人工智能第四章节

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1、人工智能原理ArtificialIntelligencePrinciple信息工程学院张永梅第四章计算智能(1)神经计算模糊计算第四章计算智能(1)作业：4-4，4-9，4-10实验：编写一个神经网络程序，实现简单的分类。第四章计算智能(1)4.1概述4.2神经计算4.3模糊计算信息科学与生命科学的相互交叉、相互渗透和相互促进是现代科学技术发展的一个显著特点。4.1概述计算智能涉及神经网络、模糊逻辑、进化计算和人工生命等领域，它的研究和发展反映了当代科学技术多学科交叉与集成的重要发展趋势。计算智能是

2、借鉴仿生学的思想，基于人们对生物体智能机理的认识，采用数值计算的方法去模拟和实现人类的智能。什么是计算智能把神经网络（NeuralNetwork,NN）归类于人工智能（ArtificialIntelligence,AI）可能不大合适，而归类于计算智能（ComputationalIntelligence,CI）更能说明问题实质。进化计算、人工生命和模糊逻辑系统的某些课题，也都归类于计算智能。4.1概述计算智能取决于制造者（manufacturers）提供的数值数据，不依赖于知识；另一方面，人工智能应用

3、知识精品（knowledgetidbits）。人工神经网络应当称为计算神经网络。所谓的专家系统实质上是某一专门知识，例如某种疾病的诊断、处方，某些矿物的资源勘探数据分析等的计算机咨询系统(软件)。专家系统的基础是专家知识。专家知识可以分成两大类，一类是已经总结在书本上的定律、定理和公式等，另一类是专家们在实际工作中长期积累的经验、教训。这后一类知识往往难以总结成书面的规律或条文，但这类知识却是十分宝贵的，它们在专家做出决策、指导工作和解决疑难问题等方面起着重要作用。什么是专家系统：“专家系统”(Ex

4、pertSystem)是指具有相当于专家的知识和经验水平，以及解决专门问题能力的计算机系统，通常指计算机软件。MYCIN系统研制发起人E．H．Shortiffe(爱德华持·肖持利夫)是哈佛大学数学系毕业生，他获得了斯坦福大学面向医学的计算机应用方面的奖学金，到斯坦福大学当研究生。他在计算机科学和医学之间的边缘领域一一医疗诊断的研究中，进行了开创性的工作。当他在一九七一年完成MYCIN系统时，他只是一名研究生，到了一九七九年成为斯坦福大学的内科副教授。一九八零年召开第二届医疗中的人工智能(AIM)学术

5、会议时，他成为大会的组织委员会主席。MYCIN是有关传染病诊断和治疗的咨询系统。它能教会不擅长诊治传染病的医生，怎样从患者症状出发，确定病的种类及相应的治疗方法。我们知道，传染病种类繁多，与其相应的抗生素种类也不少。要在限定的时间内确定病症，选择出恰当的治疗方法，决非易事。这似乎就是开发MYCIN系统的着眼点。人工智能大师--费根鲍姆他的重大贡献在于：通过实验和研究，证明了实现智能行为的主要手段在于知识，在多数实际情况下是特定领域的知识。1994年度的图灵奖由两位人工智能专家分享，其一是声名卓著的爱

6、德华·费根鲍姆(EdwardAlbertFeigenbaum)；另一位是后起之秀的雷伊·雷蒂(RajReddy)。费根鲍姆的重大贡献在于：通过实验和研究，证明了实现智能行为的主要手段在于知识，在多数实际情况下是特定领域的知识，从而最早倡导了“知识工程”(Knowledgeengineering)，并使知识工程成为人工智能领域中取得实际成果最丰富、影响也最大的一个分支。费根鲍姆本人，作为知识工程的倡导者和实践者，于1965年和遗传学系主任、诺贝尔奖得主莱德伯格(JoshuaLederberg)等人合作

7、，开发出了世界上第一个专家系统程序DENDRAL。DENDRAL中保存着化学家的知识和质谱仪的知识，可以根据给定的有机化合物的分子式和质谱图，从几千种可能的分子结构中挑选出一个正确的分子结构。DENDRAL的成功不仅验证了费根鲍姆关于知识工程的理论的正确性，还为专家系统软件的发展和应用开辟了道路，逐渐形成具有相当规模的市场，其应用遍及各个领域、各个部门。因此，DENDRAL的研究成功被认为是人工智能研究的一个历史性突破。费根鲍姆领导的研究小组后来又为医学、工程和国防等部门研制成功一系列实用的专家系统

8、，其中尤以医学专家系统方面的成果最为突出，最负盛名。例如，用于帮助医生诊断传染病和提供治疗建议的著名专家系统MYCIN等。目前，学术界公认，在将人工智能技术应用于医学方面，斯坦福大学处于世界领先地位，这和费根鲍姆是分不开的。MYCIN系统研制发起人E．H．Shortiffe(爱德华持·肖持利夫)是哈佛大学数学系毕业生，他获得了斯坦福大学面向医学的计算机应用方面的奖学金，到斯坦福大学当研究生。他在计算机科学和医学之间的边缘领域一一医疗诊断的研究中，进行了开创性的工作。当