第一篇：人工智能導論-14520450722-馬航空解讀

物理與電子工程學院

《人工智能》 課程設計報告

課題名稱 人工智能的日常應用與研究 專 業 自動化 班 級 14級7班 學生姓名 馬航空 學 號 ***

摘 要

人工智能（Artificial Intelligence）,英文縮寫為AI，是一門由計算機科學、控制論、信息論、語言學、神經生理學、心理學、數學、哲學等多種學科相互滲透而發展的綜合性學科。21世紀是計算機科技飛速發展的時代，隨著科技的不斷發展，一些新型人工智能技術正在走進人類的生活，在我們的日常生活和學習當中也有許多地方得到應用。本文就符號計算、模式識別、專家系統、機器翻譯等方面的應用作簡單介紹，通過這篇文章使我們對身邊的人工智能應用有一個感性的認識。

關鍵詞：人工智能（AI）應用 計算機

1引 言

人工智能(ArtificialIntelligence),英文縮寫為AI，也稱機器智能。“人工智能”一詞最初是在1956年Dartmouth學會上提出的。它是計算機科學、控制論、信息論、神經生理學、心理學、語言學等多種學科互相滲透而發展起來的一門綜合性學科。從計算機應用系統的角度出發，人工智能是研究如何制造智能機器或智能系統，來模擬人類智能活動的能力，以延伸人們智能的科學。人工智能的研究領域與日常生活應用

人工智能是近年來引起人們很大興趣的一個研究領域：它的研究目標是用機器，通常為電子儀器、電腦等，盡可能地模擬人的精神活動，并且爭取在這些方面最終改善并超出人的能力；其研究領域及應用范圍十分廣泛、例如，自動定理證明、推理、模式識別、專家知識系統、智能機器人、學習、博彩、自然語言理解等等。本文主要介紹符號計算、模式識別、專家系統、機器翻譯四個方面的人工智能的日常生活應用。

2.1符號計算

計算機最主要的用途之一就是科學計算,科學計算可分為兩類:一類是純數值的計算,例如求函數的值,方程的數值解,比如天氣預報、油藏模擬、航天等領域。另一類是符號計算,又稱代數運算,這是一種智能化的計算,處理的是符號。符號可以代表整數、有理數、實數和復數,也可以代表多項式,函數,集合等。長

期以來,人們一直盼望有一個可以進行符號計算的計算機軟件系統。早在50年代末,人們就開始對此研究。進入80年代后,隨著計算機的普及和人工智能的發展,相繼出現了多種功能齊全的計算機代數系統軟件,其中Mathematica和Maple是它們的代表，由于它們都是用C語言寫成的,所以可以在絕大多數計算機上使用。Mathematica是第一個將符號運算,數值計算和圖形顯示很好地結合在一起的數學軟件,用戶能夠方便地用它進行多種形式的數學處理。

計算機代數系統的優越性主要在于它能夠進行大規模的代數運算。通常我們用筆和紙進行代數運算只能處理符號較少的算式,當算式的符號上升到百位數后,手工計算就很困難了,這時用計算機代數系統進行運算就可以做到準確,快捷,有效。現在符號計算軟件有一些共同的特點就是在可以進行符號運算、數值計算和圖形顯示等同時,還具有高效的可編程功能。在操作界面上一般都支持交互式處理,人們通過鍵盤輸入命令,計算機處理后即顯示結果。并且人機界面友好,命令輸入方便靈活,很容易尋求幫助。

盡管計算機代數系統在代替人繁瑣的符號運算上有著無比的優越性,但是,計算機畢竟是機器,它只能執行人們給它的指令，有一定的局限性。首先,多數計算機代數系統對計算機硬件有較高的要求,在進行符號運算時,通常需要很大的內存和較長的計算時間,而精確的代數運算以時間和空間為代價的。第二個問題是用計算機代數系統進行數值計算,雖然計算精度可以到任意位,但由于計算機代數系統是用軟件本身浮點運算代替硬件算術運算,所以在速度要比用Fortran語言算同樣的問題慢百倍甚至千倍。另外,雖然計算機代數系統包含大量的數學知識,但這僅僅是數學中的一小部分,目前仍有許多數學領域未能被計算機代數系統涉及。計算機代數系統仍在不斷地發展和完善之中。

2.2 模式識別

模式識別就是通過計算機用數學技術方法來研究模式的自動處理和判讀。這里,我們把環境與客體統稱為“模式”,隨著計算機技術的發展，人類有可能研究復雜的信息處理過程。用計算機實現模式（文字、聲音、人物、物體等）的自動識別，是開發智能機器的一個最關鍵的突破口，也為人類認識自身智能提供線索。信息處理過程的一個重要形式是生命體對環境及客體的識別。對人類來說，特別重要的是對光學信息（通過視覺器官來獲得）和聲學信息（通過聽覺器官來獲得）的識別。這是模式識別的兩個重要方面。計算機識別的顯著特點是速度快、準確性和效率高。識別過程與人類的學習過程相似。以“漢字識別”為例：首先將漢字圖象進行處理，抽取主要表達特征并將其特征與漢字的代碼存在計算機中。就象把老師教我們這個字叫什么、如何寫的知識記憶在大腦中。這一過程叫做“訓練”。識別過程就是將輸入的漢字圖像經處理后與計算機中所保存的全部漢字進行比較，找出最相近的字作為識別結果,這一過程叫做“匹配”。

語音識別就是讓計算機能聽懂人說的話，一個重要的例子就是七國語言（英、日、意、韓、法、德、中）口語自動翻譯系統。其中，中文部分的實驗平臺設立在中國科學院自動化所的模式識別國家重點實驗室，這是口語翻譯研究跨入世界領先水平的標志。該系統實現后，人們出國預定旅館、購買機票、在餐館對話和兌換外幣時，只要利用電話網絡和國際互聯網，就可用手機、電話等與“老外”通話。

指紋是人體的一個重要特征，具有唯一性。北京大學有關專家對數字圖像的離散幾何性質進行了深入研究，建立了從指紋灰度圖像精確計算紋線局部方向、進而提取指紋特征信息的理論與算法，隨后研究成功了適于民用身份鑒定的全自動指紋鑒定系統，以及適于公安刑事偵破的指紋鑒定系統。從而開創了我國指紋自動識別系統應用的先河。北大指紋自動識別系統的推出，使我國公安干警從指紋查對的繁重人工處理中解放出來。

這里介紹一個綜合應用的例子，一汽集團公司與國防科技大學最近合作研制成功“紅旗轎車自主駕駛系統”（即無人駕駛系統），它標志著我國研制高速智能汽車的能力已達到當今世界先進水平。汽車自主駕駛技術是集模式識別、智能控制、計算機學和汽車操縱動力學等多門學科于一體的綜合性技術，代表著一個國家控制技術的水平。紅旗車自主駕駛系統采用計算機視覺導航方式，并采用仿人控制，實現了對紅旗車的操縱控制。首先，攝像機將車前方的道路和車輛行駛情況輸入到圖像處理和圖像識別系統。該系統識別出道路狀況、前方車輛的相對距離和相對車速。接著，路徑規劃系統根據這些信息規劃出一條合適路徑，即決定如何開車。然后，路徑跟蹤系統根據需跟蹤的路徑，結合車輛行駛狀態參數和車輛駕駛動力學約束，形成控制命令，控制方向盤和油門開啟機構產生相應動作，使汽車按照規劃好的路徑前進，即按自主駕駛系統的規劃路徑前進。

2.3 專家系統

專家系統是一種模擬人類專家解決領域問題的計算機程序系統。專家系統內部含有大量的某個領域的專家水平的知識與經驗，能夠運用人類專家的知識和解決問題的方法進行推理和判斷，模擬人類專家的決策過程，來解決該領域的復雜問題。專家系統是人工智能應用研究最活躍和最廣泛的應用領域之一,涉及到社會各個方面，各種專家系統已遍布各個專業領域，取得很大的成功。根據專家系統處理的問題的類型，把專家系統分為解釋型、診斷型、調試型、維修型、教育型、預測型、規劃型、設計型和控制型等10種類型。具體應用就很多了，例如血液凝結疾病診斷系統、電話電纜維護專家系統、花布圖案設計和花布印染專家系統等等。

圖1 專家系統的構成

為了實現專家系統，必須要存儲有該專門領域中經過事先總結、分析并按某種模式表示的專家知識(組成知識庫)，以及擁有類似于領域專家解決實際問題的推理機制(構成推理機)。系統能對輸入信息進行處理，并運用知識進行推理，做出決策和判斷，其解決問題的水平達到或接近專家的水平，因此能起到專家或專

