第1章(1)讲：人工智能的诞生

《第1章(1)讲：人工智能的诞生》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第1章(1)讲：人工智能的诞生（40页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、智能科学与技术系智能科学与技术系人工智能人工智能Artificial IntelligenceArtificial Intelligence 主讲 黄 芳 2015.3智能科学与技术系智能科学与技术系人工智能课程教学人工智能课程教学主要内容:人工智能的研究与发展知识表示方法确定性推理智能计算专家系统智能科学与技术系智能科学与技术系课程要求教学方式：理论(26)+实践(6)考核方式：考试(70%)+作业和实验(30%)课程学分：2教材及参考书：1 人工智能及其应用，第四版，蔡自兴，徐光祐本科生用书清华大学出版社，20102 Artificial Intelligence:A New Synthe

2、sis.N.J.Nilsson.Morgan Kaufmann,1998;机械工业出社，19993 人工智能及其在决策系统中的应用蔡自兴国防科技大学出版社，20064 专家系统，蔡自兴，John Durkin，龚涛原理、设计与应用科学出版社，2005智能科学与技术系智能科学与技术系人工智能人工智能PK人类智能人类智能 第一讲：人工智能的诞生 主讲 黄 芳2015.3智能科学与技术系智能科学与技术系美梦能否成真？美梦能否成真？人类梦想发明各种机械工具和动力机器，协助甚至代替人们从事各种体力劳动。18世纪第一次工业革命中，瓦特发明的蒸汽机开辟了利用机器动力代替人力和畜力的新纪元。此后，显著减轻体力

3、劳动和实现生产过程自动化才成为可能。智能科学与技术系智能科学与技术系美梦能否成真？美梦能否成真？人类同样梦想发明各种智能工具和智能机器，协助甚至代替人们从事各种脑力劳动。20世纪40年代计算机的发明和50年代人工智能的出现开辟了利用智能机器代替人类从事脑力劳动的新纪元。此后，显著减轻脑力劳动和实现生产过程智能化才成为可能。智能科学与技术系智能科学与技术系人工智能与人类智能你认为人工智能是否你认为人工智能是否能够超过人类智能？能够超过人类智能？智能科学与技术系智能科学与技术系人工智能与人类智能由于人类对机器人“不信任感”担心使用机器人带来失业的恐惧，担心“机器人的智能将要超过人类，从而反客为主，

4、要统治人类”，给人类造成心理威胁。给人类造成心理威胁。机器智能不是生命现象，而是一种人为的机械模仿。未来的高智能机器人的某些功能，很可能会超过人，但从总体上看，机器人智不能超过人类智能。智能科学与技术系智能科学与技术系主要内容主要内容1.什么是人工智能?2.人工智能是如何发展起来的？3.人类智能与人工智能的关系如何？智能科学与技术系智能科学与技术系智 能？什么是智能？什么是智能？智能科学与技术系智能科学与技术系自然智能自然智能人类大脑是如何实现智能的?两大难题之一：宇宙起源、人脑奥秘对人脑奥秘知之甚少人脑结构：含有1011-12 个（千亿-万亿个）神经元，而且呈现并行分布大脑功能：记忆、思维、

5、观察、分析 等 对智能的严格定义有待于人脑奥秘的进一步对智能的严格定义有待于人脑奥秘的进一步揭示与认识揭示与认识智能科学与技术系智能科学与技术系人工（人工（man-made）制品）制品相对于天然河流，人类开凿了运河；相对于天然卫星（如地球的卫星月亮），人类制造了人造卫星；相对于天然纤维（如棉花、蚕丝和羊毛），人类发明了维呢绒和涤绒等人造纤维；相对于天然心脏、自然受精和自然四肢等，人类创造了人工心脏、人工受精（试管婴儿）、和假肢等人造物品2009年7月，英国宣布成功利用人类干细胞培育出成熟精子（人工精子）。智能科学与技术系智能科学与技术系 人工制品人工制品人工，即人造的，不是自然的。例子：人工湖

