人工智能6633393.pptx

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1、主讲教师：吴 斌EMALL:西南科技大学信息工程学院2009年9月 总学学时：45学学时 学学时安排：安排：绪论 2学学时 知知识表示表示 8学学时 确定性推理确定性推理 10学学时 不确定性推理不确定性推理 7学学时 状状态空空间搜索搜索 6学学时 机器学机器学习 4学学时 自然自然语言理解言理解 4学学时 课堂堂讨论 4学学时 成成绩构成：构成：平平时成成绩（写一篇（写一篇综述性述性论文）文）30分分 期末考期末考试70分。分。人工智能课程安排人工智能课程安排主要参考书第第1 1章章 绪绪 论论1.1 1.1 1.1 1.1 人工智能的起源人工智能的起源人工智能的起源人工智能的起源1.2

2、1.2 1.2 1.2 人工智能人工智能人工智能人工智能1.3 1.3 1.3 1.3 人工智能的研究方法和技术路线人工智能的研究方法和技术路线人工智能的研究方法和技术路线人工智能的研究方法和技术路线1.4 1.4 1.4 1.4 人工智能的研究领域与方向人工智能的研究领域与方向人工智能的研究领域与方向人工智能的研究领域与方向一、孕育期（一、孕育期（一、孕育期（一、孕育期（19561956年前）年前）年前）年前）人工智能的人工智能的人工智能的人工智能的发发展可追溯到展可追溯到展可追溯到展可追溯到1919世世世世纪纪，首先由布，首先由布，首先由布，首先由布尔尔和德和德和德和德 摩根提出了摩根提出

3、了摩根提出了摩根提出了“思思思思维维定律定律定律定律”，即，即，即，即“命命命命题题演算演算演算演算”，这这是走向是走向是走向是走向AIAI的第一步。在的第一步。在的第一步。在的第一步。在2020世世世世纪纪3030年代年代年代年代4040年年年年代，又形成了数学代，又形成了数学代，又形成了数学代，又形成了数学逻辑逻辑，并在，并在，并在，并在计计算机上得以算机上得以算机上得以算机上得以实现实现，它它它它为为人人人人们们建立了建立了建立了建立了计计算与智能之算与智能之算与智能之算与智能之间间的关系。的关系。的关系。的关系。二、形成期（二、形成期（二、形成期（二、形成期（19561956年年年年1

4、9701970年）年）年）年）1.1.各种学各种学各种学各种学术术会会会会议议和和和和杂杂志的志的志的志的诞诞生生生生 首先，首先，首先，首先，在在在在19561956年在美国年在美国年在美国年在美国举举行了行了行了行了长长达达达达2 2个月的研个月的研个月的研个月的研讨讨会，会，会，会，讨论讨论了机器模了机器模了机器模了机器模拟拟人人人人类类智能的智能的智能的智能的问题问题。并首次提。并首次提。并首次提。并首次提出了人工智能出了人工智能出了人工智能出了人工智能 宣布人工智能宣布人工智能宣布人工智能宣布人工智能诞诞生了；生了；生了；生了；第一节第一节 人工智能的起源的起源命题演算 命命题是指有

5、真假意是指有真假意义的的陈述句。命述句。命题演算是数理演算是数理逻辑的一部分，它主要的一部分，它主要研究命研究命题如何通如何通过一些命一些命题联结词构成更复构成更复杂的命的命题以及以及逻辑推理的方推理的方法。法。如果我如果我们把命把命题看作运算的看作运算的对象，如同代数中的数字、字母或代数象，如同代数中的数字、字母或代数式，而把式，而把逻辑联结词看作代数中的看作代数中的“加、减、乘、除加、减、乘、除”那那样的运算，那的运算，那么由么由简单命命题组成复合命成复合命题的的过程，就可以当作程，就可以当作逻辑运算的运算的过程，从而程，从而实现命命题的演算。的演算。这样的的逻辑运算也同代数运算一运算也同

6、代数运算一样具有一定的性具有一定的性质，满足一定的运足一定的运算算规律。例如律。例如满足交足交换律、律、结合律、分配律，同合律、分配律，同时也也满足足逻辑上的同一上的同一律、吸收律、双否律、德律、吸收律、双否律、德.摩根定律、肯定律、否定律和析取三段摩根定律、肯定律、否定律和析取三段论等推等推理定律。利用理定律。利用这些定律，我些定律，我们可以可以进行行逻辑推理，可以推理，可以简化复合命化复合命题，可以推可以推证两个复合命两个复合命题是不是等价，某个命是不是等价，某个命题是否是若干前提的有效是否是若干前提的有效结论等等。等等。其次，其次，其次，其次，在在在在19691969年召开了第一届国年召