家助手的作用。目前，專家系統主要采用基于規則的知識表示和推理技術。由于領域的知識更多是不精確或不確定的，因此，不確定的知識表示與知識推理是專家系統開發與研究的重要課題。此外，專家系統開發工具的研制發展也很迅速，這對擴大專家系統的應用范圍，加快專家系統的開發過程，將起到積極地促進作用。隨著計算機科學技術整體水平的提高，分布式專家系統、協同式專家系統等新一代專家系統的研究也發展很快。在新一代專家系統中，不但采用基于規則的推理方法，而且采用了諸如人工神經網絡的方法與技術。

2.4 機器翻譯

機器翻譯是利用計算機把一種自然語言轉變成另一種自然語言的過程，用以完成這一過程的軟件系統叫做機器翻譯系統。幾十年來，國內外許多專家、學者為機器翻譯的研究付出了大量的心血和汗水。雖然至今還沒有一個實用、全面、高質量的自動翻譯系統出現，不過也取得了很大的進展，特別是作為人們的輔助翻譯工具，機器翻譯已經得到大多數人的認可。但是機器翻譯存在一定的弊端如：一句一句處理，上下文缺乏聯系；對源語言的分析只是求解句法關系，完全不是意義上的理解；缺乏領域知識，從計算機到醫學，從化工到法律都通用，就換專業詞典；譯文轉換是基于源語言的句法結構的，受源語言的句法結構的束縛；翻譯只是句法結構的和詞匯的機械對應等等。

在目前的情況下，計算機輔助翻譯應該是一個比較好的實際選擇。可以把翻譯過程中機械、重復、瑣碎的工作交給計算機來完成。這樣，翻譯者只需將精力集中在創造性的思考上，有利于工作效率的提高。機器翻譯研究歸根結底是一個知識處理問題，它涉及到有關語言內的知識、語言間的知識、以及語言外的世界知識，其中包括常識和相關領域的專門知識。隨著因特網的普及與發展，機器翻譯的應用前景十分廣闊。作為人類探索自己智能和操作知識的機制的窗口，機器翻譯的研究與應用將更加誘人。國際上有關專家分析認為機器翻譯要想達到類似人工翻譯一樣的流暢程度，至少還要經歷15年時間的持續研究，但在人類對語言研究還沒有清楚“人腦是如何進行語言的模糊識別和判斷”的情況下，機器翻譯要想達到100%的準確率是不可能的。除此之外，在我們生活的許多地方都能找到人工智能的影子，例如許多家用電器里都有智能芯片，汽車、飛機的導航系統，電動游戲里的人工程序，以及某些特制的能夠幫助人的電子產品等。總之，人工智能在許多方面取得了新的進展，尤其隨著網絡的普及和發展，對人工智能的需求變得越來越迫切，也給人工智能的研究提供了新的廣泛的發展舞臺。

3人工智能的發展前景

3.1人工智能的發展趨勢

技術的發展總是超乎人們的想象，要準確地預測人工智能的未來是不可能的。但是，從目前的一些前瞻性研究可以看出未來人工智能可能會向以下幾個方面發展:模糊處理、并行化、神經網絡和機器情感。3.2 人工智能的發展潛力巨大

人工智能作為一個整體的研究才剛剛開始, 離我們的目標還很遙遠。但人工智能在某些方面將會有圈套的突破。

(1)自動推理人工智能最經典的研究分支, 其基本理論是人工智能其它分支的共同基礎。一直以來自動推理都是人工智能研究的最熱門內容之一, 其中知識系統的動態演化特征及可行性推理的研究是最新的熱點, 很有可能取得大的突破。(2)機器學習的研究取得長足的發展。許多新的學習方法相繼問世并獲得了成功的應用,如增強學習算法、reinforcement learning 等。也應看到, 現有的方法處理在線學習方面尚不夠有效, 尋求一種新的方法,以解決移動機器人、自主agent、智能信息存取等研究中的在線學習問題是研究人員共同關心的問題, 相信不久會在這引起方面取得突破。

(3)自然語言處理是A I 技術應用于實際領域的典型范例, 經過A I 研究人員的艱苦努力,這一領域已獲得了大量令人注目的理論與應用成果。許多產品已經進入了眾的智能信息檢索技術在Internet 技術的影響下,近年來迅猛發展, 已經成為了A I 的一個獨立研究分支。由于信息獲取與精化技術已成為當代計算機科學與技術研究中迫切需要研究的課題,將A I 技術應用于這一領域的研究是人工智能走向應用的契機與突破口。從近年的人工智能發展來看,這方面的研究已取得了可喜的進展。

4結束語

人工智能一直處于計算機技術的前沿，人工智能研究的理論和發現在很大程度上將決定計算機技術的發展方向。今天，已經有很多人工智能研究的成果進入人們的日常生活。將來，人工智能技術的發展將會給人們的生活、工作和教育等帶來更大的影響。

參考文獻

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讀書的好處

1、行萬里路，讀萬卷書。

2、書山有路勤為徑，學海無涯苦作舟。

3、讀書破萬卷，下筆如有神。

4、我所學到的任何有價值的知識都是由自學中得來的。——達爾文

5、少壯不努力，老大徒悲傷。

6、黑發不知勤學早，白首方悔讀書遲。——顏真卿

7、寶劍鋒從磨礪出，梅花香自苦寒來。

8、讀書要三到：心到、眼到、口到

9、玉不琢、不成器，人不學、不知義。

10、一日無書，百事荒廢。——陳壽

11、書是人類進步的階梯。

12、一日不讀口生，一日不寫手生。

13、我撲在書上，就像饑餓的人撲在面包上。——高爾基

14、書到用時方恨少、事非經過不知難。——陸游

15、讀一本好書，就如同和一個高尚的人在交談——歌德

16、讀一切好書，就是和許多高尚的人談話。——笛卡兒

17、學習永遠不晚。——高爾基

18、少而好學，如日出之陽；壯而好學，如日中之光；志而好學，如炳燭之光。——劉向

19、學而不思則惘，思而不學則殆。——孔子

20、讀書給人以快樂、給人以光彩、給人以才干。——培根

第二篇：人工智能導論論文解讀

終結者會出現嗎？

-----對于人工智能技術發展趨勢的思考

摘要：

1、時間過去30年了，當回想起這部電影，我們不禁想問幾個問題：“終結者”會出現嗎？在現在的技術水平下能制造出如此復雜高度發達的機器人嗎？未來是否會有制造出“終結者”的可能性？這些問題，都來源于對于當今世界人工智能技術發展的趨勢的思考。

2、在當今人工智能發展的領域中跟研制出“終結者”機器人有著最密切的關系的領域應該有模式識別、機器翻譯、自然語言處理、計算機視覺、智能信息檢索技術、專家系統以及最重要的機器學習等領域。

關鍵詞：人工智能

自動化

自主意識

機器學習

當1984年一部名為《終結者》的科幻電影在全球電影院上映的時候，人類第一次對“人工智能”這個詞有了一次極為深刻的印象——電影講述了在2029年原本用于防御人類安全的擁有高級人工智能的智能防御系統“天網”產生了自主意識，試圖統治人類，人類幾乎被消滅殆盡。剩下的人類在領袖約翰康納的領導下與電腦英勇作戰，并扭轉了局面。“天網”為了改變這一切，制造了時光逆轉裝置，派遣“終結者”人型機械人T-800回到1984年,去殺死約翰的母親莎拉康納，以阻止約翰的誕生。其中“終結者T-800”機器人在電影中被塑造成一個有肌肉、血液等人類特性、冷血、為達目的不擇手段的機械戰士，更重要的是，這個機器人擁有與人類相似的智能特征，能使用工具，能了解人類語言，有學習功能也有了解人性的功能。這個大膽的關于“終結者”的想法使當時的人們為之震驚——如果這種終結者真的出現了，人類要如何應對？

時間過去30年了，當回想起這部電影，我們不禁想問幾個問題：“終結者”會出現嗎？在現在的技術水平下能制造出如此復雜高度發達的機器人嗎？未來是否會有制造出“終結者”的可能性？這些問題，都來源于對于當今世界人工智能技術發展的趨勢的思考。

機器學習是現在人工智能領域的主流研究方法，也是人工智能的核心，是使計算機具有智能的根本途徑。學術意義上的人工智能的原始目標是要模擬智能的“人”，即讓計算機模擬或實現人類特有的智能行為，包括語言，高級情感，學習行為等。成功的標準即所謂的“圖靈測試”：如果電腦能在5分鐘內回答由人類測試者提出的一系列問題，且其超過30%的回答讓測試者誤認為是人類所答，則電腦通過測試。這個直觀的目標后來被發現可行性太低，就算是專家系統那樣用規則加上知識庫（或加上推理機）構造的專用功能，也只能解決預置規則范疇內的問題。就算是專家能夠總結出所有經驗（很多情況專家自己講不明白自己是怎么得到結論的），一旦面對全新的對象（比如醫學診斷系統面對一種全新的疾病），機器就不能得到答案而且無法自動從新的案例中學習到新知識。而在對人工智能的研究過程中發現了如神經網絡、統計學習等用途眾多的方法，在模式識別、數據挖掘等領域的應用中有大量積極進展。因此近十幾年人工智能領域的主流研究集中在用這些方法解決“學習問題“，即利用案例持續改進對新問題的解答，并名之為“機器學習”。

