人工智能研究现状综述.docx

1、人工智能研究现状综述郑州大学学 院：软件学院专业名称：软件工程姓 名：陈俊奎学 号：20127611504综述课题：人工智能研究现状综述人工智能研究现状综述陈俊奎（20127611504）摘要：人工智能是20世纪计算机科学发展的重大成就，在许多领域有着广泛的应用。近年来，随着人工智能理论技术的不断发展，以模糊技术、人工神经网络和遗传算法为代表的智能理论方法在电力系统领域得到了十分广泛的应用。本文从探讨人工智能的概念出发，阐述了对“智能”的理解在研究中的地位，简要介绍了人工智能的三个阶段的发展简史、当前的研究与应用热点，并指出人工智能的进一步发展依赖于更先进的数学工具,介绍了人工智能研究的历史与

2、现状 , 并分析了人工智能与具体领域相结合形成的不同学科领域 , 阐述了人工智能主要的应用领域 , 并从哲学的角度对人工智能能否超过人的智能这个问题进行了分析 , 最后介绍了人工智能未来的发展趋势及潜力。关键词：计算机科学 机器人 人工智能 发展趋势及潜力Artificial intelligence research status were reviewedChen Junkui (20127611504).Abstract:The artificial intelligence (AI) is a major achievement in the development of comput

3、er science in the 20th century, has been widely used in many fields. In recent years, with the continuous development of the technique of artificial intelligence theory, based on the fuzzy technology, artificial neural network and genetic algorithm as a representative of intelligence theory method h

4、as been very widely used in the field of power system. This paper discusses the concept of artificial intelligence, this paper expounds the understanding of smart in the status of research, this paper briefly introduces the three stages of artificial intelligence development brief history, current r

5、esearch and application of hot spots, and points out that the further development of artificial intelligence depends on more advanced mathematical tools, introduces the history and present situation of research in artificial intelligence and artificial intelligence are analyzed combined with a speci

6、fic areas of different disciplines, this paper expounds the main field of application of artificial intelligence and artificial intelligence will be more than one from the perspective of philosophy of smart this problem was analyzed, and finally introduces the trend of the development of artificial

7、intelligence and potential.引言：人工智能（Artificial intelligence），英文缩写AI，也称为机器智能，是指由人工制造出来的系统所表现出来的智能。一般教材中的定义领域是“智能代理（intelligent agent）的研究与设计”，智能代理是指一个可以观察周遭环境并作出行动以达致目标的系统。约翰麦卡锡（人工智能之父）于1955年的定义是“制造智能机器的科学与工程”。它是研究开发，用于模拟，延展和扩展人的智能的理论，技术，方法及应用系统的一门新的科学技术。人工智能是计算机科学的一个分支，它企图了解智能的实质，并生产出一种新的能以人类智能相似的方式做出

8、反应的智能机器，该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等，也是是包括十分广泛的科学，它由不同的领域组成，如机器学习，计算机视觉等等，总的说来，人工智能研究的一个主要目标是使机器能够胜任一些通常需要人类智能才能完成的复杂工作。但不同的时代、不同的人对这种“复杂工作”的理解是不同的。人工智能是计算机学科的一个分支，二十世纪七十年代以来被称为世界三大尖端技术之一（空间技术、能源技术、人工智能）。也被认为是二十一世纪三大尖端技术（基因工程、纳米科学、人工智能）之一。这是因为近三十年来它获得了迅速的发展，在很多学科领域都获得了广泛应用，并取得了丰硕的成果，人工智能已逐步成为一

9、个独立的分支，无论在理论和实践上都已自成一个系统。 发展史1956年夏季，以麦卡赛、明斯基、罗切斯特和申农等为首的一批有远见卓识的年轻科学家在一起聚会，共同研究和探讨用机器模拟智能的一系列有关问题，并首次提出了“人工智能”这一术语，它标志着“人工智能”这门新兴学科的正式诞生。IBM公司“深蓝”电脑击败了人类的世界国际象棋冠军更是人工智能技术的一个完美表现。从1956年正式提出人工智能学科算起，50多年来，取得长足的发展，成为一门广泛的交叉和前沿科学。总的说来，人工智能的目的就是让计算机这台机器能够像人一样思考。如果希望做出一台能够思考的机器，那就必须知道什么是思考，更进一步讲就是什么是智慧。什

