人工智能1,中国科学院大学课程.ppt

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1、人工智能（AI）,缪青海人文楼23088256650,从IT产业领军企业看,AI,Google Brain,Deep Learning使用 1000 台电脑创造出包含 10 亿个连接的“神经网络”；通过扫描互联网上无数的猫的图片“认识”了猫。吴恩达（Andrew Ng），斯坦福大学计算机科学系和电子工程系副教授，人工智能实验室主任。2014年加入百度，担任百度公司首席科学家。,Siri,Siri 的背后,Apple在印度的海德拉巴建了一个巨大的用户响应中心，所有用户和Siri的问题都被传到这里，然后三哥三姐们飞快的打字回答。Apple内部把这个叫印度云(Indian cloud)，简称iClo

2、ud。本地+云端,Siri 的背后,Siri脱胎于一个美国国防部项目，是一家总部位于旧金山的同名小公司，它诞生于2007年12月经济危机的寒冬中。2010年4月，苹果公司以2亿美元收购了这家公司，并将整个团队招致麾下。Siri把对话、自然语言理解、视觉、演说、机器学习、制定计划、理性思考等融合到一个模仿人类的助理中，通过手机带入人们的生活。,IBM WATSON,美国智力竞赛节目 Jeopardy！是一款广受欢迎的电视节目，他对参赛者提出了各种独特的挑战：它需要参与者了解涉猎广泛的知识、明白问题中含有的双关语、隐喻和俚语，同时还需要有这能够迅速反应过来按抢答器的反应能力。,最后成绩是Watso

3、n 77147，Brad 21600，Ken 24000！,WATSON?,“沃森”以IBM创始人托马斯沃森的名字命名；“沃森”由5个机柜共90台IBM POWER 750服务器组成，每台POWER 750服务器配备四路八核32线程POWER 7 3.5GHz处理器，是一部拥有2880个POWER7核心和16TB内存的集群；“沃森”存储了IBM所有得到许可和公开的知识内容，成为一个海量百科全书；“沃森”使用了100多个人工智能的相关算法，具备快速的查找、决策和自然语言处理能力。,大学,CMU：来源扩展算法，用于确定用来回答关于既定主题的问题的最佳文本资源；答案评分算法，该算法增进了沃森用来判断

4、某个候选答案在何时可能正确的能力。MIT：问题细分成简单的子问题，以便并行查找和迅速收集相关回答；对象-属性-值数据模型，该模型支持对半结构化数据源中的信息进行有效的检索；,大学,南加州大学：大规模信息提取、分析和知识推理技术，目的是将大量国际来源的资料转化为该系统的一般知识资源，并利用这些知识进行推理，以发现矛盾和差异之处。德州大学奥斯汀分校：文本处理计算方法的开发，重点是通过自动学习来将语言映射成其意义的逻辑表示的系统。,大学,纽约州立大学阿尔巴尼分校：持续交互式问答功能，使计算机系统能够记住全部交互过程，而不是将每个问题当作第一个问题来对待，这是对真实对话的仿真。伦塞利尔理工学院：可视化

5、组件，用以向外部观众显示其对沃森计算机系统所采取的用来对问题进行细分和形成可与人脑媲美的快速、精确回答的大规模并行分析技术。,大学,特兰托大学(意大利)研究团队致力于机器学习、问题回答和对话代理人方面的研究工作。该团队研究高级机器学习技术以及基于语法和语义结构的富文本表示，以便对 IBM 沃森系统进行优化。该团队已在统计学习理论(如核方法)最新成果的基础上开发出了应用于自然语言理解的技术。处理在从由沃森系统的搜索算法发现的答案中选择最佳答案时的不确定性(例如对答案清单进行排名)也其是主要研究方向之一。,行业观点,Watson+Deeplearning,IBM收购初创公司AlchemyAPI，帮