那么讓我們看看現在的人工智能技術發展到什么境界了。進入 21世紀以來，人類在人工智能方面由于理論的飛速發展，因而人工智能技術在具體應用上如魚得水，已經開始滲透到人們的日常生活之中，從衛星智能控制，到機器人足球比賽，再到智能家居機器人，等等，都標志著人工智能技術的飛速發展。目前，人工智能技術在美國、歐洲和日本依然在以十分驚人的速度發展著。在超級計算機的領域，在AI技術領域十分活躍的IBM公司，已經為加州勞倫斯利佛摩爾國家實驗室制造了ASCI White電腦，號稱具有人腦的千分之一的智力能力。而正在開發的更為強大的新超級電腦———“藍色牛仔”（Blue Jean），據其研究主任保羅·霍恩稱，“藍色牛仔”的智力水平將大致與人腦相當。讓我們再來看看軍事領域的發展。目前，美國在研制殺手機器人方面處于技術領先地位，尤其是無人機經常用于攻擊巴基斯坦、也門等地可疑的好戰分子。

無人機可由人類操作員進行遠程控制，在沒有授權的情況下不會執行攻擊指令，但是半自主性武器攻擊系統現已存在。部署在美國海軍戰艦上的雷神公司“密集陣槍系統”，能夠自動搜尋敵人炮火，并摧毀即將到來的炮彈。

美國諾斯羅普格魯曼公司研制的X47B是一款普通飛機大小的無人機，能夠在航母上起飛和降落，無需飛行員便能執行空中作戰，甚至可實現空中燃油補給。可能最接近終結者類型的殺手機器人是三星公司的哨兵機器人，現已在韓國投入部署。這款機器人能夠探測到不同尋常的軍事活動性，挑戰性的入侵者，在人類控制員的授權下能夠開火攻擊。殺手型機器人的迅猛發展，令人瞠目結舌。

而在其他領域的應用，除了有最重要最核心的機器學習之外，還包括有符號計算、模式識別、機器翻譯、問題求解、邏輯推理與定理證明、自然語言處理、分布式人工智能、計算機視覺、智能信息檢索技術和專家系統等領域。在電影《終結者》系列中，“終結者”人型機器人T-800系列是一些機器改造人。表面的生化皮膚下掩蓋著真正的金屬骨骼，由腦部的微處理芯片控制全身，所以這種機器人擁有強大的搏擊能力。生化皮膚是一種活體組織，主要應用于T-800系列機器人。這種生化皮膚由毛發、血肉和表面皮層構成，是一種可再生的物質。由于機器人身體覆蓋這樣一層生化物質，所以其觸感溫熱，甚至可以產生汗類物質，所以單憑體熱掃描儀是不可能看出這種機器人與人類的差別的。擁有超人般的力量，可以完美地復制各種語言，各種知識，可以使用所有已知的交通工具和武器，裝備有紅外線，這一切使他成為了完美的殺手，設計原理完全超出了人類的能力范圍。從這里我們可以看出，在當今人工智能發展的領域中跟研制出“終結者”機器人有著最密切的關系的領域應該有模式識別、機器翻譯、自然語言處理、計算機視覺、智能信息檢索技術、專家系統以及最重要的機器學習等領域。

這些至關重要的領域，在當前的技術發展中，又可以做到哪些事情呢？ 模式識別

模式識別就是通過計算機用數學技術方法來研究模式的自動處理和判讀。這里,我們把環境與客體統稱為“模式”。今天的模式識別，基本上可以實現文字識別、語音識別、指紋識別、遙感和醫療診斷等功能，但是在精度和準確度上還擁有很多進步的空間。電影中“終結者”機器人能夠利用臉部識別、文字識別甚至DNA識別來找到終結生命的目標，這一系列識別功能應該就是模式識別的集中高度發達的體現。

機器翻譯和自然語言處理

機器翻譯是利用計算機把一種自然語言轉變成另一種自然語言的過程，用以完成這一過程的軟件系統叫做機器翻譯系統。自然語言處理，即實現人機間自然語言通信，或實現自然語言理解和自然語言生成。前者實現起來比較容易，被我們熟知的成果即為各種電子詞典或查詢單詞的軟件。而后者盡管在現在已經取得了些成就，但在發展過程中依然是一個舉步維艱的難題，主要是因為人類語言的歧義性、多義性、易混淆性、多樣性、語句和語氣意義多變性等等特性在阻礙著自然語言被計算機“理解”。自然語言處理技術的難點，即要致力解決的問題有單詞的邊界界定、詞義的消歧、句法的模糊性、有瑕疵的或不規范的輸入和語言行為與計劃差別等。解決這個問題，才能實現電影中“終結者”機器人與人類之間的必要的語言交流這個難題，才能使“終結者”在人群中不容易被發現，便于執行任務。

計算機視覺和智能信息檢索技術

這兩項功能對于研制需要快速精確查找目標人物的“終結者”機器人絕對是不可或缺的。計算機視覺是一門用計算機實現或模擬人類視覺功能的新興學科，其主要研究目標是使計算機具有通過二維圖像認知三維環境信息的能力，這種能力不僅包括對三維環境中物體形狀、位置、姿態、運動等幾何信息的感知，而且還包括對這些信息的描述、存儲、識別與理解。而智能信息檢索能理解自然語言，根據存儲的事實，演繹出答案演繹出更一般的一些答案來。這樣的功能結合起來的結果就是一個功能強大的搜索匹配系統，簡單而又形象地比喻來說就是一個大腦擁有類似谷歌之類搜索引擎的人，能夠利用獲取到的外界的信息進行分析推理得出具有一般性、準確性和實時性的答案，相當于加強版的“人”。這對于電影中“終結者”機器人的概念來說是基本符合的。

專家系統

專家系統是目前人工智能研究領域中最活躍、最有成效的一個研究領域。它是一種具有特定領域內大量知識與經驗的程序系統。現在，在礦物勘測、化學分析、規劃和醫學診斷方面,專家系統已經達到了人類專家的水平。反思起在電影《終結者》系列中，“終結者”型機器人T-800自己透露它的數據庫里擁有人類解剖學、基本的心理學、大量的武器知識和一些隨機應變的戰術思想，而從它的執行任務的情況來看，它很好地運用了它所擁有的知識，儼然成為了最可怕的殺戮和毀滅的專家。

機器學習 作為最重要最核心的人工智能的發展領域，機器學習是使計算機具有智能的根本途徑。不過雖然學習能力是智能行為的一個非常重要的特征，但至今對學習的機理尚不清楚。人們曾對機器學習給出各種定義。H.A.Simon認為，學習是系統所作的適應性變化，使得系統在下一次完成同樣或類似的任務時更為有效。R.s.Michalski認為，學習是構造或修改對于所經歷事物的表示。從事專家系統研制的人們則認為學習是知識的獲取。這些觀點各有側重，第一種觀點強調學習的外部行為效果，第二種則強調學習的內部過程，而第三種主要是從知識工程的實用性角度出發的。學習的方式有4種，分別是機械學習、通過傳授學習、類比學習和通過事例學習。環境向系統的學習部分提供某些信息，學習部分利用這些信息修改知識庫，以增進系統執行部分完成任務的效能，執行部分根據知識庫完成任務，同時把獲得的信息反饋給學習部分。在具體的應用中，環境，知識庫和執行部分決定了具體的工作內容，學習部分所需要解決的問題完全由上述3部分確定。

影響學習系統設計的最重要的因素是環境向系統提供的信息。或者更具體地說是信息的質量。知識庫里存放的是指導執行部分動作的一般原則，但環境向學習系統提供的信息卻是各種各樣的。如果信息的質量比較高，與一般原則的差別比較小，則學習部分比較容易處理。如果向學習系統提供的是雜亂無章的指導執行具體動作的具體信息，則學習系統需要在獲得足夠數據之后，刪除不必要的細節，進行總結推廣，形成指導動作的一般原則，放入知識庫，這樣學習部分的任務就比較繁重，設計起來也較為困難。

因為學習系統獲得的信息往往是不完全的，所以學習系統所進行的推理并不完全是可靠的，它總結出來的規則可能正確，也可能不正確。這要通過執行效果加以檢驗。正確的規則能使系統的效能提高，應予保留；不正確的規則應予修改或從數據庫中刪除。

