第一章习题要点.doc

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1、如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流第一章习题要点【精品文档】第 12 页1.你如何理解科学和技术的辅人律、拟人律和共生律？答：科学技术的辅人律、拟人律和共生律是科学技术发展的三大宏观规律。辅人律的基本含义。拟人律的基本含义。共生律的基本含义。1 “智能科学技术是现代社会所特有的、具有表征意义的科学技术。”对于这个说法，你同意吗？为什么？答：同意或者不同意皆可。原因需要阐述合理充分。同意原因：科学技术的发展过程；与古代和近代相比，现代社会智能科学技术的发展特点。2 请根据自己的理解说明智能科学技术的研究方向。答：智能科学技术的特色研究方向是信息资源的本质及其运动变化的规律，而信息资源运动变

2、化过程也就是模拟人类处理信息的过程，主要包括信息获取、传递、处理、决策和执行的过程，结合图示说明更佳。3 你认为未来机器人会往何处发展？机器会反客为主，成为人类的统治者吗？为什么？你所期待的未来机器人与人类之间的关系是什么？答：未来机器人的发展方向。机器不会反客为主，成为人类的统治者。原因：科学技术发展的辅人律、拟人律和共生律所揭示的机器与人类之间的关系。期待的未来机器人与人类之间的关系：机器人和人类的合理分工与合作。4 你如何理解智能的概念？你认为机器能够具有智能吗？为什么？答：智能概念。机器能够具有智能，因为：根据上述概念，说明“显智能”可能用机器实现。5 请根据自己的理解说明信息和知识的

3、概念，它们与智能有什么关系？答： 信息有着不同的层次。本体论层次信息的概念。认识论层次信息的概念。知识的概念。它们与智能的关系：智能形成的机制是“信息-知识-智能转换”。信息是原材料，经过提炼形成知识，是生成智能的准备。6 请根据自己的理解说明策略和执行的概念，它们与智能有什么关系？答：策略的概念。执行的概念。它们与智能的关系：策略是智能的最高表现，执行策略，通过行为的实施使实际问题得到解决，从而使得机器系统表现出智能。1. 什么是结构主义智能模拟方法？请说明你对于该方法的理解和原因。答：结构主义智能模拟方法的研究思路和含义。对于该方法的理解和原因：从总体上来分析，给出人工神经网络为代表的结构

4、模拟方法的特点（优点）和困难（缺点），指出其未来的发展方向。2. 谈谈你对于现有人工神经元模型的理解？你能提出一些新的人工神经元模型吗？答：人工神经元模型的形成原理。可以针对现有模型的缺点，提出一些新的人工神经元模型。3. 谈谈你对于已有人工神经网络模型的理解？你能提出一些新的人工神经网络模型吗？答：人工神经网络模型的建立依据、学习方式、联接模式等。可以针对现有模型的缺点，提出一些新的人工神经网络模型。4. 如何理解人工神经网络学习规则的重要性？你能提出一些新的学习规则吗？答：人工神经网络学习规则的基本含义。学习规则在人工神经网络中的作用。可以针对现有学习规则的缺点，提出一些新的学习规则。5.

5、 为什么感知器可以实现分类功能？单层感知器进行模式分类有什么限制？ 试举例说明。答：感知器通过输入到输出的映射实现分类功能的基本原理。单层感知器进行模式分类的限制：是否线性可分。举例：异或问题。6. 请分析人工神经元学习算法机制。你能设计一个更好的算法吗？答：人工神经元学习算法机制就是通过学习训练确定连接权值。可以针对已有算法的缺点，设计一个更好的算法。7. 如何理解BP学习算法的机制？请为该算法画一个流程图。答： BP算法的学习机制是：工作信号正向传播。误差信号反向传播。一种算法流程图如下图所示：初始化权值W，赋给一个较小的随机非零值计算 Oin, netjn, y and En m = M

6、（从输出层回退）jm, 计算 En/ wji (m隐层所有节点), m-修正权值wji = wji-mEn/ wji, m 0For n =0，n N (对所有的训练样本循环)YesNom=0时S(x)=x，当x0时，S(x)=0.定义如下二个启发值函数:h1(n)= min enj +S(C-Cn-1)*minh2(n)= min enj +S(C-Cn-1)*max其中C-Cn-1表示从当前节点n到子节点后，还需要经过的边数。显然h1(n) =h*利用h1(n)会比h2(n)准确，可以保证最终路径是最短的路径，但利用h2(n)求解的速度较快。其估值函数为：f1(n)=g(n)+ h1(n)