6、助Watson建立模拟人脑分析学习的神经网络，模仿人脑的机制来解释数据，如图像，声音和文本。IBM CEO Elliot Turner：AlchemyAPI 能运行深度学习，而收购AlchemyAPI对于IBM来说，是IBM区别其他云端服务提供商的关键所在。,WATSON 之外？,人工智能改变生活,气象预报,智能家居,智能交通,金融商务,能源开发,电力传输,生物制药,遥感测量,空间技术,军事国防,工业机器人,娱乐机器人,看护机器人 ROBEAR,家用电器,游戏,人工智能的应用领域,工业自动控制模式识别地质勘察描述决策支持系统生产最优规划农业专家系统石油工程金融证券,气象预报水产养殖公路工程智能

7、家居智能监控系统航天技术网络搜索教育培训,人工智能概述,人工智能的定义人工智能的学科基础人工智能简史,36,关于人工智能的定义,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,人类智能与人工智能,人类是一种智能体；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：不仅试图理解智能体，而且要建造智能体制造出像人类一样完成某些智能任务的系统(软件)。,对AI的4种不同定义,4种方法的比较,类人思考或类人行为：直接模拟/追随人理性思考或理性行为：间接模拟/概括人,类人行为：图灵测试(Turing

8、test),图灵建议(1950)：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”,图灵,人工智能之父 1950年，图灵发表了题为计算机能思考吗？图灵实验的本质就是让人在不看外型的情况下不能区别是机器的行为还是人的行为时，这个机器就是智慧的。,AlanMathisonTuring（1912 1954）,图灵测试,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。,图灵测试,在2014图灵测试竞赛上，俄罗斯人维西罗夫开发的超级计算机尤金古斯特曼让测试者相信，它的

9、回答中有33%是人类回答的。因此主办方雷丁大学宣布，已有65年历史的图灵测试首次获得通过。,伪装成为13岁男孩,要想程序通过图灵测试，还需要做大量工作，这些技能包括：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,图灵测试,AI理性行动,理性地行动:理性智能体方法理性智能体：通过自己的行动获得最佳结果，或在不确定的情况下，获得最佳期望结果。不仅要正确地推理，还要正确地行动；图灵测试中需要的技能都是为了作出理性行为。,AI

10、理性行动,把AI研究视为理性智能体的设计过程好处：普遍性：比“思维法则”法则方法(理性地思维)更广；比建立在人类行为或者思维基础(类人方法)上的方法更形式化,因此具有清楚的定义或标准。完美理性 总能做正确的事情；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。,AI 简单定义,人工智能=人造物(计算机)+智能(特殊化程序)作为人造智能体，人们期待计算机智能体在解决某些问题方面要达到专家水平，尽管从整体上它远远不及一个普通人。,对AI的理解是一个过程,对AI的理解不断发展；重要的是：领悟人工智能的思想；学习人工智能的方法；应用人工智能的方法解决实际问题。,49

11、,人工智能的基础,哲学/数学 经济学 神经科学/心理学 计算机工程 控制论/语言学,对人工智能有贡献的学科,哪些学科、思想和人物给予AI以贡献?哲学(BC428现在)数学(800现在)经济学(1776现在)神经科学(1861现在)心理学(1879现在)计算机工程(1940现在)控制论(1948现在)语言学(1957现在),哲学的贡献(1),哲学(BC428现在)贡献的思想:问题1：形式化规则能用来抽取合理的结论吗?问题2：精神的意识是如何从物质的大脑产生出来的?问题3：知识是从哪里来的?问题4：知识是如何导致行动的?,哲学的贡献(2),问题1：形式化规则能用来抽取合理的结论吗?（哲学家及其贡献

12、）亚里士多德(Aristotle,BC384BC322)，为形式逻辑奠定了基础:第一个把支配意识的理性部分法则形式化为精确的法则集合/著名的三段论Ramon Lull、Leonardo da Vinci(达芬奇)、Blaise Pascal(帕斯卡)、Gottfried Wilhelm Leibnitz(莱布尼兹)等人均设计或制造了能计算的机器。,哲学的贡献(3),17世纪,有人提出推理如同数字计算，帕斯卡写道:“算术机器产生的效果显然更接近于思维而不是动物的其他活动”。问题1结论:肯定的结论；即可以用一个规则集合描述意识的形式化、理性的部分。,哲学的贡献(4),问题2：从物理系统的角度来考虑

