人工智能第一章.ppt

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1、人工智能人工智能概论概论E-mail:任课教师：何任课教师：何 凡凡教 学 要 求u严格要求。严格要求。u多听多思，记要点。多听多思，记要点。u上课不能讲话，鼓励看书自学。上课不能讲话，鼓励看书自学。u无故不上课（期末无故不上课（期末80,按按2n扣分）。扣分）。u有问题，及时与老师联系。有问题，及时与老师联系。课 程 要 求u课程难度大，课程难度大，要课前预习要课前预习，课后复习。，课后复习。u按时完成实验报告和作业。按时完成实验报告和作业。u关联课程离散数学、编译原理等。关联课程离散数学、编译原理等。u内容抽象、难度大。内容抽象、难度大。u参考书见书后。参考书见书后。1.1.蔡自兴蔡自兴,

2、徐光佑等徐光佑等.人工智能及其应用人工智能及其应用(第三版第三版).).北京北京:清华大学出版社，清华大学出版社，200420042.Nils 2.Nils J.NilssonJ.Nilsson著，郑扣根译著，郑扣根译.Artificial Intelligence.Artificial Intelligence：A New A New Synthesis.Synthesis.北京：机械工业出版社，北京：机械工业出版社，20022002 课程主要内容u第第1章章 绪论绪论 1.人工智能及其发展 2.人工智能的研究与应用领域u第第2章章 知识表示知识表示 1.一阶谓词逻辑表示法 2.产生式表示法

3、 3.框架表示法u第第3章章 搜索策略搜索策略 1.问题求解过程的形式表示 2.状态空间盲目搜索策略 3.状态空间启发式搜索策略 4.与/或树的搜索策略课程主要内容u第第4 经典逻辑推理经典逻辑推理 1.推理的基本概念 2.自然演绎推理 3.归结演绎推理 4.与/或形演绎推理 u第第5章章 专家系统专家系统 1.专家系统概述第第1 1章章 绪论绪论l人工智能（Artificial Intelligence，AI）是一门综合性学科，它旨在研究如何利用计算机等现代工具设计模拟人类智能行为的系统。l1.1 1.1 人工智能及其发展人工智能及其发展l1.2 1.2 人工智能的研究与应用领域人工智能的研

4、究与应用领域1.1 1.1 人工智能及其发展人工智能及其发展 何谓智能（自然智能）何谓智能（自然智能）?指人类和一些动物所具有的智力和行为能力指人类和一些动物所具有的智力和行为能力 人类的自然智能（简称智能）人类的自然智能（简称智能）?指人类在认识客观世界中，由思维过程和脑力活动所表指人类在认识客观世界中，由思维过程和脑力活动所表现出的综合能力。现出的综合能力。人类大脑是如何实现智能的人类大脑是如何实现智能的?自然界四大奥秘：自然界四大奥秘：智能的发生、物质的本质、宇宙的起源、生命的本质智能的发生、物质的本质、宇宙的起源、生命的本质 对人脑奥秘知之甚少，对人脑奥秘知之甚少，结构：结构：1011

5、-12 量级的神经元，分布并行量级的神经元，分布并行 功能：记忆、思维、观察、分析功能：记忆、思维、观察、分析 等等对智能的严格定义？对智能的严格定义？有待于人脑奥秘的揭示，进一步认识有待于人脑奥秘的揭示，进一步认识1.1 1.1 人工智能及其发展人工智能及其发展 认识智能的观点认识智能的观点l思维理论思维理论 智能来源于思维活动，智能的核心是思维，人的一智能来源于思维活动，智能的核心是思维，人的一切知识都是思维的产物。可望通过对思维规律和思维方切知识都是思维的产物。可望通过对思维规律和思维方法的研究，来揭示智能的本质。法的研究，来揭示智能的本质。l知识阈值理论知识阈值理论 智能取决于知识的数

6、量及其可运用程度。一个系统智能取决于知识的数量及其可运用程度。一个系统所具有的可运用知识越多，其智能就会越高。所具有的可运用知识越多，其智能就会越高。l进化理论进化理论 是美国是美国MIT的的Brooks在对人造机器虫研究的基础上在对人造机器虫研究的基础上提出来的。智能取决于感知和行为，取决于对外界复杂提出来的。智能取决于感知和行为，取决于对外界复杂环境的适应，智能不需要知识、不需要表示、不需要推环境的适应，智能不需要知识、不需要表示、不需要推理，智能可由逐步进化来实现。理，智能可由逐步进化来实现。智能的层次结构智能的层次结构l高层智能高层智能 以大脑皮层（抑制中枢）为主，主要完成记忆、以大脑

