1、人工智能的歷史及應用何謂人工智能何謂人工智能研究人類智能如何以人工方法來實現。目前，用計算機模擬人類的某些智能活動，如推理、決策、規劃、設計和學習等。人工智能的定義（從狹義的概念上來講）計算機科學的一個分支，是對智能計算機系統的研究，涉及研究、設計和應用智能機器。（思維科學：研究用機器來模仿和執行人腦的某些智力功能，并開發相關理論和技術。）智能機器：能自主地或交互的執行各種擬人任務，與人智力相當或相近的機器。（對人類語言能理解、能學習、能推理） 何謂人工智能人工智能的定義（從廣義的概念上來講）從廣義上來講，人工智能是指人類智能行為規律、智能理論方面的研究。 狹義方面已經做了一些工作，如專家系統

2、的研究與開發。 廣義的理解至今還沒有做出令人興奮的結果。 何謂人工智能測試主持人被測機器被測人小于50%？Turing測試，1950Turing測試存在的問題 僅反映了結果的比較，無涉及思維過程， 沒指出是什么人何謂人工智能：圖靈測試一個對中文一竅不通的，以英語作母語的人被關閉在一只有兩個通口的封閉房間中。房間里有一本用英文寫成，從形式上說明中文文字句法和文法組合規則的手冊，以及一大堆中文符號。房外的人不斷向房間內遞進用中文寫成的問題。房內的人便按照手冊的說明，將中文符號組合成對問題的解答，并將答案遞出房間。 何謂人工智能：中文屋何謂人工智能：中文屋人工智能的產生與發展10人工智能的產生與發展

3、 50多年來，人工智能走過了一條起伏和曲折的發展道路。回顧歷史，可以按照不同時期的主要特征，將其產生與發展過程分為5個階段。 孕育期（1956年以前） 形成期（1956-1970年） 知識應用期（1970- 20世紀80年代末） 從學派分離走向綜合（20世紀80年代末到本世紀初） 智能科學技術學科的興起（本世紀初以來）11人工智能的產生與發展孕育期（1956年以前）(1/2) 自遠古以來，人類就有用機器代替人們腦力勞動的的幻想：公元前900多年我國有歌舞機器人流傳的記載；公元前850年古希臘有制造機器人幫助人們勞動的神話傳說 亞里斯多德（Aristotle，公元前384322）：古希臘偉大的哲

4、學家和思想家，創立了演繹法。他提出的三段論至今仍然是演繹推理的最基本出發點。 萊布尼茨(G.W.Leibnitz，16461716)：德國數學家和哲學家把形式邏輯符號化，奠定了數理邏輯的基礎 圖靈(A.M.Turing，19121954)：英國數學家，1936年創立了自動機理論，自動機理論亦稱圖靈機，是一個理論計算機模型。 莫克利(J.W.Mauchly，19071980)：美國數學家、電子數字計算機的先驅，與他的研究生?？颂?J.P.Eckert)合作，1946年研制成功了世界上第一臺通用電子計算機ENIAC12人工智能的產生與發展孕育期（1956年以前）(2/2) 麥克洛奇(W.McCul

5、loch)和皮茲(W.Pitts)：美國神經生理學家，于1943年建成了第一個神經網絡模型(MP模型)。 維納(N.Wiener，18741956) ：美國著名數學家、控制論創始人。1948年創立了控制論?？刂普撓蛉斯ぶ悄艿臐B透，形成了行為主義學派。 圖靈又于1950年，發表題為計算機能思維嗎？的著名論文，明確提出了“機器能思維”的觀點。 可見，在人工智能誕生之前，一些著名科學家就已經創立了數理邏輯、神經網絡模型和控制論，并發明了通用電子數字計算機。為人工智能的誕生準備了必要的思想、理論和物質技術條件。13人工智能的產生與發展形成期（1956-1970年）(1/3)AI誕生于一次歷史性的聚會時

6、間：1956年夏季地點：達特莫斯 (Dartmouth) 大學目的：為使計算機變得更“聰明” ，或者說使計算機具有智能發起人： 麥卡錫(J.McCarthy） ，Dartmouth的年輕數學家、計算機專家，后為MIT教授 明斯基(M.L.Minsky），哈佛大學數學家、神經學家，后為MIT教授 洛切斯特(N.Lochester)， IBM公司信息中心負責人 香農(C.E.Shannon)，貝爾實驗室信息部數學研究員參加人： 莫爾(T.more)、塞繆爾(A.L.Samuel)， IBM公司 塞爾夫里奇(O.Selfridge)、索羅蒙夫(R.Solomonff) ， MIT 紐厄爾(A.New

