人工智能导论全套ppt课件

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3. 机器思维
机器思维：对通过感知得来的外部信息及机器内部的各种工作信息进行有目的的处理。
19
21.3机人器工感智知能研究的基本内容
4. 机器学习
机器学习（machine learning）：研究如何使计算机具有类似于人的学习能力，使它能通过学习自动地获取知识。
1957年，Rosenblatt研制成功了感知机。
获取知识并应用知识求解问题的能力
6
1.1.2 智能的特征
1. 感知能力：通过视觉、听觉、触觉、嗅觉等感觉器官感知外部世界的能力。 80%以上信息通过视觉得到，10%信息通过听觉得到。
2. 记忆与思维能力
存储由感知器官感知到的外部信息以及由思维所产生的知识
对记忆的信息进行处理
7
1.1.2 智能的特征
20世纪三大科学技术成就：
空间技术
原子能技术
人工智能
3
第1章绪论
1.1 人工智能的基本概念 1.2 人工智能的发展简史 1.3 人工智能研究的基本内容 1.4 人工智能的主要研究领域
4
第1章绪论
✓ 1.1 人工智能的基本概念
1.2 人工智能的发展简史 1.3 人工智能研究的基本内容 1.4 人工智能的主要研究领域
13
1.2.2 形成（1956年－1969年）
1956年夏，当时美国达特茅斯大学数学助教、现任斯坦福大学教授麦卡锡和哈佛大学数学和神经学家、现任MIT教授明斯基、IBM公司信息研究中心负责人洛切斯特、贝尔实验室信息部数学研究员香农共同发起，邀请普林斯顿大学莫尔和IBM公司塞缪尔、MIT的塞尔夫里奇和索罗莫夫以及兰德公司和卡内基－梅隆大学的纽厄尔、西蒙等10名年轻学者在达特莫斯大学召开了两个月的学术研讨会，讨论机器智能问题。

《人工智能导论》第1章-绪论

萧条波折期
20世纪80年代中期至今
稳步增长期
形成及第一个兴旺期
20世纪50年代中期至60年代中期
第二个兴旺期
20世纪70年代中期至80年代中期
1.2.1 孕育期 (20世纪50年代中期以前)
人工智能的孕育期大致可以认为是1956年以前的时期。这个时期的主要成就是数理逻辑、自动机理论、控制论、信息论、神经计算、电子计算机等学科的建立和发展，为人工智能的诞生准备了理论和物质的基础。
1.1.2 人工智能的定义
人工智能（AI）是一门正在发展中的综合性前沿学科，它由计算机科学、控制论、信息论、神经生理学、心理学、语言学等多种学科相互渗透而发展起来。
人工智能研究的近期目标是：使现有的计算机不仅能做一般的数值计算及非数值信息的数据处理，而且能运用知识处理问题，能模拟人类的部分智能行为。
过高预言的失败，给AI造成重大伤害
“20 年内，机器将能做人所能做的一切。”
——西蒙，1965
“在3～8年时间里，我们将研制出具有普通人智力的计算机。这样的机器能读懂莎士比亚的著作，会给汽车上润滑油，会玩弄政治权术，能讲笑话，会争吵。……它的智力将无以伦比。”
——明斯基，1977
1.2.3 萧条波折期 (20世纪60年代中期至70年代中期)
➢ 1955 年年末，纽厄尔和西蒙编写了一个名为“逻辑专家”的程序，被许多人认为是第一个人工智能程序。它将问题表示成一个树形模型，然后选择最可能得到正确结论的那一支来求解问题。
1.2.2 形成及第一个兴旺期 (20世纪50年代中期至60年代中期)
AI诞生于一次历史性的聚会——达特茅斯会议
1956年夏季，由美国学者麦卡锡、明斯基、朗彻斯特和香农共同发起，在美国达特茅斯大学举办了一次长达2个多月的研讨会，讨论用机器模拟人类智能的问题。会上，首次使用了“人工智能”这一术语。这是人类历史上第一次人工智能研讨会，标志着人工智能学科的诞生，具有十分重要的历史意义。

