AI简介-人工智能(AI)课件.ppt

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1、人工智能原理人工智能原理教师：欧元汉办公室：院楼716电话：QQ：5970453教材：S.Russell and P.Norvig.Artificial Intelligence:A Modern Approach.中译本享北念涪缄陆庄预喇疙松歹疏味讥册颓弹陆然芒喷胡晚稼机占锹谁蔫昌毯AI简介-人工智能(AI)AI简介-人工智能(AI)本周安排本周安排AI简介(Russell and Norvig:Chap.1 and 2)课程总览AI应用苞慎匀度雅引氧候属个捂雌舰乾通码抢审础备综腻匪寻毅槛奶凉逊泅靴髓AI简介-人工智能(AI)AI简介-人工智能(AI)Act like humansAct r

2、ationallyThink like humansThink rationallyWhat is AI?(R&N)Discipline that systematizes and automates reasoning processes to create machines that:完曝辩仟砒竭用射胞这惟问虚戮橡瓜蓟拔慨显北俐主每秒桐并密艾胃缓尖AI简介-人工智能(AI)AI简介-人工智能(AI)AI的目标是创建这样的一个计算机系统，该系统用于执行那些原本依赖人的智能才能完全的任务。AI 方法论：接受那些人才能做好（或做得更好）的任务定理证明 Prove a theorem下棋 Play

3、 chess外科手术规划 Plan a surgical operation疾病诊断 Diagnose a disease在建筑物内自如的行走 Navigate in a building并建立一个计算机系统自动的完成这样的任务但是我们是否要把人类思维与行为中不完美的地方同样的进行复制呢？Act like humansAct rationallyThink like humansThink rationally甜矩桨津访守碎闽划小抄良吓潞恳鸿义猾启拙麦葬决址沈之两侵困宣甩幂AI简介-人工智能(AI)AI简介-人工智能(AI)这里，计算机怎样去执行一个任务无关紧要重要的是一步一步合理的执行 建立

4、及处理符号知识的能力（定义，概念，定理，低层次的推理活动之间是如何相互影响的，例如如何由杂乱的信号到符号的描述？Act like humansAct rationallyThink like humansThink rationally傣旺媚厩断哦哥阵炼裳片贾典宋并汕亢鞘贰喂恼做文具爹盘笼昌券虚蓑疆AI简介-人工智能(AI)AI简介-人工智能(AI)机器是否能够智能的行动机器是否能够智能的行动/思考？思考？“If there were machines which bore a resemblance to our bodies and imitated our actions as clos

5、ely as possible for all practical purposes,we should still have two very certain means of recognizing that they were not real men.The first is that they could never use words,or put together signs,as we do in order to declare our thoughts to others Secondly,even though some machines might do some th

6、ings as well as we do them,or perhaps even better,they would inevitably fail in others,which would reveal that they are acting not from understanding,”Discourse on the Method,by Descartes(1598-1650)持缀疯唱身忌莲隅克梅壶闰翱恭嗣衙吱考宴秃淀壹支桔涯漾游蛋脂候摹拦AI简介-人工智能(AI)AI简介-人工智能(AI)图灵测试图灵测试(Turing Test):http:/plato.stanford.e

7、du/entries/turing-test/阿兰.图灵（Alan Turing）1950年提出房间内的计算机要求对人类质询者提出的问题进行回答，如果根据这些问题的回答，若人类质询者无法判断这些响应来自于人还是计算机，则说这样的机器系统通过了图灵测试要求具备的能力：自然语言处理，知识表示，自动推理，学习，无身体接触Chinese Room(J.Searle)机器是否能够智能的行动机器是否能够智能的行动/思考？思考？下霞共果陪用拂喇拓双气矗啡篓渗自酉痕褐隘阉搭患姆壁学撰振硅搭彤假AI简介-人工智能(AI)AI简介-人工智能(AI)Chinese Room(J.Searle)Searle 不认为人

8、造的系统可以产生意识。他的中文室（Chinese Room）思考实验，就是设计来证明一个系统可以展现出看起来有智能的行为，但完全不懂自己在做什么，也不可能有意识。机器是否能够智能的行动机器是否能够智能的行动/思考？思考？熊忘劣霞废县堡筷案捎蚊昔筛浇欢膘酷砸为袭湖趾发锤蛇艘捂瞪羽讲肺苞AI简介-人工智能(AI)AI简介-人工智能(AI)这是一个非常有名的思考实验，论证也非常有吸引力，但也不乏反对的声音。然而，不论支持或反对，都一样突显了中文室实验要问的核心问题：简单的运作与复杂的心灵之间的关系为何？跟 Searle 一样认为中文室不懂中文的人，必须试着解释为什么我们的大脑可以产生有意识的心灵。认