7、ell)，蘭德(RAND)公司 西蒙(H.A.Simon)，卡內基(Carnagie)工科大學會議結果： 由麥卡錫提議正式采用了“Artificial Intelligence”這一術語，簡稱AI14人工智能的產生與發展形成期（1956-1970年）(2/3)心理學小組 1957年，紐厄爾、肖(J.Shaw)和西蒙等人的心理學小組研制了一個稱為邏輯理論機(Logic Theory Machine，簡稱LT)的數學定理證明程序。 1960年研制了通用問題求解(General Problem Solving)程序。該程序當時可以解決11種不同類型的問題，如不定積分、三角函數、代數方程、猴子摘香蕉、

8、河內梵塔、人羊過河等。 IBM工程小組 1956年，塞繆爾在IBM704計算機上研制成功了具有自學習、自組織和自適應能力的西洋跳棋程序。這個程序可以從棋譜中學習，也可以在下棋過程中積累經驗、提高棋藝。通過不斷學習，該程序1959年擊敗了塞繆爾本人，1962年又擊敗了一個州的冠軍。MIT小組 1958年，麥卡西建立了行動規劃咨詢系統。 1960年，麥卡西又研制了人工智能語言LISP。 1961年，明斯基發表了“走向人工智能的步驟”的論文，推動了人工智能的發展。15人工智能的產生與發展形成期（1956-1970年）(3/3)其他方面 1965年，魯賓遜(J.A.Robinson)提出了歸結（消解）

9、原理。 1965年，費根鮑姆(E.A.Feigenbaum) 開始研究化學專家系統DENDRAL。16人工智能的產生與發展知識應用期（1971-80年代末）(1/2)失敗的預言： 60年代初，西蒙預言：10年內計算機將成為世界冠軍、將證明一個未發現的數學定理、將能譜寫出具有優秀作曲家水平的樂曲、大多數心理學理論將在計算機上形成。 挫折和教訓 在博弈方面，塞繆爾的下棋程序在與世界冠軍對弈時，5局敗了4局。 在定理證明方面，發現魯賓遜歸結法的能力有限。當用歸結原理證明兩個連續函數之和還是連續函數時，推了10萬步也沒證出結果。 在問題求解方面，對于不良結構，會產生組合爆炸問題。 在機器翻譯方面，發現

10、并不那么簡單，甚至會鬧出笑話。例如，把“心有余而力不足”的英語句子翻譯成俄語，再 翻譯回來時竟變成了“酒是好的，肉變質了” 在神經生理學方面，研究發現人腦有1011-12以上的神經元，在現有技術條件下用機器從結構上模擬人腦是根本不可能的。 在其它方面，人工智能也遇到了不少問題。在英國，劍橋大學的詹姆教授指責“人工智能研究不是騙局，也是庸人自擾” 。從此，形勢急轉直下，在全世界范圍內人工智能研究陷入困境、落入低谷。 17人工智能的產生與發展知識應用期（1971-80年代末）(2/2)以知識為中心的研究： 專家系統實現了人工智能從理論研究走向實際應用，從一般思維規律探討走向專門知識運用的重大突破，

11、是AI發展史上的一次重要轉折。 1972年，費根鮑姆開始研究MYCIN專家系統，并于1976年研制成功。從應用角度看，它能協助內科醫生診斷細菌感染疾病，并提供最佳處方。從技術角度看，他解決了知識表示、不精確推理、搜索策略、人機聯系、知識獲取及專家系統基本結構等一系列重大技術問題。 1976年，斯坦福大學的杜達(R.D.Duda)等人開始研制地質勘探專家系統PROSPECTOR 這一時期，與專家系統同時發展的重要領域還有計算機視覺和機器人，自然語言理解與機器翻譯等。新的問題： 專家系統本身所存在的應用領域狹窄、缺乏常識性知識、知識獲取困難、推理方法單一、沒有分布式功能、不能訪問現存數據庫等問題被

12、逐漸暴露出來。 18人工智能的產生與發展從學派分立到綜合（20世紀80年代到本世紀初）人工智能研究形成了三大學派： 隨著人工神經網絡的再度興起和布魯克（R.A.Brooks）的機器蟲的出現，人工智能研究形成了符號主義、連接主義和行為主義三大學派。 符號主義學派 是指基于符號運算的人工智能學派，他們認為知識可以用符號來表示，認知可以通過符號運算來實現。例如，專家系統等。連接主義學派 是指神經網絡學派，在神經網絡方面，繼魯梅爾哈特研制出BP網絡之后，1987年，首屆國際人工神經網絡學術大會在美國的圣迭戈（San-Diego）舉行，掀起了人工神經網絡的第二次高潮。之后，隨著模糊邏輯和進化計算的逐步成

