人工智能原理.ppt

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1、nIt is the science and engineering of making intelligent machines, especially intelligent computer programs. It is related to the similar task of using computers to understand human intelligence, but AI does not have to confine itself to methods that are biologically observable. -McCarthyn人工智能既包含理论研

2、究的内容又包含工程方面的内容人工智能既包含理论研究的内容又包含工程方面的内容. 人工智能的研究注意智能系统的效果而不是单纯的对人人工智能的研究注意智能系统的效果而不是单纯的对人的智能行为的模拟的智能行为的模拟. (人工智能研究的出发点与生物学家不同。生物学家研人工智能研究的出发点与生物学家不同。生物学家研究智能行为是从脑的结构和神经细胞的组织入手。究智能行为是从脑的结构和神经细胞的组织入手。 人工智能研究者主要从智能行为的过程与表现入手，重人工智能研究者主要从智能行为的过程与表现入手，重点放在智能行为的实际效果点放在智能行为的实际效果上。上。)附：关于智能本质的争论附：关于智能本质的争论lVo

3、n Neumann：计算机决不会有智能。：计算机决不会有智能。lTuring：计算机是能达到人的智力水平的。：计算机是能达到人的智力水平的。lMcCarthy：人工智能的所有主要问题都是难解的。：人工智能的所有主要问题都是难解的。lMinsky：人工智能是有史以来最难的科学之一：人工智能是有史以来最难的科学之一;思维的思维的社会无统一的知识表示和理论基础。社会无统一的知识表示和理论基础。lBrooks：无需表示、无需推理的智能。：无需表示、无需推理的智能。l反对派的核心观点：计算机只能解决形式化的问题，而反对派的核心观点：计算机只能解决形式化的问题，而客观世界的问题则是非形式化的，是变化无穷的

4、。客观世界的问题则是非形式化的，是变化无穷的。AI is nearly as old as computing 1956，Alen Newell &Herbert Simon， Logic Theorist：证明了：证明了数学原理数学原理第二章的第二章的38条定理条定理 1963, 证明了证明了数学原理数学原理第二章的全部第二章的全部52条定理条定理 归结方法（归结方法（1965，Robinsin） 吴方法吴方法-吴文俊院士，吴文俊院士，1997年年Herbrand奖奖 表推演方法表推演方法 基于公理的系统基于公理的系统 自然演绎方法自然演绎方法 专门用于等词推理的重写系统专门用于等词推理的重

5、写系统 实例化方法实例化方法-新兴起新兴起RulesFactsInference Engine似乎很简单但实质上是非常困难的问题似乎很简单但实质上是非常困难的问题 日常的语言交流包含着很复杂的编码和解码过程日常的语言交流包含着很复杂的编码和解码过程 例例. 装修工人的宿舍装修工人的宿舍 与人们的知识与推理能力有密切的关系与人们的知识与推理能力有密切的关系 与某些人谈话很费力，与某些人谈话很费力， 但与思维敏捷的人但与思维敏捷的人谈话只要谈话只要几几句话甚至几个字就可以了句话甚至几个字就可以了n研究方法研究方法 先后经历了先后经历了基于规则、基于实例基于规则、基于实例和和基于统计基于统计的的方法

6、及其方法及其融合。融合。n有待解决基本问题有待解决基本问题 汉语汉语的词性的词性n发展趋向发展趋向 统计方法中引入语言学知识，如语义知识。统计方法中引入语言学知识，如语义知识。n两个最大的应用领域两个最大的应用领域 文本检索、文本检索、机器翻译机器翻译u机器翻译是一个充满挑战的研究领域，被列为机器翻译是一个充满挑战的研究领域，被列为21世纪世纪世界十大科技难题之首。世界十大科技难题之首。由中科院计算所等单位联合开发了开源的统计机译系由中科院计算所等单位联合开发了开源的统计机译系统统“丝路丝路”，在美国国家标准和技术研究所主持的，在美国国家标准和技术研究所主持的机器翻译国际评测中，在英汉翻译上获

7、得较好成绩。机器翻译国际评测中，在英汉翻译上获得较好成绩。谷歌翻译目前可提供谷歌翻译目前可提供63种主要语言之间的实时翻译，种主要语言之间的实时翻译，主要是采用统计翻译模型，通过海量统计数据来提高主要是采用统计翻译模型，通过海量统计数据来提高翻译精确度。翻译精确度。2011年年11月，谷歌推出了一款手机翻译软件月，谷歌推出了一款手机翻译软件;该软件支该软件支持包括汉语普通话在内的持包括汉语普通话在内的14个语种。对着谷歌个语种。对着谷歌Android智能手机讲话的用户，几乎能实时听到他们的源语言智能手机讲话的用户，几乎能实时听到他们的源语言被翻译成目标语言被翻译成目标语言;而通话对方的语言也会

8、被翻译成该而通话对方的语言也会被翻译成该用户的母语。用户的母语。 影响机译发展的最大因素在于译文的质量。就已有的影响机译发展的最大因素在于译文的质量。就已有的成就来看，机译的质量离终极目标仍相差甚远。成就来看，机译的质量离终极目标仍相差甚远。 中国数学家、语言学家周海中曾在论文中国数学家、语言学家周海中曾在论文机器机器翻译五十年翻译五十年中指出：中指出：u 要提高机译的质量，首先要解决的是语言本身要提高机译的质量，首先要解决的是语言本身问题而不是程序设计问题问题而不是程序设计问题;单靠若干程序来做机单靠若干程序来做机译系统，肯定是无法提高机译质量的。译系统，肯定是无法提高机译质量的。u在人类尚

