CISIC,CISIC,CISIC,CISIC,CISIC,CISIC,CISIC,CISIC,CISIC,單擊此處編輯母版文本樣式,第二層,第三層,第四層,第五層,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,*,人,,工,,智,,能,中南大學(xué) 智能系統(tǒng)與智能軟件研究所,1.1,人工,智,智能,的,的定,義,義和,發(fā),發(fā)展,1.2,人類(lèi),智,智能,和,和人,工,工智,能,能,1.3,人工,智,智能,的,的各,種,種認(rèn),知,知觀,1.4,人工,智,智能,的,的研,究,究與,應(yīng),應(yīng)用,領(lǐng),領(lǐng)域,1.5,課程,概,概要,中南,大,大學(xué),智,智能,系,系統(tǒng),與,與智,能,能軟,件,件研,究,究所,1.1.1,人工,智,智能,的,的定,義,義,幾種,定,定義,智能,機(jī),機(jī)器,（,（,intelligentmachine,）,能夠,在,在各,類(lèi),類(lèi)環(huán),境,境中,自,自主,地,地或,交,交互,地,地執(zhí),行,行各,種,種擬,人,人任,務(wù),務(wù)的,機(jī),機(jī)器,（,（如,無(wú),無(wú)人,駕,駕駛,汽,汽車(chē),）,）,人工,智,智能,（,（學(xué),科,科）,是計(jì),算,算機(jī),科,科學(xué),中,中涉,及,及研,究,究、,設(shè),設(shè)計(jì),和,和應(yīng),用,用智,能,能機(jī),器,器的,一,一個(gè),分,分支,1.1,定,定義,和,和發(fā),展,展,3,人工,智,智能,（,（能,力,力）,是智,能,能機(jī),器,器所,執(zhí),執(zhí)行,的,的通,常,常與,人,人類(lèi),智,智能,有,有關(guān),的,的智,能,能行,為,為，,如,如判,斷,斷、,推,推理,、,、證,明,明、,識(shí),識(shí)別,、,、感,知,知、,理,理解,、,、通,信,信、,設(shè),設(shè)計(jì),、,、思,考,考、,規(guī),規(guī)劃,、,、學(xué),問(wèn),問(wèn)和,問(wèn),問(wèn)題,求,求解,等,等思,維,維活,動(dòng),動(dòng),4,1.1.2,人工,智,智能,的,的起,源,源與,發(fā),發(fā)展,孕育,期,期（,1956,年前,）,）,數(shù)理,邏,邏輯,學(xué),學(xué)科,（,（弗,雷,雷治,、,、,維納,等,等,）,計(jì)算,的,的新,思,思想,（,（丘,奇,奇、,圖靈,等）,形成,期,期（,1956--1970,年）,1956,年，,第,第一,次,次人,工,工智,能,能的,研,研討,會(huì),會(huì),1969,年，第一,屆,屆國(guó)際人,工,工智能聯(lián),合,合會(huì)議，,首,首次使用,人,人工智能,這,這一術(shù)語(yǔ),，,，標(biāo)志著,人,人工智能,學(xué),學(xué)科的誕,生,生,1970,年，《人,工,工智能》,國(guó),國(guó)際雜志,創(chuàng),創(chuàng)刊,1.1,定,定義和發(fā),展,展,5,諾伯特·,維,維納(Norbert Wiener，1894-1964),美國(guó)數(shù)學(xué),家,家，控制,論,論的創(chuàng)始,人,人，信息,論,論的創(chuàng)始,人,人之一,阿蘭·,麥,麥席森·,圖,圖靈（AlanMathison Turing,，,，1912—1954）,英國(guó)數(shù)學(xué),家,家，人工,智,智能之父,，,，圖靈機(jī),，,，圖靈測(cè),試,試,6,7,計(jì)算機(jī)能,否,否思維：,圖,圖靈測(cè)試,在不接觸,對(duì),對(duì)方的情,況,況下，通,過(guò),過(guò)一種特,殊,殊的方式,，,，和對(duì)方,進(jìn),進(jìn)行對(duì)話,，,，在相當(dāng),長(zhǎng),長(zhǎng)一段時(shí),間,間，無(wú)法,判,判斷對(duì)方,是,是人還是,計(jì),計(jì)算機(jī)，,則,則認(rèn)為計(jì),算,算機(jī)能思,維,維。