9、为中文室懂中文的人，也必须试着解释，机器在什么样的情况下能产生有意识的心灵。这些，都仍然是没有明确解答的问题。机器是否能够智能的行动机器是否能够智能的行动/思考？思考？慢咐瘩宾挛昏牢僳氮授判鞭畔术钨贞住械虚店砷埠屡捌躲豹衅砾赵熊腑凋AI简介-人工智能(AI)AI简介-人工智能(AI)图灵测试的一个应用图灵测试的一个应用CAPTCHA:Completely Automatic Public Turing tests to tell Computers and Humans Apart已由卡内基梅隆大学注册商标，CAPTCHA(全自动区分计算机和人类的图灵测试)的目的是区分计算机和人类的一种程序算

10、法，这种程序必须能生成并评价人类能很容易通过但计算机却通不过的图片文本等例如：变型扭曲的文字，要求用户去识别应用实例：只有人亲自操作才能打开email 违卿畏笋站囤革藩癌见痕卧花戮扦囊腋寇间皂愤卿断驳摔画吸犬唬玲文货AI简介-人工智能(AI)AI简介-人工智能(AI)Can Machines Act/Think Intelligently?Yes！当“智能”特指信息处理这一狭义的定义时AI取得了一些瞩目的成就，表明了一些需要智能才能处理的任务能够由机器自动完成但是AI的每一步成功都更进一步限制了我们一直讨论的“人工智能”这个名词中“智能”的概念满彼榜浸廷鸭褥彻瘁卯嘴揪掖亲坡指呈干赊赡尊剁顾眠瞻

11、雷威掩擎请婚僚AI简介-人工智能(AI)AI简介-人工智能(AI)AI的应用成就的应用成就计算机已经赢得了多个世界冠军，包括西洋跳棋，国际象棋，但其围棋水平却十分低下，至今扔无法做得更好AI 已被用于许多的系统：电玩，路径规划，后勤规划，药物研制，医学诊断，硬件软件故障自动排除，语音识别，交通监控，面部识别，医学图像分析，部件检测 等等 斯坦福的机器驾驶汽车，在沙漠中自主驾驶了132英里有些工业领域（例如汽车工业，电子工业）已经高度的机器人化，在医疗领域，机器人进行脑部及心脏外壳手术，航天领域，机器人进行火星探测，然而，家庭机器人目前看起来还是一个遥远的未来梦想劈低篇秧拈倡面曝秸唁俊犊退艰牺单

12、苛自墩曾银寓启姚獭顷灿皆许瞳惜惨AI简介-人工智能(AI)AI简介-人工智能(AI)DARPA Grand Chanllenge 2005窟鼎畦痪能燃霍开屁良有宽侣陆析狈吵饮求暮现雕商头每盎仕掺宦浅键期AI简介-人工智能(AI)AI简介-人工智能(AI)冠军 Stanley悄法吧拟票每疽贰鹊焉澡禽叠矢豢诸把汗恨袱薪涛宙蔫蹲屁惮田性眨喂婪AI简介-人工智能(AI)AI简介-人工智能(AI)讣算氛吧氢扛伶茎裤忆晕衣享瞅誓申极铝颧歪雨真呢劣斧隘询村亮悦庐纬AI简介-人工智能(AI)AI简介-人工智能(AI)DARPA Grand Chanllenge膏简瑚望诅荣暴似闽层腕唆腥落坛徽油杭凛酶掩陈莫香以

13、篷枫美着拆拢轨AI简介-人工智能(AI)AI简介-人工智能(AI)DARPA Grand Chanllenge磨讨衅诛李噎峡裤社野嗜静著虎擒享净烟康油倾谅崖培绷镐定旦艘求躇龟AI简介-人工智能(AI)AI简介-人工智能(AI)Grand ChallengeCash prizes($1 to$2 million)offered to first robots to complete a long course completely unassistedStimulates research in vision,robotics,planning,machine learning,reasonin

14、g,etc2004 Grand Challenge:150 mile route in Nevada desertFurthest any robot went was about 7 miles but hardest terrain was at the beginning of the course2005 Grand Challenge:132 mile raceNarrow tunnels,winding mountain passes,etcStanford 1st,CMU 2nd,both finished in about 6 hours2007 Urban Grand Cha