人工智能导论课件第9章第2-3节

9.2.3 机器行为与行为机器
• 行为机器（Behavioral Machine）指具有人工智能行为的机器，或者说，能模拟、延伸与扩展人的智能行为的机器。例如：智能机械手、机器人、操作机；自然语言生成器；智能控制器，如专家控制器、神经控制器、模糊控制器…… 这些智能机器或智能控制器，具有类似于人的智能行为的某些特性，如自适应、自学习、自组织、自协调、自寻优……因而，能够适应工作环境的条件的变化，通过学习改进性能，根据需求改变结构，相互配合、协同工作，自行寻找最优工作状态。
9.3 机器人的概念
• 随着工业自动化和计算机技术的发展，机器人开始进入大量生产和实际应用阶段。尔后由于自动装备海洋开发空间探索等实际问题的需要，对机器人的智能水平提出了更高的要求。特别是危险环境，人们难以胜任的场合更迫切需要机器人，从而推动了智能机器人的研究。
9.3.1 机器人的发展
• 机器人的发展历史要比人们想象的更丰富、更悠久。 • 也许第一个被人们接受的机械代表作是1574年制造的斯特拉斯堡铸铁公鸡。每
图9-5 机器感知
9.2 机器感知
• 机器感知是一连串复杂程序所组成的大规模信息处理系统，信息通常由很多常规传感器采集，经过这些程序的处理后，会得到一些非基本感官能得到的结果。
• 机器感知或机器认知（Machinபைடு நூலகம் Recognition）研究如何用机器或计算机模拟、延伸和扩展人的感知或认知能力，包括：机器视觉、机器听觉、机器触觉…… 如：计算机视觉、模式（文字、图像、声音等）、识别、自然语言理解……都是人工智能领域的重要研究内容，也是在机器感知或机器认知方面高智能水平的计算机应用。
• 智能机器（Intelligent Machine, IM），研究如何设计和制造具有更高智能水平的机器。特别是，设计和制造更聪明的计算机？

人工智能导论课件(李俊丽)ch1 绪论.

智能, 还要具有看、听、说、写等感知和交流能力。简言之, 就是要使计算机具有自主发现规律、解
决问题和发明创造的能力, 从而大大扩展和延伸人的智能,实现人类社会的全面智能化。
2021/7/18
26Biblioteka 息工程与自动化学院近期目标：建造智能计算机代替人类的部分智力劳动
远期目标：用自动机模仿人类的思维过程和智能行为
信息工程与自动化学院
前苏联研制的月球车一号 (1970年11月）
2021/7/18
“阿波罗”15 号飞船上宇航员艾尔文在检查月球车上的设备 (1971年 7月）
17
信息工程与自动化学院
中国自主设计的月球车
2021/7/18
18
越野自主车
信息工程与自动化学院
2021/7/18
19
信息工程与自动化学院
人工智能导论
昆明理工大学信自学院自动化系李俊丽
2021/7/18
1
教第1章人工智能概述学第2章搜索内第3章知识表示容第4章推理
2021/7/18
2
信息工程与自动化学院
参考书目
• 人工智能技术导论（第三版）.廉师友.西安电子科技大学，2007 （教材）
• 人工智能及其应用.蔡自兴，徐光佑.清华大学出版社
✓ 1965年开发出世界上第1个专家系统；
✓ 开发著名的专家系统MYCIN；
✓ 80年代合著四卷本的《人工智能手册》开设世界上第1家以开发和将专家系统商品化的公司。
2021/7/18
45
信息工程与自动化学院
劳伊· 雷迪 – – 大型人工智能系统的开拓者
2021/7/18
1937年出生于印度，1966年在美国获得