13、意识:意识与物质的大脑之间的关系如何？Ren Descartes(笛卡尔)给出了第一个关于意识和物质之间的区别以及由此产生的问题的清晰讨论；笛卡尔是二元论的支持者：坚持意识(或称为灵魂/精神)的一部分是超脱于自然之外的，不受物理定律影响；而动物不拥有这种二元属性，它们可以被作为机器对待。,哲学的贡献(5),唯物主义认为:大脑依照物理定律运转而构成了意识,自由意志也就简化为对出现在选择过程中可能选择的感受方式。问题2结论:存在两种选择:二元论.一元论.,哲学的贡献(6),问题3：知识是从哪里来的?关于知识的来源:Francis Bacon(培根)新工具论开始了经验主义运动；John Locke(

14、洛克)指出：“无物非先感而后知”David Hume(休谟)提出归纳原理：一般规则是通过揭示形成规则的元素之间的重复关联而获得的。,哲学的贡献(7),基于Ludwig Wittgenstein,Bertrand Russell的工作，Rudolf Carnap领导维也纳学派发展了实证逻辑主义，坚持认为所有的知识都可以用最终和传感器输入相对应的观察语句相联系的逻辑理论来描述.问题3结论:知识来自于实践,哲学的贡献(8),问题4：知识是如何导致行动的?亚里士多德认为:行动是通过目标与关于行动结果的知识之间的逻辑来判定的。他的进一步阐述指出:要深思的不是结局而是手段，手段在分析顺序中是最后一个,在生

15、成顺序中是第一个。这实际上就是回归规划系统,2300年后由Newell和Simon在其GPS程序中实现。问题4结论:知识用于指导行动去达到目标,数学的贡献(1),数学(800现在)贡献的思想:什么是抽取合理结论的形式化规则?什么可以被计算?如何用不确定的知识进行推理?AI成为一门规范科学要求在三个基础领域完成一定程度的数学形式化：逻辑、计算、概率,数学的贡献(2),问题1：如何抽取形式化规则？George Boole(布尔,18151864),1847年完成了形式逻辑的数学化，即命题逻辑或称布尔逻辑；Gottlob Frege(弗雷格,18481925),1879年扩展了布尔逻辑,使其包含对象

16、和关系,创建了一阶逻辑；Alfred Tarski(塔斯基)引入了一种参考理论，可以把逻辑对象与现实世界对象联系起来。问题1结论:形式化规则=命题逻辑和一阶谓词逻辑,数学的贡献(3),问题2：什么可以计算？可以被计算，就是要找到一个算法算法本身的研究可回溯至9世纪波斯数学家al-Khowarazmi19世纪晚期，把一般的数学推理形式化为逻辑演绎的努力已经展开。,数学的贡献(4),1900年，Hilbert(希尔伯特,18621943)提出了包括23个问题的清单，其中最后一个问题是：是否存在一个算法可以判定涉及自然数的逻辑命题的真实性，即可判定性问题。他所要问的是:有效证明过程的能力是否有基础的

17、局限性。这一问题被Kurt Gdel(哥德尔,19061978)在1931年证实：确实存在真实的局限。,数学的贡献(5),1930年，哥德尔提出：存在一个有效过程可以证明罗素和弗雷格的一阶逻辑中的任何真值语句，但是一阶逻辑不能捕捉到刻画自然数所需要的数学归纳法原则。1931年，哥德尔证明了他的不完备性定理：在任何表达能力足以描述自然数的语言(如某种逻辑)中，在不能通过任何算法建立它们的真值的意义上，存在不可判定的真值语句。不完备性定理还可以表述为：整数的某些函数无法用算法表示，即不可计算的。,数学的贡献(6),由此激发了Allen Turing(图灵,19121954)的热情，他试图精确地刻画