7、皮层（抑制中枢）为主，主要完成记忆、思维等活动。思维等活动。l中层智能中层智能 以丘脑（感觉中枢）为主，主要完成感知活动。以丘脑（感觉中枢）为主，主要完成感知活动。l低层智能低层智能 以小脑、脊髓为主，主要完成动作反应活动。以小脑、脊髓为主，主要完成动作反应活动。不同观点在层次结构中的对应关系不同观点在层次结构中的对应关系 思维理论思维理论 知识阈值理论知识阈值理论 进化理论进化理论高层智能高层智能1.1 1.1 人工智能及其发展人工智能及其发展 中层智能和低层智能中层智能和低层智能l问题问题 人类智能包含哪些能力？人类智能包含哪些能力？感知能力感知能力 通过感知器官感知外界的能力。是人类获得

8、外界信息的基本途通过感知器官感知外界的能力。是人类获得外界信息的基本途径，其处理方式有以下两种：径，其处理方式有以下两种：感知感知-动作方式：动作方式：对简单、紧急信息对简单、紧急信息 感知感知-思维方式：思维方式：对复杂信息对复杂信息 记忆和思维能力记忆和思维能力 记忆：记忆：对感知到的外界信息和由思维产生的内部知识的存储过程对感知到的外界信息和由思维产生的内部知识的存储过程 思维：思维：对已存储信息或知识的本质属性、内部知识的认识过程对已存储信息或知识的本质属性、内部知识的认识过程 思维方式：思维方式：抽象思维（逻辑思维）、抽象思维（逻辑思维）、形象思维（直感思维）形象思维（直感思维）灵感

9、思维（顿悟思维）灵感思维（顿悟思维）1.1 1.1 人工智能及其发展人工智能及其发展 学习和自适应能力学习和自适应能力 学习：学习：是一个具有特定目的的知识获取过程是一个具有特定目的的知识获取过程 是人的一种本能。不同人的学习方法、能力不同是人的一种本能。不同人的学习方法、能力不同 自适应：自适应：是一种通过自我调节适应外界环境的过程是一种通过自我调节适应外界环境的过程 是人的一种本能。不同人的适应能力不同是人的一种本能。不同人的适应能力不同行为能力行为能力 含义：含义：是人们对感知到的外界信息作出动作反应的能力是人们对感知到的外界信息作出动作反应的能力 信息来源：信息来源：由感知直接获得的外

10、界信息由感知直接获得的外界信息 经过思维加工后的信息经过思维加工后的信息 实现过程：实现过程：通过脊髓来控制通过脊髓来控制 由语言、表情、体姿等来实现由语言、表情、体姿等来实现 1.1 1.1 人工智能及其发展人工智能及其发展 Turing Test 2000年之前计算机有年之前计算机有30%的概率蒙骗一个普通的概率蒙骗一个普通人达人达5分钟。分钟。Turing Test存在的问题存在的问题 仅反映了结果的比较，没有涉及思维过程没指出是什么人仅反映了结果的比较，没有涉及思维过程没指出是什么人测试主持人测试主持人被测机器被测机器被测人被测人1.1 1.1 人工智能及其发展人工智能及其发展 图灵测

11、试图灵测试Turing Test 通过提问判通过提问判断被测对象断被测对象是人还是机是人还是机器？器？综合各种不同观点，可从能力和学科两个方面讨论人工智能综合各种不同观点，可从能力和学科两个方面讨论人工智能能力方面能力方面 人工智能就是用人工的方法在机器（计算机）上实现的人工智能就是用人工的方法在机器（计算机）上实现的智能，或称机器智能智能，或称机器智能学科方面学科方面 是一门研究如何构造智能机器或智能系统，以模拟、延是一门研究如何构造智能机器或智能系统，以模拟、延伸和扩展人类智能的学科伸和扩展人类智能的学科1.1 人工智能及其发展人工智能及其发展 AI的起源的起源 50多年来，人工智能走过了

