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人工智能导论——人工智能的主要学派及主张 目前人工智能的主要学派有三家是

人工智能导论——人工智能的主要学派及主张

目前对人工智能研究影响较大的的学派主要有符号主义、联结主义和行为主义这三大学派。

(1)符号主义(symbolicism),又称为逻辑主义(logicism)、心理学派(psychologism)或计算机学派(computerism),其原理主要为物理符号系统(即符号操作系统)假设和有限合理性原理。

主张:该学派认为人工智能源于数理逻辑。数理逻辑从19世纪末起得以迅速发展,到20世纪30年代开始用于描述智能行为。计算机出现后,又再计算机上实现了逻辑演绎系统。其有代表性的成果为启发式程序LT逻辑理论家,证明了38条数学定理,表了可以应用计算机研究人的思维多成,模拟人类智能活动。该学派认为人类认知和思维的基本单元是符号,而认知过程就是在符号表示上的一种运算。符号主义致力于用计算机的符号操作来模拟人的认知过程其,实质就是模拟人的左脑抽象逻辑思维,通过研究人类认知系统的功能机理,用某种符号来描述人类的认知过程,并把这种符号输入到能处理符号的计算机中,从而模拟人类的认知过程,实现人工智能。

(2)联结主义(connectionism),又称为仿生学派(bionicsism)或生理学派(physiologism),其主要原理为神经网络及神经网络间的连接机制与学习算法。

主张:其原理主要为神经网络和神经网络间的连接机制和学习算法。这一学派认为人工智能源于仿生学,特别是人脑模型的研究。联结主义学派从神经生理学和认知科学的研究成果出发,把人的智能归结为人脑的高层活动的结果,强调智能活动是由大量简单的单元通过复杂的相互连接后并行运行的结果。其中人工神经网络就是其典型代表性技术。 它的代表性成果是1943年由生理学家麦卡洛克(McCulloch)和数理逻辑学家皮茨(Pitts)创立的脑模型,即MP模型,开创了用电子装置模仿人脑结构和功能的新途径。它从神经元开始进而研究神经网络模型和脑模型,开辟了人工智能的又一发展道路。

(3)行为主义(actionism),又称为进化主义(evolutionism)或控制论学派(cyberneticsism),其原理为控制论及感知-动作型控制系统。

主张:认为人工智能源于控制论。控制论思想早在20世纪40~50年代就成为时代思潮的重要部分,影响了早期的人工智能工作者。维纳(Wiener)和麦克洛克(McCulloch)等人提出的控制论和自组织系统以及钱学森等人提出的工程控制论和生物控制论,影响了许多领域。控制论把神经系统的工作原理与信息理论、控制理论、逻辑以及计算机联系起来。早期的研究工作重点是模拟人在控制过程中的智能行为和作用,如对自寻优、自适应、自镇定、自组织和自学习等控制论系统的研究,并进行“控制论动物”的研制。到20世纪60~70年代,上述这些控制论系统的研究取得一定进展,播下智能控制和智能机器人的种子,并在20世纪80年代诞生了智能控制和智能机器人系统。行为主义是20世纪末才以人工智能新学派的面孔出现的,引起许多人的兴趣。这一学派的代表作者首推布鲁克斯(Brooks)的六足行走机器人,它被看作是新一代的“控制论动物”,是一个基于感知-动作模式模拟昆虫行为的控制系统。

就人工智能三大学派的历史发展来看,符号主义认为认知过程在本体上就是一种符号处理过程,人类思维过程总可以用某种符号来进行描述,其研究是以静态、顺序、串行的数字计算模型来处理智能,寻求知识的符号表征和计算,它的特点是自上而下。而联结主义则是模拟发生在人类神经系统中的认知过程,提供一种完全不同于符号处理模型的认知神经研究范式。主张认知是相互连接的神经元的相互作用。行为主义与前两者均不相同。认为智能是系统与环境的交互行为,是对外界复杂环境的一种适应。

 

 

 

内容主要来自于《人工智能及其应用》

 

人工智能三大主要学派:符号主义、连接主义、行为主义

人工智能的发展,在不同的时间阶段经历了不同的流派,并且相互之间盛衰有别。目前人工智能的主要学派有下列三家:

符号主义(symbolicism),又称为逻辑主义、心理学派或计算机学派,其原理主要为物理符号系统,即符号操作系统,假设和有限合理性原理。

连接主义(connectionism),又称为仿生学派或生理学派,其主要原理为神经网络及神经网络间的连接机制与学习算法。

行为主义(actionism),又称为进化主义或控制论学派,其原理为控制论及感知-动作型控制系统。

会发现三者的根源依据存在着较大的差异性,也为后世的学派发展产生了较为深远的影响。

符号主义(优秀的老式人工智能)