7、开了第一届国年召开了第一届国年召开了第一届国际际人工智能人工智能人工智能人工智能联联合合合合会会会会议议（每两年（每两年（每两年（每两年举举行一次）；行一次）；行一次）；行一次）；各种学各种学各种学各种学术团术团体成立：体成立：体成立：体成立：美国人工智能学会（美国人工智能学会（美国人工智能学会（美国人工智能学会（AAAIAAAI）、）、）、）、英国的英国的英国的英国的AISBAISB，意大利的意大利的意大利的意大利的GLIAGLIA、加拿大加拿大加拿大加拿大计计算机算机算机算机智能研究会（智能研究会（智能研究会（智能研究会（CSCSICSCSI）、）、）、）、西德的西德的西德的西德的KIKI

8、和中国和中国和中国和中国AIAI学会学会学会学会（CAAICAAI）等；等；等；等；专门专门的人工智能的人工智能的人工智能的人工智能杂杂志和文集：志和文集：志和文集：志和文集：人工智能人工智能人工智能人工智能杂杂志志志志创创刊，刊，刊，刊，IJCAIIJCAI会会会会议录议录、Machine Machine IntelligenceIntelligence（英国）、英国）、英国）、英国）、Artificial Artificial IntelligenceIntelligence（日本）、日本）、日本）、日本）、计计算机智能研究学算机智能研究学算机智能研究学算机智能研究学会文集（加拿大）和会文

9、集（加拿大）和会文集（加拿大）和会文集（加拿大）和Congnitive ScienceCongnitive Science（美国）；美国）；美国）；美国）；学学学学术术会会会会议议：国国国国际际自自自自动动控制控制控制控制协协会、国会、国会、国会、国际际工工工工业业机器人机器人机器人机器人协协会、国会、国会、国会、国际际信息信息信息信息处处理理理理联联合会和国合会和国合会和国合会和国际际模式模式模式模式识别识别会会会会议议等；等；等；等；学学学学术术期刊：期刊：期刊：期刊：ACMACM、AFIPSAFIPS、IEEEIEEE等。等。等。等。2.2.主要的研究成果主要的研究成果主要的研究成果主要

10、的研究成果(1)(1)、心理学小、心理学小、心理学小、心理学小组组 在在在在19571957年，年，年，年，纽纽厄厄厄厄尔尔、肖（、肖（、肖（、肖（J.Shan)J.Shan)和西蒙等人和西蒙等人和西蒙等人和西蒙等人的心理学小的心理学小的心理学小的心理学小组组研制了一个称研制了一个称研制了一个称研制了一个称为逻辑为逻辑理理理理论论机机机机（Logic Theory Machine)Logic Theory Machine)的数学定理的数学定理的数学定理的数学定理证证明程序。明程序。明程序。明程序。该该程序模程序模程序模程序模拟拟了人了人了人了人类类用数理用数理用数理用数理逻辑证逻辑证明定理明定

11、理明定理明定理时时的思的思的思的思维规维规律。律。律。律。纽纽厄厄厄厄尔尔用它用它用它用它证证明了明了明了明了怀怀特特特特（A.N.Whitehead)A.N.Whitehead)和和和和罗罗素（素（素（素（B.A.W.Russell)B.A.W.Russell)的的的的历历史名史名史名史名著数学原理中的著数学原理中的著数学原理中的著数学原理中的3838条定理，开条定理，开条定理，开条定理，开创创了用了用了用了用 计计算机研究人算机研究人算机研究人算机研究人类类思思思思维维活活活活动规动规律的工作。律的工作。律的工作。律的工作。随后，在随后，在随后，在随后，在19601960年，又研制了通用年

12、，又研制了通用年，又研制了通用年，又研制了通用问题问题求解程求解程求解程求解程序，序，序，序，该该程序当程序当程序当程序当时时可以解决可以解决可以解决可以解决1111种不同种不同种不同种不同类类型的型的型的型的问题问题：如不定如不定如不定如不定积积分、三角函数、代数方程、猴子与香分、三角函数、代数方程、猴子与香分、三角函数、代数方程、猴子与香分、三角函数、代数方程、猴子与香蕉、河内梵塔、人羊蕉、河内梵塔、人羊蕉、河内梵塔、人羊蕉、河内梵塔、人羊过过河等。河等。河等。河等。(2)(2)、IBMIBM工程工程工程工程课题课题小小小小组组 1956 1956年，塞年，塞年，塞年，塞缪尔缪尔在在在在I

13、BM704IBM704计计算机上研制成功算机上研制成功算机上研制成功算机上研制成功了具有自学了具有自学了具有自学了具有自学习习、自、自、自、自组织组织和自适和自适和自适和自适应应能力的西洋跳能力的西洋跳能力的西洋跳能力的西洋跳棋程序。棋程序。棋程序。棋程序。该该程序可以从棋程序可以从棋程序可以从棋程序可以从棋谱谱中学中学中学中学习习、也可以在、也可以在、也可以在、也可以在下棋下棋下棋下棋过过程中程中程中程中积积累累累累经验经验、提高棋、提高棋、提高棋、提高棋艺艺。通。通。通。通过过不断的不断的不断的不断的学学学学习习，该该程序程序程序程序19591959年年年年击败击败了塞了塞了塞了塞缪尔缪尔