12、一条起伏和曲折的发展多年来，人工智能走过了一条起伏和曲折的发展道路。回顾历史，可以按照不同时期的主要特征，将道路。回顾历史，可以按照不同时期的主要特征，将其产生与发展过程分为其产生与发展过程分为5个阶段。个阶段。l 孕育期孕育期（1956年以前）年以前）l 形成期形成期（1956-1970年）年）l 知识应用期知识应用期（1970-20世纪世纪80年代末）年代末）l 从学派分离走向综合从学派分离走向综合（20世纪世纪80年代末到本世纪初）年代末到本世纪初）l 智能科学技术学科的兴起智能科学技术学科的兴起（本世纪初以来）（本世纪初以来）1.1 人工智能及其发展人工智能及其发展 孕育期（孕育期（1

13、956年以前）年以前）l 自远古以来，人类就有用机器代替人们脑力劳动的的幻想：自远古以来，人类就有用机器代替人们脑力劳动的的幻想：公元前公元前900多年我国有歌舞机器人流传的记载；公元前多年我国有歌舞机器人流传的记载；公元前850年古希腊有制造机年古希腊有制造机器人帮助人们劳动的神话传说器人帮助人们劳动的神话传说l 亚里斯多德（亚里斯多德（Aristotle，公元前公元前384322）：）：古希腊伟大的哲学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绎推理的家和思想家，创立了演绎法。他提出的三段论至今仍然是演绎推理的最基本出发点。最基本出发点。l 莱布尼茨莱布尼茨(G.

14、W.Leibnitz，16461716)：德国数学家和哲学家把德国数学家和哲学家把形式逻辑符号化，奠定了数理逻辑的基础形式逻辑符号化，奠定了数理逻辑的基础l 图灵图灵(A.M.Turing，19121954)：英国数学家，英国数学家，1936年创立了自年创立了自动机理论，自动机理论亦称图灵机，是一个理论计算机模型。动机理论，自动机理论亦称图灵机，是一个理论计算机模型。l 莫克利莫克利(J.W.Mauchly，19071980)：美国数学家、电子数字计美国数学家、电子数字计算机的先驱，与他的研究生埃克特算机的先驱，与他的研究生埃克特(J.P.Eckert)合作，合作，1946年研制成年研制成功了

15、世界上第一台通用电子计算机功了世界上第一台通用电子计算机ENIAC1.1 人工智能及其发展人工智能及其发展 l 麦克洛麦克洛奇奇(W.McCulloch)和皮兹和皮兹(W.Pitts)：美国神经生理学家，美国神经生理学家，于于1943年建成了第一个神经网络模型年建成了第一个神经网络模型(MP模型模型)。l 维纳维纳(N.Wiener，18741956)：美国著名数学家、控制论创始人。美国著名数学家、控制论创始人。1948年创立了控制论。控制论向人工智能的渗透，形成了行为主义年创立了控制论。控制论向人工智能的渗透，形成了行为主义学派。学派。l 图灵又于图灵又于1950年，年，发表题为发表题为计算

16、机能思维吗？计算机能思维吗？的著名论文，的著名论文，明确提出了明确提出了“机器能思维机器能思维”的观点。的观点。l 可见，可见，在人工智能诞生之前，一些著名科学家就已经创立了数理在人工智能诞生之前，一些著名科学家就已经创立了数理逻辑、神经网络模型和控制论，并发明了通用电子数字计算机。为逻辑、神经网络模型和控制论，并发明了通用电子数字计算机。为人工智能的诞生准备了必要的思想、理论和物质技术条件。人工智能的诞生准备了必要的思想、理论和物质技术条件。孕育期（孕育期（1956年以前）年以前）形成期（形成期（1956-1970年）年）lAI诞生于一次历史性的聚会诞生于一次历史性的聚会l时间：时间：195

17、6年夏季年夏季l地点：地点：达特莫斯达特莫斯(Dartmouth)大学大学l目的：目的：为使计算机变得更为使计算机变得更“聪明聪明”，或者说使计算机具有智能，或者说使计算机具有智能l发起人：发起人：l 麦卡锡麦卡锡(J.McCarthy），Dartmouth的年轻数学家、计算机专家，后为的年轻数学家、计算机专家，后为MIT教授教授l 明斯基明斯基(M.L.Minsky），），哈佛大学数学家、神经学家，后为哈佛大学数学家、神经学家，后为MIT教授教授l 洛切斯特洛切斯特(N.Lochester)，IBM公司信息中心负责人公司信息中心负责人l 香农香农(C.E.Shannon)，贝尔实验室信息部数

