人工智能原理及其应用.pptx

1、人工智能人工智能用机器模拟和实现人类智能用机器模拟和实现人类智能ArtificialIntelligence；简称；简称AI人工智能原理及其应用人工智能原理及其应用人工智能的基本内容人工智能的基本内容2人工智能基本技术人工智能基本技术 基本技术：基本技术：机器感知、学习、推理、搜索、决策、行为机器感知、学习、推理、搜索、决策、行为人工智能的研究内容人工智能的研究内容 智能机理：智能机理：神经机理；认知机理；情感机理神经机理；认知机理；情感机理 机器感知：机器感知：机器视觉；机器听觉；环境感知；跨媒体感知机器视觉；机器听觉；环境感知；跨媒体感知 机器学习：机器学习：符号学习；统计学习；连接学习（

2、含深度学习）；发现学习；强化学习；符号学习；统计学习；连接学习（含深度学习）；发现学习；强化学习；集成学习；迁移学习等集成学习；迁移学习等 机器思维：机器思维：机器推理；智能搜索；机器规划；模式识别；智能决策；知识图谱；知机器推理；智能搜索；机器规划；模式识别；智能决策；知识图谱；知识工程与服务；跨媒体分析与推理识工程与服务；跨媒体分析与推理 机器行为：机器行为：智能机器人；智能无人系统；自主协同控制；人机对话交流；人机协同智能机器人；智能无人系统；自主协同控制；人机对话交流；人机协同交互等交互等人工智能新技术人工智能新技术 类脑智能：类脑智能：类脑模型；类脑信息处理；类脑器件；类脑计算机类脑

3、模型；类脑信息处理；类脑器件；类脑计算机数据智能：数据智能：大数据分析与挖掘；据驱动与知识引导相结合的智能方法；自然语言与大数据分析与挖掘；据驱动与知识引导相结合的智能方法；自然语言与图形图像理解为核心的认知计算；图形图像理解为核心的认知计算；群体智能：群体智能：蚁群算法；粒群算法；蜂群算法；群智空间蚁群算法；粒群算法；蜂群算法；群智空间 混合智能：混合智能：脑机接口（脑机接口（BCI）；脑机协同；人机智能共生）；脑机协同；人机智能共生人工智能应用技术与领域人工智能应用技术与领域 智能应用技术：智能应用技术：专家系统技术；智能决策支持技术；自然语言处理技术；智能机器专家系统技术；智能决策支持技

4、术；自然语言处理技术；智能机器人技术；人技术；智能应用领域：智能应用领域：智能医疗；智能教育；智能金融；智能交通；智能医疗；智能教育；智能金融；智能交通；本课程的主要内容本课程的主要内容3第第1章：人工智能概述章：人工智能概述 概述；基本概念；产生与发展；基本内容；不同学派；研究和应用领域概述；基本概念；产生与发展；基本内容；不同学派；研究和应用领域第第2章：确定性知识系统章：确定性知识系统 概述；确定性知识表示；确定性知识推理；确定性知识系统简例概述；确定性知识表示；确定性知识推理；确定性知识系统简例第第3章：不确定性知识系统章：不确定性知识系统 概述；可信度推理；主观概述；可信度推理；主观

5、Bayese推理；证据理论；模糊推理；概率推理推理；证据理论；模糊推理；概率推理第第4章：智能搜索技术章：智能搜索技术 概述；状态空间搜索；与概述；状态空间搜索；与/或树搜索；博弈树搜索；进化搜索（遗传算法）或树搜索；博弈树搜索；进化搜索（遗传算法）第第5章：机器学习章：机器学习 记忆学习；示例学习；决策树学习；统计学习；集成学习；粗糙集知识发现记忆学习；示例学习；决策树学习；统计学习；集成学习；粗糙集知识发现第第6章：人工神经网络与连接学习章：人工神经网络与连接学习 概述；生物机理；经元及神经网络的结构；浅层模型；深层模型；浅层连接学习概述；生物机理；经元及神经网络的结构；浅层模型；深层模型

6、；浅层连接学习（感知器、（感知器、BP网络、网络、Hopfield网络）；深度学习（深度卷积网络）网络）；深度学习（深度卷积网络）第第7章：章：分布智能分布智能概述；概述；Agent的结构；多的结构；多Agent系统，移动系统，移动Agent第第8章：智能应用简介章：智能应用简介 自然语言理解简介；专家系统简介自然语言理解简介；专家系统简介附录附录A：新一代人工智能简介新一代人工智能简介第第1 1章章 人工智能概述人工智能概述41.1AI的基本概念的基本概念1.1.1智能的概念智能的概念1.1.2人工智能的概念人工智能的概念1.1.3人工智能的研究目标人工智能的研究目标1.2AI的产生与发展的