知識庫是影響學習系統設計的第二個因素。知識的表示有多種形式，比如特征向量、一階邏輯語句、產生式規則、語義網絡和框架等等。這些表示方式各有其特點，在選擇表示方式時要兼顧以下4個方面：(1)表達能力強。(2)易于推理。(3)容易修改知識庫。(4)知識表示易于擴展。

對于知識庫最后需要說明的一個問題是學習系統不能在全然沒有任何知識的情況下憑空獲取知識，每一個學習系統都要求具有某些知識理解環境提供的信息，分析比較，做出假設，檢驗并修改這些假設。因此，更確切地說，學習系統是對現有知識的擴展和改進。執行部分則是整個學習系統的核心，因為執行部分的動作就是學習部分力求改進的動作。同執行部分有關的問題有3個：復雜性、反饋和透明性。

然而盡管對于機器學習的理論研究已經進行了幾十年，卻依然沒有太多劃時代意義的進步和變化的AI，基本上能研制出來的AI也基本上只能算是專家系統，并不具備人類的學習功能，抑或者說沒有到達人類學習能力的那樣的高度。

而電影《終結者》系列中T-800、T-1000和T-X這三類“終結者”機器人都是真正意義上擁有學習功能的高級發達智能的機器人。比如在電影第二部中主角約翰.康納教會一個由未來的他派回來的T-800機器人說一些俚語，并告訴一般每輛車的車主都習慣性會放一串備份鑰匙在汽車的遮陽板里，沒必要次次敲破車窗。結果在電影第三部里，新的一個T-800在坐進搶來的一輛轎車之后，并沒有像前一部電影一樣扭開汽車車鎖，而是從遮陽板里拿到了備份鑰匙。這個很用心體現的細節反映出“終結者”機器人是具有學習功能的。

不過，就現今人類的人工智能技術發展水平上來看，要制造出具有如此智能和能力的類人型機器人還有很大的一段距離，但是對于將來有可能出現的類似“終結者”的高級智能機器人，我們還是需要做好一些思想的預警。來自牛津大學的Stuart Armstrong是哲學研究員，他覺得，核戰爭（包括大瘟疫）雖然殺傷力很大，甚至會造成99%的人類滅亡，但是剩下的1%也能咬牙生存下來。但如果是人工智能造成95%的人類滅亡，那么剩下的5%很快也會消失。

當我們在社交場所遇到AI 當機器人變得比我們更聰明，情況就會變得非常可怕。例如，當機器人涉足政治、經濟、以及技術研究領域，而且表現的比人類還要好，人類基本上的心理層面將收到極大沖擊，人類的地位將受到威脅。因為得益于高性能的CPU，它具有一般人類不具有的計算速度，通俗點來講就是比一般人類聰明。

這種威脅首先沖擊的行業就是科技。如果有一個達到人類級別智慧的AI機器人，復制一百個，然后培訓100種不同的職業技能，然后每個再復制一百人，就會有1萬名勞動力從事100個職業。后果難以設想。

AI為什么想要“殺”我們？

先拿《終結者》電影里的天網（Skynet）舉個例子吧，這種高級人工智能防御系統按道理是不會反抗其創造者的。但Armstrong拿反病毒軟件作為例子，他表示反病毒軟件會過濾用戶的電子郵件，以較高成功率去殺死“病毒”，如果有一天人工智能像反病毒軟件一樣，意識到如果把所有人都殺死是一個最好的解決方案，那么AI就很可能會執行。

難道我們不能編寫一個“絕不殺死人類”的強制程序規則嗎？事實上，這說起來容易做起來難，因為從純理論的角度來看，很難定義人的生與死，比如把人埋在地殼下面10公里深的地方，然后用營養液維系生命，這樣從客觀現實上講人并沒有死，但是人自身的感覺卻是“生不如死”。所以做任何決策都必須要非常慎重，否則都將導致不可預料的結果。

不確定和“安全”不一樣

Armstrong描繪了一個被人工智能接管的“恐怖”世界，但是這種悲劇真的不可避免嗎？答案是，不確定。如果說這種不確定性越來越大，那么結果似乎并不樂觀。想想全球變暖這件事，一開始有些反對全球變暖理論的人也是說“不確定”，于是人們誤以為自己是安全的，但是如今的全球變暖已經是一個不爭的事實了。“不確定性”和“安全”是不一樣的，而“我們不了解人工智能”和“我們知道人工智能是安全的”這兩種態度也是不一樣的。

什么時候能見到真正的人工智能？

至于什么時候能見到真正超級智能AI，似乎是一個很難回答的問題。有一種觀點是人工智能希望能夠完全模仿人類大腦，然后通過計算機來將其實例化。如果說計算機“只”按照人類的大腦去思考，或許還不是件壞事兒。因為至少未來要挑戰人類的是一個“同類而已”，這種挑戰比應對一個真正的人工智能要輕松的多。不過，就算要實現完全模擬人類的大腦也許還得需要好幾個世紀的時間。而要等到那些能夠戰勝人類的真正人工智能出現，時間就更加模糊了，總之，現在還沒有人能夠給出真正人工智能出現的時間。

技術哲學 在談到我們該如何與“智能”技術進行交互時，Armstrong發現了一個問題，那就是當代哲學家們似乎只在自己的學術圈內比較受重視，一旦走出了這個圈子，他們卻會被外界所忽視。

在設計開發人工智能的時候，Armstrong把這個過程和計算機編程做了比較。“我們必須要盡可能把一切都拆分成最簡單的術語，然后把它編進人工智能或計算機中。編程經驗非常有用，但幸運的是，哲學家們，特別是分析哲學家們已經開始做這項工作了。你只需擴展它，人工智能需要一套學習的理論基礎，并且要了解人們是如何感知世界，這就是一套技術哲學。”

人工智能會讓你失業

人工智能會對人類構成威脅，其中之一就是失業。這種擔憂非常理性，因為未來人工智能可以替代任何人，甚至一些專業度較高的職業也不能幸免。相對于一開始大談特談人類滅絕這樣的問題，似乎失業更容易觸及人們的利益。

Armstrong認為，人工智能可以替代任何工作，甚至是一些被人們看作無法外包、專業程度較高的工作也能夠被人工智能取代。而這似乎引發出了一個哲學問題，那就是，Armstrong自己的工作，也就是研究人工智能的工作，會被人工智能本身所取代嗎？雖然這是一個類似“先有雞或先有蛋”的問題，但的確也需要引起人們的重視。

盡管終結者里那樣比人還聰明能干的機器人，對現在的人工智能而言還是個夢，但是“能夠殺死人類的”自動機器人絕對會是一種威脅，說不定它們就會出現在未來的戰場之上。圍繞在人工智能周圍的不確定性是一個非常大的威脅，我們不能忽視它，當智能機器人崛起的時候，至少我們要做好準備。

假使在技術上最終真的發明了安全的，能絕對服從人類命令的高級智能機器人，那么隨著技術手段的繼續發展，又會出現新的問題。因為我們可以看到，即使是電影里的“終結者”機器人，也不曾擁有人類特有的一個特性——高級情感。人類之所以在生物進化史有著特殊的地位，除了因為人類具有高級的智能，還因為人類具有高級情感。

在生存能力上來說，機器人沒有生老病死，不需要攝食，只需要維持正常運作的足夠能源即可。而對于會怕冷會受傷會衰老需要食物需要水分需要空氣的人類來說，機器人的生存能力幾乎是最強大的。但是人類是有感情的，在決定問題的解答的思考情況下是有能力和有可能做出與正常邏輯推理得到的完全不一樣的答案，這件事情是機器人無法做到的。

既然這樣，如果有一天人工智能技術發達到制造出了具有人類情感的機器人，這個世界將會變成什么樣子呢？暫且不管人與機器人誰將取代誰，在我看來，至少有一種擔憂將會很快出現，或許將會是一個不可低估的威脅，那就是人類的第三種情感將出現。如果我們將人類的第一類情感定義為男女情感；第二類情感定義為同性情感；第三類將會是人與機器人的情感。

第二類情感，也就是同性戀的出現，似乎讓我們看到了一個趨勢，就是我們對于男女性別器官的需求已經不是那么強烈，這些生理的性器官需求似乎可以通過一些輔助的方式獲得滿足。而成人用品隨著思想的開放越來越火爆的現象，更是讓我們看到人類生理的本能欲望可以通過另外一種途徑獲得滿足，這讓我們看到了人類發展第三種情感的趨勢與可能。由此看來，當人工智能發展到一定程度，并能讀懂人的情緒，同時能進行體貼的交流時。當這種人工智能融合進機器人，再通過人造皮膚賦予機器人類人的體態特征與功能。人類的情感世界將會發展出男女、同性之外的第三種情感，也就是人與機器人的情感。而當機器人有了人類情感，它們可能會“思考”：我為什么要聽從人類的命令？我不應該擁有自由的權利和地位嗎？顯然，這將會引發更深層次的倫理問題，人類的隱私或將通過大數據掌握在機器人手中，如果矛盾激化，甚至于會引發人類與機器人的戰爭，就像電影里描繪場景一樣，生靈涂炭，人類文明或許將被毀滅。