18、学研究员贝尔实验室信息部数学研究员l参加人：参加人：l 莫尔莫尔(T.more)、塞缪尔塞缪尔(A.L.Samuel)，IBM公司公司l 塞尔夫里奇塞尔夫里奇(O.Selfridge)、索罗蒙夫索罗蒙夫(R.Solomonff)，MITl 纽厄尔纽厄尔(A.Newell)，兰德兰德(RAND)公司公司l 西蒙西蒙(H.A.Simon)，卡内基卡内基(Carnagie)工科大学工科大学l会议结果：会议结果：l 由麦卡锡提议正式采用了由麦卡锡提议正式采用了“Artificial Intelligence”这一术语这一术语1.1 人工智能及其发展人工智能及其发展 形成期（形成期（1956-1970年

19、）年）l心理学小组心理学小组l 1957年，纽厄尔、肖年，纽厄尔、肖(J.Shaw)和西蒙等人的心理学小组研制了一个称为逻和西蒙等人的心理学小组研制了一个称为逻辑理论机辑理论机(Logic Theory Machine，简称简称LT)的数学定理证明程序。的数学定理证明程序。l 1960年研制了通用问题求解年研制了通用问题求解(General Problem Solving)程序。该程序当时可程序。该程序当时可以解决以解决11种不同类型的问题，如不定积分、三角函数、代数方程、猴子摘香蕉、种不同类型的问题，如不定积分、三角函数、代数方程、猴子摘香蕉、河内梵塔、人河内梵塔、人羊过河等。羊过河等。lI

20、BM工程小组工程小组l 1956年，塞缪尔在年，塞缪尔在IBM704计算机上研制成功了具有自学习、自组织和自适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。这个程序可以从棋谱中学习，也可以在下棋过程中积应能力的西洋跳棋程序。这个程序可以从棋谱中学习，也可以在下棋过程中积累经验、提高棋艺。通过不断学习，该程序累经验、提高棋艺。通过不断学习，该程序1959年击败了塞缪尔本人，年击败了塞缪尔本人，1962年年又击败了一个州的冠军。又击败了一个州的冠军。lMIT小组小组l 1958年，麦卡西建立了行动规划咨询系统。年，麦卡西建立了行动规划咨询系统。l 1960年，麦卡西又研制了人工智

21、能语言年，麦卡西又研制了人工智能语言LISP。l 1961年，明斯基发表了年，明斯基发表了“走向人工智能的步骤走向人工智能的步骤”的论文，推动了人工智能的的论文，推动了人工智能的发展。发展。形成期（形成期（1956-1970年）年）l其他方面其他方面l 1965年，鲁宾逊年，鲁宾逊(J.A.Robinson)提出了归结（消提出了归结（消解）原理。解）原理。l 1965年，费根鲍姆年，费根鲍姆(E.A.Feigenbaum)开始研究化开始研究化学专家系统学专家系统DENDRAL。知识应用期（知识应用期（1971-80年代末）年代末）1.1 人工智能及其发展人工智能及其发展 l以知识为中心的研究：

22、以知识为中心的研究：专家系统实现了人工智能从理论研究走向实际应用，从一般思维专家系统实现了人工智能从理论研究走向实际应用，从一般思维规律探讨走向专门知识运用的重大突破，是规律探讨走向专门知识运用的重大突破，是AI发展史上的一次重要转发展史上的一次重要转折。折。1972年，费根鲍姆开始研究年，费根鲍姆开始研究MYCIN专家系统，并于专家系统，并于1976年研制成年研制成功。从应用角度看，它能协助内科医生诊断细菌感染疾病，并提供最功。从应用角度看，它能协助内科医生诊断细菌感染疾病，并提供最佳处方。从技术角度看，他解决了知识表示、不精确推理、搜索策略、佳处方。从技术角度看，他解决了知识表示、不精确推

23、理、搜索策略、人机联系、知识获取及专家系统基本结构等一系列重大技术问题。人机联系、知识获取及专家系统基本结构等一系列重大技术问题。1976年，斯坦福大学的杜达年，斯坦福大学的杜达(R.D.Duda)等人开始研制地质勘探专等人开始研制地质勘探专家系统家系统PROSPECTOR 这一时期，与专家系统同时发展的重要领域还有计算机视觉和机这一时期，与专家系统同时发展的重要领域还有计算机视觉和机器人，自然语言理解与机器翻译等。器人，自然语言理解与机器翻译等。l新的问题：新的问题：专家系统本身所存在的应用领域狭窄、缺乏常识性知识、知识获取专家系统本身所存在的应用领域狭窄、缺乏常识性知识、知识获取困难、推理

