人工智能概述(PPT 59页).pptx

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人工智能导论,福州大学软件学院陈家瑞,一、课程的性质，内容,人工智能是一门涉及面较宽的综合性学科，与数学、计算机科学、思维科学、神经生理学、心理学等多种学科都有密切的联系，需要多方面的知识。

人工智能是一门不断有新理论、新思想涌现的前沿性学科。

通过学习掌握人工智能的基本理论知识、了解人工智能各个领域内容及其的发展状况；掌握各种推理策略和方法、人工智能的知识表示方法；了解并掌握智能计算主要观点与算法；掌握机器学习概念及其算法、了解数据挖掘的基本概念和内容。

二、参考资料,人工智能导论马少平，朱小燕著清华大学出版社人工智能:

一种现代的方法（第二版）罗素，诺维格著清华大学出版社人工智能复杂问题求解的结构和策略（第四版）GeorgeF.Luger机械工业出版社人工智能及其应用（第三版）蔡自兴等清华大学出版社知识发现史忠植清华大学出版社游戏开发中的人工智能DavidM.Bourg&GlennSeemann著东南大学出版社,云松銮仙玉骨寒，松虬雪友繁。

大千收眼底，斯调不同凡。

（无题）,家住闽山东复东,其中岁岁有莺啼。

如今不在莺啼处,莺在旧时啼处啼。

（无题）白沙平舟夜涛声，春日晓露路相逢。

朱楼寒雨离歌泪，不堪肠断雨乘风。

BetrayalDaveStriverlovedtheuniversity.Heloveditsivy-coveredclocktowers,itsancientandsturdybrick,anditssun-splashedverdantgreensandeageryouth.Healsolovedthefactthattheuniversityisfreeofthestarkunforgivingtrialsofthebusinessworld-onlythisisntafact:

Academiahasitsowntests,andsomeareasmercilessasanyinthemarketplace.Aprimeexampleisthedissertationdefense:

ToearnthePhD,tobecomeadoctor,onemustpassanoralexaminationononesdissertation.ThiswasatestProfessorEdwardHartenjoyedgiving.Davewanteddesperatelytobeadoctor.Butheneededthesignaturesofthreepeopleonthefirstpageofhisdissertation,thepricelessinscriptionsthat,together,wouldcertifythathehadpassedhisdefense.OneofthesignatureshadtocomefromProfessorHart,andHarthadoftensaid-toothersandtohimself-thathewashonoredtohelpDavesecurehiswell-earneddream.,Wellbeforethedefense,StrivergaveHartapenultimatecopyofhisthesis.HartreaditandtoldDavethatitwasabsolutelyfirstrate,andthathewouldgladlysignitatthedefense.TheyevenshookhandsinHartsbook-linedoffice.DavenoticedthatHartseyeswerebrightandtrustful,andhisbearingpaternal.Atthedefense,Davethoughtthatheeloquentlysummarizedchapter3ofhisdissertation.Thereweretwoquestions,onefromProfessorRodmanandonefromDr.Teer;Daveansweredboth,apparentlytoeveryonessatisfaction.Therewerenofurtherobjections.,ProfessorRodmansigned.HeslidthetometoTeer;shetoosigned,andthensliditinfrontofHart.Hartdidntmove.Ed?

Rodmansaid.Hartstillsatmotionless.Davefeltslightlydizzy.Edward,areyougoingtosign?

Later,Hartsataloneinhisofficeinhisbigleatherchair,saddenedbyDavesfailure.HetriedtothinkofwayshecouldhelpDaveachievehisdream.,背叛戴夫斯特赖维尔喜爱这所大学。