7、;f2(n)=g(n)+ h2(n);由图中可得min=5 max=13，设从A开始，分别应用A算法可得如下的扩展图：由图中可以看出分别应用二个启发函数都可以得到最终结果ACDEBA，最短路径为3411. 试用四元数列结构表示四圆盘梵塔问题，并画出求解该问题的与或图。答：12. 请用谓词公式表示下列英文句子。A computer system is intelligent if it can perform a task which, if performed by a human, requires intelligence. 答：定义谓词：INTLT(x)meansxisintellige

8、ntPERFORM(x,y)meansxcanperformyREQUIRE(x)meansxrequiresintelligenceCMP(x)meansxisacomputersystemHMN(x)meansxisahuman 表示：(x) (t) (y) HMN(y) PERFORM(y, t) REQUIRE(t) CMP(x)PERFORM(x, t) INTLT(x) 13. 传教士与野人问题：有3个传教士和3个野人来到河边，打算乘一只船从右岸到左岸去。该船的负载能力为两人。在任何时候，如果野人人数超过传教士人数，那么野人就会把传教士吃掉。它们怎样才能用这条船安全地把所有人都渡过

9、河去？答：问题表示用一个三元组（M，C，P），其中M表示左岸Missonaries的数目，C表示左岸Cannibals的数目，P表示船在左岸或是右岸。MM表示Missonaries的总数，CC表示Cannibals的总数推理规则L2R（m，c）：从左岸到右岸CONDITION：（2m0）（2c0）（P左）（MC0）（M0C0）（MMMCCC0）（MMM0CCC0）（MmCc0）（Mm0Cc0）（MMMmCCCc0）（MMMm0CCCc0）ACTION：MmM，CcCR2L（m，c）：从右岸到左岸CONDITION：（2m0）（2c0）（P右）（MC0）（M0C0）（MMMCCC0）（MMM0C

10、CC0）（MmCc0）（Mm0Cc0）（MMMmCCCc0）（MMMm0CCCc0）ACTION：MmM，CcC初始状态：（3，3，右）目标状态：（0，0，左）求解过程（3，3，右） L2R（0，2） 两个野人上船（3，1，左）R2L（0，1） 一个野人把船驶回（3，2，右）L2R（0，2） 剩余两个野人上船（3，0，左）R2L（0，1） 一个野人把船驶回，对面有两个野人（3，1，右）L2R（2，0） 两个传教士上船，本岸剩余一个传教士，一个野人，对岸有两个传教士，两个野人（1，1，左）R2L（1，1） 一个传教士和一个野人同时把船驶回，本岸有两个传教士，两个野人，对岸剩余一个传教士，一个野人

11、（2，2，右）L2R（2，0） 两个传教士上船，至此，三个传教士都到了对岸，本岸还剩下两个野人（0，2，左）R2L（0，1） 一个野人把船驶回（0，3，右）L2R（0，2） 两个野人上船（0，1，左）R2L（0，1） 一个野人把船驶回（0，2，右）L2R（0，2） 两个野人上船，至此，三个野人也都到了对岸（0，0，左）1 请根据自己的理解说明机器感知的基本原理。 答：机器感知的基本原理如下：第一，作为事物运动状态和状态变化方式的本体论信息，可以通过与其它事物的相互作用而被后者所感知，条件是后者对前者的运动状态及其变化方式敏感。第二，信息感知的实质是本体论信息向第一类认识论信息的语法信息的转换，

12、它的技术本质是事物运动状态及其变化方式的载体转换。第三，由于具体事物运动状态及其变化速度的有限性，信息感知在理论上有可能做到不丢失本体论信息的基本信息。第四，但是，无论怎样精巧地设计信息感知系统，它的第一类认识论信息的信息量（输出信息量）都不可能超过本体论信息的信息量（输入信息量）。这是信息获取领域的信息不增原理。2 文本分类所常用的特征有哪些？你认为充分吗？你还能提出新的特征吗？为什么？答：文本分类所常用的特征有字、词、短语、概念、同义词、相关词等。充分或不充分皆可，给出充分的论证。针对现有特征的缺点，能提出新的特征，并给出充分的论证。3 请谈谈你对Brooks研究工作的基本认识。你能为Br

13、ooks提出新的问题或者建议吗？为什么？答：可以针对Brooks研究工作的思路、方法、成果等进行阐述。能或者不能为Brooks提出新的问题或者建议4 如何理解感知-动作系统是对经验思维的模拟？答：说明感知-动作系统的基本概念，再说明经验思维的过程，二者结合即可表明感知-动作系统是对经验思维的模拟。1. 全信息概念与Shannon信息有何异同？答：如下表所示：比较项目全信息Shannon信息研究面向智能系统通信系统（智能系统的一个环节）研究目标扩展智力功能扩展信息传递功能（智力功能的一部分）研究对象语法+语义+语用信息统计语法信息（全信息的一个特例）研究内容 信息全过程信息传递过程（全过程的子过

