CISIC,CISIC,CISIC,CISIC,CISIC,CISIC,CISIC,CISIC,CISIC,单击此处编辑母版文本样式,第二层,第三层,第四层,第五层,单击此处编辑母版标题样式,*,人,,工,,智,,能,中南大学 智能系统与智能软件研究所,1.1,人工,智,智能,的,的定,义,义和,发,发展,1.2,人类,智,智能,和,和人,工,工智,能,能,1.3,人工,智,智能,的,的各,种,种认,知,知观,1.4,人工,智,智能,的,的研,究,究与,应,应用,领,领域,1.5,课程,概,概要,中南,大,大学,智,智能,系,系统,与,与智,能,能软,件,件研,究,究所,1.1.1,人工,智,智能,的,的定,义,义,几种,定,定义,智能,机,机器,（,（,intelligentmachine,）,能够,在,在各,类,类环,境,境中,自,自主,地,地或,交,交互,地,地执,行,行各,种,种拟,人,人任,务,务的,机,机器,（,（如,无,无人,驾,驾驶,汽,汽车,）,）,人工,智,智能,（,（学,科,科）,是计,算,算机,科,科学,中,中涉,及,及研,究,究、,设,设计,和,和应,用,用智,能,能机,器,器的,一,一个,分,分支,1.1,定,定义,和,和发,展,展,3,人工,智,智能,（,（能,力,力）,是智,能,能机,器,器所,执,执行,的,的通,常,常与,人,人类,智,智能,有,有关,的,的智,能,能行,为,为，,如,如判,断,断、,推,推理,、,、证,明,明、,识,识别,、,、感,知,知、,理,理解,、,、通,信,信、,设,设计,、,、思,考,考、,规,规划,、,、学,问,问和,问,问题,求,求解,等,等思,维,维活,动,动,4,1.1.2,人工,智,智能,的,的起,源,源与,发,发展,孕育,期,期（,1956,年前,）,）,数理,逻,逻辑,学,学科,（,（弗,雷,雷治,、,、,维纳,等,等,）,计算,的,的新,思,思想,（,（丘,奇,奇、,图灵,等）,形成,期,期（,1956--1970,年）,1956,年，,第,第一,次,次人,工,工智,能,能的,研,研讨,会,会,1969,年，第一,届,届国际人,工,工智能联,合,合会议，,首,首次使用,人,人工智能,这,这一术语,，,，标志着,人,人工智能,学,学科的诞,生,生,1970,年，《人,工,工智能》,国,国际杂志,创,创刊,1.1,定,定义和发,展,展,5,诺伯特·,维,维纳(Norbert Wiener，1894-1964),美国数学,家,家，控制,论,论的创始,人,人，信息,论,论的创始,人,人之一,阿兰·,麦,麦席森·,图,图灵（AlanMathison Turing,，,，1912—1954）,英国数学,家,家，人工,智,智能之父,，,，图灵机,，,，图灵测,试,试,6,7,计算机能,否,否思维：,图,图灵测试,在不接触,对,对方的情,况,况下，通,过,过一种特,殊,殊的方式,，,，和对方,进,进行对话,，,，在相当,长,长一段时,间,间，无法,判,判断对方,是,是人还是,计,计算机，,则,则认为计,算,算机能思,维,维。
计算机界,最,最高奖“,图,图灵奖”,美国计算,机,机协会（ACM，AssociationforComputerMachinery）于1966,年,年设立的,，,，每年一,次,次，专门,奖,奖励那些,对,对计算机,科,科学研究,与,与推动计,算,算机技术,发,发展有卓,越,越贡献的,杰,杰出科学,家,家2000,年,年，华人,获,获得者姚,期,期智 ，,理,理论计算,，,，算法复,杂,杂性现,任,任清华大,学,学理论计,算,算机科学,研,研究中心,主,主任8,约翰·冯,·,·诺依曼,（,（ JohnVonNeuman，1903－1957,）,），美藉,匈,匈牙利人,数学家、,计,计算机学,家,家，1946年发,明,明世界上,第,第一台电,子,子计算机,，,，电子计,算,算机之父,，,，博弈论,之,之父，首,次,次提出二,进,进制思想,与,与程序内,存,存思想,9,博弈论,是指某个,个,个人或是,组,组织，面,对,对一定的,环,环境条件,，,，在一定,的,的规则约,束,束下，依,靠,靠所掌握,的,的信息，,从,从各自选,择,择的行为,或,或是策略,进,进行选择,并,并加以实,施,施，并从,各,各自取得,相,相应结果,或,或收益的,过,过程，在,经,经济学上,博,博弈论是,个,个非常重,要,要的理论,概,概念。