18、哪些函数是能够被计算的，Church-Turing论题指出：图灵机可以计算任何可计算的函数，该结论作为一个充分的定义而被接受。图灵说明了一些函数没有对应的图灵机，没有通用的图灵机可以判定一个给定的程序对于给定的输入能否返回答案或者永远运行下去。,数学的贡献(7),在不可计算性以外，不可操作性具有更重要的影响，如果解决一个问题需要的计算时间随着实例规模成指数级增长，则该问题被称为不可操作的（计算复杂性问题）；多项式级和指数级增长的区别在20世纪60年代得到重视；如何认识不可操作问题?以Steven Cook(1971)和Richard Carp为代表的NP-完全理论的研究提供了一种方法。,数学的

19、贡献(8),Cook和Carp证明有大量各种类别的规范的组合搜索和推理问题属于NP-完全问题；任何NP-完全问题类可归约成的问题类很可能是不可操作的(目前尚未证明,但大家猜测是如此)问题2结论:可计算性和算法复杂性理论,数学的贡献(9),数学对AI的第三个贡献是概率理论：Fermat,Pascal,Bernoulli,Laplace等都推进了概率理论的发展及引入了新的统计方法论；Thomas Bayes(贝叶斯,17491827)提出了根据证据更新概率的法则(贝叶斯公式/条件概率公式)。问题3结论:使用贝叶斯理论进行不确定推理,经济学的贡献(1),经济学(1776现在)贡献的思想:如何决策以获

20、得最大收益?在他人不合作的情况下如何做到这点?在收益遥遥无期的情况下如何做到这点?问题1:效用理论问题2:决策理论问题3:运筹学,经济学的贡献(2),Herbert Simon(西蒙,19162001)是AI研究的先驱者，他于1978年获得诺贝尔经济学奖，是因为他早年的工作：基于满意度的模型：制定“足够好”的决策，而不是艰苦计算获得最优化决策；能更好地描述真实人类行为。在智能体系统中使用决策理论技术越来越重要。,神经科学的贡献(1),神经科学(1861现在)的贡献：大脑是如何处理信息的?神经科学是研究神经系统特别是大脑的科学：虽然几千年来人类一直赞同大脑以某种方式与思维相联系（因为证据表明头部

21、受重击会导致精神缺陷），但是直到18世纪中期人类才广泛地承认大脑是意识的居所。,神经科学的贡献(2),Paul Proca(布鲁卡)通过研究大脑损伤病人的失语症，阐明了语言产生定位于大脑左半球的一部分，现在称为布鲁卡区；1873年Camillo Golgi开发出一项染色技术，允许人们观察大脑的各个神经元；1929年Hans Berger发明脑电图记录仪；1990年核磁共振成像为神经科学家提供了关于大脑活动的细致图像；使得以某种方式与正在进行的认知过程相符合的测量成为可能。,神经元,神经科学的贡献(3),真正令人震惊的结论是：简单细胞的集合能够导致思维、行动和意识，换句话说，大脑产生意识(西尔勒

22、,1992)。计算机和大脑如何相比?大脑活动过程对计算机工作过程有启发。,计算机与大脑的比较,尽管计算机在原始的转换速度上快100万倍,大脑最终在做事上比计算机快10万倍,计算机工程的贡献(1),计算机工程(1940现在)的贡献：如何才能制造出能干的计算机?计算机被视为智能和人工制品的结合最早的可计算的装置应该从17世纪算起；19世纪中叶，Charles Babbage(巴贝奇,17921871)设计了两台机器，名为“差分机”和“分析机”，前者最终于1991年建造出来并在伦敦展出。,计算机工程的贡献(2),最早的现代计算机几乎同时在二战期间分别在英国、德国和美国发明出来；1945年在宾夕法尼亚

