人工智能概述(二)

什么是人工智能中国人工智能学会智能产品与产业工作委员会11什么是人工智能？一221.从仿真视角看智能化——人造工具的拟智化一、人工智能基本概念自然智能——即自然进化所造就的各种生物的智能。其中，人类智能是地球这个星球上最高级、最发达、因而最具代表性的自然智能。人类智能表现为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，是人工智能研究所需要的最有意义和最具代表性的原型。3331.从仿真视角看智能化——人造工具的拟智化一、人工智能基本概念人工智能——人工智能即人造智能，是人类从自然智能的工作机理中得到启发，并把它在机器上实现出来的结果。从能力方面看：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。从技术方面看：人工智能技术就是各种用人工的方法使机器具有某种智能的技术。从学科方面看：人工智能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。44人工智能的特点二5符号主义方法连接主义方法行为主义方法机制主义方法群体智能方法不确定性方法效用评价法：图灵测试人机对抗人机对比泛化能力……性能评估的特点仿智方法的特点漫长进化过程复杂大系统动态结构和功能动态时间和空间机制和机理不确知原型对象的特点对人脑智能的仿真与对其他对象进行仿真有很大区别。仿智不同与仿其他工程对象的主要特点在于：二、人工智能的特点66人脑与电脑信息处理能力的比较三7人脑本质上是一种信息加工器官，思维是人脑的信息处理方式。而“电脑”则是人类为了模拟自己大脑的某些功能而设计出来的一种信息加工机器，二值数值运算和二值逻辑运算是电脑的信息处理方式。人脑的思维有逻辑思维、形象思维和灵感思维三种基本方式。逻辑思维的基础是概念、判断与推理，由于概念可用符号表示，而逻辑推理可按串行模式进行，这一过程可以写成串行指令由机器来完成。计算机就是这样一种用机器模拟人脑逻辑思维的人工智能系统。在模拟人脑逻辑思维方面，极大地拓展了人脑的能力。三、人脑与电脑信息处理能力的比较8卡斯帕罗夫在与“深蓝”对弈(右为“深蓝”现场操作者)三、人脑与电脑信息处理能力的比较9五位大师出征：汪洋、张强、卜风波、徐天红、柳大华三、人脑与电脑信息处理能力的比较10俞斌与“本手”对弈记棋谱三、人脑与电脑信息处理能力的比较11三、人脑与电脑信息处理能力的比较12三、人脑与电脑信息处理能力的比较在AI技术没有突破之前，计算机在解决与形象思维和灵感思维相关的问题时，显得无能为力。例如图像识别、语音识别等涉及联想或经验的问题，驾驶、体育运动等需要学习与训练的问题，人脑可以从中体会那些只可意会、不可言传的直觉与经验，可以根据情况灵活掌握处理问题的规则，从而轻而易举地完成此类任务，而计算机在这方面则显得十分笨拙。为什么计算机在处理此类问题时表现出来的能力远不及人脑呢?通过以下的比较,不难从中得出答案。13唐诗三百首记忆与联想能力PK三、人脑与电脑信息处理能力的比较14学习与认知能力三、人脑与电脑信息处理能力的比较15信息加工能力非逻辑加工逻辑加工模糊逻辑辩证逻辑二值逻辑回忆联想想象二值逻辑三、人脑与电脑信息处理能力的比较16信息综合能力综合判断耳听八方眼观六路经验直觉三、人脑与电脑信息处理能力的比较17信息处理速度三、人脑与电脑信息处理能力的比较1818人脑与电脑信息处理机制的比较四19系统结构存储器指令输入设备运算器输出设备控制器冯.诺依曼体系计算机四、人脑与电脑信息处理机制的比较20信号形式四、人脑与电脑信息处理能力的比较21信息存储四、人脑与电脑信息处理能力的比较22信息处理方式四、人脑与电脑信息处理能力的比较23人脑的结构、机制和功能中凝聚着无比的奥秘和智慧。地球是宇宙的骄子，人类是地球的宠儿，大脑是人的主宰。