认为人工智能源于数理逻辑,主张用公理和逻辑体系搭建一套人工智能系统。代表的有支持向量机(SVM),长短期记忆(LSTM)算法。

数理逻辑从19世纪末起得以迅速发展,到20世纪30年代开始用于描述智能行为。计算机出现后,又在计算机上实现了逻辑演绎系统。其有代表性的成果为启发式程序LT逻辑理论家,它证明了38条数学定理,表明了可以应用计算机研究人的思维过程,模拟人类智能活动。

正是这些符号主义者,早在1956年首先采用“人工智能”这个术语。后来又发展了启发式算法>专家系统>知识工程理论与技术,并在20世纪80年代取得很大发展。

符号主义曾长期一枝独秀,为人工智能的发展作出重要贡献,尤其是专家系统的成功开发与应用,为人工智能走向工程应用和实现理论联系实际具有特别重要的意义。在人工智能的其他学派出现之后,符号主义仍然是人工智能的主流派别。

优点:越来越多的人认识到,高风险决策领域对人工智能系统有需求,因此这些系统的行为要有可验证性与可解释性,而这恰恰是符号主义AI的优势,联结主义算法的短板。

不足:虽然符号主义AI技术可以处理部分不可观察概率模型,但这些技术并不适用于有噪输入信号,也不适用于无法精确建模的场合。在那些可以准确判断出特定条件下特定动作利弊与否的场合中,它们会更有效。此外,算法系统还要提供适当的机制来实现清晰的规则编码与规则执行。

符号主义算法会剔除不符合特定模型的备选值,并能对符合所有约束条件的所求值做出验证,以后者而言,符号主义AI远比联结主义AI便捷。因为符号主义AI几乎或根本不包括算法训练,所以这个模型是动态的,能根据需要迅速调整

连接主义(壮年最普遍的人工智能)

认为人工智能源于仿生学,神经网络,特别是对人脑模型的研究,主张模仿人类的神经元,用神经网络的连接机制实现人工智能。

它的代表性成果是1943年由生理学家麦卡洛克(McCulloch)和数理逻辑学家皮茨(Pitts)创立的脑模型,即MP模型,开创了用电子装置模仿人脑结构和功能的新途径。

它从神经元开始进而研究神经网络模型和脑模型,开辟了人工智能的又一发展道路。20世纪60~70年代,连接主义,尤其是对以感知机(perceptron)为代表的脑模型的研究出现过热潮,由于受到当时的理论模型、生物原型和技术条件的限制,脑模型研究在20世纪70年代后期至80年代初期落入低潮。

直到Hopfield教授在1982年和1984年发表两篇重要论文,提出用硬件模拟神经网络以后,连接主义才又重新抬头。1986年,鲁梅尔哈特(Rumelhart)等人提出多层网络中的反向传播(BP)算法。此后,连接主义势头大振,从模型到算法,从理论分析到工程实现,伟神经网络计算机走向市场打下基础。

现在,对人工神经网络(ANN)的研究热情仍然较高,但研究成果没有像预想的那样好。

行为主义

行为人工智能源于控制论。控制论思想早在20世纪40~50年代就成为时代思潮的重要部分,影响了早期的人工智能工作者。维纳(Wiener)和麦克洛克(McCulloch)等人提出的控制论,和自组织系统以及钱学森等人提出的工程控制论和生物控制论,影响了许多领域。

控制论把神经系统的工作原理与信息理论、控制理论、逻辑以及计算机联系起来。早期的研究工作重点是模拟人在控制过程中的智能行为和作用,如对自寻优、自适应、自镇定、自组织和自学习等控制论系统的研究,并进行“控制论动物”的研制。

到20世纪60~70年代,上述这些控制论系统的研究取得一定进展,播下智能控制和智能机器人的种子,并在20世纪80年代诞生了智能控制和智能机器人系统。行为主义是20世纪末才以人工智能新学派的面孔出现的,引起许多人的兴趣。

这一学派的代表作者首推布鲁克斯(Brooks)的六足行走机器人,它被看作是新一代的“控制论动物”,是一个基于感知-动作模式模拟昆虫行为的控制系统。

总结

三大主义,从不同的侧面研究了人的自然智能,与人脑的思维模型有着对应的关系。粗略地划分,可以认为

符号主义研究抽象思维;

连接主义研究形象思维;

而行为主义研究感知思维。

研究人工智能的三大学派、三条途径发挥到各个领域,又各有所长。

符号主义注重数学可解释性;

连接主义偏向于仿人脑模型,更加感谢;

行为主义偏向于应用和模拟。

人工智能的三大学派:符号主义、连接主义、行为主义

⼈⼯智能的三⼤学派:符号主义、连接主义、⾏为主义

⽬前⼈⼯智能的主要学派有下列三家:

(1) 

符号主义

(symbolicism)

,⼜称为逻辑主义、⼼理学派或计算机学派,其原理主要为物理符号系统

(

即符号操作系统

)

设和有限合理性原理。

(2) 

连接主义

(connectionism)

,⼜称为仿⽣学派或⽣理学派,其主要原理为神经⽹络及神经⽹络间的连接机制与学习算

法。

(3) 

⾏为主义

(actionism)

,⼜称为进化主义或控制论学派,其原理为控制论及感知

-

动作型控制系统。

1. 