他喜爱校园里爬满常青藤的钟楼，那古色古香而又坚固的砖块，还有那洒满阳光的碧绿草坪和热情的年轻人。

使他感到欣慰的还有这样一件事，即大学里完全没有商场上那些冷酷无情的考验但事实恰恰并非如此：

做学问也要通过考试，而且有的考试与市场上的考验一样不留情面。

最好的例子就是论文答辩：

为了取得博士学位，为了成为博士，博士生必须通过论文的口试，爱德华哈特教授就喜欢主持这样的答辩考试。

戴夫迫切希望成为一名博士。

但他需要让个人在他论文的第一页上签上他们的名字，这个千金难买的签名能够证明他通过了答辩。

其中一个签名是哈特教授的。

哈特常常对戴夫本人和其他人说，对于帮助戴夫实现他应该有的梦想，他感到很荣幸。

答辩之前，斯特赖维尔早早给哈特送去了他论文的倒数第二稿。

哈特阅读后告诉戴夫，论文水平绝对一流，答辩时他会很高兴地在论文上签名。

在哈特那四壁摆满书橱的办公室里，两人甚至还握了手。

戴夫注意到，哈特两眼放光，充满信任，神情宛如慈父一般。

在答辩时，戴夫觉得自己流利地概括了论文的第三章。

评审者提了两个问题，一个是罗德曼教授提的，另一个是蒂尔博士提的。

戴夫分别做了回答，并且显然让每个人都心悦诚服，再没有人提出异议。

罗德曼教授签了名。

他把论文推给蒂尔，她也签上了名字，接着便把本子推到了哈特跟前。

哈特没有动。

“爱德华？

”罗德曼问道。

哈特仍然坐在那儿，毫无表情。

戴夫感到有点眩晕。

“爱德华，你打算签名吗？

”过后，哈特一个人呆在办公室里，坐在那张宽大的皮椅里，他为戴夫未能通过答辩感到难过。

他试图想出帮助戴夫实现他梦想的办法。

IBM的“深蓝”,北京时间1997年5月12日凌晨4点50分，美国纽约公平大厦，当IBM公司的“深蓝”超级电脑将棋盘上的一个兵走到C4的位置上时，国际象棋世界冠军卡斯帕罗夫对“深蓝”的人机大战落下帷幕，“深蓝”以3.5：

2.5的总比分战胜卡斯帕罗夫。

正在与深蓝下棋的卡斯帕罗夫,IBM的“深蓝”（续1）,96年2月第一次比赛结果：

“深蓝”：

胜、负、平、平、负、负97年5月第二次比赛结果：

“深蓝”：

负、胜、平、平、平、胜,IBM的“深蓝”（续2）,“深蓝”的技术指标：

32个CPU每个CPU有16个协处理器每个CPU有256M内存每个CPU的处理速度为200万步/秒,智能汽车,智能技术与系统国家重点实验室研制的智能汽车,在高速公路上，该汽车可以自动识别道路，自动躲避障碍物在最近的实验中，平均速度为100公里，最高速度达到了150公里，达到了世界先进水平。

智能交通,图像识别系统,四色定理的证明,四色定理从1852年发现四色问题，世界上很多著名的科学家试图证明，当一直未能完成。

1976年6月，哈肯在美国伊利诺斯大学的两台不同的电子计算机上，用了1200个小时，作了100亿次判断，终于完成了四色定理的证明，从而解决了一个历时100多年的问题，轰动了世界。

第一章绪论,1.1人工智能的定义1.2人工智能的研究目标1.3人工智能的发展简史1.4人工智能研究的课题,人类智能,人类在认识世界和改造世界的活动中表现出来的能力直觉思维通过视觉、听觉、触觉等感官活动，接受并理解文字、图象、声音和语言等各种外界信息，即认识和理解外界环境的能力。

理性思维通过人脑的生理和心理活动以及有关的信息处理过程，将感性知识抽象为理性知识，并能对事物运行的规律进行分析、判断和推理，这就是提出概念、建立方法，进行演绎和归纳推理、作出决策。

学习能力通过教育、训练和学习过程，日益丰富自身的知识和技能。

适应能力对不断变化的外界环境能灵活地作出适当的反应。

早期的AI,传说与幻想黄帝的“指南车”诸葛亮的“木牛流马”850B.C古希腊的会劳动的机器人；12-13世纪西班牙的神学家试图制造能解决各种问题的通用逻辑机；尝试与成果17世纪法国物理学家B.Pascal制成的机械加法器；在其基础上，德国数学家Leibniz制成了四则运算的计算器。

1920年KarelCapek的科幻剧中的机器人Roborta；1936年英国数学家Turning提出了图灵机模型；1938年德国工程师Zuse研制成了第一台累计数字计算机；1946年美国诞生了第一台电子数字计算机ENIAC；,现代人工智能的兴起,现代人工智能（ArtificialIntelligence，简称AI），一般认为起源于美国1956年的一次夏季讨论（达特茅斯会议），在这次会议上，第一次提出了“ArtificialIntelligence”这个词。