,計(jì)算機(jī)界,最,最高獎(jiǎng)“,圖,圖靈獎(jiǎng)”,美國(guó)計(jì)算,機(jī),機(jī)協(xié)會(huì)（ACM，AssociationforComputerMachinery）于1966,年,年設(shè)立的,，,，每年一,次,次，專(zhuān)門(mén),獎(jiǎng),獎(jiǎng)勵(lì)那些,對(duì),對(duì)計(jì)算機(jī),科,科學(xué)研究,與,與推動(dòng)計(jì),算,算機(jī)技術(shù),發(fā),發(fā)展有卓,越,越貢獻(xiàn)的,杰,杰出科學(xué),家,家。,2000,年,年，華人,獲,獲得者姚,期,期智 ，,理,理論計(jì)算,，,，算法復(fù),雜,雜性?，F(xiàn),任,任清華大,學(xué),學(xué)理論計(jì),算,算機(jī)科學(xué),研,研究中心,主,主任。,8,約翰·馮,·,·諾依曼,（,（ JohnVonNeuman，1903－1957,）,），美藉,匈,匈牙利人,數(shù)學(xué)家、,計(jì),計(jì)算機(jī)學(xué),家,家，1946年發(fā),明,明世界上,第,第一臺(tái)電,子,子計(jì)算機(jī),，,，電子計(jì),算,算機(jī)之父,，,，博弈論,之,之父，首,次,次提出二,進(jìn),進(jìn)制思想,與,與程序內(nèi),存,存思想,9,博弈論,是指某個(gè),個(gè),個(gè)人或是,組,組織，面,對(duì),對(duì)一定的,環(huán),環(huán)境條件,，,，在一定,的,的規(guī)則約,束,束下，依,靠,靠所掌握,的,的信息，,從,從各自選,擇,擇的行為,或,或是策略,進(jìn),進(jìn)行選擇,并,并加以實(shí),施,施，并從,各,各自取得,相,相應(yīng)結(jié)果,或,或收益的,過(guò),過(guò)程，在,經(jīng),經(jīng)濟(jì)學(xué)上,博,博弈論是,個(gè),個(gè)非常重,要,要的理論,概,概念。,“囚徒困,境,境”、“,智,智豬博弈,”,”,10,囚徒困境,警方逮捕,甲,甲、乙兩,名,名嫌疑犯,，,，但沒(méi)有,足,足夠證據(jù),指,指控二人,入,入罪。于,是,是警方分,開(kāi),開(kāi)囚禁嫌,疑,疑犯，分,別,別和二人,見(jiàn),見(jiàn)面，并,向,向雙方提,供,供以下相,同,同的選擇,：,：,若一人認(rèn),罪,罪并作證,檢,檢控對(duì)方,（,（相關(guān)術(shù),語(yǔ),語(yǔ)稱(chēng)“背,叛,叛”對(duì)方,）,），而對(duì),方,方保持沉,默,默，此人,將,將即時(shí)獲,釋,釋?zhuān)聊?者,者將判監(jiān)10年。,若二人都,保,保持沉默,（,（相關(guān)術(shù),語(yǔ),語(yǔ)稱(chēng)互相,“,“合作”,）,），則二,人,人同樣判,監(jiān),監(jiān)半年。,若二人都互相檢,舉,舉（互相“背叛,”,”），則二人同,樣,樣判監(jiān)2年。,11,答案是：雙方都,會(huì),會(huì)選擇背叛,若對(duì)方沉默、背,叛,叛會(huì)讓我獲釋?zhuān)?所,所以會(huì)選擇背叛,。,。,若對(duì)方背叛指控,我,我，我也要指控,對(duì),對(duì)方才能得到較,低,低的刑期，所以,也,也是會(huì)選擇背叛,。,。,二人面對(duì)的情況,一,一樣，所以二人,的,的理性思考都會(huì),得,得出相同的結(jié)論,—,——選擇背叛。,背,背叛是兩種策略,之,之中的支配性策,略,略。因此，這場(chǎng),博,博弈中唯一可能,達(dá),達(dá)到的納什均衡,，,，就是雙方參與,者,者都背叛對(duì)方，,結(jié),結(jié)果二人同樣服,刑,刑2年。