23、大学(UPenn)开发出来的ENIAC被公认为现代计算机最有影响的先驱，研制者包括John Mauchly和John Eckert；计算机硬件按照摩尔定律每18个月性能翻一番,但现在就不得不寻求新技术了。,计算机工程的贡献(3),计算机软件技术为AI提供了操作系统、程序设计语言、工具软件等；AI反过来也对主流计算机科学产生了影响：分时技术、交互式编译器、窗口和鼠标的个人机、快速开发环境、链接表数据类型、自动存储管理、面向对象的编程等。,控制论的贡献(1),控制论(1948现在)的贡献：人工制品怎样才能在自己的控制下运转?现代控制论控制论的创始人Norbert Wiener(维纳,1894 19

24、64)的畅销书Cybernetics(控制论)唤醒了人们对人工制造智能机器的可能性的热情；现代控制论，特别是随机优化控制的分支，把设计出能随时间变化使目标函数最大化的系统作为其目的，也粗略符合对AI的观点。,维纳,维纳系统地创建了控制论：或关于在动物和机器中控制和通讯的科学，根据这一理论，一个机械系统完全能进行运算和记忆。他在反馈理论上的研究认为所有人类智力的结果都是一种反馈的结果，通过不断地将结果反馈给机体而产生的动作，进而产生了智能。,控制论的贡献(2),AI和控制论为什么是两个不同领域?控制论的数学工具是微积分和矩阵代数，适合于用固定的连续变量集合描述的系统，精确分析在典型情况下只对线性

25、系统可行。AI自20世纪50年代建立以来，部分起因是寻求摆脱控制论数学方法的局限性。逻辑推理和计算工具使得AI研究者考虑语言/视觉/规划等问题，完全脱离了控制论的范围。,语言学的贡献(1),语言学(1957现在)贡献的思想:语言和思维是怎样联系起来的?乔姆斯基最先作出了贡献1957年句法结构出版，颠覆了行为主义，认为该理论不能解释儿童怎么能理解和构造他们以前没有听到的句子，而乔姆斯基关于语法模型的理论则能够解释这个现象，并且足够形式化，乔姆斯基理论的影响一直持续到20世纪80年代末。,语言学的贡献(2),计算语言学或者自然语言处理与AI差不多同时诞生，一直在发展，但是距离彻底理解语言和思维的关

26、系尚很远。研究语言的理解过程是人类智能研究的核心之一。,各学科的贡献,哲学逻辑/推理方法/智能作为一种物理系统/理性的基础数学形式表示与证明/算法/可计算性/可操作性/不确定性神经科学智能活动的物理基础经济学复杂系统中的决策/验证环境,各学科的贡献,控制理论自我平衡系统/稳定性/优化设计计算机工程计算机硬件和软件系统心理学自适应性/感知和控制的现象语言学知识表示/语法,85,人工智能简史,7个历史时期：孕育期/诞生/早期的成功/困难期/基于知识系统的崛起/AI成为工业/AI成为科学,人工智能发展的7个时期,按照Russell的观点,AI六十年的发展历史可以分为以下7个时期：AI孕育期(1943

27、1955)AI的诞生(1956)早期的成功与期望(19521969)现实的困难(19661973)基于知识的系统:力量的钥匙?(19691979)AI成为工业(1980现在)AI成为科学(1987现在),人工智能孕育期(19431955),神经网络最早的AI工作是1943年McCulloch和Pitts人工神经元模型的研究，他们证明任何可计算的函数都可以通过某种由神经元连接成的网络进行计算，还提出适当的网络能够学习；1951年，普林斯顿大学数学系研究生Marvin Minsky(明斯基)和Dean Edmonds建造了第一台神经元网络计算机。,图灵的论文,图灵1950年的论文第一个清晰地描绘出