探索脑的奥秘，从中获得智慧，在其启发下构造为人类文明服务的高级智能系统！敢问路在何方？2424人工智能的研究成果与发展趋势五25五、人工智能的研究成果与发展趋势AI60年发展三起三落，收获了一大批人工智能研究成果，大致可按照研究学派和技术路线分为以下四类：神经网络:神经元模型网络模型学习算法深度学习知识工程专家系统问题求解博弈理论定理证明自然语言理解模糊逻辑功能模拟方法——对逻辑思维的仿智进化算法蚁群/蜂群/鱼群算法多智能体系统机器感知模式识别与分类感知-动作系统机器学习结构模拟方法——对形象思维的仿智行为模拟方法——对行为智能的仿智计算智能方法——对生物智能的仿智26五、人工智能的研究成果与发展趋势什么是人工神经网络？生物神经网络(BiologicalNeuralNetwork，BNN)人类的大脑大约有1.41011个神经细胞，亦称为神经元。每个神经元有数以千计的通道同其它神经元广泛相互连接，形成复杂的生物神经网络。人工神经网络(ArtificialNeuralNetwork，ANN)以数学和物理方法以及信息处理的角度对人脑神经网络进行抽象，并建立某种简化模型，就称为人工神经网络。ANN是一种旨在模仿BNN的信息处理系统。27神经网络的基本特征结构特征：并行式处理分布式存储容错性能力特征：自学习自组织自适应性五、人工智能的研究成果与发展趋势28五、人工智能的研究成果与发展趋势神经网络的基本功能之一联想记忆功能29五、人工智能的研究成果与发展趋势神经网络的基本功能之二非线性映射功能输入样本神经网络输出样本自动提取非线性映射规则30五、人工智能的研究成果与发展趋势神经网络的基本功能之三分类与模式识别功能传统分类能力ANN分类能力31五、人工智能的研究成果与发展趋势神经网络的基本功能之四优化计算功能32五、人工智能的研究成果与发展趋势神经网络的基本功能之五知识处理功能问题解答知识分布式表示由同一知识获取、知识库神经网平行推理络实现输入数据变量变换求解的问题神经网络专家系统的构成33五、人工智能的研究成果与发展趋势AI的新特征、发展重点与未来趋势：摘自《新一代人工智能发展规划》经过60多年的演进，特别是在移动互联网、大数据、超级计算、传感网、脑科学等新理论新技术以及经济社会发展强烈需求的共同驱动下，人工智能加速发展，呈现出深度学习、跨界融合、人机协同、群智开放、自主操控等新特征。大数据驱动知识学习、跨媒体协同处理、人机协同增强智能、群体集成智能、自主智能系统成为人工智能的发展重点，受脑科学研究成果启发的类脑智能蓄势待发，芯片化硬件化平台化趋势更加明显，人工智能发展进入新阶段。3434人工智能的综合载体——智能机器人六35351.从仿真视角看智能化——人造工具的拟智化六智能机器人35智能机器人作为人工智能技术的综合载体，是人工智能技术得以施展其强大威力的最佳用武之地，是智能机器的典型代表。智能机器人的基本要素：能行动、有感觉、会思考。人工智能关键技术云计算遗忘机制与模型智能机器人智能网络机器学习机器感知情境感知图像与视频理解与处理情感计算知识发现与知识处理自然语言处理生物信息学与人工生命物联网群智能与社会智能普适计算智能优化计算相似性测度信息的认知和计算机器智能水平的分级与评测智慧决策分析人类思维的可建模性集对分析类比与联想模型情感感知归纳推理模型36361.从仿真视角看智能化——人造工具的拟智化36六智能机器人这些智能技术的综合应用，将使机器人的“感觉”能力提升为“感知”能力，机器人的“自动执行”能力提升为“自主决策”能力，机器人“调度知识”的能力提升为通过学习“获取知识”的能力。机器人不再是冷冰冰的机器，它们将具有类似人的思维、类似人的心理和情感，善解人意，表情丰富，行为举止愈来愈有“人”的特点。这样的智能机器才真正无愧于“机器人”这一头衔！37371.从仿真视角看智能化——人造工具的拟智化37六智能机器人38382020/6/293838