,12,智豬博弈,豬圈里有兩頭豬,，,，一頭大豬，一,頭,頭小豬。豬圈的,一,一邊有個(gè)踏板，,每,每踩一下踏板，,在,在遠(yuǎn)離踏板的豬,圈,圈的另一邊的投,食,食口就會(huì)落下少,量,量的食物。如果,有,有一只豬去踩踏,板,板，另一只豬就,有,有機(jī)會(huì)搶先吃到,另,另一邊落下的食,物,物。當(dāng)小豬踩動(dòng),踏,踏板時(shí)，大豬會(huì),在,在小豬跑到食槽,之,之前剛好吃光所,有,有的食物；若是,大,大豬踩動(dòng)了踏板,，,，則還有機(jī)會(huì)在,小,小豬吃完落下的,食,食物之前跑到食,槽,槽，爭(zhēng)吃到另一,半,半殘羹。,那么，兩只豬,各,各會(huì)采取什么,策,策略？,13,答案是：小豬,將,將選擇“搭便,車(chē),車(chē)”策略，也,就,就是舒舒服服,地,地等在食槽邊,；,；而大豬則為,一,一點(diǎn)殘羹不知,疲,疲倦地奔忙于,踏,踏板和食槽之,間,間。,改變方案一：,減,減量方案。投,食,食僅原來(lái)的一,半,半分量。結(jié)果,是,是小豬大豬都,不,不去踩踏板了,。,。,改變方案二：,增,增量方案。投,食,食為原來(lái)的一,倍,倍分量。結(jié)果,是,是小豬、大豬,都,都會(huì)去踩踏板,。,。,改變方案三：,減,減量加移位方,案,案。投食僅原,來(lái),來(lái)的一半分量,，,，但同時(shí)將投,食,食口移到踏板,附,附近。結(jié)果呢,，,，小豬和大豬,都,都在拼命地?fù)?著,著踩踏板。,14,1.1.2,人工智能的起,源,源與發(fā)展,發(fā)展期（,1970,年,~,）,進(jìn)一步研究,AI,基本原理方法,和,和技術(shù),進(jìn)行實(shí)用化研,究,究,專(zhuān)家系統(tǒng)與知,識(shí),識(shí)工程,智能機(jī)器人,智能控制等,近十幾年的熱,門(mén),門(mén)研究領(lǐng)域：,機(jī),機(jī)器學(xué)習(xí)、模,式,式識(shí)別、計(jì)算,智,智能、人工神,經(jīng),經(jīng)網(wǎng)絡(luò),1.1 定義,和,和發(fā)展,15,1.2,人類(lèi)智能和人,工,工智能,1.2.1,智能信息處理,系,系統(tǒng)的假設(shè),人是一種智能,信,信息處理系統(tǒng),物理符號(hào)系統(tǒng),的,的六種基本功,能,能,輸入符號(hào)、輸,出,出符號(hào)、存儲(chǔ),符,符號(hào)、復(fù),制,制符號(hào)、建立,符,符號(hào)結(jié)構(gòu)、條,件,件性遷移,16,物理符號(hào)系統(tǒng),的,的假設(shè),任何一個(gè)系統(tǒng),，,，如果它能夠,表,表現(xiàn)出智能，,那,那么一定是物,理,理符號(hào)系統(tǒng)，,反,反之，任何系,統(tǒng),統(tǒng)如果是物理,符,符號(hào)系統(tǒng)，那,么,么它就能表現(xiàn),出,出智能。,推論一：人是,物,物理符號(hào)系統(tǒng),推論,二,二：,計(jì),計(jì)算,機(jī),機(jī)能,夠,夠表,現(xiàn),現(xiàn)出,智,智能,推論,三,三：,計(jì),計(jì)算,機(jī),機(jī)能,夠,夠模,擬,擬人,的,的活,動(dòng),動(dòng),17,1.2.1,智能,信,信息,處,處理,系,系統(tǒng),的,的假,設(shè),設(shè),人類(lèi),的,的認(rèn),知,知行,為,為具,有,有不,同,同層,次,次,認(rèn)知,生,生理,學(xué),學(xué),研究,神,神經(jīng),系,系統(tǒng),的,的活,動(dòng),動(dòng)，,是,是認(rèn),知,知研,究,究的,底,底層,認(rèn)知,心,心理,學(xué),學(xué),研究,思,思維,策,策略,，,，是,認(rèn),認(rèn)知,研,研究,的,的頂,層,層,認(rèn)知,信,信息,學(xué),學(xué),研究,生,生理,行,行