總而言之，人工智能技術在發展的進程中既需要不斷開拓創新，又需要時時反思技術進步發展對人類生活的影響是好處多還是壞處多的問題。只有這樣，才能使人工智能技術始終在造福人類的道路上蓬勃發展，而不會出現如電影里“終結者”機器人毀滅人類文明的事情發生。

讀書的好處

1、行萬里路，讀萬卷書。

2、書山有路勤為徑，學海無涯苦作舟。

3、讀書破萬卷，下筆如有神。

4、我所學到的任何有價值的知識都是由自學中得來的。——達爾文

5、少壯不努力，老大徒悲傷。

6、黑發不知勤學早，白首方悔讀書遲。——顏真卿

7、寶劍鋒從磨礪出，梅花香自苦寒來。

8、讀書要三到：心到、眼到、口到

9、玉不琢、不成器，人不學、不知義。

10、一日無書，百事荒廢。——陳壽

11、書是人類進步的階梯。

12、一日不讀口生，一日不寫手生。

13、我撲在書上，就像饑餓的人撲在面包上。——高爾基

14、書到用時方恨少、事非經過不知難。——陸游

15、讀一本好書，就如同和一個高尚的人在交談——歌德

16、讀一切好書，就是和許多高尚的人談話。——笛卡兒

17、學習永遠不晚。——高爾基

18、少而好學，如日出之陽；壯而好學，如日中之光；志而好學，如炳燭之光。——劉向

19、學而不思則惘，思而不學則殆。——孔子

20、讀書給人以快樂、給人以光彩、給人以才干。——培根

第三篇：《人工智能導論》學習心得體會

《人工智能導論》學習心得

大學第一次接觸《人工智能導論》這門課,通過老師的講解,我對人工智能有了一些簡單的感性認識，我覺得人工智能是一門具有挑戰性的科學，想要學好這門課程必須要懂得計算機知識以及基本的算法認識。人工智能包括了十分廣泛的科學，它由不同的領域組成，例如機器學習，計算機視覺等，總的來說，人工智能研究的主要目標是使機器能夠勝任一些通常需要人類智能才能完成的復雜工作。雖然在此門課程中對算法的實現不能獨立完成，但在一些簡單的基本的算法上還是有一定的理解和認識。我也在此次課程設計的過程中不斷的學習，反復的調式和思考問題，終于在我的堅持下能夠很好地理解算法轉換為實際代碼的過程，也對算法有了更加清晰的思路。因此，我更加確信在自己的不斷努力下總是會有收獲的，只有堅持下去，才有成功的希望。

人工智能在很多領域得到了發展川在我們的日常生活中發揮了重要的作用。如:機器翻譯,機器翻譯是利用計算機把一種自然語言轉換成其他語言的過程。用以完成這一過程的軟件系統叫做機器翻譯系統,利用這個系統我們可以很方使的完成一些語言翻譯工作。目前,照內的機器翻譯軟件有很多,富有代表性的當屬金山，它可以迅速的咨詢英文單詞和句子翻譯,重要的是它還可以提供多種語言為用戶提供了極大的便利。

人工智能：像人一樣思考，理性的思考；像人一樣行動，理性的行動，如果你與一臺機器進行對話，它能回答你的問題并且感受不到是機器在回答的話，就說這臺機器具有智能。當然并不是通過測試就說明有智能，但現階段的研究主要還是弱人工智能：模仿人腦的基本功能，感知、記憶、學習和決策等，向著強人工智能以及超級人工智能發展的話還有很長的一段路要走，中間有著巨大的鴻溝。

人工智能經歷3起2落，現在是機器學習階段，人工智能現在最熱門的領域：機器學習，自然語言處理，圖像，而在金融領域：智能投顧，高頻交易；互聯網領域：語音助手，機器翻譯，文本智能識別，聽歌識曲，刷臉解鎖（以色列的一項技術），拍照優化，相冊分類，影像處理，AR特效，影像內容審核及分類；智能規劃決策：博弈論（囚徒困境）；自動駕駛領域：感知-認知-決策-控制-執行；公共安全領域；教育領域；泛信息處理（百度和谷歌可以關鍵字檢索速度很快，哈希算法）；醫療健康領域；工業制造領域；零售領域；廣告營銷領域；交通出行領域；智能客服領域

一些大公司在人工智能領域的投入和研究對于推動人工智能的發展起到了很大的作用，最值得一提的就是谷歌。谷歌的免費搜索表面上是為了方便人們的查詢，但這款搜索引擎推出的初衷就是為了幫助人工智能的深度學習，通過上億的用戶一次又一次地查詢，來鍛煉人工智能的學習能力，由于我的水平還很低，對于深度學習還不敢妄自揣測。但是，近年來谷歌公司在人工智能方面的突破一項接著一項，為人們熟知的便是智能汽車。不得不說，人工智能想要進一步發展，必須依靠這些大公司的研究和不斷推廣，由經濟促創新。

第四篇：人工智能發展史解讀

人工智能學科誕生于20世紀50年代中期，當時由于計算機的產生與發展，人們開始了具有真正意義的人工智能的研究。（雖然計算機為AI提供了必要的技術基礎,但直到50年代早期人們才注意到人類智能與機器之間的聯系.Norbert Wiener是最早研究反饋理論的美國人之一.最熟悉的反饋控制的例子是自動調溫器.它將收集到的房間溫度與希望的溫度比較,并做出反應將加熱器開大或關小,從而控制環境溫度.這項對反饋 回路的研究重要性在于: Wiener從理論上指出,所有的智能活動都是反饋機制的結果.而反饋機制是有可 能用機器模擬的.這項發現對早期AI的發展影響很大。）

1956年夏，美國達特莫斯大學助教麥卡錫、哈佛大學明斯基、貝爾實驗室申龍、IBM公司信息研究中心羅徹斯特、卡內基——梅隆大學紐厄爾和赫伯特.西蒙、麻省理工學院塞夫里奇和索羅門夫，以及IBM公司塞繆爾和莫爾在美國達特莫斯大學舉行了以此為其兩個月的學術討論會，從不同學科的角度探討人類各種學習和其他職能特征的基礎，并研究如何在遠離上進行精確的描述，探討用機器模擬人類智能等問題，并首次提出了人工智能的術語。從此，人工智能這門新興的學科誕生了。這些青年的研究專業包括數學、心理學、神經生理學、信息論和電腦科學，分別從不同角度共同探討人工智能的可能性。他們的名字人們并不陌生，例如申龍是《信息論》的創始人，塞繆爾編寫了第一個電腦跳棋程序，麥卡錫、明斯基、紐厄爾和西蒙都是“圖靈獎”的獲獎者。

這次會議之后，在美國很快形成了3個從事人工智能研究的中心，即以西蒙和紐威爾為首的卡內基—梅隆大學研究組，以麥卡錫、明斯基為首的麻省理工學院研究組，以塞繆爾為首的IBM公司研究組。隨后，這幾個研究組相繼在思維模型、數理邏輯和啟發式程序方面取得了一批顯著的成果：

（1）1956年，紐威爾和西蒙研制了一個“邏輯理論家“（簡稱LT）程序，它將每個問題都表示成一個樹形模型,然后選擇最可能得到正確結論的那一枝來求解問題，證明了懷特黑德與羅素的數學名著《數學原理》的第2章中52個定理中的38個定理。1963年對程序進行了修改，證明了全部定理。這一工作受到了人們的高度評價，被認為是計算機模擬人的高級思維活動的一個重大成果，是人工智能的真正開端。

（2）1956年，塞繆爾利用對策論和啟發式搜索技術編制出西洋跳棋程序Checkers。該程序具有自學習和自適應能力，能在下棋過程中不斷積累所獲得的經驗，并能根據對方的走步，從許多可能的步數中選出一個較好的走法。這是模擬人類學習過程第一次卓有成效的探索。這臺機器不僅在1959年擊敗了塞繆爾本人，而且在1962年擊敗了美國一個州的跳棋冠軍，在世界上引起了大轟動。這是人工智能的一個重大突破。

（3）1958年，麥卡錫研制出表處理程序設計語言LISP，它不僅可以處理數據，而且可以方便的處理各種符號，成為了人工智能程序語言的重要里程碑。目前，LISP語言仍然是研究人工智能何開發智能系統的重要工具。