14、本人，本人，本人，本人，19621962年又年又年又年又击败击败了一个州冠了一个州冠了一个州冠了一个州冠军军。(3)(3)、MITMIT小小小小组组19581958年，麦卡年，麦卡年，麦卡年，麦卡锡锡建立了行建立了行建立了行建立了行动规动规划咨划咨划咨划咨询询系系系系统统；19601960年，麦卡年，麦卡年，麦卡年，麦卡锡锡又研制了人工智能又研制了人工智能又研制了人工智能又研制了人工智能语语言言言言LISPLISP。该语该语言不言不言不言不仅仅可以可以可以可以处处理数理数理数理数值值，而且可以方便地，而且可以方便地，而且可以方便地，而且可以方便地处处理符号，作理符号，作理符号，作理符号，作为为

15、建造智能系建造智能系建造智能系建造智能系统统的重要工具在人工的重要工具在人工的重要工具在人工的重要工具在人工智能智能智能智能领领域中得到广泛的域中得到广泛的域中得到广泛的域中得到广泛的应应用；用；用；用；19611961年，明斯基年，明斯基年，明斯基年，明斯基发发表了表了表了表了“走向人工智能的步走向人工智能的步走向人工智能的步走向人工智能的步骤骤”的的的的论论文，推文，推文，推文，推动动了人工智能的了人工智能的了人工智能的了人工智能的发发展；展；展；展；(4)(4)、其他方面、其他方面、其他方面、其他方面19651965年，年，年，年，鲁宾逊鲁宾逊（J.A.Robinson)J.A.Robi

16、nson)提出了提出了提出了提出了归结归结（消解）（消解）（消解）（消解）原理。原理。原理。原理。这这种与种与种与种与传统传统自然演自然演自然演自然演绎绎完全不同的方法完全不同的方法完全不同的方法完全不同的方法为为自自自自动动定理定理定理定理证证明做出了突破性的明做出了突破性的明做出了突破性的明做出了突破性的贡贡献。献。献。献。另外，另外，另外，另外，1965 1965年美国斯坦福大学的年美国斯坦福大学的年美国斯坦福大学的年美国斯坦福大学的费费根根根根鲍鲍姆姆姆姆(E.A.Feigenbaum)E.A.Feigenbaum)领导领导的研究小的研究小的研究小的研究小组组开始研究化开始研究化开始研

17、究化开始研究化学学学学专专家系家系家系家系统统DENDRALDENDRAL。该专该专家系家系家系家系统统于于于于19681968年年年年完成并投入使用，它可以根据完成并投入使用，它可以根据完成并投入使用，它可以根据完成并投入使用，它可以根据质谱仪质谱仪的的的的实验实验，通通通通过过分析推理决定化合物的分子分析推理决定化合物的分子分析推理决定化合物的分子分析推理决定化合物的分子结结构。构。构。构。DENDRALDENDRAL被称被称被称被称为专为专家系家系家系家系统统的萌芽，是人工智的萌芽，是人工智的萌芽，是人工智的萌芽，是人工智能研究从一般思能研究从一般思能研究从一般思能研究从一般思维维探探探

18、探讨讨到到到到专门专门知知知知识应识应用的一次用的一次用的一次用的一次成功的成功的成功的成功的尝试尝试。3 3、控制、控制、控制、控制论论的提出的提出的提出的提出对对人工智能的研究起到很大的人工智能的研究起到很大的人工智能的研究起到很大的人工智能的研究起到很大的作用作用作用作用 控制控制控制控制论论的概念跨接了的概念跨接了的概念跨接了的概念跨接了许许多多多多领领域，它把神域，它把神域，它把神域，它把神经经系系系系统统的工作原理与信息理的工作原理与信息理的工作原理与信息理的工作原理与信息理论论、控制理、控制理、控制理、控制理论论、逻辑逻辑以及早期以及早期以及早期以及早期计计算算算算联联系起来，系

19、起来，系起来，系起来，为为此，控制此，控制此，控制此，控制论论成成成成为为人人人人工智能工作者的指工智能工作者的指工智能工作者的指工智能工作者的指导导思想。思想。思想。思想。三、知识形成期（三、知识形成期（三、知识形成期（三、知识形成期（1971197119711971年年年年1980198019801980年代末）年代末）年代末）年代末）1.1.挫折与教挫折与教挫折与教挫折与教训训 在在在在7070年代年代年代年代8080年代，人工智能遭受了年代，人工智能遭受了年代，人工智能遭受了年代，人工智能遭受了严严重的重的重的重的挫折。很多挫折。很多挫折。很多挫折。很多预预言未能得以言未能得以言未能得