人工智能导论全套课件

计算机视觉技术的挑战与未来发展
挑战
计算机视觉技术面临的挑战包括光照变化、噪声干扰、遮挡问题、运动模糊等。
VS
未来发展
随着深度学习技术的不断发展，计算机视觉技术将更加成熟和高效。未来，计算机视觉技术将更加注重实时性、鲁棒性和自适应性，同时将更加广泛地应用于各个领域。
06
人工智能伦理、法律与社会影响
01
各国政府正在制定相关法律和监管政策，以确保人工智能技术
的合法、合规和安全使用。
知识产权保护
02
对于人工智能技术和应用，知识产权保护是一个重要问题，需
要建立相应的法律制度。
跨国合作与国际法规
03
随着人工智能技术的全球化发展，跨国合作和国际对社会的影响与未来趋势
1 2
应用场景
如图像识别、语音识别、自然语言处理、推荐系统等。
深度学习原理与框架介绍
神经网络模型
通过模拟人脑神经元之间的连接方式，构建多层神经网络模型。
反向传播算法
通过计算输出层与目标值之间的误差，反向调整每个神经元的权重，使整个网络的输出结果更加准确。
深度学习框架
如TensorFlow、PyTorch等，提供了丰富的深度学习算法和工具，方便用户进行模型训练和部署。
深度学习
神经网络结构、反向传播算法、卷积神经网络等。
03
机器学习与深度学习
机器学习算法与应用场景
监督学习算法
如线性回归、逻辑回归、支持向量机等，用于根据输入特征预测输出结果。
非监督学习算法
如聚类分析、关联规则挖掘等，用于发现数据中的模式和结构。
强化学习算法
通过与环境的交互来学习策略，适用于机器人控制、游戏等领域。

人工智能导论课件第1章第2节

现代计算机之父，博弈论之父——冯·诺依曼
1.2.1 大师与通用机器
• 电子计算机通称电脑，简称计算机，是一种通用的信息处理机器，它能执行可以充分详细描述的任何过程。用于描述解决特定问题的步骤序列称为算法，算法可以变成软件（程序），确定硬件（物理机）能做什么和做了什么。创建软件的过程称为编程。
1.2.2 人工智能学科的诞生
• 人工智能甚至可以追溯到古埃及。电子计算机的出现使信息存储和处理的各个方面都发生了革命，计算机理论的发展产生了计算机科学并最终促使了人工智能的出现。计算机这个用电子方式处理数据的发明，为人工智能的可能实现提供了一种媒介。
1.2.2 人工智能学科的诞生
• 虽然计算机为人工智能提供了必要的技术基础，但人们直到上个世纪50年代早期才注意到人类智能与机器之间的联系。诺伯特·维纳是最早研究反馈理论的美国人之一，反馈控制的一个大家熟悉的例子是自动调温器，它将收集到的房间温度与人们希望的温度比较并做出反应，将加热器开大或关小，从而控制环境温度。这项对反馈回路的研究重要性在于：维纳从理论上指出，所有的智能活动都是反馈机制的结果，而反馈机制是有可能用机器模拟的。这项发现对早期人工智能的发展影响很大。
1.2.4 人工智能的社会必然性
• 人工智能技术的发展反映了生产力发展的要求，它的产生有其必要性。 – （1）人工智能是工具进化的结果。与以前的劳动工具相比，人工智能的进步之一是它可以对大脑模拟。人工智能技术超越以往的技术，推动了生产力的发展。此外，与之前的生产工具相比，人工智能丰富了人的内心，强壮了人类的身体。人工智能比以前的工具吸收了更多的肢体功能，它高度模仿人类技能，拟人性强，具有拟人装置的特征。
• 二是反思发展期：60 ~70年代初。人工智能发展初期的突破性进展大大提升了人们对人工智能的期望，人们开始尝试更具挑战性的任务，并提出了一些不切实际的研发目标。然而，接二连三的失败和预期目标的落空（例如无法用机器证明两个连续函数之和还是连续函数、机器翻译闹出笑话等），使人工智能的发展走入了低谷。

第一讲(人工智能导论)