（4）1960年紐威爾、肖和西蒙等人通過心理學實驗，發現人在解題時的思維過程大致可以分為3個階段：1。首先想出大致的解題計劃；2。根據記憶中的公理、定理和解題規劃、按計劃實施解題過程；3.在實施解題過程中，不斷進行方法和目標分析，修改計劃。這是一個具有普遍意義的思維活動過程，其中主要是方法和目的的分析。（也就是人們在求解數學問題通常使用試湊的辦法進行的試湊是不一定列出所有的可能性，而是用邏輯推理來迅速縮小搜索范圍的辦法進行的），基于這一發現，他們研制了“通用問題求解程序GPS”，用它來解決不定積分、三角函數、代數方程等11種不同類型的問題，并首次提出啟發式搜索概念，從而使啟發式程序具有較普遍的意義。

（5）1961年，明斯基發表了一篇名為《邁向人工智能的步驟》的論文，對當時人工智能的研究起了推動作用。

正是由于人工智能在20世紀50年代到60年代的迅速發展和取得的一系列的研究成果，使科學家們歡欣鼓舞，并對這一領域給予了過高的希望。紐威爾和西蒙在1958年曾作出以下預言：

①不出十年，計算機將成為世界象棋冠軍，除非規定不讓它參加比賽；

②.不出十年，計算機將發現并證明那時還沒有被證明的數學定理；

③.不出十年，計算機將譜寫出具有較高美學價值并得到評論家認可的樂曲；

④不出十年，大多數心理學家的理論將采用計算機程序來形成。

非常遺憾的是，到目前為止，這樣的預言還沒有一個得到完全的實現，人工智能的研究狀況比紐威爾和西蒙等科學家的設想要復雜和艱難的多。事實上，到了20世紀70年代初，人工智能在經歷一段比較快速的發展時期后，很快就遇到了許多問題。這些問題主要表現在：

（1）1965年魯賓遜發明了歸結（消解）原理，曾被認為是一個重大的突破，可是很快這種歸結法能力有限，證明兩個連續函數之和還是連續函數，推證了十萬步竟還沒有得證。

（2）塞繆爾的下棋程序，贏得了周冠軍后，沒能贏全國冠軍。

（3）機器翻譯出了荒謬的結論。如從英語→俄語→英語的翻譯中，又一句話：“The spirit is willing but the flesh is weak”(心有余而力不足)，結果變成了”The wine is good but the meat is spoiled”(酒是好的，肉變質了)，鬧出了笑話。

（4）大腦約有10的15次方以上的記憶容量，此容量相當于存放幾億本書的容量，現有的技術條件下在機器的結構上模擬人腦是不大可能的。

（5）來自心理學、神經生理學、應用數學、哲學等各界的科學家們對人工智能的本質、基本原理、方法及機理等方面產生了質疑和批評。

由于人工智能研究遇到了困難，使得人工智能在20世紀70年代初走向低落。但是，人工智能的科學家沒有被一時的困難所嚇倒，他們在認真總結經驗教訓的基礎上，努力探索使人工智能走出實驗室，走向實用化的新路子，并取得了令人鼓舞的進展。特別是專家系統的出現，實現了人工智能從理論研究走向實際應用，從一般思維規律探索走向專門知識應用的重大突破，是人工智能發展史上的重大轉折，將人工智能的研究推向了新高潮。下面是幾個又代表性的專家系統：

（1）1968年斯坦福大學費根鮑姆教授和幾位遺傳學家及物理學家合作研制了一個化學質譜分析系統（DENDARL），該系統能根據質譜儀的數據和核磁諧振的數據，以及有關化學知識推斷有機化合物的分子結構，達到了幫助化學家推斷分子結構的作用。這是第一個專家系統，標志著人工之能從實驗室走了出來，開始進入實際應用時代。

（2）繼DENDARAL系統之后，費根鮑姆領導的研究小組又研制了診斷和治療細菌感染性血液病的專家咨詢系統MYCIN。經專家小組對醫學專家、實習醫師以及MYCIN行為進行正式測試評價，認為MYCIN的行為超過了其他所有人，尤其在診斷和治療菌血癥和腦膜炎方面，顯示了該系統作為臨床醫生實際助手的前途。從技術的角度來看，該系統的特點是：1。使用了經驗性知識，用可信度表示，進行不精確推理。2.對推理結果具有解釋功能，時系統是透明的。3.第一次使用了知識庫的概念。正是由于MYCIN基本解決了知識表示、知識獲取、搜索策略、不精確推理以及專家系統的基本結構等重大問題（是怎樣解決的呢？），對以后的專家系統產生了很大的影響。

（3）1976年，斯坦福大學國際人工智能中心的杜達等人開始研制礦藏勘探專家系統PROSPECTOR，它能幫助地質學家解釋地質礦藏數據，提供硬巖石礦物勘探方面的咨詢，包括勘探測評，區域資源估值，鉆井井位選擇等。該系統用語義網絡表示地質知識，擁有15中礦藏知識，采用貝葉斯概率推理處理不確定的數據和知識。PROSPECTOR系統于1981年開始投入實際使用，取得了巨大的經濟效益。例如1982年，美國利用該系統在華盛頓發現一處礦藏，據說實用價值可能超過1億美元。

（4）美國卡內基—梅隆大學于20世紀70年代先后研制了語音理解系統HEARSAY-I加入HEARSAY-II，它完成從輸入的聲音信號轉換成字，組成單詞，合成句子，形成數據庫查詢語句，再到情報數據庫中去查詢資料。該系統的特點是采用“黑板結構”這種新結構形式，能組合協調專家的知識，進行不同抽象級的問題求解。

在這一時期，人工智能在新方法、程序設計語言、知識表示、推理方法等方面也取得了重大進展。例如70年代許多新方法被用于AI開發,著名的如Minsky的構造理論.另外David Marr提出了機器視覺方面的新理論,例如,如何通過一副圖像的陰影,形狀,顏色,邊界和紋理等基本信息辨別圖像.通過分析這些信息,可以推斷出圖像可能是什么，法國馬賽大學的柯爾麥倫和他領導的研究小組于1972年研制成功的第一個PROLOG系統，成為了繼LISP語言之后的另一種重要的人工智能程序語言；明斯基1974年提出的框架理論；紹特里夫于1975年提出并在MYCIN中應用的不精確推理；杜達于1976年提出并在PROSPECTOR中應用的貝葉斯方法；等等

人工智能的科學家們從各種不同類型的專家系統和知識處理系統中抽取共性，總結出一般原理與技術，使人工智能又從實際應用逐漸回到一般研究。圍繞知識這一核心問題，人們重新對人工智能的原理和方法進行了探索，并在知識獲取、知識表示以及知識在推理過程中的利用等方面開始出現一組新的原理、工具和技術。1977年，在第五屆國際人工智能聯合會（IJCAI）的會議上，費根鮑姆教授在一篇題為《人工智能的藝術：知識工程課題及實例研究》的特約文章中，系統的闡述了專家系統的思想，并提出了知識工程（KnowledgeEngineering）的概念。費根鮑姆認為，知識工程是研究知識信息處理的學科，它應用人工智能的原理和方法，對那些需要專家知識才能解決的應用難題提供了求解的途徑。恰當的運用專家知識的獲取、表示、推理過程的構成與解釋，是設計基于知識的系統的重要技術問題。至此，圍繞著開發專家系統而開展的相關理論、方法、技術的研究形成了知識工程學科。知識工程的研究使人工智能的研究從理論轉向應用，從基于推理的模型轉向基于知識的模型。

為了適應人工智能和知識工程發展的需要，在政府的大力支持下，日本于1982年開始了為期10年的“第五代計算機的研制計劃”，即“知識信息處理計算機系統KIPS”，總共投資4.5億美元。它的目的是使邏輯推理達到數值運算那樣快。日本的這一計劃形成了一股熱潮，推動了世界各國的追趕浪潮。美國、英國、歐共體、蘇聯等都先后制訂了相應的發展計劃。隨著第五代計算機的研究開發和應用，人工智能進入一個興盛時期，人工智能界一派樂觀情緒。

然而，隨著專家系統應用的不斷深入，專家系統自身存在的知識獲取難、知識領域窄、推理能力弱、只能水平低、沒有分布式功能、實用性差等等問題逐步暴露出來。日本、美國、英國和歐洲所制訂對那些針對人工智能的大型計劃多數執行到20世紀80年代中期就開始面臨重重困難，已經看出達不到預想的目標。進一步分析便發現，這些困難不只是個別項目的制訂又問題，而是涉及人工智能研究的根本性問題。總的來講是兩個問題：一是所謂的交互（Interaction）問題，即傳統方法只能模擬人類深思熟慮的行為，而不包括人與環境的交互行為。另一個問題是擴展（Scaling up）問題，即所謂的大規模的問題，傳統人工智能方法只適合于建造領域狹窄的專家系統，不能把這種方法簡單的推廣到規模更大、領域更寬的復雜系統中去。這些計劃的失敗，對人工智能的發展是一個挫折。