20、以言未能得以实现实现。如：在博奕方。如：在博奕方。如：在博奕方。如：在博奕方面，塞面，塞面，塞面，塞缪尔缪尔的下棋程序在与世界冠的下棋程序在与世界冠的下棋程序在与世界冠的下棋程序在与世界冠军对军对奕奕奕奕时时，5 5局中局中局中局中击败击败了了了了4 4局；在定理局；在定理局；在定理局；在定理证证明方面，明方面，明方面，明方面，发现鲁宾发现鲁宾逊逊的的的的归结归结原理的能力十分有限，当用原理的能力十分有限，当用原理的能力十分有限，当用原理的能力十分有限，当用归结归结原理原理原理原理证证明两个明两个明两个明两个连续连续函数之和函数之和函数之和函数之和还还是是是是连续连续函数函数函数函数时时，推了

21、，推了，推了，推了1010万步也没有万步也没有万步也没有万步也没有结结果；在果；在果；在果；在问题问题求解方面，由于求解方面，由于求解方面，由于求解方面，由于过过去研究的多是良去研究的多是良去研究的多是良去研究的多是良结结构构构构问题问题，而，而，而，而现实现实世界中的世界中的世界中的世界中的问问题题又多是不良又多是不良又多是不良又多是不良结结构，如果仍用那些方法去构，如果仍用那些方法去构，如果仍用那些方法去构，如果仍用那些方法去处处理，理，理，理，将会将会将会将会产产生生生生组组合爆炸。合爆炸。合爆炸。合爆炸。在机器翻在机器翻在机器翻在机器翻译译方面、在神方面、在神方面、在神方面、在神经经生

22、理学方面、在人工生理学方面、在人工生理学方面、在人工生理学方面、在人工智能的本智能的本智能的本智能的本质质、理、理、理、理论论、思想及机理方面等都有不、思想及机理方面等都有不、思想及机理方面等都有不、思想及机理方面等都有不同程度的失同程度的失同程度的失同程度的失败败。2.2.以知以知以知以知识为识为中心的研究中心的研究中心的研究中心的研究 在在在在这这种极端困种极端困种极端困种极端困难难的情况下，仍有一大批人的情况下，仍有一大批人的情况下，仍有一大批人的情况下，仍有一大批人 工智能学者不畏工智能学者不畏工智能学者不畏工智能学者不畏艰艰辛、潜心研究。在辛、潜心研究。在辛、潜心研究。在辛、潜心研究

23、。在19721972年，年，年，年，费费根根根根鲍鲍姆在姆在姆在姆在继继化学化学化学化学专专家系家系家系家系统统DENDRALDENDRAL之后，之后，之后，之后，又又又又领导领导他的研究小他的研究小他的研究小他的研究小组组开始研究开始研究开始研究开始研究MYCINMYCIN专专家系家系家系家系统统，并于，并于，并于，并于19761976年研制成功。年研制成功。年研制成功。年研制成功。MYCINMYCIN是一个用是一个用是一个用是一个用于于于于细细菌感染患者的菌感染患者的菌感染患者的菌感染患者的诊诊断和治断和治断和治断和治疗疗医学医学医学医学专专家系家系家系家系统统。从从从从应应用的角度看，它

24、可以用的角度看，它可以用的角度看，它可以用的角度看，它可以识别识别5151种病菌，正确种病菌，正确种病菌，正确种病菌，正确使用使用使用使用2323种抗生素，能种抗生素，能种抗生素，能种抗生素，能协协助内科医生助内科医生助内科医生助内科医生诊诊断断断断细细菌感菌感菌感菌感染疾病，并染疾病，并染疾病，并染疾病，并为为患者提供最佳患者提供最佳患者提供最佳患者提供最佳处处方。方。方。方。1976 1976年，斯坦福大学国年，斯坦福大学国年，斯坦福大学国年，斯坦福大学国际际人工智能中心杜人工智能中心杜人工智能中心杜人工智能中心杜达（达（达（达（R.D.Duda)R.D.Duda)等人开始研制地等人开始研

25、制地等人开始研制地等人开始研制地质质勘探勘探勘探勘探专专家系家系家系家系统统PROSPECTORPROSPECTOR，到到到到19811981年年年年该该系系系系统统已已已已拥拥有有有有1515种种种种矿矿藏知藏知藏知藏知识识。另外，。另外，。另外，。另外，还还有有有有MITMIT在在在在19711971年研制了数年研制了数年研制了数年研制了数学学学学专专家系家系家系家系统统MACSYMAMACSYMA，19781978年研制成功的用年研制成功的用年研制成功的用年研制成功的用于青光眼于青光眼于青光眼于青光眼诊诊断和治断和治断和治断和治疗疗的的的的专专家系家系家系家系统统CASNETCASNET

