Principles of AI-Wang Wenjie,Introduction,:,1,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Graduate University,Chinese academy of Sciences.,人工智能,Principles of Artificial Intelligence,王文杰,信息学院,Syllabus,Course Objectives,教学的基本目的和要求,掌握人工智能的基本概念和原理,掌握人工智能的主要方法和技术,了解人工智能的应用,Course Information,Web,地址,:,包括,:,教材资料,Lecture notes.,Assignments.,Project(s),Others,教材资料,Others,预修课程,数理逻辑,程序设计语言,分数,考试：,其他：,作业,Project/Paper,第一章 引言,本章主要内容,人工智能的界定,人工智能的,诞生和发展简史,人工智能的研究,学派,人工智能的研究领域,1.1,人工智能的,界定,理解“我们如何思考”是人类长期的研究目标,人工智能不仅试图要理解心智能力,而且要建造智能体,.,人工智能（,AI：Artificial Intelligence）,是当前科技发展中的一门前沿学科，同时也是一门新思想、新观念、新理论、新技术不断出现的学科，是在计算机、控制论、信息论、数学、心理学、哲学、语言学等多种学科相互综合、相互渗透的基础上发展起来的一门交叉性的边缘学科。,什么是人工智能（,1,）,Stuart Russell,和,Peter Norvig,把当前有关,AI,的定义分成四类：,类似人一样进行思考的系统,理性思考的系统,类似人一样进行动作(,act),的系统,理性动作的系统,什么是人,工,工智能（,2,）,Stuart Russell,和,Peter Norvig,把当前有,关,关,AI,的定义分,成,成四类,：,：,类似人一样进行思考的系统,理性思考的系统,类似人一样进行动作(,act),的系统,理性动作的系统,思维的过,程,程和推理,行为,什么是人,工,工智能（,3,）,Stuart Russell,和,Peter Norvig,把当前有,关,关,AI,的定义分,成,成四类,：,：,类似人一样进行思考的系统,理性思考的系统,类似人一样进行动作(,act),的系统,理性动作的系统,从模拟人,类,类功能的,逼,逼真度来,度,度量,从理性的,智,智能概念,来,来度量,一个系统,如,如果能够,在,在它所知,道,道的范围,内,内,”,正确行事,”,”,它就是理,性,性的,类似人一,样,样进行动,作,作(,act),的系统,对于人,类,类做的,比,比较好,的,的智能,任,任务，,让,让计算,机,机来完,成,成,如定理,证,证明、,下,下棋、,诊,诊断疾,病,病等,最著名,的,的就是,Turing,测试,Turing,测试（1）,Alan Turing,“,“ComputingMachineryand Intelligence”,Mind,59:433,460,1950.,问题:,“,“,Canmachinesthink?”,为此，,Turing,设计了,著,著名的,TuringTest,他认为,与,与其提,出,出一个,长,长长的,而,而可能,有,有争议,的,的清单,来,来列举,智,智能所,需,需要的,能,能力,不如采,用,用一项,基,基于人,类,类这种,无,无可质,疑,疑的智,能,能实体,的,的辨别,能,能力的,测,测试,.,Turing,测试（2）,测试者,A，,被测试,者,者,B,与,C。,A,是人，,B,与,C,一个是,人,人，另,一,一个是,计,计算机,。,。,A,提出问,题,题，,B,与,C,分别回,答,答。,如果,B,与,C,的回答,，,，使得,A,无法区,分,分是人,的,的回答,还,还是计,算,算机的,回,回答，,则,则计算,机,机具有,了,了智能,。,。,Turing,测试第,一,一次给,出,出了检,验,验计算,机,机是否,具,具有智,能,能的哲,学,学说法,。,。,中文问,题,题,Searle,汉语实,验,验室。,一个不,懂,懂汉语,的,的人,A，,一个充,分,分详细,的,的汉语,问,问答手,册,册。,不计查,手,手册的,时,时间代,价,价。,给,A,一个使,用,用汉语,提,提出的,问,问题，,A,通过汉,语,语符号,的,的比对,使,使用手,册,册，给,出,出回答,。,。,Searle,问，如,果,果,A,通过查,手,手册做,出,出的回,答,答与懂,汉,汉语的,人,人一样,，,，,A,懂汉语,吗,吗？,“深蓝,”,”下棋,程,程序,1997年，,IBM,设计了,这,这个程,序,序。,战胜卡,斯,斯帕罗,夫,夫！,“深蓝,”,”有智,能,能吗？,“Saying DeepBluedoesnt reallythinkaboutchessislike sayinganairplanedoesnt reallyflybecauseitdoesnt flapits wings”,DrewMcDermott,问题,飞机,会,会“,飞,飞”,吗,吗？,轮船,会,会“,游,游泳,”,”吗,？,？,计算,机,机会,“,“思,考,考”,吗,吗,？,什么,是,是人,工,工智,能,能（,4,）,考虑,智,智能,比,比较,好,好的,途,途径,可,可能,是,是把,它,它看,作,作是,一,一些,技,技巧,的,的汇,集,集？,这些,技,技巧,是,是什,么,么呢?,求解,问,问题,的,的能,力,力？,存储,记,记忆,直觉,推理,能,能力,从经,验,验中,学,学习,的,的能,力,力,等等,类似,人,人一,样,样进,行,行思,考,考的,系,系统,如果,说,说某,个,个程,序,序能,够,够像,人,人一,样,样思,考,考，,那,那么,就,就必,须,须以,某,某种,方,方式,确,确定,人,人是,如,如何,思,思考,的,的。