13、熟，又形成了“計算智能”這個統一的學科范疇。 行為主義學派 是指進化主義學派，在行為模擬方面，麻省理工學院的布魯克教授1991年研制成功了能在未知的動態環境中漫游的有6條腿的機器蟲。三大學派的綜合集成 隨著研究和應用的深入，人們又逐步認識到，三個學派各有所長，各有所短，應相互結合、取長補短，綜合集成。 80年代，人工智能發展達到階段性的頂峰。87,89年世界大會有67千人參加。硬件公司有上千個。Lisp硬件、Lisp機形成產品。在專家系統及其工具越來越商品化的過程中，國際軟件市場上形成了一門旨在生產和加工知識的新產業-知識產業。應該說，知識工程和專家系統是近十余年來人工智能研究中最有成就的分支

14、之一。 同年代，1986年Rumlhart領導的并行分布處理研究小組提出了神經元網絡的反向傳播學習算法，解決了神經網絡分類能力有限這一根本問題。從此，神經網絡的研究進入新的高潮。 人工智能的產生與發展從學派分立到綜合（20世紀80年代到本世紀初）90年代，計算機發展趨勢為小型化、并行化、網絡化、智能化。人工智能技術逐漸與數據庫、多媒體等主流技術相結合，并融合在主流技術之中，旨在使計算機更聰明、更有效、與人更接近。日本政府于1992年結束了為期十年的，稱為知識信息處理體統的第五代計算機系統研究開發計劃。并開始了為期十年的實況計算（Real World Computing）計劃。 人工智能的產生與

15、發展從學派分立到綜合（20世紀80年代到本世紀初）21人工智能的產生與發展智能科學技術的興起（本世紀初以來） 目前，一個以人工智能為核心，以自然智能、人工智能、集成智能為一體的新的智能科學技術學科正在逐步興起，并引起了人們的極大關注。 該學科研究的主要特征包括以下幾個方面： (1) 由對人工智能的單一研究走向以自然智能、人工智能、集成智能為一體的協同研究； (2) 由人工智能學科的獨立研究走向重視與腦科學、認知科學、等學科的交叉研究； (3) 由多個不同學派的獨立研究走向多學派的綜合研究； (4) 由對個體、集中智能的研究走向對群體、分布智能的研究。 22人工智能成功的標志：IBM的“深藍”和

16、“小深”“深藍”對弈情況： 時間：北京時間1997年5月12日凌晨4點50分 對手：IBM的“深藍”超級計算機 國際象棋世界冠軍卡斯派羅夫 結局：2勝1負3平，總比分3.5 : 2.5， “深藍”獲勝技術指標 32個CPU，每個CPU有12個協處理器，每個CPU有256M內存，每個CPU的處理速度為200萬步/秒。 對弈的實質機器智能與人類智能的較量“小深”對弈情況： 時間：北京時間2003年1月26日至2月7日 對手：比“深藍”功能強大的“小深”超級計算機 國際象棋世界冠軍卡斯派羅夫 結局：1勝1負4平，平局啟示：計算機可以有智能；計算機要完全戰勝人類象棋大師并非易事。人工智能的典型應用24

17、人工智能的典型應用 目前，人工智能的應用領域已非常廣泛，從理論到技術，從產品到工程，從家庭到社會，從地下到太空，智能無處不在。例如，智能CAD、智能CAI、智能產品、智能家居、智能樓宇、智能社區、智能網絡、智能電力、智能交通、智能控制、智能優化、智能空天技術等。下面簡單介紹其中的幾種典型應用。25 博弈的概念：是一個有關對策和斗智問題的研究領域。例如，下棋、打牌、戰爭等這一類競爭性智能活動都屬于博弈問題。 博弈的例子： 國際上，人們對博弈的研究主要以下棋為對象，其個代表性成果是IBM公司研制的IBM超級計算機“深藍”和“小深”。國內，2006.8.9在北京舉辦的首屆中國象棋人機大賽中，計算機以

18、3勝5和2負（比分11:9）的微弱優勢戰勝人類象棋大師。 研究博弈的目的：不完全是為了讓計算機與人下棋，而主要是為了給人工智能研究提供一個試驗場地，同時也為了證明計算機具備有智能。試想，連國際象棋世界冠軍都能被計算機戰敗或者平局，可見計算機所具備了何等的智能水平。 人工智能的典型應用 ：博弈26 自動定理證明的概念：就是讓計算機模擬人類證明定理的方法，自動實現像人類證明定理那樣的非數值符號演算過程。它既是人工智能的一個重要研究領域，又是人工智能的一種實用方法。除數學定理外，還有很多非數學領域的任務如醫療診斷、難題求解等都可轉化成定理證明問題。 自動定理證明的主要方法： 自然演繹法：其基本思想是

