人工智能原理第1章人工智能概述

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1、人工智能原理第1章人工智能概述本章内容1.1关于人工智能的定义1.2人工智能的基础1.3人工智能简史1.4智能体与环境1.5智能体结构小结参考书目附录和人工智能相关的社会伦理问题第1章人工智能概述1.1关于人工智能的定义智能体对AI的4种不同定义类人行动/类人思考/理性思维/理性行动第1章人工智能概述作为智能体的人类智能体(Agent)我们一直在思考：我们，作为一个智能体，为什么能够思考?大脑这么一小堆东西怎么能够感知、理解、预测和应对一个远比自身庞大和复杂的世界？人工智能(AI)走得更远：它不仅试图

2、理解智能体，而且想建造智能体第1章人工智能概述4AI是新兴学科，也是激动人心的学科.Russell声称：不同于物理学，这里还有出现几个爱因斯坦的余地为什么？研究主观世界的成果远少于研究客观世界的成果第1章人工智能概述处于探索初期的学科5对AI的4种不同定义第1章人工智能概述像人一样思考的系统理性地思考的系统要使计算机能思考……有头脑的机器(Haugeland,1985)[使之自动化]与人类的思维相关的活动,诸如决策、问题求解、学习等活动(Bellman,1978)通过对计算模型的使用来进行心智能力的研究(C

3、harniak&McDemontt,1985)对使得知觉、推理和行动成为可能的计算的研究(Winston,1992)像人一样行动的系统理性地行动的系统创造机器来执行人需要智能才能完成的功能(Kurzweil,1990)研究如何让计算机能够做到那些目前人比计算机做得更好的事情(Rich&Knight,1991)计算智能是对设计智能化智能体的研究(Pooleetal.,1998)AI关心的是人工制品中的智能行为(Nilsson,1998)6对AI的4种不同定义第1章人工智能概述像人一样行动的系统––类人行为像人

4、一样思考的系统––类人思考理性地思考的系统理性地行动的系统74种不同定义的方法(1)类人行为：图灵测试(1950)图灵建议：不是问“机器能否思考”，而是问“机器能否通过关于行为的智能测试”测试过程：让一个程序与一个人进行5分钟对话/然后人猜测交谈对象是程序还是人？如果在30%测试中程序成功地欺骗了询问人，则通过了测试图灵期待最迟2000年出现这样的程序，但是到目前为止，面对训练有素的鉴定人，没有一个程序接近30%的标准第1章人工智能概述84种不同定义的方法(2)要想程序通过图灵测试，还需要做大量工作，这些技

5、能包括：自然语言处理,使机器可以用人类语言交流知识表示,存储机器获得的各种信息自动推理,运用知识来回答问题和提取新结论机器学习,适应新环境并检测和推断新模式以及(为了完全图灵测试)计算机视觉,机器感知物体机器人技术,操纵和移动物体第1章人工智能概述94种不同定义的方法(3)AI研究者并未花费很多精力来尝试通过测试,因为研究智能的根本原则远比复制样本重要.如同空气动力学与模拟鸟类飞行之对于飞机的产生第1章人工智能概述104种不同定义的方法(4)类人思考:认知模型方法如何得知人类是如何思考的?通过自省—捕捉人类

6、思维过程和通过心理测试这种方法不满足于让程序正确地解决问题,更加关心对程序的推理步骤轨迹与人类个体求解同样问题的步骤轨迹进行比较认知科学:把来自AI的计算模型与来自心理学的实验技术相结合,试图创立一种精确而且可检验的人类思维工作方式的理论通常,我们只关心程序实现了什么功能,而不会比较AI技术和人类认知之间的异同第1章人工智能概述114种不同定义的方法(4)理性地思考:“思维法则”方法19世纪,逻辑学家就发展出可以描述世界上一切事物及其彼此关系的精确的命题符号1965年,原则上,已经有程序可以求解任何用逻辑符

7、号描述的可解问题(消解法)AI领域传统的逻辑主义希望通过编制上述程序来创造智能系统难点:非形式化的知识难以用逻辑符号形式化/“原则上”可以解决问题和实际解决问题二者之间存在巨大差异第1章人工智能概述124种不同定义的方法(5)理性地行动:理性智能体方法计算机智能体应该有别于“简单的”程序:具有诸如自主控制操作、感知环境、适应变化等理性智能体：要通过自己的行动获得最佳结果，或者在不确定的情况下，获得最佳期望结果不仅要正确地推理，还要正确地行动/正确推论是理性智能体的部分功能，而不是理性的全部内容图灵测试中需要

8、的技能都是为了作出理性行为第1章人工智能概述134种不同定义的方法(6)把AI研究视为理性智能体的设计过程好处：比“思维法则”法则方法(理性地思维)更通用/比建立在人类行为或者思维基础(类人方法)上的方法更经得起科学发展的检验,因为理性的标准有着清楚且普遍的定义正确的结果在不同条件下可以定义清楚完美理性—总能做正确的事情vs.有限理性—在没有足够计算时间的前提下采取正确的行动完美理性在复杂环境下是不可行的第1章人