思維機器和人工生物已經成為科幻小說的共同特征，像瑪麗·雪萊的《科學怪人》和卡雷爾·R.U.R.20世紀，數理邏輯的研究提供了重要的突破，使人工智能的實現成為可能。自古以來，哲學家和數學家們一直在發展機械或“形式化”推理。在艾倫圖靈和其他數學家的工作基礎上，對邏輯的研究直接導致了可編程數字計算機的發明。圖靈的計算理論認為，通過把符號編排成簡單的‘0’和‘1’，機器可以模擬數學演繹的“大腦”見圖8-1。形成期204050年代期間，不同領域的一些科學家們(如數學、心理學、工程學、經濟學和政治科學等領域)開始討論建立人造大腦的可能性。1956年的夏天，在達特···塞繆爾和赫伯特·60年代中期，美國的相關研究得到了國防部和實驗室的廣泛資助。AI的創始·”，馬文·明斯基同意該說法，并且寫道：“不出一代人，創建人工智能時的所有問題都將基本被解決了”。黃金年代及其繁榮期1956-1974年間，是人工智能的黃金年代，是發現的年代，沖“智能”20年將制造一個完整的智能機器。像（美國國防部）ARPA那樣的政府機構也為該新領域投入了資金。19701980年，是人工智能知識應用期。專家系統,模仿人類專家決策能力的計AI發展史上的一次重要突破。19721976MYCIN專家系統，用于輔助內科醫生診斷細菌感染疾病，并提供最佳處方。1976年，斯坦福大學的杜達開發了地質勘探專家系PROSPECTOR。20世紀80年代，日本政府大力資助人工智能的第五代計算機項目。另一個鼓舞人心2080·霍普菲爾德和大衛·魯梅爾哈特的工作對聯結主義的209021世紀初，盡管有些還不盡如人意，但是人工智能取得了極大(如摩爾定律)1997511深藍”成為第一個擊敗衛冕世界象棋冠軍卡斯帕羅夫的計算機國際象棋系統。20112Jeopardy智力競賽節目表演賽，IBM的問答系統，沃森以Jeopardy冠軍布拉德·拉特和肯Xbox360Xbox1AI8.2研究目標短期目標人工智能研究的近期目標是使現有的計算機不僅能做一般的數值數據和非數值信息的處理，而且能運用知識解決問題，甚至模擬人類的部分智能行為。長期目標有關人工智能研究的長期目標是：社會智能、創造力和通用智能。社會智能社會智能是有效操縱、處理復雜的社會關系及環境的能力。對于智能體而言，首先，（）同時，為了便于人機交互，即使創造力由于人工智能、認知心理學、哲學和藝術領域的交匯，計算創造力(也稱為人工創造力，機械的創造力或創新計算)是一個多學科的問題。構建具有人類創造力水平的程序或者計算機。更好地理解人類的創造力，并為人類的創造性行為制定形式化算法。設計出可以增強人類創造力的程序，而程序本身不必具備創造性。通用智能許多研究人員認為，他們的工作最終將集成到一臺具有通用智能的機器中(稱為強人工智能)。它結合以上各項技能，并且大部分或甚至全部技能均超越人類能力。研究者中的少數人相信：實現該計劃需要具備人工意識或人造大腦等擬人化特性。8.3人工智能的主要研究演繹、推理和問題求解208090年代，為處理不確定或不完備信息，人工智能研究采用概率論和經濟學概念也已經開發出一些非常成功的方法。對于難解問題，上述多數算法需要巨大的計算資源——即，經歷了“組合爆炸”：當知識表示自動規劃和調度機器學習（如何（的過程，并且它是自人工智能興起以來的核心研究領域。有三種類型的學習：第一，無監督學習（非監督式學習/無師學習）具有在輸入流中找到模式的能力；第二，監督學習（監督式學習/有師學習）是從標記的訓練數據中推斷（再勵學習;然后該智能體被稱為計算學習理論。自然語言處理(或文本挖掘)機器人學20世紀才大幅增加。縱觀歷史，人們常常遐想:總有一天，機器人將能模仿人類行為并以人類的方式完成任務。今天，隨著技術的進步，機器人學領域在快速發展；8-2。許多機器人從事對人類有危險的工作，如拆除炸彈、地雷、探索沉船。人工智能游戲(NPCs)上產生智能行由于非玩家角色人工智能游戲，以智能外觀以及在環境局限下的好的游戲體驗為重心，其方法與傳統的人工智能大不相同；變通和欺騙是可以接受的，而且在許多情況下，計算機能力必須被淡化，才能給人類玩家公平的感覺。