14、程）研究方法信息科学方法论统计方法2. 如何看待模糊信息的存在？答：可以结合例子说明：现实世界实际事物和人的观念中存在大量“亦此亦彼”的情形，即模糊信息，它很好地反映了事物性质的渐变性。3. 谈谈你对全信息自然语言理解的看法。答：可以从多个角度阐述，例如全信息的概念、自然语言理解的任务、目的、进展状况等，全信息自然语言理解的基本思路、层次性、重要性等。4. 你是如何理解信息、知识、智能之间的关系的？为什么？答：信息-知识-智能转换贯穿于智能过程的始终，是智能生成的共性核心机制。信息获取与处理技术以及信息提炼与认知技术共同完成了信息到知识的转换，而知识激活与决策完成了特定目标指导下的知识到智能的

15、转换。5. 知识生态链是什么？你同意吗？为什么？答：知识生态链如下图所示，可以结合该图详细阐述。同意或者不同意皆可，给出充分的论证。6. 你如何理解意识系统模型？为什么？答：意识系统模型如下图所示，可以结合该图详细阐述。7. 请分析说明意识、情感与智能存在什么样的关系？答：未来的智能机器不仅能够建立智能能力，而且能在给定问题、环境、目标条件下形成相应的情感能力。而情感的基础就是意识。可以认为，系统建立全信息的过程，恰好就是形成意识的过程。但是，这里没有调用深层的推理，因此还不能形成深层的情感和理性的智能。在这种意义上，狭义的意识可以看作是浅层的情感和初等的智能。8. 如何理解信息-知识-智能转

16、换是智能的核心共性机制？答：智能的共性核心生成机制就是在“隐智能”给定的基本框架下获得相关问题、环境和目标的信息，并在此基础上完成由信息到知识和由知识到智能的转换，简记为：信息-知识-智能的转换。因为任何智能的生成都会遵循这样的原则，只是转换的具体过程会随问题的不同而有所不同，在某些相对简单的情况下，这个转换过程也可以有所简化。在机器智能的结构主义研究方法上，就是信息经验知识智能策略；体现在功能主义研究方法上，就是信息规范知识智能策略；体现在行为主义研究方法上，就是信息常识知识智能策略。也可以结合图示说明。9. 机制主义方法如何统一了结构主义方法、功能主义方法和行为主义方法？答：机制主义方法认

17、为：智能的共性核心生成机制就是信息-知识-智能的转换，而其中的知识具有三种生长阶段：经验知识、规范知识、常识知识，如下图所示。由图可见，结构主义（人工神经网络NN）、功能主义（专家系统ES）和行为主义（感知-动作S-A）在机制主义框架下实现了统一。可以结合例子进一步论述。请根据自己的理解画图说明信息检索系统的基本构成和工作原理。答：可结合下图说明。查询表达式查询处理检索文档表示索引文档库检索结果相关性反馈用户信息需求网络蜘蛛互联网2：请说明自己对全信息（检索）网（CI-web）的理解。答：自然语言检索是智能信息检索的重要特点。根据全信息理论，要想实现对于自然语言的真正理解，机器智能系统必须能够

18、分析和掌握全信息。同样道理，要想实现自然语言检索，智能搜索引擎也必须能够分析和掌握查询需求和文档的全信息，也就是全信息（检索）网（CI-web）。3：说说你对智能信息检索系统的理解，并设计一个智能信息检索系统的应用，阐述其能解决哪些智能问题。答：说明智能信息检索系统的概念、含义、系统特点、使用特点等。设计一个智能信息检索系统的应用，给出设计框图和原理说明，阐述其功能。4：如何理解情感与意识的关系？答：情感可分为直接情感和复杂情感。直接情感生成的机制是：“信息-意识-情感”转换，而复杂情感是在直接情感生成机制的基础上经过理智的调制而形成的。可见，情感是在意识的基础上产生的。没有意识能力的系统，就

19、不可能产生相应的情感。5：智能与情感是什么关系？为什么？答：情感生成的机制和智能生成的机制不是两件互不相干的事情，相反，情感与智能是相生相伴互相作用互相制约的。原因：可以结合复杂情感生成机制图，如下，进行说明。6：机器智能是否需要情感？为什么？答：机器智能需要情感，因为：目前应用领域的机器人缺乏意识、精神状态和感觉这些情感条件，机器人只是按照人类设定的程序进行遵循一定的规则行为。但是人们希望，将来的智能机器不只是冷冰冰的工具，它们不仅能够在给定问题-环境-目标的条件下，建立自己的“理智（智能）”能力，而且能够形成相应的“情感”能力，能够表达和交流情感。这种既有理智又有情感的系统才能成为名副其实