26、等。等。等。等。1977 1977年，在第五届国年，在第五届国年，在第五届国年，在第五届国际际人工智能人工智能人工智能人工智能联联合会上正合会上正合会上正合会上正式提出了知式提出了知式提出了知式提出了知识识工程的概念。从此，人工智能的工程的概念。从此，人工智能的工程的概念。从此，人工智能的工程的概念。从此，人工智能的发发展又步入了一个展又步入了一个展又步入了一个展又步入了一个飞飞速速速速发发展的展的展的展的时时期。期。期。期。四、综合集成期（四、综合集成期（四、综合集成期（四、综合集成期（20202020世纪世纪世纪世纪80808080年代末至今）年代末至今）年代末至今）年代末至今）1.1.在

27、在在在专专家系家系家系家系统统方面，从方面，从方面，从方面，从2020世世世世纪纪8080年代末，开始逐年代末，开始逐年代末，开始逐年代末，开始逐步向多技步向多技步向多技步向多技术术、多方法的、多方法的、多方法的、多方法的综综合集成与多学科、多合集成与多学科、多合集成与多学科、多合集成与多学科、多领领域的域的域的域的综综合合合合应应用型用型用型用型发发展。展。展。展。2.2.目前，人工智能技目前，人工智能技目前，人工智能技目前，人工智能技术术正在向大型分布式人工智正在向大型分布式人工智正在向大型分布式人工智正在向大型分布式人工智能、大型分布式多能、大型分布式多能、大型分布式多能、大型分布式多专

28、专家家家家协协同系同系同系同系统统、广、广、广、广义义知知知知识识 表达、表达、表达、表达、综综合知合知合知合知识库识库、并行推理、多种、并行推理、多种、并行推理、多种、并行推理、多种专专家系家系家系家系统统开开开开发发工具、大型分布式人工智能开工具、大型分布式人工智能开工具、大型分布式人工智能开工具、大型分布式人工智能开发环发环境和分境和分境和分境和分 布式布式布式布式环环境下的多智能体（境下的多智能体（境下的多智能体（境下的多智能体（AgentAgent）协协同系同系同系同系统统等方等方等方等方向向向向发发展。展。展。展。总结：20世世纪50年代：年代：主要是以游主要是以游戏、博弈、博弈为

29、研究研究对象；象；20世世纪60年代前期：年代前期：主要是以搜索方法和一般主要是以搜索方法和一般问题的求的求 解解为主要研究内容；主要研究内容；20世世纪70年代：年代：主要是以主要是以专家系家系统和知和知识工程工程为主要的主要的研究研究对象；象；20世世纪80年代：年代：主要是以推理技主要是以推理技术作作为主要的研究内容；主要的研究内容；20世世纪90年代以来：年代以来：主要是以机器学主要是以机器学习和人工神和人工神经网网络为主要的研究内容。主要的研究内容。目前：目前：主要是以信息主要是以信息过滤、分、分类、数据挖掘等、数据挖掘等为主要研主要研究内容。究内容。第二节第二节 人工智能人工智能一

30、、人工智能的定一、人工智能的定一、人工智能的定一、人工智能的定义义1 1、什么是智能、什么是智能、什么是智能、什么是智能 通通通通过过适当的行适当的行适当的行适当的行为调为调整，成功地整，成功地整，成功地整，成功地满满足各种新的足各种新的足各种新的足各种新的状况的能力；以状况的能力；以状况的能力；以状况的能力；以导导致所希望目致所希望目致所希望目致所希望目标标的方式来理解的方式来理解的方式来理解的方式来理解现现有事有事有事有事实间实间的相互关系；前者反映了智能的学的相互关系；前者反映了智能的学的相互关系；前者反映了智能的学的相互关系；前者反映了智能的学习习能力；后者描述了智能的面向目能力；后者

31、描述了智能的面向目能力；后者描述了智能的面向目能力；后者描述了智能的面向目标标、问题问题求求求求解和理解等几方面的属性。解和理解等几方面的属性。解和理解等几方面的属性。解和理解等几方面的属性。通常，我们认为智能是在客观世界中解决实通常，我们认为智能是在客观世界中解决实通常，我们认为智能是在客观世界中解决实通常，我们认为智能是在客观世界中解决实际问题的能力，而具备这种能力至少需要以下几际问题的能力，而具备这种能力至少需要以下几际问题的能力，而具备这种能力至少需要以下几际问题的能力，而具备这种能力至少需要以下几个方面的知识：个方面的知识：个方面的知识：个方面的知识：关于客关于客关于客关于客观观世界