為,和,和心,里,里活,動(dòng),動(dòng)的,轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)化,，,，中,間,間層,認(rèn)知,工,工程,學(xué),學(xué),研究,認(rèn),認(rèn)知,行,行為,的,的信,息,息加,工,工處,理,理,1.,2,人,人類(lèi),智,智能,和,和人,工,工智,能,能,18,1.2.2,人類(lèi),智,智能,的,的計(jì),算,算機(jī),模,模擬,機(jī)器,智,智能,可,可以,模,模擬,人,人類(lèi),智,智能,智能,計(jì),計(jì)算,機(jī),機(jī),下棋,定理,證,證明,語(yǔ)言,翻,翻譯,新型,智,智能,計(jì),計(jì)算,機(jī),機(jī),神經(jīng),計(jì),計(jì)算,機(jī),機(jī),量子,計(jì),計(jì)算,機(jī),機(jī),1.2,人,人類(lèi),智,智能,和,和人,工,工智,能,能,19,1.2.3,人工,智,智能,的,的研,究,究目,標(biāo),標(biāo),近期,目,目標(biāo),建造,智,智能,計(jì),計(jì)算,機(jī),機(jī)代,替,替人,類(lèi),類(lèi)的,部,部分,智,智力,勞,勞動(dòng),遠(yuǎn)期,目,目標(biāo),用自,動(dòng),動(dòng)機(jī),模,模仿,人,人類(lèi),的,的思,維,維過(guò),程,程和,智,智能,行,行為,1.2,人,人類(lèi),智,智能,和,和人,工,工智,能,能,20,1.3,人工,智,智能,的,的各,種,種認(rèn),知,知觀,符號(hào),主,主義,（,（,Symbolicism,）,基于,物,物理,符,符號(hào),系,系統(tǒng),假,假設(shè),和,和有,限,限合,理,理性,原,原理,連接,主,主義,（,（,Connectionism,）,基于,神,神經(jīng),網(wǎng),網(wǎng)絡(luò),及,及其,間,間的,連,連接,機(jī),機(jī)制,與,與學(xué),習(xí),習(xí)算,法,法,行為,主,主義,（,（,Actionism,）,基于,控制,論,論及,感,感知,—,—?jiǎng)?作,作型,控,控制,系,系統(tǒng),,21,1.4,人工,智,智能,的,的研,究,究及,應(yīng),應(yīng)用,領(lǐng),領(lǐng)域,人工,智,智能,的,的基,本,本技,術(shù),術(shù),知識(shí),表,表示,（,（,KnowledgeRepresentation,）,狀態(tài),空,空間,法,法、,問(wèn),問(wèn)題,歸,歸約,法,法、,謂,謂詞,邏,邏輯,法,法…,推理,搜,搜索,（,（,Searching&Reasoning,）,啟發(fā),式,式搜,索,索、,消,消解,原,原理,、,、不,確,確定,性,性推,理,理…,計(jì)算,智,智能,（,（,ComputationalIntelligence,）,模糊,計(jì),計(jì)算,、,、神,經(jīng),經(jīng)計(jì),算,算、,進(jìn),進(jìn)化,計(jì),計(jì)算,…,…,構(gòu)成,技,技術(shù),（,（系,統(tǒng),統(tǒng)與,語(yǔ),語(yǔ)言,）,）,產(chǎn)生,式,式系,統(tǒng),統(tǒng)、,LISP,語(yǔ)言,、,、,Prolog,語(yǔ)言,…,…,,22,1.4.1,問(wèn)題求解,問(wèn)題的表示、分,解,解、搜索、歸約,等,等,進(jìn)行復(fù)雜的數(shù)學(xué),公,公式符號(hào)運(yùn)算求,解,解,下棋程序,1.4 研究及,應(yīng),應(yīng)用,1997年5月,，,，IBM公司,研制的深藍(lán)（Deep Blue）,智能計(jì)算機(jī)在6,局,局比賽中,以2勝1負(fù)3平,的,的結(jié)果，戰(zhàn),勝?lài)?guó)際象棋大師,卡,卡斯帕,羅夫。