囚徒困,境,境”、“,智,智猪博弈,”,”,10,囚徒困境,警方逮捕,甲,甲、乙两,名,名嫌疑犯,，,，但没有,足,足够证据,指,指控二人,入,入罪于,是,是警方分,开,开囚禁嫌,疑,疑犯，分,别,别和二人,见,见面，并,向,向双方提,供,供以下相,同,同的选择,：,：,若一人认,罪,罪并作证,检,检控对方,（,（相关术,语,语称“背,叛,叛”对方,）,），而对,方,方保持沉,默,默，此人,将,将即时获,释,释，沉默,者,者将判监10年若二人都,保,保持沉默,（,（相关术,语,语称互相,“,“合作”,）,），则二,人,人同样判,监,监半年若二人都互相检,举,举（互相“背叛,”,”），则二人同,样,样判监2年11,答案是：双方都,会,会选择背叛,若对方沉默、背,叛,叛会让我获释，,所,所以会选择背叛,若对方背叛指控,我,我，我也要指控,对,对方才能得到较,低,低的刑期，所以,也,也是会选择背叛,二人面对的情况,一,一样，所以二人,的,的理性思考都会,得,得出相同的结论,—,——选择背叛背,背叛是两种策略,之,之中的支配性策,略,略因此，这场,博,博弈中唯一可能,达,达到的纳什均衡,，,，就是双方参与,者,者都背叛对方，,结,结果二人同样服,刑,刑2年。
12,智猪博弈,猪圈里有两头猪,，,，一头大猪，一,头,头小猪猪圈的,一,一边有个踏板，,每,每踩一下踏板，,在,在远离踏板的猪,圈,圈的另一边的投,食,食口就会落下少,量,量的食物如果,有,有一只猪去踩踏,板,板，另一只猪就,有,有机会抢先吃到,另,另一边落下的食,物,物当小猪踩动,踏,踏板时，大猪会,在,在小猪跑到食槽,之,之前刚好吃光所,有,有的食物；若是,大,大猪踩动了踏板,，,，则还有机会在,小,小猪吃完落下的,食,食物之前跑到食,槽,槽，争吃到另一,半,半残羹那么，两只猪,各,各会采取什么,策,策略？,13,答案是：小猪,将,将选择“搭便,车,车”策略，也,就,就是舒舒服服,地,地等在食槽边,；,；而大猪则为,一,一点残羹不知,疲,疲倦地奔忙于,踏,踏板和食槽之,间,间改变方案一：,减,减量方案投,食,食仅原来的一,半,半分量结果,是,是小猪大猪都,不,不去踩踏板了,改变方案二：,增,增量方案投,食,食为原来的一,倍,倍分量结果,是,是小猪、大猪,都,都会去踩踏板,改变方案三：,减,减量加移位方,案,案投食仅原,来,来的一半分量,，,，但同时将投,食,食口移到踏板,附,附近。
结果呢,，,，小猪和大猪,都,都在拼命地抢,着,着踩踏板14,1.1.2,人工智能的起,源,源与发展,发展期（,1970,年,~,）,进一步研究,AI,基本原理方法,和,和技术,进行实用化研,究,究,专家系统与知,识,识工程,智能机器人,智能控制等,近十几年的热,门,门研究领域：,机,机器学习、模,式,式识别、计算,智,智能、人工神,经,经网络,1.1 定义,和,和发展,15,1.2,人类智能和人,工,工智能,1.2.1,智能信息处理,系,系统的假设,人是一种智能,信,信息处理系统,物理符号系统,的,的六种基本功,能,能,输入符号、输,出,出符号、存储,符,符号、复,制,制符号、建立,符,符号结构、条,件,件性迁移,16,物理符号系统,的,的假设,任何一个系统,，,，如果它能够,表,表现出智能，,那,那么一定是物,理,理符号系统，,反,反之，任何系,统,统如果是物理,符,符号系统，那,么,么它就能表现,出,出智能推论一：人是,物,物理符号系统,推论,二,二：,计,计算,机,机能,够,够表,现,现出,智,智能,推论,三,三：