32、中的世界中的世界中的世界中的诸诸多背景知多背景知多背景知多背景知识识，包括，包括，包括，包括历历史史史史资资料和料和料和料和现实现实状况；状况；状况；状况；能能能能对对所掌握的知所掌握的知所掌握的知所掌握的知识进识进行分析、行分析、行分析、行分析、选择选择、归纳归纳和和和和总总结结的知的知的知的知识识；解决解决解决解决问题问题所需的策略和所需的策略和所需的策略和所需的策略和预测预测的知的知的知的知识识；问题问题本身所包含的本身所包含的本身所包含的本身所包含的专门专门知知知知识识。二、人工智能的定二、人工智能的定二、人工智能的定二、人工智能的定义义1.1.定定定定义义 广义的讲：用计算机来表示和

33、执行人类的智广义的讲：用计算机来表示和执行人类的智广义的讲：用计算机来表示和执行人类的智广义的讲：用计算机来表示和执行人类的智能活动，就是人工智能。能活动，就是人工智能。能活动，就是人工智能。能活动，就是人工智能。定定定定义义1 1（智能机器）（智能机器）（智能机器）（智能机器）：能：能：能：能够够在各在各在各在各类环类环境中自主地或境中自主地或境中自主地或境中自主地或交互地交互地交互地交互地执执行各种行各种行各种行各种拟拟人任人任人任人任务务的机器称的机器称的机器称的机器称为为人工智能。人工智能。人工智能。人工智能。定定定定义义2 2（学科）（学科）（学科）（学科）：人工智能学科是：人工智能

34、学科是：人工智能学科是：人工智能学科是计计算机科学中涉算机科学中涉算机科学中涉算机科学中涉及研究、及研究、及研究、及研究、设计设计和和和和应应用智能机器的一个分支，它的用智能机器的一个分支，它的用智能机器的一个分支，它的用智能机器的一个分支，它的近期目近期目近期目近期目标标在于研究用机器来模仿和在于研究用机器来模仿和在于研究用机器来模仿和在于研究用机器来模仿和执执行人行人行人行人脑脑的某的某的某的某些智力功能，并开些智力功能，并开些智力功能，并开些智力功能，并开发发相关理相关理相关理相关理论论和技和技和技和技术术。定定定定义义3 3（能力）（能力）（能力）（能力）：人工智能（能力）是智能机器所

35、：人工智能（能力）是智能机器所：人工智能（能力）是智能机器所：人工智能（能力）是智能机器所执执行的通常与人行的通常与人行的通常与人行的通常与人类类智能有关的功能，如判断、推智能有关的功能，如判断、推智能有关的功能，如判断、推智能有关的功能，如判断、推理、理、理、理、证证明、明、明、明、识别识别、感知、理解、感知、理解、感知、理解、感知、理解、设计设计、思考、思考、思考、思考、规规划、学划、学划、学划、学习习和和和和问题问题求解等思求解等思求解等思求解等思维维活活活活动动。总总之：人工智能也称之：人工智能也称之：人工智能也称之：人工智能也称为为机器智能，就是机器智能，就是机器智能，就是机器智能，

36、就是让让机器机器机器机器更更更更“聪聪明明明明”，更具有，更具有，更具有，更具有类类似人的智能，同似人的智能，同似人的智能，同似人的智能，同时时又与又与又与又与人的智能互人的智能互人的智能互人的智能互为补为补充、互相促充、互相促充、互相促充、互相促进进。2.2.人工智能的任人工智能的任人工智能的任人工智能的任务务定定定定义义：凡是使机器能具有感知功能（如凡是使机器能具有感知功能（如凡是使机器能具有感知功能（如凡是使机器能具有感知功能（如视视、听、听、听、听、嗅）、思嗅）、思嗅）、思嗅）、思维维功能（如分析、功能（如分析、功能（如分析、功能（如分析、综综合、合、合、合、计计算、推理、算、推理、算

37、、推理、算、推理、联联想、判断、想、判断、想、判断、想、判断、规规划、决策）、表达行划、决策）、表达行划、决策）、表达行划、决策）、表达行动动功能功能功能功能（如（如（如（如说说、写、画）及学、写、画）及学、写、画）及学、写、画）及学习记忆习记忆等功能，都属于等功能，都属于等功能，都属于等功能，都属于人工智能研究的范畴。人工智能研究的范畴。人工智能研究的范畴。人工智能研究的范畴。3.3.3.3.人工智能的学科体系人工智能的学科体系人工智能的学科体系人工智能的学科体系人工智能的学科体系主要分三个人工智能的学科体系主要分三个人工智能的学科体系主要分三个人工智能的学科体系主要分三个层层次：次：次：次

38、：(1)(1)、人工智能的理、人工智能的理、人工智能的理、人工智能的理论论基基基基础础：数学理数学理数学理数学理论论（离散数学、模糊数学）（离散数学、模糊数学）（离散数学、模糊数学）（离散数学、模糊数学）思思思思维维科学理科学理科学理科学理论论（认认知心理学、知心理学、知心理学、知心理学、逻辑逻辑抽象思抽象思抽象思抽象思维维 学、形象或直感思学、形象或直感思学、形象或直感思学、形象或直感思维维学等）学等）学等）学等）计计算机工程技算机工程技算机工程技算机工程技术术（硬件与（硬件与（硬件与（硬件与软软件技件技件技件技术术）(2)(2)、人工智能原理、人工智能原理、人工智能原理、人工智能原理 人工