7、产生与发展1.3AI研究的基本内容研究的基本内容1.4AI研究中的不同学派研究中的不同学派1.5AI的研究和应用领域的研究和应用领域1.1.1 1.1.1 智能的概念智能的概念1.1.自然智能自然智能(1/5)(1/5)如果用算术的方法：如果用算术的方法：7-1=67-1=6，错，错如果用知识推理的方法：如果用知识推理的方法：知识知识1 1：如果开枪，则有枪声：如果开枪，则有枪声 知识知识2 2：如果有枪声，则鸟会受到惊吓：如果有枪声，则鸟会受到惊吓 知识知识3 3：如果鸟受到惊吓，则鸟会飞走：如果鸟受到惊吓，则鸟会飞走逻辑思维：逻辑思维：智能是利用知识（或常识），经过思维（推理），得到问题的

8、解。智能是利用知识（或常识），经过思维（推理），得到问题的解。智能是对自然智能的简称，其确切含义还有待于对人脑奥秘的彻底揭示智能是对自然智能的简称，其确切含义还有待于对人脑奥秘的彻底揭示。因此，因此下面先从智能的现象谈起。因此，因此下面先从智能的现象谈起。智能智能(自然智能自然智能)现象现象1 1：人是怎样思考问题的？如：树上还有几只鸟？（知识推理过程）人是怎样思考问题的？如：树上还有几只鸟？（知识推理过程）智能智能(自然智能自然智能)现象现象2 2：人是怎样识别景物的？小孩是怎样识别亲人的？（形象思维过程）人是怎样识别景物的？小孩是怎样识别亲人的？（形象思维过程）柳树柳树松树松树亲人亲人陌生

9、人陌生人形象思维：形象思维：智能是利用头脑中已有模式，通过对外界环境信息的匹配、识别智能是利用头脑中已有模式，通过对外界环境信息的匹配、识别等，得到对客观事物的认识。等，得到对客观事物的认识。客观环境信息客观环境信息脑中已有模式脑中已有模式认识结果认识结果匹配、认知等匹配、认知等1.1.1 1.1.1 智能的概念智能的概念1.1.自然智能自然智能(2/5)(2/5)智能智能(自然智能自然智能)现象现象3 3：人是怎样实现感知、学习、思维、决策等的？（神经系统的心智活动）人是怎样实现感知、学习、思维、决策等的？（神经系统的心智活动）学习学习思维思维感知感知决策决策1.1.1 1.1.1 智能的概

10、念智能的概念1.1.自然智能自然智能(3/5)(3/5)神经心理学：神经心理学：智能是中枢神经系统的心智活动过程。智能是中枢神经系统的心智活动过程。认知认知感知感知决策决策通通信信动作、行为动作、行为计算计算通信通信人人脑脑手、腿、嘴、身体等手、腿、嘴、身体等眼、耳、鼻眼、耳、鼻、皮肤等、皮肤等脊脊髓髓脊髓脊髓感觉器官感觉器官问题问题/环境环境传导神经传导神经认知器官认知器官传导神经传导神经效应器官效应器官智能的一般解释：智能的一般解释：智能指人类在认识客观世界中，由思维过程和脑力活动所智能指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。其基本过程如下：表现出的综合能力。其基本

11、过程如下：智能的能力：智能的能力：感知感知记忆记忆学习学习思维思维决策决策行为行为情感：情感：情感情感情绪情绪意志意志目目标标环环境境信信息息1.1.1 1.1.1 智能的概念智能的概念1.1.自然智能自然智能(4/5)(4/5)环境信息环境信息记忆记忆回忆回忆识记识记新知识存入新知识存入新旧知识联系新旧知识联系学习学习保持保持行为行为注意注意指向指向集中集中感受器感受器听觉、视觉听觉、视觉感知感知知觉知觉感觉感觉思维思维（直觉、形象、抽象、灵感思维）（直觉、形象、抽象、灵感思维）分析分析与综合与综合比较比较与分类与分类抽象抽象与概括与概括具体化具体化与系统化与系统化决策决策分析分析目标目标拟