什么是人工智能部分学者对人工智能概念的描述：

人工智能是那些与人的思维相关的活动，诸如决策、问题求解和学习等的自动化（Bellman,1978）；人工智能是一种计算机能够思维，使机器具有智力的激动人心的新尝试（Haugeland,1985）；人工智能是研究如何让计算机做现阶段只有人才能做得好的事情（RichKnight,1991）；,人工智能是那些使知觉、推理和行为成为可能的计算的研究（Winston,1992）；广义地讲，人工智能是关于人造物的智能行为，而智能行为包括知觉、推理、学习、交流和在复杂环境中的行为（Nilsson，1998）。

StuartRussell和PeterNorvig则把已有的一些人工智能定义分为4类：

像人一样思考的系统、像人一样行动的系统、理性地思考的系统、理性地行动的系统（2003）。

图灵测试,如何知道一个系统是否具有智能呢？

1950年，计算机科学家图灵提出了著名的“图灵测试”。

希尔勒的中文屋子,通过了图灵测试就具有了智能吗？

机器是否真的理解了呢？

希尔勒的中文屋子,人类和计算机各有所长,计算机难以模拟的语音识别自然语言理解计算机的强项复杂的数值计算大规模数据库管理网络信息检索太空飞行器的自动控制等等,人工智能的研究目标,最终目标理解人类的智能有效的自动化有效的智能拓展超人的智力通用问题求解连贯性交谈自治学习存储信息远期目标：

制造智能机器。

近期目标：

实现机器智能。

人工智能发展简史,萌芽时期（1956年以前）形成时期（1956-1961年）发展时期（1961年以后）,萌芽时期（1956年以前）,850B.C古希腊的会劳动的机器人；900B.C中国古代的歌舞机器人；12-13世纪西班牙的神学家试图制造能解决各种问题的通用逻辑机；17世纪法国物理学家B.Pascal制成的机械加法器；在其基础上，德国数学家Leibniz制成了四则运算的计算器。

1920年KarelCapek的科幻剧中的机器人Roborta；1936年英国数学家Turning提出了图灵机模型；1938年德国工程师Zuse研制成了第一台累计数字计算机；1946年美国诞生了第一台电子数字计算机ENIAC；,形成时期（1956-1961年）,1956年，在美国Dartmouth大学的一次历史性聚会是人工智能学科正式诞生的标志。

有三个较有影响的研究团队。

A.Newell、J.Shaw和H.Simon：

1957年，逻辑理论机LT，1960年，通用问题求解器GPS，编程的表处理技术和NSS国际象棋机。

IBM研究小组：

A.Samuel西洋跳棋程序，1962年，战胜了美国的一个州冠军。

MIT研究小组：

1959年，McCarthy发明了人工智能主要的语言：

LISP。

1958年开发了的行动计划咨询系统。

1960年Minsky的论文：

走向人工智能的步骤。

其他：

1956年N.Chomsky的文法体系、1958年Shelffridge的模式识别系统,发展时期（1961年以后）,符号主义学派方面归结原理推动了定理证明技术的发展。

专家系统和知识工程技术已应用到各种计算机应用系统中，出现了智能管理信息系统、智能决策支持系统、智能控制系统、智能CAD系统、智能CAI系统、智能数据库系统和智能多媒体系统等等。

知识表示、不确定性推理、机器学习等方面都取得了重大的进展。

连结主义学派方面神经网络在智能控制、语言识别与合成、图形文字识别、数据压缩、知识工程、最优化问题求解和智能计算机等领域进行了实践并取得了一系列的成果行为主义学派方面Brooks等人的六脚行走机器人，是一种基于感知-动作模式的模拟昆虫行为的控制系统。