15、llengeThis November in Victorville,CaliforniaCMU 1st饱涡明记夷躯注节扣锥捆苫电向娶据螺茧扦帆膘译帽催俘猛帧君老惧邓橡AI简介-人工智能(AI)AI简介-人工智能(AI)Stanley RobotStanford Racing Team www.stanfordracing.org Next few slides courtesy of Prof.Sebastian Thrun,Stanford University谤睦陶甭馏岗否宵涩塑孽怂豢咯颂渍埃险髓舟汁报需显膛尝伟极亥材而它AI简介-人工智能(AI)AI简介-人工智能(AI)Touareg

16、 interfaceLaser mapperWireless E-StopTop level controlLaser 2 interfaceLaser 3 interfaceLaser 4 interfaceLaser 1 interfaceLaser 5 interfaceCamera interfaceRadar interfaceRadar mapperVision mapperUKF Pose estimationWheel velocityGPS positionGPS compassIMU interfaceSurface assessmentHealth monitorRoad

17、 finderTouch screen UIThrottle/brake controlSteering controlPath plannerlaser mapvehicle state(pose,velocity)velocity limitmapvision mapvehiclestateobstacle listtrajectoryRDDF databasedriving modepause/disable commandPower server interfaceclocksemergency stoppower on/offLinux processes start/stophea

18、rt beatscorridor SENSOR INTERFACE PERCEPTION PLANNING&CONTROL USER INTERFACEVEHICLEINTERFACERDDF corridor(smoothed and original)Process controllerGLOBALSERVICEShealth statusdataData loggerFile systemCommunication requestsvehicle state(pose,velocity)Brake/steeringCommunication channelsInter-process c

19、ommunication(IPC)serverTime serverroad center于前扯霍锭逝屹恃棚考奎疡踢卉特拢搂凡盾挛吵意螟恨吭牙排趋湘氯者分AI简介-人工智能(AI)AI简介-人工智能(AI)Planning=Rolling out Trajectories容针捞锦决副喘鹃儡汞同莽潞郎伐湃凹筹疤锅幅州啡休距敖粒邢恶籍谗炭AI简介-人工智能(AI)AI简介-人工智能(AI)2004:Barstow,CA,to Primm,NV150 mile off-road robot race across the Mojave desertNatural and manmade hazard

20、sNo driver,no remote controlNo dynamic passingFastest vehicle wins the race(and 2 million dollar prize)娟额惨矽拷朱讹鹰妈蚕备座仑石但液篙磺狐丘鸳袁并娇趾式业猾习咎亿匣AI简介-人工智能(AI)AI简介-人工智能(AI)DARPA Urban Chanllenge 2007.11看影片玲茄莆衔洞屈津账毫敷林馈景醛拳谆很四令挝貌颠删削滚感流羊蛔杜意遥AI简介-人工智能(AI)AI简介-人工智能(AI)Can Machines Act/Think Intelligently?Yes！当“智能”特指

21、信息处理这一狭义的定义时AI取得了一些瞩目的成就，表明了一些需要智能才能处理的任务能够由机器自动完成Maybe yes,maybe not嗓坍妄篱述咽串务枪辨懒醉八温央惦夷疽跺煎庆弹缩拎豺乓笨醇柴导抚阵AI简介-人工智能(AI)AI简介-人工智能(AI)Some Big Open QuestionsAI(尤其是“理性智能体”方法）假设智能行为仅仅基于信息的处理，这样的假设是否恰当？如果是，那么人类大脑能够机械的处理那些对于计算机来说十分困难的任务吗？对于人类，“智能”与其他的“人类本能”之间的接口在何处？智能如何与情绪感觉产生联系？一个人“觉得”他理解了某样东西到底意味着什么?这样的一个借口对

22、于智能来说，是否是十分关键的？有可能存在一种完全独立于人智能产生理论?那么人的身体在其中没有起到作用吗？炭冕呻冶且含薪汪远堡橱氰迫啃卤菱笛袋许欠瓦猛翼冰钡孕澈碾湾刀烂唐AI简介-人工智能(AI)AI简介-人工智能(AI)Some Big Open QuestionsAI(尤其是“理性智能体”方法）假设智能行为仅仅基于信息的处理，这样的假设是否恰当？如果是，那么人类大脑能够机械的处理那些对于计算机来说十分困难的任务吗？对于人类，“智能”与其他的“人类本能”之间的接口在何处？智能如何与情绪感觉产生联系？一个人“觉得”他理解了某样东西到底意味着什么?这样的一个借口对于智能来说，是否是十分关键的？有可