10、么样的机器才是智慧的呢？科学家已经作出了汽车，火车，飞机，收音机等等，它们模仿我们身体器官的功能，但是能不能模仿人类大脑的功能呢？到目前为止，我们也仅仅知道这个装在我们天灵盖里面的东西是由数十亿个神经细胞组成的器官，我们对这个东西知之甚少，模仿它或许是天下最困难的事情了。当计算机出现后，人类开始真正有了一个可以模拟人类思维的工具，在以后的岁月中，无数科学家为这个目标努力着。如今人工智能已经不再是几个科学家的专利了，全世界几乎所有大学的计算机系都有人在研究这门学科，学习计算机的大学生也必须学习这样一门课程，在大家不懈的努力下，如今计算机似乎已经变得十分聪明了。例如，1997年5月，IBM公司研制

11、的深蓝（DEEP BLUE）计算机战胜了国际象棋大师卡斯帕洛夫（KASPAROV）。大家或许不会注意到，在一些地方计算机帮助人进行其它原来只属于人类的工作，计算机以它的高速和准确为人类发挥着它的作用。人工智能始终是计算机科学的前沿学科，计算机编程语言和其它计算机软件都因为有了人工智能的进展而得以存在。研究综述目前人工智能的研究方向已经被分成几个子领域，研究人员希望一个人工智能系统应该具有某些特定能力，以下将这些能力列出并说明。专家系统是目前人工智能中最活跃，最有成效的一个研究领域，它是一种基于知识的系统，它从人类专家那里获得知识，并用来解决只有专家才能解决的困难问题。这样定义专家系统：专家系统

12、是一种具有特定领域内大量知识与经验的程序系统，它应用人工智能技术、模拟人类专家求解问题的思维过程求解领域内的各种问题，其水平可以达到甚至超过人类专家的水平。专家系统是在关于人工智能的研究处于低潮时提出来的，由它的出现及其所显示出来的巨大潜能不仅使人工智能摆脱了困境，而且走上了发展时期。专家系统的分类有解释型，诊断型，预测型，设计型，规划型，控制型，监测型，维修型，教育型和调试型，而从体系上来说，它可分为集中式专家系统，分布式专家系统，神经网络专家系统，符号系统与神经网络结合的专家系统。名字可是不少，但是专家系统的基本结构图如下图所示人机接口部分就不做多的解释了，它只是一个用户界面而已。它的实现

13、可以有不同的形式，也有可能是很复杂的。人们希望能够和人类专家那样和机器交流，不再使用简单的命令，而是用人类的语言完成交互工作，这就要求人机接口能够有自然语言理解的功能。但是专家系统能不能使用，好不好使用关键在中间的那一层，人可以思考，如果希望机器也能够象人那样思考，那么推理机制是必不可少的，而且它在很大程序上决定了这个专家系统的效率和可用性。就推理而言，它一般可以分为精确推理和非精确推理两种。精确推理有以下特点：1:精确推理是运用确定性的知识进行的推理，精确推理基于的知识都是明确无误的东，是1就是1，是2就是2，不存在什么模糊的东西，在一点上，精确推理有它的长处，也就是说，它可以准确地推理，在

14、推理的过程 中不必关心会不会出现什么结论精确度的问题，每一步到下一步都是完全正确的，不存在什么可能对可能错，它的正确性是100%传递给下一个推 理过程的。2: 精确推理和人类的思维模型相差很大，人类的思维是有精确的一面，但是 绝大部人类的思维还是模糊的和不确定的，人类思维的结果往往是可能如 何如何，大概如何如何，但是精确推理的结果中绝对不会有什么可能大概之类的话。3:精确推理是一种单调性推理，即随着新知识的加入，推出的结论或证明了的命题只会单调增加，这一点和人类的思维结构也有着明显的不同。新的知识有可能使人类的思维结果增加，但绝对不会是单调增加。4: 精确推理需要知道全部的信息才可能进行推理，

15、这与人有明显的不同，人可以根据一些情况进行一些假设和推断，产生一个结果，而精确推理却不可能。正因为精确推理的基础是经典逻辑，而经典逻辑可以说是一种符号化了的形式推理，它关心的是符号与符号之间的形式联系，而不是符号与符号之后深层次的语义联系。也正是因为这一点，限制了精确推理在人工智能中的应用。如果让这种逻辑解一些题，进行一些确定性的工作，它还是可以的，但是如果让它进行更复杂的工作就力不从心了。我们可以想象一下机器翻译中的例子，人类语言中的有些句子根本没有什么语法，非要从语义上理解不可。这个时候精确推理就不好用了。运动和控制主要研究于机器人学，把机器人与人工智能相结合，发挥机器人的相关作用。机器人