8.4人工智能已應用于廣泛的領域，包括醫療診斷，股票交易，機器人控制，法律，遙”尼克·博斯特羅姆說，“成千上萬的人工智能應用深植于各行業的基礎結構中了”209021AppleWatch/SiriAppleWatch是由蘋果公司開發的系列智能手表。它包含有健身跟蹤、面向健康的功iOS20154月發布以來，迅速成為最暢銷的可穿戴設備。AppleWatchiPhoneiPhone應用程序同步Wi-Fi20229watchOS9iPhone手機能iOS16iPhone8及其以上版本。Siri是應用于iPhone4S、iPad3及以上型號的蘋果產品的語音控制功能。Siri可以讓iPhone設置鬧鐘。Siri支持自然語言輸入，你可以調用其他的內置應用程序，如天氣、日程安排、搜索信息等等。同時，它還可以學習新的聲音和語調，提供交互響應。GoogleAtlas52015年，升級版Atlas面世，這款機器人由谷歌旗下的波士頓動力公司研制，身高1.9150Atlas28個液壓關節，頭部還配備兩個視覺系統：激光測距儀和立體照相機，是迄今為止最先進的機器人之一。Atlas8-3。在設計上能夠應對復雜地形。Atlas75%在推出最強人形機器人AtlasPETMANBigDog以及WildCatPETMAN進行了一系列的改ABB’sYuMi眾所周知，人機安全協作新時代即將來臨。ABB是領先的工業機器人供應商。迄今，已在全球范圍內安裝了超過25萬臺工業機器人。它最新推出的YuMi機器人近日成為焦點。它將裝配自動化帶入一個全新時代，如圖8-4。它靈活的、具有突破性功能的協同式雙臂，以柔性材料包裹，并配備創新的力傳感技術和最先進的軟件控制系統。YuMi能輕松將機械手表、手機、平板電腦、臺式電腦的小部件精確地組裝到一起。YuMi的推出有助于開拓新的工業生產方式，在電子工業等領域實現小件裝配的自動化。2020YuMi展示了精彩的機器人書法20211159日在上海國家會展中心舉行，YuMi作為全球首款雙臂協作機器人，帶來了首個新產品ABB全球多維度溫室氣體監測與管理系統。2022年，在第五屆中國進口博覽會首次設立人工智能專區。達芬奇機器人1495年左右設計的一個人形自動該機器人身穿德國—3D高清視覺，EndoWrist專利可旋轉手腕手術器械和直觀運動。8-55G第九章物聯網能力要求讀完這章之后，你應該能夠：對物聯網進行準確的描述;從不同的角度談一談物聯網的發展;了解物聯網目前存在的一些問題;解釋什么是無線傳感器網絡，并且描述其特征;給出嵌入式系統的定義，并描述其特征;RFID，并描述其應用;了解關于物聯網的其他技術;列舉幾種智能家居并描述其功能。本章是對物聯網的一個概述：定義，類型，特征及其架構。理解這些基本概念對我們來說是很重要的。本章我們將描述幾種比較流行的物聯網技術，包括無線傳感器網絡（WSRFID9.1“物聯網”概念的起源“物聯網”一詞最初是由麻省理工學院自動識別中心的凱文·阿什頓和大衛·L·布洛克分19992001“自動識別”一詞指的是在工業自動化中使用的廣泛的識200320039EPC（電子產品代碼）執行研討會的時候，自動識別中EPC網絡的正式啟動。EPC網絡是一種開放的RFID在未來五十年都會是促進經濟增長的關鍵技術?！拔锫摼W”1920世紀，它們學習如何思考；在21世紀，它們正在學習感知——它們能真實地感覺和響應。物聯網的通用定義RFID2000年首創的，他提到，通RFID的互聯網地址或數據庫記錄，能發現標識物的信息?！拔锫摼W”RFID、無線局域網、廣域網或其他手段，這些都是可讀、可識別、可定位、可尋址和可控制的。分析師通常將物聯網描述為兩種不同的通信模式：物對人的通信和物對物的通信。物對人（和人對物）通信包含了大量人與物或物與人進行交互的技術和應用程序，包括人類遠程訪問對象，對象（有時稱為"blogjects"）不斷報告其狀態、去向和傳感器數據。物聯網的發展1510“電腦網絡”將邁向“物聯網”時代，到2010年，將有500到1000億的設備連接到互聯網。