24、方法单一、没有分布式功能、不能访问现存数据库等问题困难、推理方法单一、没有分布式功能、不能访问现存数据库等问题被逐渐暴露出来。被逐渐暴露出来。l符号主义学派（逻辑主义、心理学派）符号主义学派（逻辑主义、心理学派）l 主要观点：主要观点：AI起源于数理逻辑，人类认知的基元是符号，认知过程是符号表示起源于数理逻辑，人类认知的基元是符号，认知过程是符号表示上的一种运算上的一种运算l 代表性成果：代表性成果：厄尔和西蒙等人研制的称为逻辑理论机的数学定理证明程序厄尔和西蒙等人研制的称为逻辑理论机的数学定理证明程序LT l 代表人物：代表人物：纽厄尔、肖、西蒙和尼尔逊纽厄尔、肖、西蒙和尼尔逊(Nilsso

25、n)等等 l连接主义学派（仿生学派或心理学派）连接主义学派（仿生学派或心理学派）l 主要观点：主要观点：AI起源于仿生学，特别是人脑模型，人类认知的基元是神经元，认起源于仿生学，特别是人脑模型，人类认知的基元是神经元，认知过程是神经元的连接活动过程知过程是神经元的连接活动过程l 代表性成果：代表性成果：由麦克洛奇和皮兹创立的脑模型，即由麦克洛奇和皮兹创立的脑模型，即MP模型模型 l 代表人物：代表人物：麦克洛奇和皮兹麦克洛奇和皮兹l行为主义学派（进化主义、控制论学派）行为主义学派（进化主义、控制论学派）l 主要观点：主要观点：AI起源于控制论，智能取决于感知和行为，取决于对外界起源于控制论，智

26、能取决于感知和行为，取决于对外界复杂环境的适应，而不是推理。复杂环境的适应，而不是推理。l 代表性成果：代表性成果：Brooks教授研制的机器虫教授研制的机器虫l 代表人物：代表人物：Brooks教授教授1.1 人工智能及其发展人工智能及其发展 从学派分立到综合（从学派分立到综合（20世纪世纪80年代到本世纪初）年代到本世纪初）不同学派的方法之争不同学派的方法之争l符号主义符号主义 功能模拟功能模拟 构造能够模拟大脑功能的智能系统。构造能够模拟大脑功能的智能系统。l连接主义连接主义 结构模拟结构模拟 构造模拟大脑结构的神经网络系统。构造模拟大脑结构的神经网络系统。l行为主义行为主义 行为模拟行

27、为模拟 构造具有进化能力的智能系统。构造具有进化能力的智能系统。l三大学派的综合集成三大学派的综合集成 随着研究和应用的深入，人们又逐步认识到，三个学派各有所长，随着研究和应用的深入，人们又逐步认识到，三个学派各有所长，各有所短，应相互结合、取长补短，综合集成。各有所短，应相互结合、取长补短，综合集成。智能科学技术的兴起（本世纪初以来）智能科学技术的兴起（本世纪初以来）l 目前，一个以人工智能为核心，以自然智能、人工智能、集成智目前，一个以人工智能为核心，以自然智能、人工智能、集成智能为一体的新的智能科学技术学科正在逐步兴起，并引起了人们的能为一体的新的智能科学技术学科正在逐步兴起，并引起了人

28、们的极大关注。极大关注。l 该学科研究的主要特征包括以下几个方面：该学科研究的主要特征包括以下几个方面：(1)由对人工智能的单一研究走向以自然智能、人工智能、集成智能为由对人工智能的单一研究走向以自然智能、人工智能、集成智能为一体的协同研究；一体的协同研究；(2)由人工智能学科的独立研究走向重视与脑科学、认知科学、等学科由人工智能学科的独立研究走向重视与脑科学、认知科学、等学科的交叉研究；的交叉研究；(3)由多个不同学派的独立研究走向多学派的综合研究；由多个不同学派的独立研究走向多学派的综合研究；(4)由对个体、集中智能的研究走向对群体、分布智能的研究。由对个体、集中智能的研究走向对群体、分布

