(人工智能)人工智能技术与机器人

（人工智能）人工智能技术与机器人

第十章人工智能技术和机器人

第壹节人工智能技术

人工智能产生于20世纪50年代末期，从学科地位和发展水平来见，人工智能是当代科学技术的前沿学科，也是壹门新思想、新理论、新技术、新成就不断涌现的新兴学科。人们把人工智能技术同宇航空间技术、原子能技术壹起誉为20世纪对人类影响最为深远的三大前沿科学技术成就。

壹、什么是人工智能？

1、人工智能概念及其学科特性

人工智能，英译名为ArtificialIntelligence，简称AI。

人工智能，顾名思义，即用人工制造的方法，实现智能机器或于机器上实现智能。是壹门研究构造智能机器或实现机器智能的学科，是研究模拟、延伸和扩展人类智能的科学。人工智能的研究，是于计算机科学、控制论、信息论、心理学、生理学、数学、物理学、化学、生物学、医学、哲学、语言学、社会学、数理逻辑、工程技术等众多学科的基础上发展起来的，因此，它又是壹门综合性极强的边缘学科。

2、人工智能的研究目标

人工智能的研究目标分为远期目标和近期目标。

远期目标：从长远的角度，人工智能的研究就是要设计且制造壹种智能

机器系统。使该系统能够代替人去完成诸如感知、学习、联想、推理等活动；能够代替人去理解且解决各种复杂困难的问题；能够代替人去完成各种具有思维劳动的任务。也就是说，人工智能的远期目标是要制造出完全具有人脑智慧的人工智能系统。当然，这仍是非常遥远的事情。

近期目标：从当前的角度，人工智能的研究就是要最大限度地发挥计算机的功能，使计算机能够模拟人脑，于机器上实现各种智能。例如：让计算机能够见、听、读、说、写；使计算机能够想、学、模仿、执行命令甚至出谋献策等。因此，计算机是当前实现人工智能的重要手段，因为计算机于所有机器和人工系统中“智商”最高，所以，人工智能的研究均要通过计算机来实现。计算机解决问题需依靠人工事先编制的软件，它所做的每壹件事情均是程序员事先于程序代码中规定好的。也就是说，目前人工智能的研究工作主要是集中于以计算机的硬件系统为基础，通过计算机软件实现模拟人类的智能活动的效果。

事实上，人工智能研究的远期目标和近期目标是相辅相成的。远期目标是近期目标的方向，近期目标的研究为远期目标的实现准备着理论和技术的基本条件。随着人工智能的不断发展和进步，近期目标将不断调整，最终完全实现远期目标。

二、人工智能研究的三大学派和四大技术

1、于人工智能科学的研究和发展中，形成了众多学派，其中主要的三

大学派是：

功能派。这是最早发展起来的传统主流学派，又称为逻辑学派或宏观功能派，采用功能模拟的观点，使用的是“黑箱”研究方法。功能派涉及逻辑学、心理学、数学、物理学、工具学、语言学、计算机、数理逻辑等众多学科。

结构派。也是最早发展起来的传统学派之壹，又称为生物学派或微观结构派，和功能派不同，它采用的是结构模拟的观点，使用的是“白箱”的研究方法。结构派涉及生物学、微结构学、医学、仿生学、神经生理学等学科。

行为派。又被称作实用技术派。和传统学派完全不同，它采用实用行为模拟的观点，使用“能工巧匠”式的制造方法，是壹种按照“激励—响应”的工作模式来建立实用工程装置的研究方法。行为派涉及行为学、工程学、机械学、电子学等学科。

各个学派学术观点有所不同，研究思路各有侧重，对人工智能的理解定义也不完全壹致。因此，各有所获，各有千秋，共同形成了人工智能领域百家争鸣、百花齐放、生动活泼的研究氛围。

2、人工智能的四大基本技术是：

机器学习和知识获取技术。包括信息变换技术、知识信息的理解技术、知识的条理化、规则化技术、机器的感知和成长技术等。

知识表示和处理技术。包括知识模型的建立和描述技术、表示技术及各

种知识模型处理技术方法等。

知识推理和搜索技术。包括演绎推理计算和智能搜索技术。

AI系统构成技术。包括AI语言、硬件系统及智能应用系统等方面的构成技术等。

人工智能的三大学派和四大技术构成了AI体系的基础和框架。

三、人工智能研究的基本内容

根据人工智能的远期目标和基本技术，目前研究的基本内容包括：

1、机器感知。就是使机器（计算机）具有类似于人的感知能力，包括视觉、听觉、触觉、味觉、嗅觉、知觉、力感等。其中以机器视觉和机器听觉为主。机器视觉是指让机器能够识别且理解文字、图像、景物等；机器听觉是指让机器能够识别且理解人类语言表达及语声、音响等。从而形成了人工智能的俩个专门的研究领域：模式识别和自然语言理解技术。

2、机器思维。就是使机器对感知获得的外部信息和机器内部的工作信息进行有目的的处理。机器智能主要是通过机器思维实现的。因此，机器思维是人工智能研究中最重要也是最关键的部分。

3、机器学习。就是使机器具有获取新知识、学习新技巧，且于实践中不断完善、改进的能力。使它能够通过向书本、和人谈话、对环境观察等方式自动地获取知识。

4、机器行为。就是使机器具有说、写、画等表达能力和行走、取物、

操作等四肢功能。

5、人工智能系统构成。为了实现人工智能的目标，需要建立智能系统及智能机器。因此，仍需要开发对模型、系统分析和构造技术、建造工具及语言等的研究。

第二节人工智能技术的应用和发展

人类智能是涉及信息描述和信息处理的复杂过程，因而实现人工智能是壹项艰巨的任务。可是，随着计算机科学和技术的飞速发展，人工智能已经取得了壹系列的研究成果。

壹、人工智能的应用

下面介绍人工智能的几个主要应用领域。

1、专家系统。

专家系统是早期人工智能研究中最活跃也是最有成效的领域。自1968年第壹个专家系统问世以来，已获得迅速发展。

专家系统是壹种基于知识的系统，它从人类专家那里获得知识且用来解决只有专家才能解决的困难问题，其水平能够达到甚至超过人类个体专家的水平。

目前，专家系统已广泛应用于医疗诊断、地质勘探、石油化工、教育、军事等各个领域，且产生了巨大的社会效益和经济效益。例如：地质勘探专家系统PROSPECTOR拥有15种矿藏知识，能根据岩石标本及地质勘探数