39、智能的工作原理是以知人工智能的工作原理是以知人工智能的工作原理是以知人工智能的工作原理是以知识识的表达、知的表达、知的表达、知的表达、知识识的的的的处处理、知理、知理、知理、知识识的的的的获获取与学取与学取与学取与学习习，利用知，利用知，利用知，利用知识识求解求解求解求解问问题题的基本技的基本技的基本技的基本技术术作作作作为为主要的研究内容。主要的研究内容。主要的研究内容。主要的研究内容。(3).(3).(3).(3).人工智能的工程系统（应用层次）人工智能的工程系统（应用层次）人工智能的工程系统（应用层次）人工智能的工程系统（应用层次）根据人工智能的原理而建立的工程系根据人工智能的原理而建立

40、的工程系根据人工智能的原理而建立的工程系根据人工智能的原理而建立的工程系统统：如如如如专专家系家系家系家系统统咨咨咨咨询询系系系系统统、专专家系家系家系家系统统开开开开发发工具与工具与工具与工具与环环境、自然境、自然境、自然境、自然语语言理解系言理解系言理解系言理解系统统、图图象理解与象理解与象理解与象理解与识别识别系系系系统统、智能机器人系智能机器人系智能机器人系智能机器人系统统等。上述三个等。上述三个等。上述三个等。上述三个层层次是相互关次是相互关次是相互关次是相互关联联的，原理在理的，原理在理的，原理在理的，原理在理论论基基基基础础上建立，技上建立，技上建立，技上建立，技术术是原理的工是

41、原理的工是原理的工是原理的工程程程程应应用。用。用。用。(4)(4)(4)(4)知识信息处理系统（知识信息处理系统（知识信息处理系统（知识信息处理系统（KIPSKIPSKIPSKIPS）知知知知识库识库系系系系统统 解解解解题题与推理系与推理系与推理系与推理系统统 人机智能接口系人机智能接口系人机智能接口系人机智能接口系统统第三节第三节 人工智能的研究方法人工智能的研究方法一、人工智能的位置一、人工智能的位置一、人工智能的位置一、人工智能的位置 整个学科体系分整个学科体系分整个学科体系分整个学科体系分为为：自然科学自然科学自然科学自然科学 社会科学社会科学社会科学社会科学 交叉科学交叉科学交叉

42、科学交叉科学（人工智能）（人工智能）（人工智能）（人工智能）哲学是所有科学的指哲学是所有科学的指哲学是所有科学的指哲学是所有科学的指导导思想思想思想思想 数学是一切科学的基数学是一切科学的基数学是一切科学的基数学是一切科学的基础础科学科学科学科学 由于人工智能是一由于人工智能是一由于人工智能是一由于人工智能是一门门交叉科学，因此，具交叉科学，因此，具交叉科学，因此，具交叉科学，因此，具有很有很有很有很强强的的的的综综合性，人工智能吸取了自然科学与合性，人工智能吸取了自然科学与合性，人工智能吸取了自然科学与合性，人工智能吸取了自然科学与社会科学的最新成就，以思社会科学的最新成就，以思社会科学的最

43、新成就，以思社会科学的最新成就，以思维维与智能与智能与智能与智能为为核心，核心，核心，核心，形成自身的新体系。人工智能是形成自身的新体系。人工智能是形成自身的新体系。人工智能是形成自身的新体系。人工智能是逻辑逻辑学、思学、思学、思学、思维维学、生理学、心理学、学、生理学、心理学、学、生理学、心理学、学、生理学、心理学、计计算机科学、算机科学、算机科学、算机科学、电电子学、子学、子学、子学、语语言学、教育学等多言学、教育学等多言学、教育学等多言学、教育学等多门门学科相互渗透的学科相互渗透的学科相互渗透的学科相互渗透的结结果。果。果。果。二、人工智能的研究方法二、人工智能的研究方法二、人工智能的研

44、究方法二、人工智能的研究方法 由于人工智能的目由于人工智能的目由于人工智能的目由于人工智能的目标标是使机器具有是使机器具有是使机器具有是使机器具有认识问认识问题题与解决与解决与解决与解决问题问题的能力，是的能力，是的能力，是的能力，是对对人的智能人的智能人的智能人的智能进进行模行模行模行模拟拟，其主要方法有：其主要方法有：其主要方法有：其主要方法有：1.1.仿生学方法：仿生学方法：仿生学方法：仿生学方法：是是是是对对人人人人脑脑思思思思维维建立生理学模型，通建立生理学模型，通建立生理学模型，通建立生理学模型，通过过微微微微观观的方法直接模的方法直接模的方法直接模的方法直接模拟拟人人人人脑脑和神