,23,1.4.2,邏輯推理與定理,證,證明,通過(guò)對(duì)事實(shí)數(shù)據(jù),庫(kù),庫(kù)的操作來(lái)證明,定,定理,多種證明方法,1976年7月,，,，美國(guó)的阿佩爾,等,等人用3臺(tái),大,大型計(jì)算機(jī)，,花,花去1200小,時(shí),時(shí)，成功證明世,界,界近代三大難題,之,之一“四色定理,”,”，,幾何定理證明的,“,“吳氏方法”，,中,中科院院士吳文,俊,俊發(fā)明,24,1.4.3,自然語(yǔ)言理解,語(yǔ)言,自然語(yǔ)言、人造,語(yǔ),語(yǔ)言、機(jī)器語(yǔ)言,“理解”的標(biāo)準(zhǔn),語(yǔ)音識(shí)別，五、,六,六十年代提出的,設(shè),設(shè)想，現(xiàn)在還未,完,完全解決,1.4.4,自動(dòng)程序設(shè)計(jì),根據(jù)不同目的描,述,述來(lái)編寫(xiě)的計(jì)算,機(jī),機(jī)程序,促進(jìn)人工智能系,統(tǒng),統(tǒng)的發(fā)展,1.4 研究及,應(yīng),應(yīng)用,25,1.4.5,專(zhuān)家系統(tǒng),是一個(gè)智能化的,計(jì),計(jì)算機(jī)程序系統(tǒng),和傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī),程,程序之間有本質(zhì),區(qū),區(qū)別,1.4.6,機(jī)器學(xué)習(xí)(,hot,),是研究計(jì)算機(jī)怎,樣,樣模擬或?qū)崿F(xiàn)人,類(lèi),類(lèi)的學(xué)習(xí)行為，,以,以獲取新的知識(shí),或,或技能，重新組,織,織已有的知識(shí)結(jié),構(gòu),構(gòu)使之不斷改善,自,自身的性能。它,主,主要使用歸納、,綜,綜合而不是演繹,。,。,常用學(xué)習(xí)方法：,決,決策樹(shù)學(xué)習(xí)、人,工,工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、貝,葉,葉斯學(xué)習(xí)、遺傳,算,算法、支持向量,機(jī),機(jī),1.4 研究及,應(yīng),應(yīng)用,26,機(jī)器學(xué)習(xí)十大算,法,法,決策樹(shù)（Decision Trees）,K-均值（K-means）,支持向量機(jī)（SupportVectorMachines）,Apriori,關(guān),關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘算,法,法,EM算法,網(wǎng)頁(yè)分級(jí)算法（PageRank）,提升（AdaBoost）,K-最近鄰（K-nearest neighbor）,樸素貝,葉,葉斯（NaiveBayes）,分類(lèi)與,回,回歸樹(shù),（,（CART）,,,27,1.4.7,神經(jīng)網(wǎng),絡(luò),絡(luò)(,hot,),神經(jīng)計(jì),算,算機(jī),在其它,領(lǐng),領(lǐng)域中,的,的廣泛,應(yīng),應(yīng)用,1.4,研,研究,及,及應(yīng)用,28,1.4.8,機(jī)器人,學(xué),學(xué),操作機(jī),器,器人,智能機(jī),器,器人,機(jī)器人,的,的廣泛,應(yīng),應(yīng)用,促進(jìn)人,工,工智能,的,的發(fā)展,29,工業(yè)機(jī),器,器人,30,軍事機(jī),器,器人,31,排爆機(jī),器,器人,32,娛樂(lè)、,家,家用機(jī),器,器人,33,仿人機(jī),器,器人,34,35,1.4.9,模式識(shí),別,別(,hot,),是計(jì)算,機(jī),機(jī)對(duì)環(huán),境,境識(shí)別,的,的需要,是對(duì)人,類(lèi),類(lèi)環(huán)境,的,的感知,模,模擬,主要應(yīng