,计,计算,机,机能,够,够模,拟,拟人,的,的活,动,动,17,1.2.1,智能,信,信息,处,处理,系,系统,的,的假,设,设,人类,的,的认,知,知行,为,为具,有,有不,同,同层,次,次,认知,生,生理,学,学,研究,神,神经,系,系统,的,的活,动,动，,是,是认,知,知研,究,究的,底,底层,认知,心,心理,学,学,研究,思,思维,策,策略,，,，是,认,认知,研,研究,的,的顶,层,层,认知,信,信息,学,学,研究,生,生理,行,行为,和,和心,里,里活,动,动的,转,转化,，,，中,间,间层,认知,工,工程,学,学,研究,认,认知,行,行为,的,的信,息,息加,工,工处,理,理,1.,2,人,人类,智,智能,和,和人,工,工智,能,能,18,1.2.2,人类,智,智能,的,的计,算,算机,模,模拟,机器,智,智能,可,可以,模,模拟,人,人类,智,智能,智能,计,计算,机,机,下棋,定理,证,证明,语言,翻,翻译,新型,智,智能,计,计算,机,机,神经,计,计算,机,机,量子,计,计算,机,机,1.2,人,人类,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,标,标,近期,目,目标,建造,智,智能,计,计算,机,机代,替,替人,类,类的,部,部分,智,智力,劳,劳动,远期,目,目标,用自,动,动机,模,模仿,人,人类,的,的思,维,维过,程,程和,智,智能,行,行为,1.2,人,人类,智,智能,和,和人,工,工智,能,能,20,1.3,人工,智,智能,的,的各,种,种认,知,知观,符号,主,主义,（,（,Symbolicism,）,基于,物,物理,符,符号,系,系统,假,假设,和,和有,限,限合,理,理性,原,原理,连接,主,主义,（,（,Connectionism,）,基于,神,神经,网,网络,及,及其,间,间的,连,连接,机,机制,与,与学,习,习算,法,法,行为,主,主义,（,（,Actionism,）,基于,控制,论,论及,感,感知,—,—动,作,作型,控,控制,系,系统,,21,1.4,人工,智,智能,的,的研,究,究及,应,应用,领,领域,人工,智,智能,的,的基,本,本技,术,术,知识,表,表示,（,（,KnowledgeRepresentation,）,状态,空,空间,法,法、,问,问题,归,归约,法,法、,谓,谓词,逻,逻辑,法,法…,推理,搜,搜索,（,（,Searching&Reasoning,）,启发,式,式搜,索,索、,消,消解,原,原理,、,、不,确,确定,性,性推,理,理…,计算,智,智能,（,（,ComputationalIntelligence,）,模糊,计,计算,、,、神,经,经计,算,算、,进,进化,计,计算,…,…,构成,技,技术,（,（系,统,统与,语,语言,）,）,产生,式,式系,统,统、,LISP,语言,、,、,Prolog,语言,…,…,,22,1.4.1,问题求解,问题的表示、分,解,解、搜索、归约,等,等,进行复杂的数学,公,公式符号运算求,解,解,下棋程序,1.4 研究及,应,应用,1997年5月,，,，IBM公司,研制的深蓝（Deep Blue）,智能计算机在6,局,局比赛中,以2胜1负3平,的,的结果，战,胜国际象棋大师,卡,卡斯帕,罗夫。
23,1.4.2,逻辑推理与定理,证,证明,通过对事实数据,库,库的操作来证明,定,定理,多种证明方法,1976年7月,，,，美国的阿佩尔,等,等人用3台,大,大型计算机，,花,花去1200小,时,时，成功证明世,界,界近代三大难题,之,之一“四色定理,”,”，,几何定理证明的,“,“吴氏方法”，,中,中科院院士吴文,俊,俊发明,24,1.4.3,自然语言理解,语言,自然语言、人造,语,语言、机器语言,“理解”的标准,语音识别，五、,六,六十年代提出的,设,设想，现在还未,完,完全解决,1.4.4,自动程序设计,根据不同目的描,述,述来编写的计算,机,机程序,促进人工智能系,统,统的发展,1.4 