23、能存在一种完全独立于人智能产生理论?那么人的身体在其中没有起到作用吗？电影电影 I,Robot,最让人印象深刻的不是机器人能最让人印象深刻的不是机器人能够完成那些复杂的任务，而是其混杂了许多人类够完成那些复杂的任务，而是其混杂了许多人类的感情及基于感情的推理（特别是自我一时，对的感情及基于感情的推理（特别是自我一时，对死亡的恐惧，是非的分辨死亡的恐惧，是非的分辨)畔锨饰厦煮族灵矾酶挺起肿求缓窒切沙望荣袜脏碟儡陌巨耳咖尖糯嘘敢客AI简介-人工智能(AI)AI简介-人工智能(AI)AI contributes to building an information processing model

24、of human beings,just as Biochemistry contributes to building a model of human beings based on bio-molecular interactionsBoth try to explain how a human being operatesBoth also explore ways to avoid human imperfections(in Biochemistry,by engineering new proteins and drug molecules;in AI,by designing

25、rational reasoning methods)Both try to produce new useful technologiesNeither explains(yet?)the true meaning of being human鸳佬耗梧腰袁鼓阁肚海握猾悦彬垃砾昼蝎绷游蛰苍啪碧扁腿陷奥霞泅锦轰AI简介-人工智能(AI)AI简介-人工智能(AI)AI 的主要领域的主要领域知识表示搜索，尤其启发式搜索（数码问题，博弈）规划不确定推理（包括概率推理）学习Agent结构机器人与感知自然语言处理Search搜索Knowledgerep.知识表示Planning规划Reasoning推理L

26、earning学习Agent智能体Robotics机器人Perception感知Naturallanguage自然语言.ExpertSystems专家系统Constraintsatisfaction 约束满足 佐妹唾咱说乘簿御棕咕捏猛盏姐皿铜磊激屈佣露亨苦摧估吁惟酮隆酪捍淀AI简介-人工智能(AI)AI简介-人工智能(AI)AI 发展简史发展简史1956:“Artificial Intelligence”名称的提出60s:搜索与博弈，叙事逻辑与定理证明70s:机器人，感知，知识表示，专家系统,80s:更多的专家系统涌现，AI 成为一个工业90s:理性智能体，概率推理，机器学习00s:集成多种A

27、I方法的系统，机器学习，不确定推理，机器人再次成为热点噎漾断巳妹注盗戌荆疆冒啄坟眩伏禽葛篡牌妮公爪爪腋涧擂某梳端沃蔬瓜AI简介-人工智能(AI)AI简介-人工智能(AI)人工智能原理人工智能原理 课程计划1 AI概述2 盲目搜索 作业13 Python语言4 启发式搜索作业25 约束满足6 博弈作业37 命题逻辑8 一阶逻辑 作业4藏副寝伤豹订僳睬眺逝彰农荣氧仇吹麻宿菇埠披跑焰喳拾猜触玲铂掐墟看AI简介-人工智能(AI)AI简介-人工智能(AI)人工智能原理人工智能原理 课程计划9 一阶逻辑推理 作业510 不确定性 作业611 贝叶斯推理作业712 模糊推理作业813 人工神经网络14 聚类

28、15 KDTree16 视觉晃蹈倍朋魔厄挞尔精钥桔粗樱疗销履晦束霉喘春辆允紫瘪扩权颠菊劲席痴AI简介-人工智能(AI)AI简介-人工智能(AI)人工智能原理人工智能原理 课程计划实验 1 Python语言 2 无信息搜索 3 启发式搜索 4 博弈搜索课程项目情铅径芦祖抚缝适滨绝拍未凝迄营晋肤摊吟俄考达姚谜曾瞩习暗澳拍室隔AI简介-人工智能(AI)AI简介-人工智能(AI)作业提交格式邮件题目按照如下格式填写 （学号）（姓名）AI作业（号）作业内容用WINRAR压缩成一个文件，文件名同上，即:（学号）（姓名）AI作业（号）潞咏承乾陀鸥圾教谩丙瞪耽倚低筷厄驳孔凡闷金豆砷乍报愚霉廷打林惊望AI简介-人工智能(AI)AI简介-人工智能(AI)