預30倍。如果我們不100萬億。在這種新的模式下，網絡對象多到分不清比特和原子之間的界限。所有專家一致認為，物聯網的挑戰將是多方面的和深遠的。我們將嘗試從研究視角、行業視角、中央和地方政府的視角上來認識這些挑戰。研究視角2008年在蘇黎自的應用程序、研究成果和知識。2010年底在東京圍繞主題“物聯網的綠色星球”舉行了第二屆大會，這次會議探討了技術要求和業務挑戰，以解決當今物聯網技術的社會挑戰：支持老齡化社會的健康監測系統；幫助預測自然災害和適時反應的分布式知曉系統；幫助緩解交通擁堵的跟蹤系統；提高再循環能力的產品生命周期信息；減少碳排放的運輸透明度各類改進優化過程的深刻理解。物聯網的另一個研究的角度是由惠普公司推出的一個為期十年的名為“地球的中樞神經系統”的項目，這個項目將在全球嵌入一萬億個圖釘大小的傳感器。2006行業視角從把RFID標簽嵌入物體中這個意義上來說，物聯網的第一個工業化實現實際上就是1998年的Presto網絡。在2005年1月，沃爾瑪和美國國防部為了控制庫存，要求他們的主要承包商和供應商應用RFID標簽標記發出的貨物。2008IPSO聯盟，以促進互聯網協議在“智能對象”網絡中的使用。IPSO53個成員公司，包括博世、思科、愛立信、SAP200912Origin公司、美國電話電報公司、思科、德國電信、愛立信、富士通、谷歌、日立、IBM、英特爾、摩托羅拉、Oracle、高SAPThalesVeriSignVerizon公司。IPv6。1283.4×10^38)政府視角2006年起，RFID2008年達到了高潮，因為歐盟輪值主席國法國在尼斯組織了一次部長級會議來解決在未來互聯網的大背景下的物聯網的發美國的戰略重要性。2009年下半年，在中國舉行了許多關于物聯網的重要公開講座。其中有一個有趣的公式如下：根據SRI咨詢商的情報，物聯網的技術如圖9-1、圖9-2所示。9.2無線傳感器網絡無線傳感器網絡的定義無線傳感器網絡無線傳感器網絡由“節點”組成——從幾個到幾百甚至幾千，其中每個節點都與一個（或者幾個）傳感器連接。每個這樣的傳感器網絡節點都主要有如下幾部分：擁有內部天線或連接到外部天線的無線電收發器微控制器與傳感器相連的電子線路電源，通常是一節電池或嵌入式能量收集器智能傳感節點是低功率器件，配備有一個或多個傳感器，一個處理器，存儲器，電源，無線收發器和制動器。無線傳感器網絡的拓撲結構各有不同，可以是一個簡單的星型網絡結構，也可以是一個高級的多跳無線網狀網絡，如圖9-3所示。網絡多跳間的傳播技術可以是選擇路由法或洪泛路由法。圖9-4所示為無線傳感器網絡中各個方面的廣泛分類。特點無線傳感器網絡的主要特點包括：使用電池或能量收集器的節點的能量消耗約束性妥善處理節點失效的能力節點的可遷移性存在通信失效10圖9-4無線傳感器網絡分類PAGEPAGE11節點的異質性大規模部署的可擴展性抗惡劣環境條件的能力易用性無線傳感器網絡的資源約束包括：有限的能量通信范圍窄低帶寬每個節點有限的處理和存儲能力無線傳感器網絡的設計約束包括：對應用的依從性建立在檢測環境基礎上3.標準和規范目前有些標準尚未被批準，或由一些組織正在開發，包括無線傳感網絡的WAVE2M標準。無線傳感器網絡領域中有很多標準化組織。IEEE著重于物理層和該訪問控制層（MAIETF工作于3WSNsWirelessHART（HART技術）WirelessHART是一項基于可尋址遠程傳感器高速通道的開放通信協議的無線傳感器WirelessHART被定義為過程領域設備網絡的要求。IEEE1451IEEE1451是由美國電氣和電子工程師協會（InstituteofElectricalandElectronicsEngineersIEEE儀器儀表和測量學會的傳感器技術專業委員會（傳感器或執行器）與微處理器、儀表系統以及控制/現場網絡進行連接。（3）IEEE802.15.4IEEE802.15.4標準指定了低速率無線個域網(LR-WPAN)的物理層和介質訪問控制。該標準由IEEE802.15工作組維護。