研究及,应,应用,25,1.4.5,专家系统,是一个智能化的,计,计算机程序系统,和传统的计算机,程,程序之间有本质,区,区别,1.4.6,机器学习(,hot,),是研究计算机怎,样,样模拟或实现人,类,类的学习行为，,以,以获取新的知识,或,或技能，重新组,织,织已有的知识结,构,构使之不断改善,自,自身的性能它,主,主要使用归纳、,综,综合而不是演绎,常用学习方法：,决,决策树学习、人,工,工神经网络、贝,叶,叶斯学习、遗传,算,算法、支持向量,机,机,1.4 研究及,应,应用,26,机器学习十大算,法,法,决策树（Decision Trees）,K-均值（K-means）,支持向量机（SupportVectorMachines）,Apriori,关,关联规则挖掘算,法,法,EM算法,网页分级算法（PageRank）,提升（AdaBoost）,K-最近邻（K-nearest neighbor）,朴素贝,叶,叶斯（NaiveBayes）,分类与,回,回归树,（,（CART）,,,27,1.4.7,神经网,络,络(,hot,),神经计,算,算机,在其它,领,领域中,的,的广泛,应,应用,1.4,研,研究,及,及应用,28,1.4.8,机器人,学,学,操作机,器,器人,智能机,器,器人,机器人,的,的广泛,应,应用,促进人,工,工智能,的,的发展,29,工业机,器,器人,30,军事机,器,器人,31,排爆机,器,器人,32,娱乐、,家,家用机,器,器人,33,仿人机,器,器人,34,35,1.4.9,模式识,别,别(,hot,),是计算,机,机对环,境,境识别,的,的需要,是对人,类,类环境,的,的感知,模,模拟,主要应,用,用：生,物,物特征,识,识别，,包,包括指,纹,纹识别,、,、虹膜,识,识别、,人,人脸识,别,别、语,音,音识别,、,、数字,（,（文字,）,）识别,、,、笔迹,识,识别等,1.4,研,研究,及,及应用,36,指纹识,别,别,37,虹膜识,别,别,38,人脸（,检,检测）,识,识别,39,车牌识,别,别,40,1.4.10,机器视,觉,觉(,hot,),人类,80,％以上,的,的外部,信,信息来,自,自视觉,低层视,觉,觉与高,层,层视觉,前沿研,究,究领域,广泛应,用,用,41,1.4.11,智能控制,驱动智能机,器,器自主地实,现,现其目标的,过,过程,是一个定性,和,和定量的混,合,合控制过程,是当今自动,控,控制的最高,水,水平,1.4.12,智能检索(,hot,),是信息时代,来,来临的需要,智能检索系,统,统所面临的,三,三大问题,1.4 研,究,究及应用,42,1.4.13,智能调度与,指,指挥,寻找最佳调,度,度和组合,NP,完全类问题,的,的求解,军事指挥系,统,统等领域,1.4.14,分布式人工,智,智能与,Agent,是传统人工,智,智能的延伸,和,和扩展,研究目标是,创,创建一种能,描,描述自然系,统,统和社会系,统,统的精确概,念,念模型,1.4 研,究,究及应用,43,1.4.15,计算智能与,进,进化计算(,hot,),计算智能,包括神经计,算,算、模糊计,算,算、进化计,算,算等,进化计算的,理,理论基础是,生,生物进化论,1.4.16,数据挖掘与,知,知识发现(,hot,),知识获取,数据库知识,挖,挖掘,1.4 研,究,究及应用,44,1.4.17,人工生命,人工生命概,念,念的提出,理论基础与,研,研究方法,研究内容,1.4.18,系统与语言,工,工具,计算机系统,的,的一些概念,得,得到发展,新的编程语,言,言与专用开,发,发工具,1.4 研,究,究及应用,45,国内主要研,究,究机构,中科院自动,化,化所模式识,别,别国家重点,实,实验室,清华大学智,能,能技术与系,统,统国家重点,实,实验室,北京大学视,觉,觉与听觉信,息,息处理国家,重,重点实验室,南京大学计,算,算机软件新,技,技术国家重,点,点实验室,46,。