《人工智能》教学讲座①：智能的概念

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1、人工智能教学讲座智能的概念自从1956年，提出了人工智能（Artificial Intelligence，即AI）的概念之后，人们不断地研究、发展了许的有关人工智能的理论、原理等。就是人工智能（AI）的概念，也在不断地被扩展、更新，以及重新定义。2017年3月5日，在第12届全国人民代表大会第5次会议的政府工作报告中，指出“加快新材料、人工智能、第五代移动通信等技术研发和转化。”一、人脑智能的表现人的智能源于人的大脑。人脑是由大约10111012个神经元组成的一个复杂的、动态的系统。人脑的奥秘，至今还未被完全揭开。因而，导致了人们对智能的模糊认识。但是，从人脑的整体功能来看，智能的表现还是可以

2、辨识出来的。例如：学习、发现、创造等能力，就是明显的人脑智能表现。 人类制造的工具，可以分为辅助体能、辅助智能两大类。思考问题1：在下列的辅助工具当中，哪些是属于辅助人类体能的？又有哪些是属于辅助人类智能的？杠杆 钳子 洗衣板 算筹 算盘 计算器辅助人类体能的，有：_。辅助人类智能的，有：_。二、人类的智能智能是指人类在认识、改造客观世界的活动中，由脑力劳动表现出来的能力，是知识和智力的总和。知识知识是人类在改造客观世界的实践中，所获得的认识和经验的总和，是智能行为的基础。知识包括：概念。事实。规则。概念：是人类在长期实践过程中，形成的以区别其他事物的抽象结论。事实：是人类所认识的客观现象。规

3、则：是概念和事实之间，各种联系的描述。这些概念、事实和规则，构成了人类的知识。并存放在人的大脑中，因此大脑实际上就相当于一个存放大量知识的“知识库”。 智力智力则是获取知识，并运用知识去求解问题的能力。智力是智能中，最富有创造性的那一部分。思考问题2：只有人类具有智能吗？其它动物（如：海豚、大猩猩、老鼠、蜜蜂、蚂蚁）是否也具有智能？参考答案要点：其他动物也有智能。只是和人类比起来有差距而已。如：导盲、缉毒、搜救的狗。如：狼群的等级秩序。运用集群的能力，高效率地捕猎。动物智能的进化是逐渐加速的。人类的科学技术变化越来越快、越来越大，与其他动物的智能差距逐渐拉大。这，也容易使一些人，忽视了其他动物

4、的智能。智能和技能有什么不同？参考答案要点：智能是指人类在认识、改造客观世界的活动中，由脑力劳动表现出来的能力，是知识和智力的总和。技能是指生活，或从事某种工作，所需要的能力。技能可分为2种：动作技能（书写、骑车）、智力技能（演算、写作）。知识可以通过语言文字等形式传授，如：生活常识、数理化知识等。技能必须亲自学习，并坚持练习才能掌握其中的技巧。而一旦停止练习，技能将很快变得生疏，是一种熟能生巧的体力活，对眼手的协调能力要求很高，如：开汽车。三、智能的特征人类智能的基本特征表现在4个方面：感知。记忆与思维。学习及自适应。行为。感知感知是人们通过视觉、听觉、味觉、触觉、嗅觉等感觉器官，感知外部世

5、界的能力。人类的大脑具备感知能力，通过感知获取外部信息。如果没有感知，人类就无法获取前提知识，也就不可能引发各种智能行为。因此，感知是智能活动的必要条件。视觉、听觉在人类感知中，占有主导地位。获得外界信息：约80%以上是通过视觉得到的。10%是通过听觉得到的。因此，在目前的研究中，机器视觉和机器听觉是研究热点。记忆与思维记忆用于存储由感觉器官感知到的外部信息，以及由思维所产生的知识。思维用于对记忆的信息进行处理，利用已有的知识对信息进行分析、计算、比较、判断、推理、联想及决策等。学习及自适应学习是人类智能的主要标识，是指通过指导、实践等过程，来丰富自身知识和技巧的能力。学习是人类的本能。每个人

6、随时随地都在学习，既可能是自觉的、有意识的，也可能是不自觉、无意识的。人人都可以通过与环境的相互作用，不断地进行学习，通过学习积累知识、增长才干，从而适应环境的变化。并根据环境的变化，不断地改变自己的行为。学习是集体活动、个人行为。由于每个个体本身都是不相同的，其学习、自适应能力也是不相同的，因此体现出不同的智能差异。行为行为是指人们通常用语言、表情、眼神、形体等动作，对来自外界的刺激，做出的反应，传达信息。思考问题3： 列举反映“行为”能力的一个实例： 如：洗手时，手被热水烫到，自然快速收回 。 列举反映“感知”能力的一个实例： 如： 。 列举反映“思维与记忆”能力的一个实例： 如： 。 列

7、举反映“学习及自适应”能力的一个实例： 如： 。智能要体现在知识表示和知识运用上。如果要将人类智能转移到机器的智能上，人们还需要对人类智能进行深入的、必要的了解，从而进一步地学习、研究人工智能。四、人工智能人工智能（AI）是计算机科学的一个分支。从学科的角度，认识和理解的人工智能（AI）是研究、开发，用于模拟、延伸和扩展人类智能的理论、方法、技术及应用的一门技术科学。如今，人们认识和理解的人工智能（AI）学科研究的过程，就是将社会问题符号化，再进一步数据化（二进制数据），输入到计算机等数码设备中，进行处理。附录1：个体智能生物是存在智能的。如：蝙蝠有活动（飞行）回声定位系统（声纳）。蝙蝠的声纳

8、不仅可以确定飞行中昆虫的距离，还能探测目标大小、相对速度、方位角及仰角，甚至目标各部位的大小。它还要及时控制全身，灵巧而高效地追赶和捕捉猎物。这一切所需要的复杂神经计算，仅由一个樱桃般大小的脑袋，在很短时间内完成的！ 尽管人们制造了世界第一的“神威太湖之光”计算机系统，运算峰值性达到125.436 P Flops，持续性能93.015 P Flops。但是，就感觉运动协调、解决问题的综合能力而言，这个计算机系统的智能，还是远远不及1只蝙蝠！附录2：P FlopsP Flops：每秒所执行的浮点运算次数。是衡量一个计算机的计算能力标准。最前面的“P”是个“数量级单位”。1P=1024T 1T=1

9、024G 1G=1024M 1M=1024k“P Flops”就是“每秒运算1千万亿（1015）次指令的浮点运算。”即：1 P Flops = 1015 次指令/秒最后面的“s”是“秒”的意思。附录3：群体智能一些动物的个体能力表现平平，但是其群体却有惊人的表现。如：蚂蚁、蜜蜂等。白蚁作为个体，只有几个神经元，只会毫无结果地咬着小土块、木屑搬来搬去，好似“没头脑”。但是，当白蚁的群体变大时，其智能也随之增加了。它们像是思考着的集体社会，又像是某种活的计算机。蚁群中的蚂蚁，会像接受到命令一样，在各个阶段，寻找不同型号的细枝，建造它们的漂亮蚁丘。人类也具有群体智能。即：除了个体大脑具有智能以外，还存在一种与群体有关的智能，两者共生。目前，人们对人类群体智能的认识，还处于初级阶段，但是对人类群体智能的研究，给予了人们新的希望。