（4）ZigBeeZigBeeIEEE802標準基礎上，采用短距離、低功耗數字無線電技術，制定的一系列高層通信協議規范。ZigBee設備通常使用網狀網絡形式遠距離傳輸數據，通過中間媒介設備還可將數據傳至更遠。（5）6LoWPAN6LoWPAN是IPv6低功耗無線個域網（IPv6overLowpowerWirelessPersonalAreaNetwork6LoWPNInternetEngineeringTaskForce，IETF）的互聯網區域中一個工作組的名稱。嵌入式系統嵌入式系統定義PC機的通用計算機的設計更具靈活性，能滿足更廣泛的終端用戶的需求。嵌入式系統含有的處理內核不是微控制器就是數字信號處理器（DSP。處理器是嵌入式系統硬件中的重要單元，是嵌入式系統的核心。MP3播放器，ResonanceImagingMRI）以及航空電子設備。復雜性也由低到高變化，歷史第一個公認的現代化嵌入式系統是阿波羅導航計算機（AGC，由查爾斯·斯塔克·德雷珀（CharlesStarkDraper）9-5，9-6所示。早期1961D-17（AutoneticsD-17）導航計算9-71966年后備役導彈Ⅱ投于生產，D-17才被首次使用大容量集成電路的新型計算機取代，僅四與非門集成電路這一項，其價格就從每個1000美元降至每個3美元，同時也允許將它們用于商業產品的生產。20601978“標準”，20803．特點（1）用戶界面嵌入式系統從沒有用戶界面，到僅用于一項任務，漸漸發展成現在復雜的圖形用戶界面。LEDLCD）HD44780LCD，如圖98所示一些系統在串口（如RS-232，USB，I2C等，如圖9-9所示）和網絡（如以太網）連接的幫助下，提供遠程用戶接口，它們具有以下優點：擴展了嵌入式系統的功能，避免BSPCPCWeb（2）嵌入式系統的處理器嵌入式處理器可以分為兩大類：普通微處理器（μP）針對于存儲和外設都是使用單獨的集成電路。微控制器（μC）有更多的外設芯片，可以降低功耗、尺寸和成本。（3）現成的電腦板PC/104PC/104+PC，它們的體型會小一些，但是比大（816位MSDOSLinuxNetBSDMicroC/OS-ll、QNXVxWorks；x86處理器。然而，多數預先制好的電腦板并不以PC為中心，也不使用工業標準結構總線（IndustrialStandard9-10所示（PeripheralComponent9-11所示（4）可靠性PCRFIDRFID定義（Radio-frequency是無線非接觸系統的一個應用，它利用無線射頻電磁場將數據從一個標簽傳輸到一個對象，其目的在于自動識別和跟蹤。RFID技術已經用在了成百上千種應用中，比如防止盜竊汽車，車輛不停靠便可進行如今，RFID已經是使用無線電波自動識別人或物的通用技術術語。其識別方法有很多種，但最常見的是將RFID標簽與識別對象或人的唯一標識關聯起來。RFID系統，如圖9-12，通常包含以下部分：RFID裝置標簽；帶有天線和收發信機的標簽讀寫器；一個主機系統，或連接一個企業系統。RFID標簽RFID裝置可以分為兩大類：有源（電池）裝置的無源裝置。主動向讀寫器發送信號的RFID裝置稱為應答器（也稱發射機，或響應器，而無源被動裝置被稱為“標簽”。目前常用的一些做法是將這種應答器描述為“主動標簽”，而將這種無源裝置稱為“被動標簽”。主動標簽一般是可進行讀和寫操作的設備，而被動標簽通常只能進行讀操作。主動標簽比被動標簽更大、更昂貴。9-13RFID101毫米。一些標120*100*50mm（Hitachi）目前RFID0.05mm*0.05mm。應用RFID標簽可以被附著到對象上，用以跟蹤和管理庫存、資產或者人等等。例如，它可以被固定到汽車上、計算機設備上、書籍里、移動電話等等。在2011年，被動標簽的成本剛開始是每個0.09美元；更為特殊的標簽，比如需要附著于金屬上或者具有耐γ5用于跟蹤貨柜、醫療財產、或者監測環境條件的主動標簽的價格起始會是每個50美元，或者超過100美元。電池輔助型被動標簽的價格在3-10美元的范圍內，也具有像溫度和濕度