20、的智能机器。1：什么是信息网络？什么是智能信息网络？二者有何区别与联系？答：分别给出信息网络和智能信息网络的基本含义，在此基础上，分析二者的区别与联系。2：请画出智能信息网络的等效模型，并说明智能信息网络的实质是什么？答：智能信息网络的等效模型如下图所示：智能信息网络的实质是：一个智能化的生产工具：面对给定的问题和目标，能够以类似于人的方式去获得信息，从中提炼有用的知识，生成解决问题的智能策略，并把智能策略转化为智能行为，解决问题，达到目标。3：当前信息网络服务发展迅猛，举例说明其发展的主要方向和技术有哪些？答：结合例子说明信息网络服务的主要方向和技术，例如经济领域、社会领域、安全领域等等。4

21、：请设计一种可能的智能信息网络的应用，可以帮助某一类人更好地完成某个任务？答：设计一种可能的智能信息网络的应用，给出设计框图和原理说明，阐述其功能。5：智能信息网络的未来将如何发展，请谈一谈你的观点。答：可结合当前技术发展的趋势举例说明自己的观点，例如：移动化、个性化、物联网等等。1：了解机器人的历史，并说明第一代机器人、第二代机器人和第三代机器人的特点分别是什么？答：第一代机器人的特点：可编程示教再现型机器人。第二代机器人的特点：具有一定的感觉功能和自适应能力的离线编程机器人。第三代机器人的特点：智能机器人，带有多种传感器，能够将多种传感器得到的信息进行融合，能够有效地适应变化的环境，具有很

22、强的自适应能力、学习能力和自治功能。2：什么是智能机器人？你认为其“智能”体现在哪些方面？答：智能机器人的基本含义：具有识别、推理、规划和学习等智能机制，可以把感知和行动智能化结合起来，因此能在非特定的环境下作业。“智能”体现：例如，感知环境、自主决策和灵活动作。可进一步阐述。3：什么是情智一体机器人？要实现情智一体，你觉得最关键的技术是什么？为什么？答：情智一体机器人就是像人一样同时具有理智和情感的机器人。要实现情智一体，最关键的技术例如，情景感知、情感计算、情感与理智的交互等。可进一步阐述。机器人如果要想完全拥有人类的感情，必须具备3个基本系统，分别为情感识别系统、情感计算系统和情感表达系

23、统4：如何理解机器人群的概念？请举例说明应用机器人群的必要性和重要性。答：机器人群就是指利用仿生学原理，模仿群体活动的动物或昆虫运动的特点，来制造可以运用于工程、医学以及军事领域的机器人。结合例子说明应用机器人群的必要性和重要性，例如，降低成本、提高效率、增加系统的强健性和扩大整体系统的性能表现等。5：你认为我国机器人研究的未来主要发展方向是什么？为什么？ 答：可以结合国内外机器人研究的现状，提出我国机器人研究的未来主要发展方向，例如，网络化、自主学习、人机接口、可移动性等，并充分论证。1：请根据自己的理解说明复杂系统与传统系统的区别。答：可以从模型、目标、规律的多个角度分析说明复杂系统与传统

24、系统的区别。复杂系统（complex system）是具有中等数目基于局部信息做出行动的智能性、自适应性主体的系统。复杂系统是一个很难定义的系统，它存在于这个世界各个角落。如此，我们也可以这样定义它: 1. 不是简单系统，也不是随机系统。 2. 是一个复合的系统，而不是纷繁的系统。 3. 复杂系统是一个非线性系统。 4. 复杂系统内部有很多子系统， 这些子系统之间又是相互依赖的，子系统之间有许多协同作用，可以共同进化。在复杂系统中，子系统会分为很多层次，大小也各不相同。 复杂系统是由要素有机联系组成, 含有等级结构, 具有独立功能特性的动态体系 , 是一个开放的、远离平衡态的系统, 具有自组织

25、性、 自相似性、 随机性的非线性系统, 是无序性和有序性的对立统一。 复杂系统和简单系统的区别在于，简单系统是死的，没有进化的，组分少，线性的，可还原的。比如微积分、牛顿力学、热力学的研究对象。复杂系统是活的，进化的，3个以上组分形成的非线性的耗散结构。比如细胞、生物体、大脑、社会、城市和生态系统等。 哈肯在普利高津耗散结构理论的基础上, 并吸取了信息论、 突变论、 控制论的新成果, 研究了系统如何能够自发地产生一定的有序结构, 进一步提出了系统在演化过程中从无序到有序转变的共同规律,创立了协同学。 协同学指出 : 一个系统从无序向有序转化, 不在于热力学平衡还是不平衡, 也不在于离平衡态有多