29、智能的研究。1.1 人工智能及其发展人工智能及其发展 AI成功的标志：成功的标志：IBM的的“深蓝深蓝”和和“小深小深”l“深蓝深蓝”l对弈情况：对弈情况：l 时间：时间：北京时间北京时间1997年年5月月12日凌晨日凌晨4点点50分分l 对手：对手：IBM的的“深蓝深蓝”超级计算机超级计算机l 国际象棋世界冠军卡斯派罗夫国际象棋世界冠军卡斯派罗夫l 结局：结局：2胜胜1负负3平，总比分平，总比分3.5:2.5，“深蓝深蓝”获胜获胜l技术指标技术指标l 32个个CPU，每个每个CPU有有12个协处理器，每个个协处理器，每个CPU有有256M内存，每个内存，每个CPU的的处理速度为处理速度为20

30、0万步万步/秒。秒。l 对弈的实质机器智能与人类智能的较量对弈的实质机器智能与人类智能的较量l“小深小深”l对弈情况：对弈情况：l 时间：时间：北京时间北京时间2003年年1月月26日至日至2月月7日日l 对手：对手：比比“深蓝深蓝”功能强大的功能强大的“小深小深”超级计算机超级计算机l 国际象棋世界冠军卡斯派罗夫国际象棋世界冠军卡斯派罗夫l 结局：结局：1胜胜1负负4平，平局平，平局l启示：启示：计算机可以有智能；计算机要完全战胜人类象棋大师并非易事。计算机可以有智能；计算机要完全战胜人类象棋大师并非易事。1.2 人工智能的研究与应用领域人工智能的研究与应用领域 l定理证明定理证明l专家系统

31、专家系统l机器学习机器学习l自然语言理解自然语言理解l智能检索智能检索l机器人学机器人学l自动程序设计自动程序设计l组合调度问题组合调度问题l模式识别模式识别l机器视觉机器视觉AI 的的 学学 科科 位位 置置lAI是一门新兴的边缘学科是一门新兴的边缘学科，是自然科学与社会科学的交叉学科，是自然科学与社会科学的交叉学科lAI的交叉包括的交叉包括：逻辑、思维、生理、心理、计算机、电子、语言、自动化、：逻辑、思维、生理、心理、计算机、电子、语言、自动化、光、声等光、声等lAI的核心是思维与智能的核心是思维与智能，构成了自己独特的学科体系，构成了自己独特的学科体系lAI的基础学科包括：的基础学科包括

32、：数学（离散、模糊）、思维科学（认知心理、逻辑思维数学（离散、模糊）、思维科学（认知心理、逻辑思维学、形象思维学）和计算机（硬件、软件）等学、形象思维学）和计算机（硬件、软件）等自然自然科学科学社会社会科学科学哲学哲学数学数学交叉学科交叉学科系统科学系统科学思维科学思维科学人体科学人体科学人工智能人工智能基础学科基础学科指导学科指导学科人工智能近期发展分析人工智能近期发展分析l 人工智能已经走过了人工智能已经走过了50年的历史，下一步该年的历史，下一步该如何发展，是人工智能学者最为关心的一个问如何发展，是人工智能学者最为关心的一个问题。但要准确回答这一问题却又十分困难，下题。但要准确回答这一问

33、题却又十分困难，下面所给出的分析面所给出的分析(6个方面个方面)仅是对国内外学者的仅是对国内外学者的一些观点的归纳，可能还很不全面。一些观点的归纳，可能还很不全面。1.多学科交叉研究多学科交叉研究l 人工智能理论基础研究人工智能理论基础研究l 应强调与脑科学、认知科学、心理学、信息科学、生物学、逻辑学、应强调与脑科学、认知科学、心理学、信息科学、生物学、逻辑学、物理学和数学等学科的交叉研究。物理学和数学等学科的交叉研究。l 脑科学脑科学为人工智能研究提供人脑神经系统功能的本质和机理；为人工智能研究提供人脑神经系统功能的本质和机理；l 认知科学认知科学为人工智能研究提供感知、思维、学习和语言等基

34、本原理；为人工智能研究提供感知、思维、学习和语言等基本原理；l 心理学心理学为人工智能研究提供认知、情感、意识等心理过程及联系；为人工智能研究提供认知、情感、意识等心理过程及联系；l 生物学生物学为人工智能研究提供自然界生物运行的机制；为人工智能研究提供自然界生物运行的机制；l 逻辑学逻辑学为人工智能研究提供思维规律描述的理论和方法；为人工智能研究提供思维规律描述的理论和方法；l 信息科学信息科学为人工智能研究提供模拟的物质基础和技术手段；为人工智能研究提供模拟的物质基础和技术手段；l 数学数学为人工智能研究提供各种有效的计算模型和方法。为人工智能研究提供各种有效的计算模型和方法。2.集成智能

