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学习人工智能需要掌握什么必要的知识

王朝干货·作者佚名  2011-11-27
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什么是人工智能

“人工智能”(Artificial Intelligence)简称AI。它是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。

人工智能研究如何用计算机去模拟、延伸和扩展人的智能;如何把计算机用得更聪明;如何设计和建造具有高智能水平的计算机应用系统;如何设计和制造更聪明的计算机以及智能水平更高的智能计算机等。

人工智能是计算机科学的一个分支,人工智能是计算机科学技术的前沿科技领域。

人工智能与计算机软件有密切的关系。一方面,各种人工智能应用系统都要用计算机软件去实现,另一方面,许多聪明的计算机软件也应用了人工智能的理论方法和技术。例如,专家系统软件,机器博弈软件等。但是,人工智能不等于软件,除了软件以外,还有硬件及其他自动化和通信设备。

人工智能虽然是计算机科学的一个分支,但它的研究却不仅涉及到计算机科学,而且还涉及到脑科学、神经生理学、心理学、语言学、逻辑学、认知(思维)科学、行为科学和数学以及信息论、控制论和系统论等许多学科领域。因此,人工智能实际上是一门综合性的交叉学科和边缘学科。

人工智能主要研究用人工的方法和技术,模仿、延伸和扩展人的智能,实现机器智能。有人把人工智能分成两大类:一类是符号智能,一类是计算智能。符号智能是以知识为基础,通过推理进行问题求解。也即所谓的传统人工智能。计算智能是以数据为基础,通过训练建立联系,进行问题求解。人工神经网络、遗传算法、模糊系统、进化程序设计、人工生命等都可以包括在计算智能。

传统人工智能主要运用知识进行问题求解。从实用观点看,人工智能是一门知识工程学:以知识为对象,研究知识的表示方法、知识的运用和知识获取。

人工智能从1956年提出以来取得了很大的进展和成功。1976年Newell 和Simon提出了物理符号系统假设,认为物理符号系统是表现智能行为必要和充分的条件。这样,可以把任何信息加工系统看成是一个具体的物理系统,如人的神经系统、计算机的构造系统等。80年代Newell 等又致力于SOAR系统的研究。SOAR系统是以知识块(Chunking)理论为基础,利用基于规则的记忆,获取搜索控制知识和操作符,实现通用问题求解。Minsky从心理学的研究出发,认为人们在他们日常的认识活动中,使用了大批从以前的经验中获取并经过整理的知识。该知识是以一种类似框架的结构记存在人脑中。因此,在70年代他提出了框架知识表示方法。到80年代,Minsky认为人的智能,根本不存在统一的理论。1985年,他发表了一本著名的书《Society of Mind(思维社会)》。书中指出思维社会是由大量具有某种思维能力的单元组成的复杂社会。以McCarthy和Nilsson等为代表,主张用逻辑来研究人工智能,即用形式化的方法描述客观世界。逻辑学派在人工智能研究中,强调的是概念化知识表示、模型论语义、演绎推理等。 McCarthy主张任何事物都可以用统一的逻辑框架来表示,在常识推理中以非单调逻辑为中心。传统的人工智能研究思路是“自上而下”式的,它的目标是让机器模仿人,认为人脑的思维活动可以通过一些公式和规则来定义,因此希望通过把人类的思维方式翻译成程序语言输入机器,来使机器有朝一日产生像人类一样的思维能力。这一理论指导了早期人工智能的研究。

近年来神经生理学和脑科学的研究成果表明,脑的感知部分,包括视觉、听觉、运动等脑皮层区不仅具有输入/输出通道的功能,而且具有直接参与思维的功能。智能不仅是运用知识,通过推理解决问题,智能也处于感知通道。

1990年史忠植提出了人类思维的层次模型,表明人类思维有感知思维、形象思维、抽象思维,并构成层次关系。感知思维是简单的思维形态,它通过人的眼、耳、鼻、舌、身感知器官产生表象,形成初级的思维。感知思维中知觉的表达是关键。形象思维主要是用典型化的方法进行概括,并用形象材料来思维,可以高度并行处理。抽象思维以物理符号系统为理论基础,用语言表述抽象的概念。由于注意的作用,使其处理基本上是串行的。

http://www.chinaai.org/

http://www.intsci.ac.cn/research/ai.html

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