9、未明了在人类尚未明了“人脑是如何进行语言的模糊识人脑是如何进行语言的模糊识别和逻辑判断别和逻辑判断”的情况下，机译要想达到的情况下，机译要想达到“信、信、达、雅达、雅”的程度是不可能的。这也是制约机译质的程度是不可能的。这也是制约机译质量提高的一大瓶颈。量提高的一大瓶颈。美国发明家、未来学家雷美国发明家、未来学家雷科兹威尔在接受科兹威尔在接受赫赫芬顿邮报芬顿邮报采访时预言，到采访时预言，到2029年机译的质量将年机译的质量将达到人工翻译的水平。对于这一论断，学术界还达到人工翻译的水平。对于这一论断，学术界还存在很多争议。存在很多争议。智能机器人是人工智能中视觉感知系智能机器人是人工智能中视觉感

10、知系统、问题求解系统、计划产生系统等统、问题求解系统、计划产生系统等领域中技术的综合应用的成果。智能领域中技术的综合应用的成果。智能机器人主要在功能上模仿人，外形上机器人主要在功能上模仿人，外形上可以多种多样，它们把观测、思维和可以多种多样，它们把观测、思维和操作巧妙地结合起来。操作巧妙地结合起来。n1920年年 捷克斯洛伐克捷克斯洛伐克作家卡雷尔作家卡雷尔恰佩克在他的科恰佩克在他的科幻小说幻小说罗萨姆的机器人万能公司罗萨姆的机器人万能公司中，根据中，根据Robota(捷克文，原意为捷克文，原意为“劳役、苦工劳役、苦工”)和和Robotnik(波兰波兰文，原意为文，原意为“工人工人”)，创造出

11、，创造出“机机器人器人”这个词。这个词。 n1939年年 美国纽约世博会上展出了西屋电气公司制美国纽约世博会上展出了西屋电气公司制造的家用机器人造的家用机器人Elektro。它由电缆控制，可以行。它由电缆控制，可以行走，会说走，会说77个字，甚至可以抽烟，不过离真正干个字，甚至可以抽烟，不过离真正干家务活还差得远。但它让人们对家用机器人的憧家务活还差得远。但它让人们对家用机器人的憧憬变得更加具体。憬变得更加具体。 n1942年年 美国科幻巨匠阿西莫夫提出美国科幻巨匠阿西莫夫提出“机器人学三机器人学三大定律大定律”。虽然这只是科幻小说里的创造，但后。虽然这只是科幻小说里的创造，但后来成为学术界默

12、认的研发原则。来成为学术界默认的研发原则。 机器人学三大定律机器人学三大定律n第零定律：机器人必须保护人类的整体利益不受伤害，其它第零定律：机器人必须保护人类的整体利益不受伤害，其它三条定律都是在这一前提下才能成立。三条定律都是在这一前提下才能成立。 n第一定律：机器人不得伤害人类个体，或者目睹人类个体将第一定律：机器人不得伤害人类个体，或者目睹人类个体将遭受危险而袖手不管，除非这违反了机器人学第零定律。遭受危险而袖手不管，除非这违反了机器人学第零定律。 n第二定律：机器人必须服从人给予它的命令，当该命令与第第二定律：机器人必须服从人给予它的命令，当该命令与第零定律或者第一定律冲突时例外。零定

13、律或者第一定律冲突时例外。 n第三定律：机器人在不违反第零、第一、第二定律的情况下第三定律：机器人在不违反第零、第一、第二定律的情况下要尽可能保护自己的生存。要尽可能保护自己的生存。 零定律的意义零定律的意义n打个比方，为了维持国家或者说世界的整体秩序，我们制定打个比方，为了维持国家或者说世界的整体秩序，我们制定法律，必须要执行一些人的死刑。这种情况下，机器人该不法律，必须要执行一些人的死刑。这种情况下，机器人该不该阻止死刑的执行呢？显然是不允许的，因为这样就破坏了该阻止死刑的执行呢？显然是不允许的，因为这样就破坏了我们维持的秩序，也就是伤害了人类的整体利益。我们维持的秩序，也就是伤害了人类的

14、整体利益。 “第零定第零定律律”的重要性在于地位凌驾其它三大定律，如若有个机器人的重要性在于地位凌驾其它三大定律，如若有个机器人为保护人类整体（维护第零定律），必须杀害一个人或一群为保护人类整体（维护第零定律），必须杀害一个人或一群人（抵触第一定律），机器人的正子程式为了人类整体着想人（抵触第一定律），机器人的正子程式为了人类整体着想就会同意谋杀罪行。就会同意谋杀罪行。 v上世纪五十年代到六十上世纪五十年代到六十年代，年代， George Devol 和和 Joe Engleberger造出了造出了第一个现代工业机器人第一个现代工业机器人 “Unimates”. Engleberger开了第一

15、个开了第一个机器人公司机器人公司“Unimation”, 他被称为他被称为 “father of robotics.“Isaac Asimov and Joe Engleberger 美国军方还在研制其他多款功能强大的机器人，其中包括被称为“猎豹”的机器人，这款机器人能够冲刺，急转弯，并能突然急刹停止。美国国防部高级研究计划署官网2012年03月07日宣称，该机构委托波士顿动力工程公司研制的机器人“猎豹”近期以每小时18英里(约合每小时29公里)的成绩打破了有腿机器人的陆地步行速度最高记录，成为速度最快的四腿机器人。 n此外，波士顿动力工程公司正在研制一种类人机器人，代号为“亚特拉斯”，这种机器人可以直立步行和慢跑，可以从狭窄的通道挤过，可以利用机器手臂抓东西。该公司表示，除了军事用途之外，这些机器人还可以用于人道主义援助，如急救和灾害响应等。 蔵立隆明博士与面具机器人面对面