– 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。
– Turning试图精确地刻画哪些函数是能够被计算的但，计算或有效过程的概念是无法给出形式化定义的。
– 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。
2
深蓝
• 1997年5月11日北京时间早晨4时50分，一台名叫 “深蓝”的超级电脑在棋盘C4处落下最后一颗棋子，全世界都听到了震撼世纪的叫杀声──“将车”！这场举世瞩目的“人机大战”，终于以机器获胜的结局降下了帏幕。
• “深蓝”是一台智能电脑，是人工智能的杰作。新闻媒体以挑衅性的标题不断地发问：电脑战胜是一个人，还是整个人类的智能？连棋王都认了输，下一次人类还将输掉什么？智慧输掉了，人类还剩些什么？于是，人工智能又一次成为万众关注的焦点，成为电脑科学界引以自豪的学科。
• John Watson领导的行为主义认为，内省不能提供可靠的证据，拒绝任何涉及精神过程的理论，只研究动物的感知及其反应
• 认知心理学的主要特征是，把大脑当做信息处理装置，Frederic Bartlett领导的剑桥大学应用心理小组使得认知模型得以繁荣
• 心理学家普遍认为，认知理论就应该像计算机程序 • 结论：人类思考和活动应该是一个信息处理过程
计算机工程：如何制造能干的计算机？
• 结论：知识来源于实践
• 知识是如何导致行动的？
– Aristotle:行动是通过目标与关于行动结果的知识之间的逻辑联系来判定的。
– 他进一步指出，要深思的不是结局而是手段，假设了结局并考虑如何以及通过什么手段得到结局，结局是否容易是否最好，手段在分析顺序中是最后一个，在生成顺序中是第一个

《人工智能导论》课件

深度学习
强化学习
随着算法和计算能力的提升，深度学习将在语音识别、图像识别、自然语言处理等领域取得更大突破。
强化学习在决策优化、游戏等领域的应用将更加广泛，实现更高效的学习和决策。
边缘计算
数据隐私和安全
随着物联网设备的普及，边缘计算将与人工智能结合，实现更快速、低延迟的处理和响应。
随着人工智能应用的普及，数据隐私和安全问题将更加受到关注，需要加强数据保护和加密技术的研究和应用。
CHAPTER
03
人工智能的实际应用
智能语音助手
智能语音助手是人工智能技术的一个重要应用，它能够识别和理解人类语音，并作出相应的回应。例如，苹果的Siri、亚马逊的Alexa和谷歌的Google Assistant 等。
智能语音助手在家庭、办公室等场景中广泛应用，可以帮助人们完成查询信息、设置提醒、控制智能家居设备等多种任务。
智能机器人
智能机器人是人工智能技术的另一个重要应用，它们可以在没有人工干预的情况下独立完成一系列复杂任务。例如，工业机器人、服务机器人和家庭机器人等。
智能机器人已经在制造业、医疗保健、航空航天等领域得到广泛应用，提高了生产效率、服务质量和工作安全性。
自动驾驶汽车
自动驾驶汽车是人工智能技术在交通领域的应用，它能够通过传感器、雷达和摄像头等设备感知周围环境，并自主完成驾驶任务。
人工智能的潜在风险和挑战
数据偏见
人工智能算法可能受到数据偏见的影响，导致不公平和歧视性的决策。
失业问题
人工智能的发展可能导致部分职业的消失，需要探索新的就业模式和培训计划。
安全和隐私
人工智能技术可能被用于侵犯个人隐私和安全，需要加强监管和法律约束。

人工智能导论全套

Introduction of Artificial Intelligence
人工智能导论
教材：
王万良《人工智能导论》（第3版）高等教育出版社，2011. 2
人工智能导论
第 1 章绪论
教材：
王万良《人工智能导论》（第3版）高等教育出版社，2011. 2
2
第1章绪论
1956 年正式提出人工智能（artificial intelligence, AI）这个术语并把它作为一门新兴科学的名称。
6
1.1.2 智能的特征
1. 感知能力：通过视觉、听觉、触觉、嗅觉等感觉器官感知外部世界的能力。 80%以上信息通过视觉得到，10%信息通过听觉得到。
2. 记忆与思维能力存储由感知器官感知到的外部信息以及由思维所产生的知识
对记忆的信息进行处理
7
1.1.2 智能的特征
（1）逻辑思维（抽象思维）
3. 学习能力
学习既可能是自觉的、有意识的，也可能是不自觉的、无意识的；既可以是有教师指导的，也可以是通过自己实践的。
4. 行为能力（表达能力）
人们的感知能力：用于信息的输入。
行为能力：信息的输出。
9
1.1.3 人工智能
人工智能：用人工的方法在机器（计算机）上实现的智能；或者说是人们使机器具有类似于人的智能。
依靠逻辑进行思维。思维过程是串行的。容易形式化。
思维过程具有严密性、可靠性。
（2）形象思维（直感思维）
o 依据直觉。 o 思维过程是并行协同式的。 o 形式化困难。 o 在信息变形或缺少的情况下仍有可能得到比较满意的结果。
8
1.1.2 智能的特征
（3）顿悟思维（灵感思维）