6、，人工河（运河），人工纤维，人造卫星，人工肢腿（假肢假腿），人工脑，人工心脏，人工鱼（转基因鱼），克隆羊、克隆牛，各种转基因食品智能科学与技术系智能科学与技术系人工智能人工智能机器人？机器人？星球大战 木牛流马铜壶漏刻铙神报时智能科学与技术系智能科学与技术系1.什么是人工智能什么是人工智能?人工智能Artificial Intelligence(AI)众说纷纭目前还没有统一的定义AI的严格定义依赖于对智能的定义 即要定义人工智能，首先应该定义智能但智能本身也还无严格定义因此，应当首先研究人类的自然智能一般解释：人工智能就是用人工的方法在机器（计算机）上实现的智能，或称机器智能、计算机智能。智能

7、科学与技术系智能科学与技术系知识与智能知识与智能知识 人们通过体验、学习或联想而知晓的对客观世界规律性的认识，包括事实、条件、过程、规则、关系和规律等。智能 一种应用知识对一定环境或问题进行处理的能力能力或者进行 抽象思考的能力能力。智能机器 能够在各类环境中自主自主地或交互地执行各种拟人任人任务的机器。智能科学与技术系智能科学与技术系人工智能的不同定义人工智能的不同定义AI(能力能力)智能机器所执行的通常与人类智能有关的智能行智能行为，如判断、推理、证明、识别、感知、理解、通信、设计、思考、规划、学习和问题求解等思思维活活动。AI(学科学科)计算机科学算机科学中涉及研究、设计和应用智能机器智

8、能机器的一个分分支支。它的近期目标在于研究用机器来模仿和执行人脑的某些功能，并开发相关理论和技术。智能科学与技术系智能科学与技术系2.人工智能是如何发展的？人工智能是如何发展的？孕 育 期（1956年前）形 成 期（19561970年）暗 淡 期（19661974年）知识应用期（19701988年）集成发展期（1986年至今）智能科学与技术系智能科学与技术系 2.人工智能的起源与发展孕育期 孕育期（1956以前）亚里斯多德（公元前384322）：古希腊伟大的哲学家和思想家，创立了演绎法。他提出的三段论至今仍然是演演绎推理推理的最基本出发点。莱布尼茨(16461716)：德国数学家和哲学家，把形

9、式逻辑符号化，奠定了数数理理逻辑的基础。智能科学与技术系智能科学与技术系 2.人工智能的起源与发展孕育期 图灵(19121954)：英国数学家，1936年创立了自自动机理机理论亦称图灵机，1950年在其著作计算机器与智能算机器与智能中首次提出“机器也能思维”，被誉为“人工智能之父”。莫克(19071980)：美国数学家、电子数字计算机的先驱，1946年研制成功了世界上第一台通用电子数字计算机ENIAC。智能科学与技术系智能科学与技术系2.人工智能的起源与发展孕育期 麦克洛奇和皮兹：美国神经生理学家，1943年建成第一个神神经网网络模型模型(MP模型)。维纳(18741956)：美国著名数学家、

10、控制控制论创始人。1948年创立了控制论。控制论对人工智能的影响，形成了行为主义学派。智能科学与技术系智能科学与技术系2.人工智能的起源与发展形成期 形成期（1956-1970）AI诞生于一次历史性的聚会达特茅斯会议 1956年夏季，年轻的美国学者麦卡锡、明斯基、朗彻斯特和香农共同发起，邀请莫尔、塞缪尔、纽厄尔和西蒙等参加在美国达特茅斯大学举办 了一次长达2个多月的研讨会，热烈地讨论用机器模拟人类智能的问题。会上，首次使用了“人工智能”这一术语。这是人类历史上第一次 人工智能研讨会，标志着人工智能学科的诞生，具有十分重要的历史意义。智能科学与技术系智能科学与技术系2.人工智能的起源与发展形成期

11、 形成期（1956-1970）迅速发展，过于乐观 1956年，塞缪尔在IBM计算机上研制成功了具有自学习、自组织和自适应能力的西洋跳棋程序。1957年，纽厄尔、肖(Shaw)和西蒙等研制了一个称为逻辑理论机（LT)的数学定理证明程序。1958年，麦卡锡建立了行动规划咨询系统。1960年纽厄尔等研制了通用问题求解(GPS)程序。麦卡锡研制了人工智能语言LISP。1961年，明斯基发表了“走向人工智能的步骤”的论文，推动了人工智能的发展。1965年，鲁宾逊提出了归结（消解）原理。智能科学与技术系智能科学与技术系2.人工智能的起源与发展暗淡期 暗淡期（19661974）过高预言的失败，给AI的声誉造