16、学（Robotics）是一项涵盖了机器人的设计、建造、运作、以及应用的跨领域科技，就如同电脑系统之控制、传感回授、以及资讯处理。这些科技催生出能够取代人力的自动化机器，在危险境或制造工厂运作，或塑造成外表、行为、心智的仿人机器人。如今许多的机器人受到自然界的启发，贡献于生物启发的机器人学的领域。直到20世纪前，机器人的功能和潜在应用开发及研究没有持续地成长。时至今日，机器人学成为一个快速成长的领域，同时先进技术持续地研发、设计、以及建造用来达成各种实用目的新款机器人，例如家庭用机器人、工业机器人或军用机器人。许多机器人从事对人类来讲非常危险的工作，如拆除炸弹、地雷、探索沉船等。其中最有代表性的

17、为IBM研制出来的擅长国际象棋的电脑深蓝（DEEP BLUE）由美国华裔科学家徐宏伟负责，数据库由美国特技大师本杰明负责。深蓝储存了200万份的经典对局，DEEP BLUE精于计算，曾两次挑战卡斯帕罗夫(国际象棋冠军)，一胜一负，并被其称为很难对付的怪物。 遗传编程：遗传编程是一种从生物进化过程得到灵感的自动化生成和选择计算机程序来完成用户定义的任务的技术。从理论上讲，人类用遗传编程只需要告诉计算机需要完成什么，而不用告诉它如何去完成,最终可能实现真正意义上的人工智能：自动化的发明机器。遗传编程是一种特殊的利用进化算法的机器学习技术, 它开始于一群由随机生成的千百万个计算机程序组成的人群，然后

18、根据一个程序完成给定的任务的能力来确定某个程序的适合度，应用达尔文的自然选择（适者生存）确定胜出的程序，计算机程序也模拟两性组合，变异，基因复制，基因删除等代代进化，直到达到预先确定的某个中止条件为止。这种人工智能，可以在一定程度上代替人类的创造使新算法的产生自动化。并且，除了程序，遗传编程也被用与产生可发展的硬件。在管理系统中的应用 人工智能应用于企业管理的意义主要不在于提高效率，而是用计算机实现人们非常需要做，但工业工程信息技术是靠人工却做不了或是很难做到的事情。智能教学系统(ITS)是人工智能与教育结合的主要形式，也是今后教学系统的发展方向。信息技术的飞速发展以及新的教学系统开发模式的提

19、出和不断完善，推动人们综合运用超媒体技术、网络基础和人工智能技术区开发新的教学系统，计算机智能教学系统就是其中的典型代表。它包含学生模块、教师模块，体现了教学系统开发的全部内容，拥有着不可比拟的优势和极大的吸引力。研究人工智能的意义我们知道, 计算机是迄今为止最有效的信息处理工具, 以至于人们称它为“电脑”。 但现在的普通计算机系统的智能还相当低下, 譬如缺乏自适应、自学习、自优化等能力, 也缺乏社会常识或专业知识等, 而只能是被动地按照人们为它事先安排好的工作步骤进行工作。因而它的功能和作用就受到很大的限制,难以满足越来越复杂和越来越广泛的社会需求。既然计算机和人脑一样都可进行信息处理, 那

20、么是否能让计算机同人脑一样也具有智能呢？这正是人们研究人工智能的初衷。 研究人工智能也是当前信息化社会的迫切要求。我们知道, 人类社会现在已经进入了信息化时代。信息化的进一步发展, 就必须有智能技术的支持。例如, 当前迅速发展着的互联网(Internet)、万维网(WWW)和网格(Grid)就强烈地需要智能技术的支持。也就是说，人工智能技术在Internet、 WWW和Grid上将发挥重要作用。 智能化也是自动化发展的必然趋势。自动化发展到一定水平, 再向前发展就必然是智能化。事实上,智能化将是继机械化、自动化之后, 人类生产和生活中的又一个技术特征。人工智能的研究目标和策略 人工智能作为一门