45、和神和神和神经经系系系系统统的的的的结结构与功能，构与功能，构与功能，构与功能，把把把把脑脑的微的微的微的微观结观结构与宏构与宏构与宏构与宏观观功能功能功能功能统统一起来一起来一起来一起来进进行研究，行研究，行研究，行研究，希望制成一种大希望制成一种大希望制成一种大希望制成一种大脑脑的智能机。的智能机。的智能机。的智能机。这这种方法从种方法从种方法从种方法从19431943年由麦克卡烙克年由麦克卡烙克年由麦克卡烙克年由麦克卡烙克（W.S.McCulloch)W.S.McCulloch)和比托斯（和比托斯（和比托斯（和比托斯（W.Pitts)W.Pitts)提出第一个提出第一个提出第一个提出第一

46、个神神神神经经网网网网络络模型以来，至今已建立了几百多种神模型以来，至今已建立了几百多种神模型以来，至今已建立了几百多种神模型以来，至今已建立了几百多种神经经网网网网络络模型。模型。模型。模型。2.2.2.2.计算机方法计算机方法计算机方法计算机方法 运用运用运用运用计计算机科学的算机科学的算机科学的算机科学的观观点，撇开点，撇开点，撇开点，撇开脑脑的微的微的微的微观结观结构，构，构，构，单纯单纯地地地地进进行行行行脑脑的宏的宏的宏的宏观观功能的模功能的模功能的模功能的模拟拟。这这种方种方种方种方法用于研制适用于人工智能的新的体系法用于研制适用于人工智能的新的体系法用于研制适用于人工智能的新的

47、体系法用于研制适用于人工智能的新的体系结结构的构的构的构的计计算机系算机系算机系算机系统统，用于研制大量，用于研制大量，用于研制大量，用于研制大量实实用的用的用的用的计计算机智能算机智能算机智能算机智能软软件，此方法是当今人工智能研究的主要方法。件，此方法是当今人工智能研究的主要方法。件，此方法是当今人工智能研究的主要方法。件，此方法是当今人工智能研究的主要方法。在运用在运用在运用在运用计计算机方法求解智能算机方法求解智能算机方法求解智能算机方法求解智能问题时问题时，特，特，特，特别别在在在在编编制智能制智能制智能制智能软软件件件件时时，又有二种方法：，又有二种方法：，又有二种方法：，又有二种

48、方法：(1)(1)(1)(1)、数学方法、数学方法、数学方法、数学方法依靠建立数学模型并利用算法来求解依靠建立数学模型并利用算法来求解依靠建立数学模型并利用算法来求解依靠建立数学模型并利用算法来求解问题问题。算法：算法：算法：算法：求解某求解某求解某求解某类问题时类问题时，确定的可被机械，确定的可被机械，确定的可被机械，确定的可被机械执执行的行的行的行的有有有有穷穷步步步步骤骤。算法又具有三个性算法又具有三个性算法又具有三个性算法又具有三个性质质：通用性：通用性：通用性：通用性：一个算法一个算法一个算法一个算法应应适用于求解某适用于求解某适用于求解某适用于求解某类问题类问题的全部的全部的全部的

49、全部问题问题，而不是只能解决其中的某些特殊的，而不是只能解决其中的某些特殊的，而不是只能解决其中的某些特殊的，而不是只能解决其中的某些特殊的问题问题；确定性：确定性：确定性：确定性：算法中的任何状算法中的任何状算法中的任何状算法中的任何状态态和步和步和步和步骤骤都是确定的、都是确定的、都是确定的、都是确定的、唯一的，不具有任意性。唯一的，不具有任意性。唯一的，不具有任意性。唯一的，不具有任意性。有效性：有效性：有效性：有效性：算法算法算法算法对对本本本本类问题类问题中的任何状中的任何状中的任何状中的任何状态态都是有效都是有效都是有效都是有效的。的。的。的。依靠算法，可以保依靠算法，可以保依靠算

50、法，可以保依靠算法，可以保证证得到需要的解或最佳解，得到需要的解或最佳解，得到需要的解或最佳解，得到需要的解或最佳解，但但但但须须事先掌握把前提和事先掌握把前提和事先掌握把前提和事先掌握把前提和结论联结论联系起来的全部先系起来的全部先系起来的全部先系起来的全部先验验信息，在信息，在信息，在信息，在实际实际求解求解求解求解问题时问题时，运用算法受到如，运用算法受到如，运用算法受到如，运用算法受到如下限制：下限制：下限制：下限制：(1)(1)、不是所有、不是所有、不是所有、不是所有问题问题都能找到算法来求解都能找到算法来求解都能找到算法来求解都能找到算法来求解;(2)(2)、有些、有些、有些、有些