12、成 重大伤害。“20 20 年内，机器将能做人所能做的一切。年内，机器将能做人所能做的一切。”西蒙，1965 “在在3 38 8年时间里，我们将研制出具有普通年时间里，我们将研制出具有普通人智力的计算机。这样的机器能读懂莎士比亚的人智力的计算机。这样的机器能读懂莎士比亚的著作，会给汽车上润滑油，会玩弄政治权术，能著作，会给汽车上润滑油，会玩弄政治权术，能讲笑话，会争吵。讲笑话，会争吵。它的智力将无以伦比。它的智力将无以伦比。”明斯基，1977智能科学与技术系智能科学与技术系2.人工智能的起源与发展暗淡期 塞缪尔的下棋程序在与世界冠军对弈时，以1 比4告负。归结法的能力有限。当用归结原理证明“两

13、连续函数之和仍然是连续函数”时，推了10万步也没证明出结果来。把“心有余而力不足”(The spirit is willing but the flesh is weak)的英语句子翻译成俄语，再翻译回来时竟变成了“酒是好的，肉变质了”英国剑桥大学数学家詹姆士按照英国政府的旨意，发表一份关于人工智能的综合报告，声称 人工智能即使不是人工智能即使不是骗局也是庸人自局也是庸人自扰。智能科学与技术系智能科学与技术系2.人工智能的起源与发展知识应用期 知识应用期（19701988 年）专家系统实现了人工智能从理论研究走向专门知识应用，是AI发展史上的一次重要突破与转折。1972-1976年，费根鲍姆研

14、制MYCIN专家系统，用于协助内科医生诊断细菌感染疾病，并提供最佳处方。1976年，斯坦福大学的杜达等人研制地质勘探专家系统PROSPECTOR。计算机视觉、机器人、自然语言理解、机器翻译等AI应用研究获得发展。同时也出现新的问题智能科学与技术系智能科学与技术系2.人工智能的起源与发展集成发展期 集成发展时期（1986-）专家系统的不足：应用领域狭窄、缺乏常识性知识、知识获取困难、推理方法单一、没有分布式功能、不能访问现存数据库等，促进专家系统的改进与发展。机器学习、人工神经网络、智能机器人和行为主义研究趋向热烈和深入。智能计算(CI）弥补了人工智能中在数学理论和计算上的不足，更新和丰富了人工

15、智能理论框架，使人工智能进入一个新的发展时期。智能科学与技术系智能科学与技术系人工智能的时代已经到来“尤金”在2012年图灵诞辰100周年的比赛上，以29.2%的成绩，险些通过图灵测试。库兹韦尔预言,在2045年跨越人工智能超过人类智能的“奇点”。苹果于2011年正式推出人工智能计划CALO的Siri语音助理，推广到亿万人的手机上。2012年，多伦多大学的Geoffery Hinton宣布在机器深度学习领域（Deep Learning）达成重大突破，模拟人类神经元的重要发明忆阻器，和高通的神经网络芯片也相继诞生，人工智能研究的软硬件条件，都已基本具备。智能科学与技术系智能科学与技术系人工智能的

16、时代已经到来Hinton与库兹韦尔一起加入Google的X实验室，谷歌的战略则开始疯狂向人工智能倾斜。IBM推出超级计算机Watson，并在电视智力竞赛中战胜人类对手，该公司将语音识别的精度提高了30%，并推出类Siri功能“Cortana个人助理”。中国的玩家百度深度学习研究院，公布了“百度大脑”项目，宣布该项目已能模拟人脑的200亿个神经元，达到两三岁孩童的智力水平这意味着百度的进度已经是谷歌此前10亿个神经元的20倍，在不声不响中做到了全球领先。智能科学与技术系智能科学与技术系2.人工智能的起源与发展进入新世纪 1956年夏出席达特茅斯会议的部分代表于50年后重逢2006，AI 50周年