21、学科, 其研究目标就是制造智能机器和智能系统, 实现智能化社会。具体来讲, 就是要使计算机不仅具有脑智能和群智能, 还要具有看、听、说、写等感知和交流能力。 简言之, 就是要使计算机具有自主发现规律、解决问题和发明创造的能力, 从而大大扩展和延伸人的智能,实现人类社会的全面智能化。 人工智能学科的研究策略则是先部分地或某种程度地实现机器的智能,并运用智能技术解决各种实际问题特别是工程问题, 从而使现有的计算机更灵活、更好用和更有用,成为人类的智能化信息处理工具, 从而逐步扩展和不断延伸人的智能, 逐步实现智能化。人工智能的影响（1）人工智能对自然科学的影响。在需要使用数学计算机工具解决问题的学

22、科，AI带来的帮助不言而喻。更重要的是，AI反过来有助于人类最终认识自身智能的形成。（2）人工智能对经济的影响。专家系统更深入各行各业，带来巨大的宏观效益。AI也促进了计算机工业网络工业的发展。但同时，也带来了劳务就业问题。由于AI在科技和工程中的应用，能够代替人类进行各种技术工作和脑力劳动，会造成社会结构的剧烈变化。（3）人工智能对社会的影响。AI也为人类文化生活提供了新的模式。现有的游戏将逐步发展为更高智能的交互式文化娱乐手段，今天，游戏中的人工智能应用已经深入到各大游戏制造商的开发中。 伴随着人工智能和智能机器人的发展，不得不讨论是人工智能本身就是超前研究，需要用未来的眼光开展现代的科研

23、，因此很可能触及伦理底线。作为科学研究可能涉及到的敏感问题，需要针对可能产生的冲突及早预防，而不是等到问题矛盾到了不可解决的时候才去想办法化解。未来发展方向技术的发展总是超乎人们的想象，要准确地预测人工智能的未来是不可能的。目前，人工智能的推理功能已获突破，学习及联想功能正在研究之中，下一步就是模仿人类右脑的模糊处理功能和整个大脑的并行化处理功能。人工神经网络是未来人工智能应用的新领域，未来智能计算机的构成，可能就是作为主机的冯诺依曼型机与作为智能外围的人工神经网络的结合。我们还可以利用人工智能来实现语言技术与人类生活的联系，虽然目前关于语言的研究尚未突破语义障碍，现在还看不出在解决自然语言中

24、含糊暧昧的成份方面可能会取得多大的进展，我们所能看到的是一些有一定限制的但与人类生活密切相关的语言处理技术的发展。随着语言技术产品市场的不断壮大，语言技术也会得到更快的发展。在最受人关注的机器人领域里，人工智能蕴含着十分强大的发展空间！虽然现在已经实现了机器人与人的对话交流等强大的功能，但相信在未来，人们一定会挖掘出人工智能更多更强大的功能来运用到机器人中去，让机器人更好的未人们服务！结束语人工智能一直处于计算机技术的前沿，人工智能研究的理论和发现在很大程度上将决定计算机技术的发展方向。如今，人工智能研究的成果已经进入人们的日常生活。将来，人工智能技术的发展将会给人们的生活、工作和教育等带来更

25、大的影响。科学研究讲创新，而创新必须接受应用和市场的检验。任何新生事物的成长都不是一帆风顺的。广大研究者也可能会为此承受巨大风险。但是作为科学研究者，我们应持有乐观的态度，为人工智能的学习和发展做贡献。网站链接What Is AI?An introduction to artificial intelligence by AI founder John McCarthy. AITopicsA large directory of links and other resources maintained by the Association for the Advancement of Arti

26、ficial Intelligence, the leading organization of academic AI researchers.AI Depot community discussion, news, and articlesGame AI 计算机游戏开发者的AI资源中华民国人工智能学会以促进中华民国人工智能及相关领域之研究、发展、应用与交流为宗旨的民间组织。参考文献1人工智能的发展现状与趋势探讨. 王增波. 20082人工智能基础教程. 朱福喜，朱三元，北京清华大学出版社，20063人工智能：回顾与展望.中国人工智能学会. 涂序彦 北京科学出版社2006 4从计算机下棋谈起

27、人工智能浅谈 徐明昆 西安交通大学出版社，19855人工智能及其应用.蔡自兴，徐光祐.清华大学出版社，20106不确定性人工智能李德毅，杜鹚 国防工业出版社，20057人工智能的现状及今后发展趋势展望科技信息 杨状元 , 林建中, 20098基于实时专家系统的智能机器人设计与实现明方利伟，张剑平中国教育信息化，2007实践报告题目：人工智能研究现状关键词： 计算机科学 机器人 人工智能 发展趋势及潜力 人机关系编写检索式 （计算机+机器人）*智能检索过程1检索工具：万方数据库 网站名称：万方数据知识服务平台网址：检索字段和词汇：人工智能检索年限 20102014检索篇数： 4013条论文或图书