28、AI的完整图像：Computing Machinery and Intelligence提出了图灵测试、机器学习、遗传算法、增量学习,人工智能的诞生(1956)(1),1956年夏天，AI正式诞生于达特茅斯大学John McCarthy(麦卡锡)自普林斯顿大学毕业以后去了达特茅斯大学，他说服了另外2个人帮助召开了为期2个月的研讨会。会议组织者4人：麦卡锡、Minsky(明斯基)、Claude Shannon(香侬)、IBM的Nathaniel Rochester(罗切斯特)，参加者共10人。其他6位是：普林斯顿大学Trenchard More、IBM的Arthur Samuel(塞缪尔)、MI

29、T的Ray Solomonoff和Oliver Selfridge、CMU的纽厄尔和西蒙,人工智能的诞生(1956)(2),尽管这次会议没有新突破，但聚集了AI的主要人物特别是AI领域的4位著名专家，他们后来所在的大学也成为了美国AI研究的3大基地：MIT明斯基Stanford麦卡锡(先在MIT后去了Stanford)CMU纽厄尔和西蒙此外，还有IBM,人工智能的诞生(1956)(3),这次会议最为长久的贡献就是麦卡锡为该领域起的名字:人工智能为什么AI有必要成为一个新领域?目标不同：AI从一开始就承载着复制人的才能如创造性、自我修养、语言功能等思想，没有任何一个其他领域涉及这些问题；方法论不

30、同：是唯一一个明确属于计算机科学的分支，因而不是数学或者控制论或其他学科的分支；AI是唯一这样的领域：它试图建造在复杂和变化的环境中自动发挥功能的机器。,麦卡锡,Uncle John McCarthy 1956 首次提出人工智能Artificial Intelligence1971年获图灵奖。Lisp语言的发明者。,麦卡锡（19272011）,早期的热情,巨大的期望(19521969)(1),当时，主流的思想是“一台机器永远不能做X”(而不是考虑“看看计算机能不能做X？”)AI研究者们就演示一个接一个的XCMU：纽厄尔和西蒙完成通用问题求解器(GPS)，该系统及其后续程序的成功导致了他们提出著

31、名的物理符号系统假设。,早期的热情,巨大的期望(19521969)(2),IBM：1959Herbert Gelernter建造了几何定理证明机；1952年起，塞缪尔写了一系列西洋跳棋程序，通过学习可达业余高手的级别；MIT：1958年麦卡锡到了以后作出了三项重要贡献/贡献1:定义了LISP语言/贡献2:与MIT其他人发明了分时技术/贡献3:发表了题为Programs with Common Sense的论文,文中描述了“建议采纳者”程序.该程序实现了知识表示和推理的中心原则:具备明确的知识表示,并能通过演绎过程处理这些表示,早期的热情,巨大的期望(19521969)(3),Stanford:

32、1963年麦卡锡启动了斯坦福的AI实验室,着重研究逻辑推理的通用方法(后来如Robinson发现归结方法)/以及机器人研究MIT:1958年明斯基也到了,不过他对程序如何实现更感兴趣,并最终发展出反逻辑的观点/指导了一系列学生,选择那些显然需要智能才能解决的受限问题/贡献:微世界模型MIT:最著名的微世界是积木世界,在此基础上完成了许多研究工作如:视觉项目、自然语言理解项目(Terry Winograd)、规划器等,现实的困难(19661973)(1),早期AI研究者过于盲目的乐观态度：10年预见象棋世界冠军，而实际上至少40年。早期的AI系统在试图解决更宽范围和更难的问题时，都悲惨地失败了，

33、原因何在?第一类困难:缺少主题知识(通用而非专门化)典型例子:机器翻译(MT)/最早对AI研究的发难始于机器翻译(1966ALPAC报告)The spirit is willing but the flesh is weekThe vodka is good but the meat is rotten,现实的困难(19661973)(2),第二类困难：AI试图解决的很多问题是不可操作的(NP类)：在计算复杂性理论建立之前，对“问题放大”(从玩具到现实)的认识局限于速度和存储容量。例子:早期遗传算法实验(195859)无限计算能力的幻觉：程序原则上能够找到解并不意味着程序实际上包含找到解的机制