人工智能导论课件第1章第4-6节

1.5.1 安全问题不容忽视
• 人工智能最大的特征是能够实现无人类干预的，基于知识并能够自我修正地自动化运行。在开启人工智能系统后，人工智能系统的决策不再需要操控者进一步的指令，这种决策可能会产生人类预料不到的结果。设计者和生产者在开发人工智能产品的过程中可能并不能准确预知某一产品会存在的可能风险。因此，对于人工智能的安全问题不容忽视。
• 现在，每个行业都希望能应用人工智能技术，对于机器学习专业知识的需求也就无处不在，因此，人工智能也将继续推动社会对于机器学习工程师高需求趋势的发展。除此之外，图像识别、语音识别、医药和网络安全等类型的企业，也面临着缺乏合适技能和知识的劳动力这一问题的挑战。
1.4.1 未来的五个重要岗位
• （3）数据标签专业人员。随着数据收集几乎在每个领域实现普及，数据标签专业人员的需求也将在未来呈现激增之势。事实上，在人工智能时代，数据标签可能会成为蓝领工作。
1.5.3 强力保护个人隐私
• 作为第一个被输入情感程序的机器男孩，大卫是这个公司的员工亨瑞和他的妻子的一个试验品，他们夫妻俩收养了大卫。而他们自己的孩子却最终因病被冷冻起来，以期待有朝一日，有一种能治疗这种病的方法会出现。尽管大卫逐渐成了他们的孩子，拥有了所有的爱，成为了家庭的一员。但是，一系列意想不到的事件的发生，使得大卫的生活无法进行下去。
1.5.3 强力保护个人隐私
• 涉及的安全、伦理和隐私问题是人工智能发展面临的挑战。安全问题是让技术能够持续发展的前提。技术的发展给社会信任带来了风险，如何增加社会信任，让技术发展遵循伦理要求，特别是保障隐私不会被侵犯是亟需解决的问题。为此，需要制订合理的政策、法律、标准基础，并与国际社会协作。建立一个令人工智能技术造福于社会、保护公众利益的政策、法律和标准化环境，是人工智能技术持续、健康发展的重要前提。