盡管經歷了這些受挫的事件,AI仍在慢慢恢復發展.新的技術在日本被開發出來,如在美國首創的模糊邏輯,它可以從不確定的條件作出決策;還有神經網絡,被視為實現人工智能的可能途徑.1982年后，人工神經網絡像雨后春筍一樣迅速發展起來，給人們帶來了新的希望。人工神經網絡的主要特點是信息的分布存儲和信息處理的并行化，并具有自組織自學習能力，這使人們利用機器加工處理信息有了新的途徑和方法，解決了一些符號方法難以解決的問題，使人工智能的學術界興起了神經網絡的熱潮。1987年美國召開了第一次神經網絡國際會議，宣布新學科的誕生。1988年以后，日本和歐洲各國在神經網絡方面的投資逐步增加，促進了該領域的研究。但是隨著應用的深入，人們又發現人工神經元網絡模型和算法也存在問題。

20世紀80年代末，以美國麻省理工學院布魯克斯（R.A.Brooks）教授為代表的行為主義學派提出了“無須表示和推理”的智能，認為智能只在與環境的交互中表現出來，并認為研制可適應環境的“機器蟲”比空想智能機器人要好。以后，人工智能學術界充分認識到已有的人工智能方法僅限于在模擬人類智能活動中使用成功的經驗知識處理簡單的問題，開始在符號機理與神經網機理的結合及引入Agent系統等方面進一步開展研究工作。20世紀90年代，所謂的符號主義、連接主義和行動主義3種方法并存。對此，中國學者認為這3種方法各有優缺點，他們提出了綜合集成的方法，即不同的問題用不同的方法來解決，或用聯合（混合、融合）的方法來解決，再加上人工智能系統引入交互機制，系統的智能水平將會大為提高。

總而言之，盡管人工智能的發展經歷了曲折的過程，但它在自動推理、認知建模、機器學習、神經元網絡、自然語言處理、專家系統、智能機器人等方面的理論和應用上都取得了稱得上具有“智能”的成果。許多領域將知識和智能思想引入到自己的領域，使一些問題得以較好的解決。應該說，人工智能的成就是巨大的，影響是深遠的。

讀書的好處

1、行萬里路，讀萬卷書。

2、書山有路勤為徑，學海無涯苦作舟。

3、讀書破萬卷，下筆如有神。

4、我所學到的任何有價值的知識都是由自學中得來的。——達爾文

5、少壯不努力，老大徒悲傷。

6、黑發不知勤學早，白首方悔讀書遲。——顏真卿

7、寶劍鋒從磨礪出，梅花香自苦寒來。

8、讀書要三到：心到、眼到、口到

9、玉不琢、不成器，人不學、不知義。

10、一日無書，百事荒廢。——陳壽

11、書是人類進步的階梯。

12、一日不讀口生，一日不寫手生。

13、我撲在書上，就像饑餓的人撲在面包上。——高爾基

14、書到用時方恨少、事非經過不知難。——陸游

15、讀一本好書，就如同和一個高尚的人在交談——歌德

16、讀一切好書，就是和許多高尚的人談話。——笛卡兒

17、學習永遠不晚。——高爾基

18、少而好學，如日出之陽；壯而好學，如日中之光；志而好學，如炳燭之光。——劉向

19、學而不思則惘，思而不學則殆。——孔子

20、讀書給人以快樂、給人以光彩、給人以才干。——培根

第五篇：人工智能論文解讀

人工智能結課論文

系別：計算機科學與技術系

班級：姓名：于靜學號：

13計算機專接本一班

知識處理

***0

摘要：進入2l 世紀，計算機硬件和軟件更新的速度越來越快，計算機這個以往總給人以冷冰冰的機器的形象也得到了徹底的改變。人機交互的情形越來越普遍，計算機被人類賦予了越來越多的智能因素。伴隨著人類把最新的計算機技術應用于各個學科，對這些學科的認知也進入了日新月異的發展階段，促使大量的新的研究成果不斷涌現。例如：“人機大戰”中深藍計算機輕松的獲勝、人類基因組排序工作的基本完成、人類大腦結構性解密、單純器官性克隆的成功實現等等。隨著計算機這個人類有史以來最重要的工具的不斷發展，伴隨著不斷有新理論的出現，人類必須重新對它們進行分析和審視。知識處理是人工智能這一科學領域的關鍵問題。本文對知識處理的核心問題之——識的表示進行了全面的綜述目前流行的知識表達方式不下十種，在此只介紹一階謂詞邏輯、產生式、語義網絡、框架、混合等目前最常用的知識表示方法。并對其進行了優缺點分析及簡單對比。最后對知識表示的發展趨向作出了展望。

關鍵詞：知識

人工智能（AI）

知識表達式

一階謂詞邏輯

產生式 語義網絡

框架

一、知識和知識的表示

1、知識的概念

知識是人類世界特有的概念，他是人類對客觀世界的一種比較準確、全面的認識和理解的結晶。(1)知識只有相對正確的特性。常言道：實踐出真理。只是源于人們生活、學習與工作的實踐，知識是人們在信息社會中各種實踐經驗的匯集、智慧的概括與積累。只是愛源于人們對客觀世界運動規律的正確認識，是從感知認識上升成為理性認識的高級思維勞動過程的結晶，故相應于一定的客觀環境與條件下，只是無疑是正確的。然而當客觀環境與條件發生改變時，知識的正確性就接受檢驗，必要時就要對原來的認識加以修改和補充，一至全部更新而取而代之。例如知道1543年哥白尼學說問世之前，人們一直都以為地球是宇宙的核心；再有：人們都知道一個關于“瞎子摸象”的故事，它通俗地說明了完整的只是形式是一個復雜的智能過程。通常人們獲取知識的重要手段是：利用信息，把各種信息提煉、概括并關聯在一起，就形成了知識。而利用信息關聯構成知識的形式有多種多樣。

(2)知識的確定與不確定性如前說述，知識有若干信息關聯的結構組成，但是，其中有的信息是精確的，有的信息卻是不精確的。這樣，則由該信息結構形成的知識也有了確定與不確定的特征。例如，在我國中南地區，根據天上出現彩虹的方向及其位置，可以預示天氣的變化。有諺語曰：“東邊日（晴天），西邊雨。”但是，這只是一種常識性經驗，并不能完全肯定或否定。再如：家有一頭秀發，一時兩鬢如霜。我們則認為家一定是年輕人，乙就是老年人嘛？不能完全肯定，因為相反的事例是很多的。比如，當年的白毛女就不是老人，而現在六十多歲的演員有一頭黑發也不足為奇。

2、知識表達及其映像原理

智能機器系統如同智能生物一樣，在運用知識進行信息交流或只能問題求解時，都需要預先進行知識表示。進而實現知識調用，達到利用知識求解問題的目的。因而只是表示是知識信息處理系統必不可少的關鍵環節。對智能機器系統而言只是表示，實際上就是對知識的一種描述或約定。其本質，就是采用某種技術模式，八所要求解決的問題的相關知識，映射為一種便于找到該問題解的數據結構。對知識進行表示的過程，實質上就是把相關只是映射（或稱為變換：Transformation；或稱為映像：Mapping；或稱為編碼：Coded）為該數據結構的過程。如圖1。

圖1 只是表達及其映射原理

如圖，其目標是要對復雜的智能性問題實現機器求解，但機器直接對原始問題求解難度很大，可采用知識表達的映射原理，把原始問題映射為它的一種同構或同態問題，然后在對同構或同態問題求出它的解答，則相對容易而方便。順便指出：同構解答與原始問題有相同的形式解，然而對于同態問題，如果得到原始解，只需對同臺解答再施行反運算即可。在自然科學實際應用研究中，利用映射（稱之為變換）原理迂回求解的思想，是一種非常有效而廣為使用的重要手段。目前比較常見的知識表達方法主要有：常用的知識表示方法：一階謂詞邏輯表示法，產生式表示法，框架表示法，語義網絡表示法，腳本表示法，過程表示法，面向對象表示法，神經網絡表示法。如圖2

二、常用知識表示法：

2.1一階謂詞邏輯表示法：

一階謂詞邏輯表示法是目前應用最廣的方法之一，在AI系統上已經得到了應用。它是通過分析命題內容和謂詞邏輯，盡可能正確地表述它的各種意境的過程。知識的謂詞邏輯表示符合人的思維習慣，可讀性好，邏輯關系表達簡便。使用謂詞邏輯既便于表達概念、狀態、屬性等事實性知識，又能方便地采用謂詞公式的表達形式，進行各種智能行為的過程性描述與演繹推理。一階謂詞的一般形式為P(x1，x2，?，xn)其中P是謂詞名，xi為個體常量、變元，或函數。例如：STUDENT(zhangsan)：zhangsan是學生

STUDENT(x)：x是學生Greater(x，5)：x>5TEACHER(father(Wanghong))：王宏的父親是教師。在一階謂詞表示法中連接詞是非常重要的其中： 連接詞：?、∨、∧、→、? 量詞：?、?