19、依據推理規則，從前提和公理中推出一些定理，如果待證明的定理在恰在其中，則定理得證。這種方法的突出代表是紐厄爾等人研制的數學定理證明程序LT等。 判定法：其基本思想是對某一類問題找出一個統一的、可在計算機上實現的算法。其突出代表是我國數學家吳文俊院士提出的證明初等幾何定理的算法。其基本思想是把幾何問題代數化，即先通過引入坐標把幾何定理中的假設和求證部分用一組代數方程表達出來，然后再利用代數幾何中的代數簇理論求解代數方程，以證明定理的正確性。 定理證明器：是一種研究一切可判定問題的證明方法。其典型代表是1965年魯賓遜提出的歸結原理。 人機交互定理證明：是一種通過人機交互方式來證明定理的方法。它把

20、計算機作為數學家的輔助工具，用計算機來幫助人完成手工證明中難以完成的那些計算、推理、窮舉等。其典型代表是四色定理證明。人工智能的典型應用：自動定理證明27 研究智能網絡的意義 (1)因特網在為人類提供了方便快捷的信息交換手段，但基于因特網的萬維網（WWW）卻是一個雜亂無章、真假不分的信息海洋，它不區分問題領域，不考慮用戶類型，不關心個人興趣，不過濾信息內容。(2) 傳統的搜索引擎在給人們提供方便的同時，大量的信息冗余也給人們帶來了不少煩惱。因此，利用人工智能技術實現智能網絡具有極大的理論意義和實際價值。 智能網絡的兩個重研究內容 智能搜索引擎是一種能夠為用戶提供相關度排序、角色登記、興趣識別、

21、內容的語義理解、智能化信息過濾和推送等人性化服務的搜索引擎。 智能網格是一種與物理結構和物理分布無關的網絡環境，它能夠實現各種資源的充分共享，能夠為不同用戶提供個性化的網服務?？梢孕蜗蟮匕阎悄芫W格比作一個超級大腦，其中的各種計算資源、存儲資源、通信資源、軟件資源、信息資源、知識資源等，都像大腦的神經元細胞一樣能夠相互作用、傳導和傳遞，實現資源的共享、融合和新生。人工智能的典型應用：智能網絡人工智能在家熱度恒溫器和空調系統，預計溫度變化與居民的需求跟其他家用設備交流，并提前采取適當的調節行動微波爐讀取包裝條形碼來確定要煮多久自動適應不同狀況的洗衣機把衣服洗的更好高級駕駛輔助系統現在的車有自動傳輸

22、，燃料噴射系統，防鎖死剎車，氣袋， 安全系統和導航系統，盡管沒有全自動，越來越汽車開始裝備名為“先進的駕駛輔助系統”(ADAS)。 司機在駕駛過程中會面臨非常復雜的交通狀況 對汽車進行動力控制 對汽車周圍環境的關注 從出發點到目的地的導航線路 中國的人工智能Company Logo中國人工智能的歷史信息科學和生命科學是21世紀的兩大帶頭學科。人工智能是這兩個科群中最重要、最精彩、最具發展前景的交叉領域。在全球信息化的需求牽引下，在信息科學和生命科學巨大成就的推動下，人工智能研究正在成為一個創新前景特別光明的事業。自1956年人工智能學科誕生以來，我國科學技術工作者一直在敏銳地進行跟蹤學習。經過

23、將近半個世紀的消化吸收和融會貫通，已經從跟蹤學習進入自主研究重大科學問題，獨立進行重大科學創新的新階段。Company Logo中國人工智能學會(CAAI)成立于1981年，是經國家民政部正式注冊的我國智能科學技術領域唯一的國家級學會，具有獨立法人資格；是中國科學技術協會的正式團體會員，具有推薦“兩院院士”的資格，已申請設立吳文俊智能科學技術獎。 中國人工智能的歷史Company Logo吳文?。?919-）是中國著名的數學家。畢業于上海交通大學，1949年在法國取得博士學位。 在拓撲學的示性類和示嵌類、數學機械化等領域中作出了重要貢獻，后者得益于他對中國數學史的研究。這是近代數學史上的第一個

24、中國原創的領域，被國際上稱為“吳方法”。2000年獲首屆國家最高科學技術獎。被譽為中國人工智能之父。 現設有“吳文俊人工智能科學技術獎”。中國人工智能的歷史中國人工智能之父 Company Logo從1961年世界上第一個真正意義上的實用機器人在美國問世，到如今機器人已經從一個夢想中的角色真真正正的走入了人類的生活，48年來，世界各國都前赴后繼地奔跑在“研究利用人工智能”這條新路上，特別是美國和日本已經逐步發展成為了“人工智能強國”。而中國人工智能學科起步晚，但在理論研究方面已“趕超日本、追平美國”，完全達到了世界領跑水平，特別是中國科學家協同配合國外傳統研究方法，開發出的新的綜合創新性研究體系，為國際人工智能科學