12、定拟定方案方案选定选定方案方案效应器效应器行为执行：动作、语言行为执行：动作、语言领会领会巩固巩固运用运用行为生成行为生成行为控制行为控制毛细胞兴奋毛细胞兴奋延脑延脑脑桥脑桥中脑中脑丘脑丘脑颞叶颞叶声波声波鼓膜鼓膜智能的确切含义：智能的确切含义：还有待于人类对人脑奥秘的彻底揭示。还有待于人类对人脑奥秘的彻底揭示。1.1.1 1.1.1 智能的概念智能的概念1.1.自然智能自然智能(5/5)(5/5)智能的基本结构：智能的基本结构：从认知生理学的角度，智能的基本结构如下从认知生理学的角度，智能的基本结构如下1.1.1 1.1.1 智能的概念智能的概念2.2.智能的不同观点及层次结构智能的不同观点

13、及层次结构10高层智能：高层智能：以大脑皮层为主，主要完成记忆、思维等活动。以大脑皮层为主，主要完成记忆、思维等活动。中层智能：中层智能：以间脑为主，主要完成感知活动。以间脑为主，主要完成感知活动。低层智能：低层智能：以小脑、脊髓为主，主要完成动作反应活动。以小脑、脊髓为主，主要完成动作反应活动。不同观点与层次结构的关系不同观点与层次结构的关系思维理论思维理论 知识阈值理论知识阈值理论低层智能低层智能高层智能高层智能大脑大脑间脑间脑脊髓脊髓小脑小脑进化理论进化理论中层智能中层智能思维理论：思维理论：智能来源于思维活动，智能的核心是思维，人的一切知识都是思维的产智能来源于思维活动，智能的核心是思

14、维，人的一切知识都是思维的产物。可望通过对思维规律和思维方法的研究，来揭示智能的本质。物。可望通过对思维规律和思维方法的研究，来揭示智能的本质。知识阈值理论：知识阈值理论：智能取决于知识的数量及其可运用程度。一个系统所具有的可运用智能取决于知识的数量及其可运用程度。一个系统所具有的可运用知识越多，其智能就会越高。知识越多，其智能就会越高。进化理论：进化理论：智能取决于感知和行为，取决于对外界复杂环境的适应，智能不需要知智能取决于感知和行为，取决于对外界复杂环境的适应，智能不需要知识、不需要表示、不需要推理，智能可由逐步进化来实现。识、不需要表示、不需要推理，智能可由逐步进化来实现。不同观点不同

15、观点层次结构层次结构1.1.1 1.1.1 智能的概念智能的概念3.3.智能包含的能力智能包含的能力11抽象思维（逻辑思维）：抽象思维（逻辑思维）：根据逻辑规则对信息和知识进根据逻辑规则对信息和知识进行处理的理性思维方式。行处理的理性思维方式。形象思维（直感思维）：形象思维（直感思维）：基于形象概念，根据感性形象基于形象概念，根据感性形象认识材料对客观现象进行处理的一种思维方式。认识材料对客观现象进行处理的一种思维方式。灵感思维（顿悟思维）：灵感思维（顿悟思维）：是一种显意识和潜意识相互作是一种显意识和潜意识相互作用的思维方式。用的思维方式。感知能力：感知能力：通过感知器官感知外界的能力。通过

16、感知器官感知外界的能力。感知感知-动作：动作：对简单、紧急信息对简单、紧急信息 感知感知-思维思维-动作方式：动作方式：对复杂信息对复杂信息 记忆能力：记忆能力：对感知到的外界信息和由思维产生的内部知识的存储过程对感知到的外界信息和由思维产生的内部知识的存储过程感知方式感知方式思维方式思维方式思维能力：思维能力：对已存储信息或知识的本质属性、内部知识的认识过程对已存储信息或知识的本质属性、内部知识的认识过程学习能力：学习能力：是一个具有特定目的的知识获取过程，学习是人的一种本能。是一个具有特定目的的知识获取过程，学习是人的一种本能。自适应能力：自适应能力：是一种通过自我调节适应外界环境的过程，是人的一种本能。是一种通过自我调节适应外界环境的过程，是人的一种本能。行为能力：行为能力：是人们对感知到的外界信息作出动作反应的能力。是人们对感知到的外界信息作出动作反应的能力。1.1.2 1.1.2 人工智能的概念人工智能的概念1.1.概念解释及测试标准概念解释及测试标准能力角度：能力角度：用人工的方法在机器上实现的智能（也称机器智能）。用人工的方法在机器上实现的智能（也称机器智能）。学科角度：