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（1）逻辑思维（抽象思维）
依靠逻辑进行思维。思维过程是串行的。容易形式化。
思维过程具有严密性、可靠性。
（2）形象思维（直感思维）
o 依据直觉。 o 思维过程是并行协同式的。 o 形式化困难。 o 在信息变形或缺少的情况下仍有可能得到比较满意的结果。
8
1.1.2 智能的特征
（3）顿悟思维（灵感思维）
11
1.2 人工智能的发展简史
1.2.1 孕育（1956年之前）
公元前，亚里斯多德（Aristotle）：三段论培根（F. Bacon）：归纳法莱布尼茨（G. W. Leibnitz）：万能符号、推理计算布尔（G. Boole）：用符号语言描述思维活动的基本推理法则 1936年，图灵：图灵机 1943年，麦克洛奇（W. McCulloch）、匹兹(W. Pitts)： M－P模型
获取知识并应用知识求解问题的能力
6
1.1.2 智能的特征
1. 感知能力：通过视觉、听觉、触觉、嗅觉等感觉器官感知外部世界的能力。 80%以上信息通过视觉得到，10%信息通过听觉得到。
2. 记忆与思维能力
存储由感知器官感知到的外部信息以及由思维所产生的知识
对记忆的信息进行处理
7
1.1.2 智能的特征
1981年，日本宣布第五代计算机发展计划，并在1991年展出了研制的PSI－3智能工作站和由PSI－3构成的模型机系统。
我国自1978年开始把“智能模拟”作为国家科学技术发展规划的主要研究课题。1981年成立了中国人工智能学会。
现在，人工智能已经成为计算机、航空航天、军事装备、工业等众多领域的关键技术。
16
第1章绪论
不定期的突发性。非线性的独创性及模糊性。穿插于形象思维与逻辑思维之中。
Hale Waihona Puke 3. 学习能力学习既可能是自觉的、有意识的，也可能是不自觉的、无意识的；既可以是有教师指导的，也可以是通过自己实践的。
4. 行为能力（表达能力）
人们的感知能力：用于信息的输入。
行为能力：信息的输出。
9
1.1.3 人工智能
人工智能：用人工的方法在机器（计算机）上实现的智能；或者说是人们使机器具有类似于人的智能。
12
1.2 人工智能的发展简史
1.2.1 孕育（1956年之前）
美国爱荷华州立大学的阿塔纳索夫教授和他的研究生贝瑞在1937年至1941年间开发的世界上第一台电子计算机 “ 阿塔纳索夫－贝瑞计算机（ Atanasoff-Berry Computer，ABC）”为人工智能的研究奠定了物质基础。
5
1.1.1 智能的概念
▪ 自然界四大奥秘：物质的本质、宇宙的起源、生命的本质、智能的发生。
▪ 对智能还没有确切的定义，主要流派有：（1）思维理论：智能的核心是思维（2）知识阈值理论：智能取决于知识的数量及一般化程度（3）进化理论：用控制取代知识的表示 ▪ 智能是知识与智力的总和
知识是一切智能行为的基础
15
1.2.3 发展（1970年－）
20世纪60年代末，人工智能研究遇到困难，如机器翻译。 1966年美国顾问委员会的报告裁定：还不存在通用的科学文本机器翻译，也没有很近的实现前景。英国、美国中断了大部分机器翻译项目的资助。
1977年，费根鲍姆在第五届国际人工智能联合会议上提出了 “知识工程”概念，推动了知识为中心的研究。
20世纪三大科学技术成就：
空间技术
原子能技术
人工智能
3
第1章绪论
1.1 人工智能的基本概念 1.2 人工智能的发展简史 1.3 人工智能研究的基本内容 1.4 人工智能的主要研究领域
4
第1章绪论
✓ 1.1 人工智能的基本概念
1.2 人工智能的发展简史 1.3 人工智能研究的基本内容 1.4 人工智能的主要研究领域
13
1.2.2 形成（1956年－1969年）
1956年夏，当时美国达特茅斯大学数学助教、现任斯坦福大学教授麦卡锡和哈佛大学数学和神经学家、现任MIT教授明斯基、IBM公司信息研究中心负责人洛切斯特、贝尔实验室信息部数学研究员香农共同发起，邀请普林斯顿大学莫尔和IBM公司塞缪尔、MIT的塞尔夫里奇和索罗莫夫以及兰德公司和卡内基－梅隆大学的纽厄尔、西蒙等10名年轻学者在达特莫斯大学召开了两个月的学术研讨会，讨论机器智能问题。
人工智能学科：一门研究如何构造智能机器（智能计算机）或智能系统，使它能模拟、延伸、扩展人类智能的学科。
图灵测试：1950年图灵发表的《计算机与智能》中设计了一个测试，用以说明人工智能的概念。
智者
询问者
10
第1章绪论
1.1 人工智能的基本概念
✓ 1.2 人工智能的发展简史
1.3 人工智能研究的基本内容 1.4 人工智能的主要研究领域
Introduction of Artificial Intelligence
人工智能导论
教材：
王万良《人工智能导论》（第3版）高等教育出版社，2011. 2
人工智能导论
第 1 章绪论
教材：
王万良《人工智能导论》（第3版）高等教育出版社，2011. 2
2
第1章绪论
1956 年正式提出人工智能（ artificial intelligence, AI）这个术语并把它作为一门新兴科学的名称。
会上经麦卡锡提议正式采用“人工智能”这一术语，标志着人工智能学科正式诞生。麦卡锡因而被称为人工智能之父。
此后，美国形成了多个人工智能研究组织，如纽厄尔和西蒙的Carnegie RAND协作组，明斯基和麦卡锡的MIT研究14
1.2.2 形成（1956年－1969年）
1956年以后，人工智能的研究在机器学习、定理证明、模式识别、问题求解、专家系统及人工智能语言等方面都取得了许多引人瞩目的成就。 1969 年，成立了国际人工智能联合会议（ International Joint Conferences on Artificial Intelligence，IJCAI）。 1970年，创刊了国际性的人工智能杂志（Artificial Intelligence）。