17、会议（美国）莫尔，麦卡锡，明斯基，塞尔夫里奇，索罗蒙夫 智能科学与技术系智能科学与技术系2.人工智能的起源与发展中国人工智能在中国的发展1981年中国人工智能学会在长沙艰难成立，其后长期得不到国内科技界的认同，只能挂靠中国社会科学院哲学研究所，直到2004年，才得以“返祖归宗”，挂靠到中国科学技术协会。1985年前，人工智能在西方国家得到重视和发展，而在苏联却受到批判；我国人工智能也与“特异功能”一起受到质疑，人工智能学科群专著不能公开出版。智能科学与技术系智能科学与技术系2.人工智能的起源与发展中国希望的曙光1986年清华大学校务委员会经过长期和三次讨论后，决定同意在清华大学出版社出版人工智

18、能著作。我国首部人工智能、机器人学和智能控制著作分别于1987年、1988年和1990年在清华大学出版社、中南工业大学出版社和电子工业出版社问世。智能科学与技术系智能科学与技术系2.人工智能的起源与发展中国破土而出据不完全统计，现在全国已编著出版了50多部人工智能、40多部智能控制和近50部机器人学的教材/专著。从1987年到1999年智能科学与技术系智能科学与技术系2.人工智能的起源与发展中国从 2000年到 2006年智能科学与技术系智能科学与技术系从 2007年到 2010年智能科学与技术系智能科学与技术系2.人工智能的起源与发展中国 人工智能研究起步较晚 1978年把“智能模拟”纳入国

19、家研究计划。1984年召开了智能计算机及其系统学术讨论会。1986年起把智能计算机系统、智能机器人和智能信息处理等重大项目列入国家高技术研究计划。1993年起，把智能控制和智能自动化等项目列入国家科技攀登计划。进入21世纪后，已有更多的人工智能与智能系统研究获得各种基金计划支持，并与国家国民经济和科技发展的重大需求相结合，力求做出更大贡献。智能科学与技术系智能科学与技术系2.人工智能的起源与发展中国进入新世纪 出出现新新动向向请关注以下2个问题：“我深信，以人工智能和模式识别为带头的这我深信，以人工智能和模式识别为带头的这门新学科，将为人类迈进智能自动化时期做出奠基门新学科，将为人类迈进智能自

20、动化时期做出奠基性贡献。性贡献。”宋健（宋健（1988）AI仍属于计算机科学的一个分支？是否已形成“智能科学”新学科？智能科学与技术系智能科学与技术系3.人类智能与人工智能关系？符号处理系统的六种基符号处理系统的六种基本功能本功能 一个完善的符号系统应具有下列6种基本功能：(1)输入符号(input)；(2)输出符号(output);(3)存储符号(store);(4)复制符号(copy);(5)建立符号结构：在符号系统中形成符号结构；(6)条件性迁移:根据已有符号，继续完成活动过程。智能科学与技术系智能科学与技术系3.人类智能与人工智能关系？可以把人看成一个智能信息可以把人看成一个智能信息处

21、理系理系统 如果一个物理符号系统具有上述全部6种功能，能够完成这个全过程，那么它就是一个完整的物理符号系统。人具有上述6种功能；现代计算机也具备物理符号系统的这6种功能。物理符号系物理符号系统的假的假设 任何一个系统，如果它能表现出智能，那么它就必定能够执行上述6种功能。反之，任何系统如果具有这6种功能，那么它就能够表现出智能；这种智能指的是人类所具有的那种智能。把这个假设称为物理符号系统的假设。智能科学与技术系智能科学与技术系3.人类智能与人工智能关系？物理符号系物理符号系统3个推个推论 推推论一一 既然人具有智能，那么他就一定是个物理符号系统。人之所以能够表现出智能，就是基于他的信息处理过程。推推论二二 既然计算机是一个物理符号系统，它就一定能够表现出智能。这是人工智能的基本条件。推推论三三 既然人是一个物理符号系统，计算机也是一个物理符号系统，那么就 能够用计算机来模拟人的智能活动。