34、1973年英国政府在Lighthill报告之后终止了除2所大学以外所有的AI研究资助。,现实的困难(19661973)(3),第三类困难：用于产生智能行为的基本结构存在某些限制例子：1969年Minsky和Papert证明了感知器简单的神经网络所能表示的东西很少(单层感知器对XOR函数)神经网络研究由此沉寂了20年，直到80年代后期多层网络的反向传播算法出现引起了神经网络的复兴；这一算法首次发现恰恰是在1969年发现的(Bryson&Ho)。,基于知识的系统:力量的钥匙?(19691979)(1),早期研究中的通用搜索机制称为弱方法；通用但不能扩展到大规模问题或困难问题需要更强有力的、领域相关

35、的知识DENDRAL是第一个成功的知识密集型系统，1969年在Stanford开发，参与者包括Ed Feigenbaum等，根据质谱仪信息推断分子结构；该系统改进后,把知识和推理部分清楚地划分开80年代专家系统的典型结构。,基于知识的系统:力量的钥匙?(19691979)(2),由DENDRAL系统开始的专家系统方法论又应用到其他需要人类专家知识的领域:MYCIN检测血液感染的专家系统MYCIN知识库的特点:直接来自经验/反映出知识的不确定性自然语言理解领域的专家系统:耶鲁大学Roger Schank和其学生们开发的一系列程序(19771983),AI成为工业(1980现在)(1),1982年

36、，第一个成功的商用专家系统R1在DEC公司开始运转，到1986年为止每年为公司节省4千万美元：美国主要公司都曾开发或使用专家系统；AI工业在1980年只是几百万美元，1988年涨到数十亿美元。,AI成为工业(1980现在)(2),在八十年代的AI研究热潮中，1981年日本提出五代机计划，目的是建造运行Prolog程序的智能机；美国则对应成立了MCC研究集团；,实际上，“AI成为工业”目前在一些家电中可以找到影子。,神经网络的回归(1986现在),神经网络:Frank Rosenblatt1962年提出感知器,证明了感知器收敛定理/但1969年以后沉寂反向传播算法引起了神经网络研究的复兴，Rum

37、elhart和McClelland的文集引起反响连接主义方法崛起，被认为是Newell和Simon提出的符号模型和McCarthy主张的逻辑方法的直接竞争者当前的观点是：连接主义和符号主义方法是互补的,AI成为科学(1987现在)(1),近年AI研究在内容和方法论方面的特点：在已有的理论基础上进行研究而不是提出崭新理论；理论建立在严格定理或者确凿实验证据基础上而不是靠直觉；显示与现实世界应用的相关性而不是与玩具样例的相关性。,AI成为科学(1987现在)(2),从对控制论和统计学的某种叛逆到开始接受这些领域的理论和方法；语音识别中HMM模型应用/贝叶斯网络；数据挖掘：综合神经元网络/统计学；机

38、器人、计算机视觉等；,智能化智能体出现(1995现在),重新审视“完整智能体”：嵌入真实环境的智能体：目前最重要的智能化智能体环境是Internet,AI技术成为重要的Internet工具，例如搜索引擎。为什么要采纳智能体观点?AI历史上分离的子领域需要重新组织起来；AI与其他涉及智能体的领域的联系被拉近了(如控制论和经济学),人工智能的未来,AI是新兴学科，也是激动人心的学科；Alan Turing：我们只能向前看到很短的距离，但是我们能够看到仍然有很多事情要做。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。,处于探索初

39、期的学科,AI的未来,弱人工智能擅长于单个方面的人工智能强人工智能人类级别的人工智能，现在还做不到超人工智能在几乎所有领域都比最聪明的人类大脑都聪明很多，包括科学创新、通识和社交技能,AI的未来,代表人物,Ray Kurzweil相信电脑会在2029年达成强人工智能，而到了2045年，我们不但会有超人工智能，还会有一个完全不同的世界奇点时代。谷歌技术总监。人工智能、机器人、深度学习等领域奇才。微软创始人盖茨曾经称他是“我知道在预测人工智能上最厉害的人”。过去 30 年，他对未来预测的准确率超过 86%。,代表人物,霍金马斯克、盖茨Nick Bostrom 超级人工智能,Bill Gates 2