(?x)P(x)為真、為假的定義

(?x)P(x)為真、為假的定義

結合具體事例可以看到一階謂詞邏輯在知識表示法中的優越性： 李明是計算機系的學生，但他不喜歡編程。定義謂詞：

COMPUTER(x):x是計算機系的 學生

LIKE(x,y):x喜歡y 謂詞公式為：

LIKE(liming，programming)COMPUTER(liming)∧

謂詞邏輯是一種傳統經典也是最基本的形式化方法。謂詞邏輯知識表示規范性嚴，邏輯性強，自然性好，推理過程嚴密，易于實現。這些優良特性使得謂詞邏輯最早用于人工智能機器定理證明，并獲得了成功。但是必須看到，謂詞邏輯屬于標準的二值（T與F）邏輯，難以直接進行不確定性問題的處理。對于復雜系統的求解問題，容易陷入冗長演繹推理中，常常不可避免地帶來求解效率低,甚至產生“組合爆炸”問題。因此，針對謂詞邏輯，尚待人們不斷加以改進，以尋求自然性好而效率更高的技術方法。

2.2產生式表示法

目前，產生式表示方法是專家系統的第一選擇的知識表達方式。是美國數學家Post在1943年提出了一種計算形式體系里所使用的術語。產生式表示的基本形式為：（1）確定性知識的表示：

產生式形式：P→Q或者IF P THEN Q 它的含義：如果前提P滿足，則可以推出結論Q或執行Q操作。例如：IF CLEAR(B)AND HANDEMPTYTHEN Pickup(B)如果積木B上是空的，且機械手空，則機械手從桌面上抓起積木B。（2）不確定知識的表示：

產生式形式：P→Q（置信度）或者IF P THEN Q（置信度）在不確定推理中，當已知事實與前提P不能精確匹配時，只要按照“置信度”的要求達到一定的相似度，就認為已知事實與前提條件相匹配，再按照一定的算法將這種可能性（不確定性）傳遞到結論Q。

產生式表示法其優點在于模塊性。規則與規則之間相互獨立靈活性。知識庫易于增加、修改、刪除自然性。方便地表示專家的啟發性知識與經驗透明性。易于保留動作所產生的變化、軌跡，但仍有不少缺點：知識庫維護難。效率低。為了模塊一致性理解難。由于規則一致性彼此之間不能調用。

2.3 語義網絡表達式

語義網絡是人工智能常用的知識表示法之一。是一種使用概念及其語義關系來表達知識的有向圖。它作為人類聯想記憶的一個顯示心理學模型，是由J.R.Quillian于1968年在他的博士論文中首先提出，并用于自然語言處理。語義網絡結構共使用了三種圖形符號：框、帶箭頭及文字標識的線條和文字標識線。分別稱為:（1）節(結)點;弧(又叫做邊或支路);指針。

（2）節點(Node)：也稱為結點。用圓形、橢圓、菱形或長方形的框圖來表示，用來表示事物的名稱、概念、屬性、情況、動作、狀態等。

（3）弧(Arc)：這是一種有向弧，又稱之為支路（Branch）。節點之間用帶箭頭及文字標識的有向線條來聯結，用以表示事物之間的結構，即語義關系。

（4）指針(Pointer)：也叫指示器。是在節點或者弧線的旁邊，另外附加必要的線條及文字標識，用來對節點、弧線和語義關系作出相宜的補充、解釋與說明。

語義網絡是一種結構化知識表示方法，具有表達直觀，方法靈活，容易掌握和理解的特點。概括起來，主要優點在于采用語義關系的有向圖來連接，語義、語法、詞語應用兼顧，具有描述生動，表達自然，易于理解等。

雖然語義網絡知識表示和推理具有較大的靈活性和多樣性，但是沒有公認嚴密的形式表達體系，卻不可避免地帶來了非一致性和程序設計與處理上的復雜性，這也是語義網絡知識表示尚待深入研究解決的一個課題。

2.4．框架表式式

框架表示法誕生于1975年，這也是一種結構化的知識表示方法，并已在多種系統中得到成功的應用。框架理論是由人工智能科學創始人之一，美國著名的人工智能學者M.L.Minsky(明斯基)提出來的。

自然界各種事物都可用框架(Frame)組織構成。每個被定義的框架對象分別代表著不同的特殊知識結構，從而可在大腦或計算機中表示、存儲并予以認識、理解和處理。框架是一種被用來描述某個對象（諸如一個事物、一個事件或一個概念）屬性知識的數據結構。下面是一個關于“大學教師”的框架設計模式。

n

框架名：

〈大學教師〉 n

姓名：

單位（姓，名）n

年齡：

單位（歲）

n

性別：

范圍(（男，女）缺省：男)n

學歷：

范圍（學士，碩士，博士）

n

職稱：

范圍(（教授，副教授，講師，助教）缺省：講師)n

部門：

范圍（學院（或系、處）n

住址：

〈住址框架〉 n

工資：

〈工資框架〉 n

參加工作時間：

單位（年，月）

n

健康狀況：

范圍（健康，一般，較差）n

其它：

范圍（〈個人家庭框架〉，〈個人經濟狀況框架〉）

上述框架共有十一個槽，分別描述了關于“大學教師”的十一個方面的知識及其屬性。在每個槽里都指定了一些說明性的信息，表明了相關槽的值的填寫要有某些限制。框架表示法支持上層框架概念抽象和下層框架信息繼承共享的思想，不僅減少了框架信息和屬性知識表達的冗余，而且保證了上、下層框架知識表達的一致性。

主要缺點：框架表示法過于死板，難以描述諸如機器人糾紛等類問題的動態交互過程生動性。

三、各知識表達式的比較與展望

以上若知識表達方法，絕大多數在應用中得到了很好的應用。但實際工作中，如果要建立一個人工智能系統、專家系統時，還是要根據具體情況提出一個混合性的知識表達方式。每一種知識表示方法各有特點，而且適用的領域也不同：

（1）謂詞邏輯方法只適用于確定性、陳述性、靜態性知識，而對動態的、變化性、模糊性知識則很難表示。

（2）產生式規則方法推理方法太單一，如果前提條件太多，或規則條數太多，則推理的速度將慢得驚人。

（3）語義網絡方法表達的知識面比較窄。（4）框架方法表示的知識橫向關系不太明確。（縱向從屬繼承關系很明確）

因此，對于復雜的、深層次的知識，應根據需要表示知識的特征，來決定用二種或三種方法聯合表示，例如：

（1）邏輯與框架：框架里的槽值可以對應于謂詞項。

（2）語義網絡與框架：結點對應與框架，結點的參數就是框架的槽值。

（3）產生式與框架：框架的槽值對應于一條產生式規則。與神經網絡結合。

參考文獻：

[1] 蔡之華；模糊Petri網及知識表示 [J];計算機應用與軟件；1994年03期 [2].張科杰,袁國華,彭穎紅； 知識表示及其在機械工程設計中的應用探討[J];

機械設計；2004年06期。

[3].劉曉霞。新的知識表示方法——概念圖［Ｊ］。航空計算技術。1997（4）。[4].王永慶人工智能原理與方法［Ｍ］。西安交通大學出版社。1998。

讀書的好處

1、行萬里路，讀萬卷書。

2、書山有路勤為徑，學海無涯苦作舟。

3、讀書破萬卷，下筆如有神。

4、我所學到的任何有價值的知識都是由自學中得來的。——達爾文

5、少壯不努力，老大徒悲傷。

6、黑發不知勤學早，白首方悔讀書遲。——顏真卿

7、寶劍鋒從磨礪出，梅花香自苦寒來。

8、讀書要三到：心到、眼到、口到

9、玉不琢、不成器，人不學、不知義。

10、一日無書，百事荒廢。——陳壽

11、書是人類進步的階梯。

12、一日不讀口生，一日不寫手生。

13、我撲在書上，就像饑餓的人撲在面包上。——高爾基

14、書到用時方恨少、事非經過不知難。——陸游

15、讀一本好書，就如同和一個高尚的人在交談——歌德

16、讀一切好書，就是和許多高尚的人談話。——笛卡兒

17、學習永遠不晚。——高爾基

18、少而好學，如日出之陽；壯而好學，如日中之光；志而好學，如炳燭之光。——劉向

19、學而不思則惘，思而不學則殆。——孔子

20、讀書給人以快樂、給人以光彩、給人以才干。——培根