《人工智能》.ppt

,是自然科学与社会科学的交叉学科AI的交叉包括:逻辑、思维、生理、心理、计算机、电子、语言、自动化、光、声等AI的核心是思维与智能,构成了自己独特的学科体系AI的基础学科包括: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)等自然科学社会科学哲学数学交叉学科系统科学思维科学人体科学人工智能基础学科指导学科5与脑科学的交叉研究脑科学脑科学:又称神经科学,其目的是要认识脑、保护脑和创造脑。美国神经科学学会的定义:神经科学是为了了解神经系统内分子水平、细胞水平及细胞间的变化过程,以及这些过程在中枢的功能、控制系统内的整合作用所进行的研究。脑的涵义:从狭义方面,脑是指中枢神经系统,有时特指大脑;从广义方面,脑可泛指整个神经系统。人工智能是从广义角度来理解脑科学的,因此它涵盖了所有与认识脑和神经系统有关的研究。人脑是自然界中最复杂、最高级的智能系统:主要表现在人脑是由巨量神经元经其突触的广泛并行互联所形成的一个巨复杂系统。现代脑科学的基本问题主要包括:(1)揭示神经元之间的连接形式,奠定行为的脑机制的结构基础;(2)阐明神经活动的基本过程,说明在分子、细胞到行为等不同层次上神经信号的产生、传递、调制等基本过程;(3)鉴别神经元的特殊细胞生物学特性;(4)认识实现各种功能的神经回路基础;(5)解释脑的高级功能机制等。脑科学是人工智能的基础:研究的任何进展,都将会对人工智能的研究起到积极的推动作用,因此人工智能应该加强与脑科学的交叉研究,以及人类智能与机器智能的集成研究。6与认知科学的交叉研究认知科学认知:可一般地认为是和情感、动机、意志相对应的理智或认识过程,或者是为了一定的目的,在一定的心理结构中进行的信息加工过程。美国心理学家浩斯顿(Houston)等人把认知归纳为以下5种主要类型:(1)认知是信息的处理过程;(2)认知是心理上的符号运算;(3)认知是问题求解;(4)认知是思维;(5)认知是一组相关的活动,如知觉、记忆、思维、判断、推理、问题求解、学习、想象、概念形成及语言使用等。认知科学:认知科学(亦称思维科学)是研究人类感知和思维信息处理过程的一门学科,其主要研究目的就是要说明和解释人类在完成认知活动时是如何进行信息加工的。认知科学也是人工智能的重要理论基础,对人工智能发展起着根本性的作用。认知科学涉及的问题非常广泛,除了像浩斯顿提出的知觉、语言、学忆、思维、问题求解、创造、注意、想象等相关联活动外,还会受到环境、社会、文化背景等方面的影响。从认知观点看,AI应同时开展对逻辑思维、形象思维和灵感思维的研究7智能模拟的方法和技术研究(1/2)机器感知就是要让计算机具有类似于人的感知能力,如视觉、听觉、触觉、嗅觉、味觉机器视觉(或叫计算机视觉):就是给计算机配上能看的视觉器官,如摄像机等,使它可以识别并理解文字、图像、景物等机器听觉(或叫计算机听觉):就是给计算配上能听的听觉器官,如话筒等,使计算机能够识别并理解语言、声音等。机器感知相当于智能系统的输入部分。机器感知的专门的研究领域:计算机视觉、模式识别、自然语言理解机器思维让计算机能够对感知到的外界信息和自己产生的内部信息进行思维性加工逻辑思维形象思维灵感思维8智能模拟的方法和技术研究(2/2)机器学习让计算机能够像人那样自动地获取新知识,并在实践中不断地完善自我和增强能力。机器学习方法:机械学习、类比学习、归纳学习、发现学习、遗传学习和连接学习等机器行为让计算机能够具有像人那样地行动和表达能力,如走、跑、拿、说、唱、写画等。相当于智能系统的输出部分。智能系统与智能机器无论是人工智能的近期目标还是远期目标,都需要建立智能系统或构造智能机器需要开展对系统模型、构造技术、构造工具及语言环境等研究9AI研究中的不同学派不同学派符号主义学派(逻辑主义、心理学派)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上的一种运算代表性成果: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LT代表人物:纽厄尔、肖、西蒙和尼尔逊(Nilsson)等连接主义学派(仿生学派或心理学派)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,认知过程是神经元的连接活动过程代表性成果:由麦克洛奇和皮兹创立的脑模型,即MP模型代表人物:麦克洛奇和皮兹行为主义学派(进化主义、控制论学派)主要观点:AI起源于控制论,智能取决于感知和行为,取决于对外界复杂环境的适应,而不是推理。代表性成果:Brooks教授研制的机器虫