28、或者科研成果检索结果：题目：人工智能发展中的哲学问题和思考作者：程石（西南大学硕士）摘要：从1956年的达特矛斯会议上约翰麦卡锡提出人工智能的概念至今，短短50多年，人工智能的发展速度令世人惊服。当进入21世纪，人工智能发展到现在，其成果和应用已经遍及人类日常生活、工业生产、科学研究等方方面面。出版时间：2013年10月8日题目：人工智能中不确定性问题研究作者：张昕（国防科学技术大学硕士）摘要：不确定性问题是人工智能研究的重要方面，客观地反映了真实世界的本质特性。传统的人工智能研究存在不确定性缺失的问题，阻碍了人工智能的进一步发展。出版时间：2013年11月题目：统一人工智能的研究于发展作者：

29、冯媛 蔡增玉 张志锋 甘勇（郑州轻工业学院计算机与通信工程学院 郑州轻工业学院软件学院）摘要：分析了人工智能的符号主义、结构主义和行为主义三大学派的主要观点和遇到的问题；着重研究了机制主义和AORBCO模型；并从核心思想、不足与困难、认知层次、哲学基础等方面对已有的人工智能学派进行了对比分析；最后，讨论了各种人工智能统一方法的不足，并给出了将来的发展方向。出版日期：2014年3月29日项目基金：国家科学基金资助项目 河南省教育厅科学技术研究重点项目题目：人工智能在网络教育中的应用研究作者：张静华 韩璞 （华北电力大学河北省发电过程仿真与优化控制重点实验室）摘要：从模拟现实中的教师教学行为的视角

30、，探讨解决网络教育“教”缺失的问题.通过分析教师的教学设计活动，在网络教育中模拟教师智能实现教师的教学过程和教学设计思想,达到“教”的目的。采用人工智能的知识表示和推理方法，尽可能的实现教师思维决策，同时也使网络教育过程随课程特征和学生的状况而变化，兼顾适应性的要求。出版日期：2014年3月27日2检索工具：知网网站名称：中国知网网址：检索年限 20142015检索篇数：1500条论文或者期刊检索结果：题目：人工智能体的道德确立与伦理困扰作者：王东浩（南开大学哲学院） 关键词：人工智能体 道德冲突摘要：人工智能体道德的出现引发了人们对传统伦理体制的思考。随着技术不断革新,人工智能体的内涵也不断

31、丰富，它的自由性和独立性日趋进步。人工智能体的安全性凸显，在设计和应用人工智能体的过程中，传统的研发进路已然落后。人们对人工智能体有无道德以及道德去向提出了质疑。出版时间：2014年1月题目：人工智能的哲学思考作者：黄兆明（四川省大竹县教师进修学校）关键词：人工智能 思维 哲学摘要：人工智能的发展是人类科学研究的进步，同时向人类提出了重大挑战。人工智能的出现与发展，对马克思主义哲学的研究产生了重大影响，人工智能模拟人类思维,但它与人类思维有着本质区别；人工智能无法摆脱对人的依赖而超过人类,没有也不可能穷尽人类的全部思维规律,不可能统治人类；坚守人性、情感、灵魂等精神领域，从必然王国走向自由王国

32、的一定是我们人类。出版时间：2014年5月题目：电气工程中人工智能技术的应用作者：李武云（西藏职业技术学院综合科）关键词：电气工程 人工智能 技术应用摘要：人工智能涉及到了多个领域的知识，采用了多种最新的理论技术,在实际运用过程中，人工智能具有多种运用优势。正是由于人工智能的这些优势,我国正在逐步引入和创新新的人工智能技术，虽然目前仍存在一些问题，但是人工智能技术在电气工程中的应用前景是非常光明的，电气工程中人工智能的技术运用必将成为大势所趋，这将给社会和人们的生活带来巨大的影响。出版时间：2014年5月题目：数据库技术实现与人工智能融合的方法作者：王龙（大连大学信息工程学院）关键词：数据库的发展 人工智能 摘要：现实生活中数据库技术与人工智能有着紧密联系，人们思想的地位中，人工技能只具