35、研究集成智能研究l 智能的物质、能量、信息基础：智能的物质、能量、信息基础：自然智能自然智能是一种基于是一种基于“碳碳”的信息处理，的信息处理，人工智能人工智能是一种基于是一种基于“硅硅”的信息处理，尽管这两种信息处理所基于的物的信息处理，尽管这两种信息处理所基于的物质不同，但它们的运算能量的都应该是电信号。那么，是否可以在质不同，但它们的运算能量的都应该是电信号。那么，是否可以在“碳碳”和和“硅硅”这两种不同物质上建立一种基于电信号的统一的信息处理模型？这两种不同物质上建立一种基于电信号的统一的信息处理模型？l 人类的智能人类的智能：物质：物质(碳碳)+能量能量(生物电生物电)(生物生物)信

36、息信息l 人造的智能人造的智能：物质：物质(硅硅)+能量能量(物理电物理电)(电子电子)信息信息l 集成智能的研究集成智能的研究：脑脑-机接口机接口（Brain-Computer Interface,BCI）的研究的研究成果进一步证实了集成智能的可能性和辉煌前景。成果进一步证实了集成智能的可能性和辉煌前景。l 新的智能产生机理测试新的智能产生机理测试 脑中含芯片的被测试者普通的被测试者测试主持人 能否通过Turing Test？3.多学派融合研究多学派融合研究l 融融合合是是一一种种必必然然趋趋势势：符符号号主主义义、联联结结主主义义和和行行为为主主义义三三大大学学派派各各有有所所长长、各各有

37、有所所短短，它它们们各各自自经经过过一一段段时时间间的的分分立立研研究究之之后后，正正逐逐步步开开始始走走向向融融合合。多多学学派派融融合合是是人人工工智能发展的一种必然趋势。智能发展的一种必然趋势。l 融合需要解决的关键问题：融合需要解决的关键问题：(1)不同学派之间的共同机制是什么？不同学派之间的共同机制是什么？(2)怎样建立一个统一的智能理论体系？怎样建立一个统一的智能理论体系？(3)如何真正实现它们之间的有机融合？等等。如何真正实现它们之间的有机融合？等等。4.智能网格智能网格l 互互联联网网是是人人类类历历史史上上发发展展速速度度最最快快的的一一次次技技术术革革命命，但但目目前前仍仍

38、处处于于发发展展的的初初级级阶阶段段，其其智智能能水水平还很低。平还很低。l 未未来来的的互互联联网网应应该该是是一一种种具具有有自自动动调调整整功功能能，各各个个节节点点之之间间协协调调工工作作，能能为为用用户户提提供供便便利利、有有效服务的智能网络效服务的智能网络。5.智能机器人研究智能机器人研究l 智智能能机机器器人人将将会会对对社社会会生生产产力力发发展展和和人人类类社社会会进进步步，以以及及对对人人们们生生活活、工工作作和和思思维维方方式式的的改改进进等等产产生生不不可可估估量量的的影影响响（例例如如，海海军军总总医医院院的的手手术术机机器器人人“黎黎元元”，可通过互联网完成远程颅脑

39、手术）。，可通过互联网完成远程颅脑手术）。l 未未来来智智能能机机器器人人应应该该是是一一种种具具有有人人类类感感知知、行行为为能能力力，超超强强记记忆忆、学学习习、推推理理、规规划划能能力力，有有情情感感、人人性化，能代替人类在真实环境中自主工作的机器人。性化，能代替人类在真实环境中自主工作的机器人。6.智能应用和智能产业智能应用和智能产业l智智能能技技术术将将进进一一步步与与主主流流信信息息技技术术融融合合，并并将将应应用用于人类社会的各个领域和人类生活的各个方面。于人类社会的各个领域和人类生活的各个方面。l有有人人预预计计：智智能能产产业业将将逐逐步步成成为为社社会会第第四四产产业业；智智件件将将逐逐步步从从软软件件中中分分离离出出来来，成成为为智智能能计计算算机机系系统统的三件（硬件、软件、智件）之一。的三件（硬件、软件、智件）之一。作业题：作业题：l查阅资料，谈谈自己对人工智能某一应用研究领域的看法?探讨人工智能能否超过人类智能?