26、远, 而关键在于一定条件下, 它是子系统之间通过非线性的相互作用 就能够产生时空有序结构, 这种协同现象和相干效应必须是在开放系统中产生的。 复杂系统的进化模式是一个不断远离平衡态的过程。它的进化模式和库恩的科学进步的结构类似。由最初的负反馈维持的稳定态在正反馈的推动下达到另一种更高层次的稳态，如此不断远离平衡态，一步一步地向高层次进化。拿我们日常生活中的手机为例，从最初只有通话和发短信的功能演化到现在的上网、看视频、玩游戏等多项功能。它具有秩序和混沌的双重特点。首先，它有一定的秩序。打开某一个软件，那个对应的软件就会打开，而其他的软件则处于关闭状态，不会自动打开，这就体现了有序性，一个复杂性

27、系统不管表现出如何复杂的行为，它总是有着潜在的秩序。其次，它有混沌的特点。智能手机的复杂行为并非出自其复杂的基本结构，而是由许多独立的甚至相当简单的单元的相互作用形成的，它的控制力是相当分散的。 另外，以我不良的生活习惯为例。在大学时，曾经有一段时间，我很颓废，每天几乎都是吃饭睡觉打游戏，不去上课，也不与外界交流。将近一个月的时间里，我都处于这样一个平衡的稳定状态。突然有一天朋友拉着我听了一场关于成功的讲座，强烈刺激了我的斗志。我告诉自己，不能再这样碌碌无为地混下去，我一定要改变。所以我开始变得勤奋起来，努力学习，最终期末我考了全班男生的第一名。所以当我们处于一个不好的状态时，一定要寻找方法或

28、是借助外界的力量打破之前的稳态，增加无序性，才能达到我们期待的那种稳定状态。2：请说明为什么机器智能系统是复杂系统？答：复杂是人类智能在处理客观现实世界问题时必须要面对的一个特点。随着人类社会和智能科学技术研究的不断发展，智能的研究对象早已不再是虚拟简化的玩具世界，而是强调真实性和实用性的现实世界。因此，机器智能系统必定是复杂系统。3：说说你对不确定性的理解，不确定性信息有哪些？答：人们目前所说的不确定性，其涵义很广泛，主要包括随机性、模糊性、不完全性、不稳定性和不一致性这5 个方面，其中随机性和模糊性又是最基本的。不确定性信息有：随机信息、模糊信息、粗糙信息、灰色信息、未确知信息和泛灰信息。

29、4：请根据自己的理解说明不确定性在机器智能系统中的重要性。答：人类认识事物的过程，即对信息的辨识过程，可以看作是由源信息（事物本身所固有的信息）经过信道（人类获取信息的各种途径）到达宿信息（人类所能获取的信息）的信息传输过程，其中必然涉及到客体信源的客体性，人类主体的主体性以及主客体相互作用中各种噪音干扰的交融性，因此，不确定性信息的出现是不可避免的。而机器智能系统的目标是模拟人类智能，因此，不确定性在机器智能系统中非常重要。5：说说你对智能数学的理解，并举例说明其在机器智能系统中的一种应用。答：可以说明智能数学的含义、起源、发展、作用等。结合举例，说明其在机器智能系统中的一种应用，例如，自然

30、语言理解。6：隐智能与创造力有什么关系？你对未来人机关系有什么看法？为什么？答：人类智能系统最奇妙的能力其实是它的目的性和建立目标的能力，也就是隐智能：它不仅具有自己宏观的目的，而且在任何具体环境条件下都能确立自己的具体目标。隐智能是创造力的源泉，是超越一切人造系统能力的能力。机器设计者可以为机器设定明确的目标，但是机器自身不知道如何自动地为自己设定目标，而不能设定正确的目标就是缺少了创造性的动力和方向。未来人机关系，例如：人类劳动者可以越来越充分地从自然力以及一般性劳动和工作的束缚中解放出来，把自己的精力越来越多地集中于学习、娱乐和创造性劳动与工作，而大量的非创造性的劳动和工作（包括体力的和智力的）则由各种各样的智能机器所承担，形成越来越合理的人机分工与合作，形成越来越强大、先进、健全和完美的社会生产力，从而推动人类社会不断走向前所未有的繁荣。