),用,用：生,物,物特征,識(shí),識(shí)別，,包,包括指,紋,紋識(shí)別,、,、虹膜,識(shí),識(shí)別、,人,人臉識(shí),別,別、語(yǔ),音,音識(shí)別,、,、數(shù)字,（,（文字,）,）識(shí)別,、,、筆跡,識(shí),識(shí)別等,1.4,研,研究,及,及應(yīng)用,36,指紋識(shí),別,別,37,虹膜識(shí),別,別,38,人臉（,檢,檢測(cè)）,識(shí),識(shí)別,39,車(chē)牌識(shí),別,別,40,1.4.10,機(jī)器視,覺(jué),覺(jué)(,hot,),人類(lèi),80,％以上,的,的外部,信,信息來(lái),自,自視覺(jué),低層視,覺(jué),覺(jué)與高,層,層視覺(jué),前沿研,究,究領(lǐng)域,廣泛應(yīng),用,用,41,1.4.11,智能控制,驅(qū)動(dòng)智能機(jī),器,器自主地實(shí),現(xiàn),現(xiàn)其目標(biāo)的,過(guò),過(guò)程,是一個(gè)定性,和,和定量的混,合,合控制過(guò)程,是當(dāng)今自動(dòng),控,控制的最高,水,水平,1.4.12,智能檢索(,hot,),是信息時(shí)代,來(lái),來(lái)臨的需要,智能檢索系,統(tǒng),統(tǒng)所面臨的,三,三大問(wèn)題,1.4 研,究,究及應(yīng)用,42,1.4.13,智能調(diào)度與,指,指揮,尋找最佳調(diào),度,度和組合,NP,完全類(lèi)問(wèn)題,的,的求解,軍事指揮系,統(tǒng),統(tǒng)等領(lǐng)域,1.4.14,分布式人工,智,智能與,Agent,是傳統(tǒng)人工,智,智能的延伸,和,和擴(kuò)展,研究目標(biāo)是,創(chuàng),創(chuàng)建一種能,描,描述自然系,統(tǒng),統(tǒng)和社會(huì)系,統(tǒng),統(tǒng)的精確概,念,念模型,1.4 研,究,究及應(yīng)用,43,1.4.15,計(jì)算智能與,進(jìn),進(jìn)化計(jì)算(,hot,),計(jì)算智能,包括神經(jīng)計(jì),算,算、模糊計(jì),算,算、進(jìn)化計(jì),算,算等,進(jìn)化計(jì)算的,理,理論基礎(chǔ)是,生,生物進(jìn)化論,1.4.16,數(shù)據(jù)挖掘與,知,知識(shí)發(fā)現(xiàn)(,hot,),知識(shí)獲取,數(shù)據(jù)庫(kù)知識(shí),挖,挖掘,1.4 研,究,究及應(yīng)用,44,1.4.17,人工生命,人工生命概,念,念的提出,理論基礎(chǔ)與,研,研究方法,研究?jī)?nèi)容,1.4.18,系統(tǒng)與語(yǔ)言,工,工具,計(jì)算機(jī)系統(tǒng),的,的一些概念,得,得到發(fā)展,新的編程語(yǔ),言,言與專(zhuān)用開(kāi),發(fā),發(fā)工具,1.4 研,究,究及應(yīng)用,45,國(guó)內(nèi)主要研,究,究機(jī)構(gòu),中科院自動(dòng),化,化所模式識(shí),別,別國(guó)家重點(diǎn),實(shí),實(shí)驗(yàn)室,清華大學(xué)智,能,能技術(shù)與系,統(tǒng),統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn),實(shí),實(shí)驗(yàn)室,北京大學(xué)視,覺(jué),覺(jué)與聽(tīng)覺(jué)信,息,息處理國(guó)家,重,重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,南京大學(xué)計(jì),算,算機(jī)軟件新,技,技術(shù)國(guó)家重,點(diǎn),點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,46,