人工智能研究的经典课题,自然语言理解（naturallanguageunderstanding）数据库智能检索（intelligentretrievalfromdatabase）专家咨询系统（expertconsultingsystem）定理机器证明（theoremproving）博弈（gameplaying）机器人学（robotics）自动程序设计（automaticprogramming）组合调度问题（combinatorialandschedulingproblem）感知问题（perceptionproblems）,人工智能研究的新课题,人工神经元网络（artificialneuralnetwork）智能控制（intelligentcontrol）智能调度和指挥（intelligentschedulingandcommanding）智能决策支持系统intelligentdecisionsupportsystems）知识发现和数据挖掘（knowledgediscoveryindatabase/datamining）分布式人工智能（distributedartificialintelligence）,历史上的人工智能大师,下面介绍图灵和几位获得图灵奖的人工智能大师,阿伦图灵（AlanTuring）,计算机科学理论的创始人,阿伦图灵（AlanTuring）,1912年出生于英国伦敦，1954年去世1936年发表论文“论可计算数及其在判定问题中的应用”，提出图灵机理论1950年发表论文“计算机与智能”，阐述了计算机可以具有智能的想法，提出图灵测试1966年为纪念图灵的杰出贡献，ACM设立图灵奖,马文明斯基（MarnivLeeMinsky）,人工智能之父框架理论的创立者首位获得图灵奖的人工智能学者,马文明斯基（MarnivLeeMinsky）,1927年出生于美国纽约1951年提出思维如何萌发并形成的基本理论1956年达特茅斯会议的发起人之一1958年在MIT创建世界上第一个AI实验室1969年获得图灵奖1975年首创框架理论,约翰麦卡锡（JohnMcCarthy）,人工智能之父LISP语言的发明人首次提出AI的概念,约翰麦卡锡（JohnMcCarthy）,1927年出生于美国波士顿1956年发起达特茅斯会议，并提出“人工智能”的概念1958年与明斯基一起创建世界上第一个人工智能实验室发明剪枝算法1959年开发LISP语言开创逻辑程序研究，用于程序验证和自动程序设计1971年获得图灵奖,赫伯特西蒙（HerbertA.Simon）,符号主义学派的创始人爱好广泛的全能科学家中国科学院外籍院士,赫伯特西蒙（HerbertA.Simon）,1916年出生于美国的威斯康辛州1943年在匹兹堡大学获政治学博士学位1969年因心理学方面的贡献获得杰出科学贡献奖1975年和他的学生艾伦纽厄尔共同获得图灵奖1978年获得诺贝尔经济学奖1986年因行为学方面的成就获得美国全国科学家奖章,50年代至60年代初开发了世界上最早的启发式程序“逻辑理论家”LT，证明了数学原理第二章中的全部52个定理，开创了机器定理证明这一新的学科领域57年开发了IPL（InformationProcessingLanguage）语言，是最早的AI语言。

60年开发了“通用问题求解系统”GPS66年开发了最早的下棋程序之一MATER70年发展与完善了语义网络的概念和方法70年代提出了“物理符号系统假说”70年代提出决策过程模型，成为DSS的核心内容,艾伦纽厄尔（AllenNewell）,符号主义学派的创始人之一西蒙的学生与同事1975年与西蒙同获图灵奖,查理德卡普（RichardM.Karp）,发明“分枝界限法”的三栖学者,查理德卡普（RichardM.Karp）,1935年出生于美国波士顿是加州大学伯克利分校三个系的教授：

电气工程和计算机系数学系工业工程和运筹学系60年代提出“分枝界限法”，成功求解含有65个城市的旅行商问题，创当时的记录1985年获得图灵奖,爱德华费根鲍姆（EdwardA.Feigenbaum）,知识工程的提出者大型人工智能系统的开拓者,爱德华费根鲍姆（EdwardA.Feigenbaum）,1936年出生于美国的新泽西州通过实验和研究，证明了实现智能行为的主要手段是知识1977年提出知识工程，使人工智能从理论转向应用名言：

知识蕴藏着力量1994年和劳伊雷迪共同获得图灵奖,1963年主编了计算机与思想一书，被认为是世界上第一本有关人工智能的经典性专著1965年开发出世界上第一个专家系统开发出著名的专家系统MYCIN80年代合著了四卷本的人工智能手册开设Teknowledge和IntelliGenetics两个公司，是世界上第一家以开发和将专家系统商品化的公司,劳伊雷迪（RajReddy）,大型人工智能系统的开拓者,劳伊雷迪（RajReddy）,37年出生于印度，66年在美国获得博士1994年与费根鲍姆共同获得图灵奖主持过一系列大型AI系统的开发Navlab能在道路行驶的自动车辆项目LISTEN用于扫盲的语音识别系统以诗人但丁命名的火山探测机器人项目自动机工厂项目，提出“白领机器人学”,