机器人人工智能课件.ppt

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1、第5章机器人人工智能(ArtificialIntelligenceofRobots)自然智能与人工智能的概念人工智能的研究领域专家系统人工神经网络§5.1自然智能与人工智能的概念（TheConceptsofNaturalIntelligenceandArtificialIntelligence）自然智能：是人类和一些动物所具有的智力和行为能力。包括：解决问题，进行各种运算，学习和处理各种新情况的能力;判断、理解、推理、形成概念、适当的反应和适应性人工智能：用计算机程序来实现自然智能§5.2人工智能的研究领域（TheResearchFieldsofArtificialIntell

2、igence）一、专家系统(ExpertSystem)是一个智能的计算机程序，它运用知识和推理步骤来解决只有专家才能解决的复杂问题。即任何解题能力达到了同领域人类专家水平的计算机程序都可以称做专家系统。定义二、自然语言处理（NaturalLanguageProcessing)研究使用计算机理解和生成自然语言的理论和技术问题：包括：书面语的理解口语(声音的理解)手写文字识别应用：机器翻译篇章理解篇章生成自然语言接口三、机器学习（MachineLearning）机器学习是人工智能研究的核心问题之一，也是最早研究方向之一。不具备学习能力的计算机系统难以称为智能系统。学习：如果一个系统

3、能够通过执行某种过程而改进它的性能。机器学习：怎样使用计算机模拟或实现人类学习活动的一门科学。四、自动定理证明(AutomaticTheoremProving)利用计算机证明非数值性的结果，即确定他们的真假。1）自然演绎法：是依据推理规则，从前提和公理中可以推理出许多定理，如果得证的定理恰在其中则定理得证。2）判定法：是对一类问题找出统一的计算机可实现的算法。3）定理证明器：是研究一切可判定问题的证明方法4）人机交互进行定理证明:即计算机是数学家的辅助工具，用计算机帮助人完成手工证明中难以完成的繁杂的大量计算，推理和穷举。五、分布式人工智能(DistributedArtific

4、ialIntelligence)DAI系统一般由多个Agent(智能体)组成，每一个Agent又是一个自治系统，Agent之间以及Agent与环境之间进行并发活动，并通过交互来完成问题求解。智能体的定义：如果一个实体的状态可被视为包含了诸如知识信念。承诺和能力等精神状态时，该实体就是Agent。强有力的机解能力，能解决AI不能解决的问题，因为单个智能系统的资源和知识是有限的，需要构造智能系统组织。由于智能系统间可并行操作，DAI求解问题的效率较高Agent间的协作，可单独工作。DAI比AI更一般地体现了人类的智能。DAI的优越性研究体现在多智能系统中的知识与行为，更确切际说，D

5、AI主要研究在合作或竞争的环境下如何协调多智能系统的行为。其主要目的是为了有效地利用资源，控制智能系统的异常操作，均衡智能系统的目标。DAI研究的主要内容任务的描述、分解和分布通信，交互语言和协议Agent之间的协作Agent之间的协调冲突消解实现的语言、柜架地和环境实现DAI的工程问题DAI的主要研究问题：六、机器人(Robot)七、模式识别(PatternRecognization)1、图形和图像识别2、语言识别八、博弈(GamePlaying)1997年IBM公司研究的“深兰”计算机深兰”获胜前苏联人国际象棋世界冠军：卡斯帕罗夫九、计算机视觉(ComputerVision

6、)十、人工神经网络(NeuralNetwork)§5.3专家系统（ExpertSystem）一、专家系统是一种智能的计算机程序，它运用知识和推理步骤来解决只有专家才能解决的复杂问题定义具有专家水平的专业知识能进行有效的推理具有启发性具有灵活性具有透明性具有交互性能根据不确定的知识进行推理特点二、解释型专家系统诊断型专家系统预测型专家系统设计型专家系统规划型专家系统控制型专家系统监督型专家系统修理型专家系统教学型专家系统调试型专家系统专家系统的类型三、四、专家系统的一般结构核心是：知识库和推理机知识库：用来存放领域专家提供的专门知识。推理机：是模拟领域专家的思维过程，控制并执行对

7、问题的求解。知识获取机构：为专家系统获取知识，建立超健全、完善、有效的知识库，以满足求解领域问题的需要。人机接口：是专家系统与领域专家、知识工程师、一般用户间进行交互的界面，由一组程序及相应的硬件组成，用于完成输入输出工作。数据库：用于存放用户提供的初始事实，问题描述及系统运行过程中得到的中间结果、最终结果等信息。数据库的内容是不断变化的，这也是“动态”或黑板“的由来。数据库中必须有相应的数据库管理系统，负责对数据库中的知识进行检查、维护等。解释机构：回答用户提出的问题，解释系统的推理过程使