40、004,“If you invent a breakthrough in artificial intelligence,so machines can learn,”Mr.Gates responded,“that is worth 10 Microsofts.”(Quoted in New York Times,Monday,March 4,2004),Bill Gates 2015,比尔盖茨在Reddit的“Ask Me Anything”论坛上表示，人类应该敬畏人工智能的崛起。盖茨解释，人工智能将最终构成一个现实性的威胁，但它在此之前会使我们的生活更轻松。微软的研发董事总经理埃里克霍维

41、茨持相反观点，认为世界末日的场景纯属“科幻”。,Elon Musk,在麻省理工学院航空航天系2014百年纪念座谈会上，伊隆马斯克表示，“随着人工智能发展，我们正在召唤恶魔。.（人们）总觉得能控制的恶魔，（但）根本不是这样。”通过不断投资的方式来保持对人工智能的关注，他甚至认为人工智能的危险性超过核武器。,Stephen Hawking,著名理论物理学家Stephen Hawking认为：人工智能或许不但是人类历史上最大的事件，而且还有可能是最后的事件。“人工智能的短期影响取决于由谁来控制它，而长期影响则取决于它是否能够被控制。人类在考核人 工智能技术的潜在风险和收益方面所做的研究工作太少”。,

42、当前,人工智能将成为IT领域最重要的技术革命，国际IT巨头已经开始在人工智能领域频频发力，一方面网罗顶尖人才，一方面加大投资力度；人工智能的浪潮已经开始掀起，人工智能新的春天已经到来。,人工智能学习资源,期刊、会议,人工智能国际联合大会International Joint Conferences on Artificial Intelligence,自1969年起，IJCAI每两年举行一次，是人工智能领域国际上最高水平的会议，也是计算机领域最重要的学术会议之一。国际人工智能促进协会（AAAI）第23届人工智能国际联合大会（IJCAI-13）于2013年8月在北京举行。,CI 国际会议,199

43、8年5月WCCI98，美国阿拉斯加安克雷奇市。2002年5月WCCI02，美国夏威夷火奴鲁鲁市。2006年7月WCCI06，加拿大温哥华。2008年6月WCCI08，中国香港。2010年7月WCCI10，西班牙巴塞罗那。2012年7月WCCI12，澳大利亚布里斯班。2014年7月WCCI14，中国北京。,AI主要学术期刊,IEEE Transactions on Neural NetworksIEEE Transactions on Fuzzy SystemsIEEE Transactions on Evolutionary ComputationIEEE/ACM Transactions o

44、n Computational Biology and BioinformaticsIEEE Transactions on NanobioscienceIEEE Transactions on Information Forensics and SecurityIEEE Intelligent Systems,AI主要学术会议,IEEE World Congress on Computational Intelligence(WCCI)International Conference on Computational Intelligence and Security(CIS)IEEE Sy

45、mposium on Computational Intelligence International Conference on Computational Intelligence and International Conference on Computational Intelligence in,课程基本信息,预备知识：参考教材:人工智能一种现代方法(第3版)作者:Stuart Russell and Peter Norvig出版商:人民邮电出版社（清华大学出版社，影印版）教材网页:,参考教材,课程基本内容,覆盖教材中110，1321章。人工智能概述（1）问题求解方法（2）知识表示与逻辑（1）不确定性推理（1）学习算法（2）综合应用分析（1）,考试与考核,30%,70%,+,文献报告,开卷考试,文献报告要求,“AI感知方法”相关：视觉、听觉、味觉；触觉等等高水平论文：IEEE Transactions，Proceedings；ACM；时间期限在近10年，经典论文除外；,教学资源,