(廉师友 编制)西安石油大学计算机学院
人工智能导论
第1章 人工智能概述 1.1 什么是人工智能 1.2 人工智能的研究意义、目标和策略 1.3 人工智能的学科范畴 1.4 人工智能的研究内容 1.5 人工智能的研究途径与方法 1.6 人工智能的基本技术 1.7 人工智能的应用 1.8 人工智能的分支领域与研究方向 1.9 人工智能的发展概况
1.1 什么是人工智能 人工智能(Artificial Intelligence",AI)1.1.1 人工智能概念的一般描述 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(Rich Knight,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).—— Stuart Russell和Peter Norvig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).
1.1.2 图灵测试和中文屋子 图灵测试"(Turing Test)
约翰.西尔勒(John Searle)的 "中文屋子"
1.1.3 脑智能和群智能脑(主要指人脑)的宏观心理层次的智能表现称为脑智能(Brain Intelligence, BI).由群体行为所表现出的智能称为群智能(Swarm Intelligence, SI).脑智能和群智能是属于不同层次的智能: 脑智能是一种个体智能(Individual Intelligence, II); 群智能是一种社会智能(Social Intelligence, SI), 或者说系统智能(System Intelligence, SI).
1.1.4 符号智能和计算智能 1. 符号智能 符号智能就是符号人工智能,它是模拟脑智能的人工智能,也就是所说的传统人工智能或经典人工智能.符号智能以符号形式的知识和信息为基础,主要通过逻辑推理,运用知识进行问题求解.符号智能的主要内容包括知识获取(knowledge acquisition)、知识表示(knowledge representation)、知识组织与管理和知识运用等技术(这些构成了所谓的知识工程(Knowledge Engineering, KE))以及基于知识的智能系统等.
2. 计算智能 计算智能就是计算人工智能,它是模拟群智能的人工智能.计算智能以数值数据为基础,主要通过数值计算,运用算法进行问题求解.计算智能的主要内容包括:神经计算(Neural Computation, NC)、进化计算(亦称演化计算,Evolutionary Computation,EC,包括遗传算法(Genetic Algorithm,GA)、进化规划(Evolutionary Planning,EP)、进化策略(Evolutionary Strategies,ES)等)、免疫计算(immune computation)、粒群计算(Particle Swarm Algorithm,PSA)、蚁群算法(Ant Colony Algorithm,ACA)、自然计算(Natural Computation,NC)以及人工生命(Artificial Life,AL)等.
1.2 人工智能的研究意义、目标和策略1.2.1 为什么要研究人工智能 使当前的电脑更好用,更有用,以扩大和延伸人类智能; 信息化社会的迫切要求; 自动化发展的必然趋势; 有益于探索人类自身智能的奥秘.
1.2.2 人工智能的研究目标和策略研究目标就是制造智能机器和智能系统,实现智能化社会.具体来讲,就是要使计算机不仅具有脑智能和群智能,还要具有看、听、说、写等感知和交流能力.研究策略则是先部分地或某种程度地实现机器的智能,并运用智能技术解决各种实际问题特别是工程问题,从而使现有的计算机更灵活、更好用和更有用,成为人类的智能化信息处理工具,而逐步扩展和不断延伸人的智能,逐步实现智能化.
1.3 人工智能的学科范畴 人工智能已构成信息技术领域的一个重要学科.当前的人工智能既属于计算机科学技术的一个前沿领域,也属于信息处理和自动化技术的一个前沿领域.还涉及到智能科学、认知科学、心理科学、脑及神经科学、生命科学、语言学、逻辑学、行为科学、教育科学、系统科学、数理科学以及控制论、科学方法论、哲学甚至经济学等众多学科领域.人工智能实际上是一门综合性的交叉学科和边缘学科.

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