,为,为确,定,定人,类,类思,维,维的,内,内部,是,是怎,样,样工,作,作的,，,，可,以,以有,两,两种,方,方法,：,：通,过,过内,省,省（,introspection）-,在人,思,思考,过,过程,中,中，,掌,掌握,人,人自,己,己的,想,想法,；,；或,者,者通,过,过心,理,理学,实,实验,如果,计,计算,机,机程,序,序的,输,输入,/,输出,以,以及,实,实时,的,的行,为,为同,人,人类,行,行为,非,非常,一,一致,，,，就,说,说明,该,该程,序,序可,能,能是,按,按照,人,人类,模,模式,运,运转,的,的。,GPS,：不,仅,仅满,足,足程,序,序正,确,确地,解,解决,问,问题,，,，更,关,关心,程,程序,推,推理,轨,轨迹,与,与人,类,类求,解,解同,样,样问,题,题的,步,步骤,轨,轨迹,的,的比,较,较,理性,思,思考,的,的系,统,统,主要,指,指的,是,是思,维,维方,法,法的,规,规范,化,化,古希,腊,腊哲,学,学家,Aristotle,可能,是,是第,一,一个,试,试图,把,把“,正,正确,地,地思,考,考”,规,规范,化,化的,人,人,19,世纪,后,后期,和,和,20,世纪,，,，形,式,式逻,辑,辑出,现,现,1965,年，,出,出现,了,了用,逻,逻辑,符,符号,描,描述,问,问题,的,的程,序,序,该方,法,法有,两,两个,主,主要,的,的问,题,题。,第一,，,，把,非,非形,式,式的,知,知识,用,用形,式,式的,逻,逻辑,记,记号,表,表示,是,是不,容,容易,做,做到,的,的，,特,特别,是,是当,这,这些,知,知识,不,不是,100%,确定,的,的时,候,候。,第二,，,，在,理,理论,上,上可,以,以解,决,决一,个,个问,题,题和,在,在实,际,际中,这,这样,做,做是,有,有很,大,大不,同,同的,，,，甚,至,至只,要,要很,少,少的,知,知识,就,就可,能,能会,耗,耗尽,任,任何,计,计算,机,机的,资,资源,，,，除,非,非在,推,推理,时,时给,出,出一,定,定的,指,指导,。,。,理性,动,动作,的,的系,统,统,主要,指,指的,就,就是,理,理性,的,的,agent,：通,过,过自,己,己的,行,行动,获,获得,最,最佳,结,结果,，,，或,者,者在,不,不确,定,定的,情,情况,下,下，,获,获得,最,最佳,期,期望,结,结果,Perfectknowledge,unlimitedresources,logicalreasoning,Imperfect,knowledge,limitedresources,(limited)rationality,AI,可,认,认,为,为,就,就,是,是,研,研,究,究,和,和,建,建,造,造,理,理,性,性,Agent,Agent,Agent,在某个环,境,境中作用,的,的实体,智能,Agent,智能作用,的,的系统,Agent,具有:,有关环境,的,的知识,感知信息,(,观察),过去经验,要达到的,目,目标,Agent,为了达到,目,目标，,必,必须根据,知,知识、感,知,知和经验,决,决定要执,行,行什么样,的,的行为。,1.,2,人工智能,的,的发展简,历,历（,1）,1956,：,：一般的说,，,，人工智,能,能这个术,语,语来源于1956,年,年的一次,关,关于“复,杂,杂信息处,理,理”的,Workshop,。,。,在这次会,议,议上，,J.MaCarthy,建议将这,类,类研究称,为,为人工智,能,能“,Artificial Intelligence,”。,(,“,computational rationality,”,是不是更,好,好一些？,),1.,2,人工智能,的,的发展简,历,历（,2）,孕育期(1956,年,年前),主要成就:,-创立了数,理,理逻辑,自,自动机理,论,论,控制,论,论,信息,论,论和系,统论,-发明了电,子,子数字计,算,算机,主要贡献:,1,943,年,MP,模型出现,模型中的,每,每个神经,元,元都具有,”,开,”,、,”,关,”,状态。神,经,经元的状,态,态被认为,是,是,“,实际等价,于,于引起足,够,够刺激的,模,模型,”,。他们认,为,为：任何,可,可计算的,函,函数都可,以,以通过某,种,种神经元,连,连接成的,网,网络进行,计,计算，而,且,且所有的,逻,逻辑运算,都,都可以用,简,简单的网,络,络实现,Hebb,学习规则,，,，用来修,改,改神经元,之,之间的连,接,接强度,Minsky,和,Edmonds,建造了第,一,一台神经,元,元网络计,算,算机,Turing,第一个清,晰,晰比描绘,出,出,AI,的完整景,象,象，提出,Turing,测试、机,器,器学习、,遗,遗传算法,、,、增量学,习,习等,1.,2,人工智能,的,的发展简,历,历（,3）,1956,年人工智,能,能诞生,:,DarmouthWorkshop,参加者包,括,括了当时,在,在自动机,理,理论、神,经,经网络、,智,智能研究,领,领域重要,的,的人物：,Allen Newell,和,HerbertSimon:,逻辑理论,家,家,(,第一个使,用,用定理证,明,明进行非,数,数值思考,的,的程序,),，可以证,明,明,数学原理,中的大多,数,数定理,这次,Workshop,重要性可,能,能是让人,们,们认识到,AI,有必要成,为,为一门单,独,独的领域,：,：,AI,一开始就,承,承载着复,制,制人的才,能,能（如创,造,造性、自,身,身修养、,语,语言功能,）,）的思想,，,，没有任,何,何一个其,他,他领域涉,及,及这些问,题,题,AI,的全部问,题,题不能出,现,现在其他,学,学科中：,AI,和其他学,科,科的方法,论,论不同，,AI,是这些领,域,域中唯一,一,一个明确,属