符号主义

认为⼈⼯智能源于数理逻辑。数理逻辑从

19

世纪末起得以迅速发展,到

20

世纪

30

年代开始⽤于描述智能⾏为。计算机

出现后,⼜在计算机上实现了逻辑演绎系统。其有代表性的成果为启发式程序

LT

逻辑理论家,它证明了

38

条数学定

理,表明了可以应⽤计算机研究⼈的思维过程,模拟⼈类智能活动。正是这些符号主义者,早在

1956

年⾸先采⽤

⼈⼯

智能

这个术语。后来⼜发展了启发式算法

>

专家系统

>

知识⼯程理论与技术,并在

20

世纪

80

年代取得很⼤发展。符号主

义曾长期⼀枝独秀,为⼈⼯智能的发展作出重要贡献,尤其是专家系统的成功开发与应⽤,为⼈⼯智能⾛向⼯程应⽤和

实现理论联系实际具有特别重要的意义。在⼈⼯智能的其他学派出现之后,符号主义仍然是⼈⼯智能的主流派别。这个

学派的代表⼈物有纽厄尔

(Newell)

、西蒙

(Simon)

和尼尔逊

(Nilsson)

等。

2. 

连接主义

认为⼈⼯智能源于仿⽣学,特别是对⼈脑模型的研究。它的代表性成果是

1943

年由⽣理学家麦卡洛克

(McCulloch)

和数

理逻辑学家⽪茨

(Pitts)

创⽴的脑模型,即

MP

模型,开创了⽤电⼦装置模仿⼈脑结构和功能的新途径。它从神经元开始进

⽽研究神经⽹络模型和脑模型,开辟了⼈⼯智能的⼜⼀发展道路。

20

世纪

60~70

年代,连接主义,尤其是对以感知机

(perceptron)

为代表的脑模型的研究出现过热潮,由于受到当时的理论模型、⽣物原型和技术条件的限制,脑模型研究

20

世纪

70

年代后期⾄

80

年代初期落⼊低潮。直到

Hopfield

教授在

1982

年和

1984

年发表两篇重要论⽂,提出⽤硬件模

拟神经⽹络以后,连接主义才⼜重新抬头。

1986

年,鲁梅尔哈特

(Rumelhart)

等⼈提出多层⽹络中的反向传播

(BP)

法。此后,连接主义势头⼤振,从模型到算法,从理论分析到⼯程实现,伟神经⽹络计算机⾛向市场打下基础。现在,

对⼈⼯神经⽹络

(ANN)

的研究热情仍然较⾼,但研究成果没有像预想的那样好。

3. 

⾏为主义

认为⼈⼯智能源于控制论。控制论思想早在

20

世纪

40~50

年代就成为时代思潮的重要部分,影响了早期的⼈⼯智能⼯作

者。维纳

(Wiener)

和麦克洛克

(McCulloch)

等⼈提出的控制论和⾃组织系统以及钱学森等⼈提出的⼯程控制论和⽣物控制

论,影响了许多领域。控制论把神经系统的⼯作原理与信息理论、控制理论、逻辑以及计算机联系起来。早期的研究⼯

作重点是模拟⼈在控制过程中的智能⾏为和作⽤,如对⾃寻优、⾃适应、⾃镇定、⾃组织和⾃学习等控制论系统的研

究,并进⾏

控制论动物

的研制。到

20

世纪

60~70

年代,上述这些控制论系统的研究取得⼀定进展,播下智能控制和智

能机器⼈的种⼦,并在

20

世纪

80

年代诞⽣了智能控制和智能机器⼈系统。⾏为主义是

20

世纪末才以⼈⼯智能新学派的

⾯孔出现的,引起许多⼈的兴趣。这⼀学派的代表作者⾸推布鲁克斯

(Brooks)

的六⾜⾏⾛机器⼈,它被看作是新⼀代

控制论动物

,是⼀个基于感知

-

动作模式模拟昆⾍⾏为的控制系统。

人工智能三大主要学派:符号主义、连接主义、行为主义

人工智能的发展,在不同的时间阶段经历了不同的流派,并且相互之间盛衰有别。目前人工智能的主要学派有下列三家:

符号主义(symbolicism),又称为逻辑主义、心理学派或计算机学派,其原理主要为物理符号系统,即符号操作系统,假设和有限合理性原理。

连接主义(connectionism),又称为仿生学派或生理学派,其主要原理为神经网络及神经网络间的连接机制与学习算法。

行为主义(actionism),又称为进化主义或控制论学派,其原理为控制论及感知-动作型控制系统。

会发现三者的根源依据存在着较大的差异性,也为后世的学派发展产生了较为深远的影响。

符号主义(优秀的老式人工智能)

认为人工智能源于数理逻辑,主张用公理和逻辑体系搭建一套人工智能系统。代表的有支持向量机(SVM),长短期记忆(LSTM)算法。

数理逻辑从19世纪末起得以迅速发展,到20世纪30年代开始用于描述智能行为。计算机出现后,又在计算机上实现了逻辑演绎系统。其有代表性的成果为启发式程序LT逻辑理论家,它证明了38条数学定理,表明了可以应用计算机研究人的思维过程,模拟人类智能活动。

正是这些符号主义者,早在1956年首先采用“人工智能”这个术语。后来又发展了启发式算法>专家系统>知识工程理论与技术,并在20世纪80年代取得很大发展。

符号主义曾长期一枝独秀,为人工智能的发展作出重要贡献,尤其是专家系统的成功开发与应用,为人工智能走向工程应用和实现理论联系实际具有特别重要的意义。在人工智能的其他学派出现之后,符号主义仍然是人工智能的主流派别。

优点:越来越多的人认识到,高风险决策领域对人工智能系统有需求,因此这些系统的行为要有可验证性与可解释性,而这恰恰是符号主义AI的优势,联结主义算法的短板。

不足:虽然符号主义AI技术可以处理部分不可观察概率模型,但这些技术并不适用于有噪输入信号,也不适用于无法精确建模的场合。在那些可以准确判断出特定条件下特定动作利弊与否的场合中,它们会更有效。此外,算法系统还要提供适当的机制来实现清晰的规则编码与规则执行。

符号主义算法会剔除不符合特定模型的备选值,并能对符合所有约束条件的所求值做出验证,以后者而言,符号主义AI远比联结主义AI便捷。因为符号主义AI几乎或根本不包括算法训练,所以这个模型是动态的,能根据需要迅速调整

连接主义(壮年最普遍的人工智能)

认为人工智能源于仿生学,神经网络,特别是对人脑模型的研究,主张模仿人类的神经元,用神经网络的连接机制实现人工智能。

它的代表性成果是1943年由生理学家麦卡洛克(McCulloch)和数理逻辑学家皮茨(Pitts)创立的脑模型,即MP模型,开创了用电子装置模仿人脑结构和功能的新途径。

它从神经元开始进而研究神经网络模型和脑模型,开辟了人工智能的又一发展道路。20世纪60~70年代,连接主义,尤其是对以感知机(perceptron)为代表的脑模型的研究出现过热潮,由于受到当时的理论模型、生物原型和技术条件的限制,脑模型研究在20世纪70年代后期至80年代初期落入低潮。

直到Hopfield教授在1982年和1984年发表两篇重要论文,提出用硬件模拟神经网络以后,连接主义才又重新抬头。1986年,鲁梅尔哈特(Rumelhart)等人提出多层网络中的反向传播(BP)算法。此后,连接主义势头大振,从模型到算法,从理论分析到工程实现,伟神经网络计算机走向市场打下基础。

现在,对人工神经网络(ANN)的研究热情仍然较高,但研究成果没有像预想的那样好。

行为主义

行为人工智能源于控制论。控制论思想早在20世纪40~50年代就成为时代思潮的重要部分,影响了早期的人工智能工作者。维纳(Wiener)和麦克洛克(McCulloch)等人提出的控制论,和自组织系统以及钱学森等人提出的工程控制论和生物控制论,影响了许多领域。

控制论把神经系统的工作原理与信息理论、控制理论、逻辑以及计算机联系起来。早期的研究工作重点是模拟人在控制过程中的智能行为和作用,如对自寻优、自适应、自镇定、自组织和自学习等控制论系统的研究,并进行“控制论动物”的研制。

到20世纪60~70年代,上述这些控制论系统的研究取得一定进展,播下智能控制和智能机器人的种子,并在20世纪80年代诞生了智能控制和智能机器人系统。行为主义是20世纪末才以人工智能新学派的面孔出现的,引起许多人的兴趣。

这一学派的代表作者首推布鲁克斯(Brooks)的六足行走机器人,它被看作是新一代的“控制论动物”,是一个基于感知-动作模式模拟昆虫行为的控制系统。

总结

三大主义,从不同的侧面研究了人的自然智能,与人脑的思维模型有着对应的关系。粗略地划分,可以认为

符号主义研究抽象思维;

连接主义研究形象思维;

而行为主义研究感知思维。

研究人工智能的三大学派、三条途径发挥到各个领域,又各有所长。

符号主义注重数学可解释性;

连接主义偏向于仿人脑模型,更加感谢;

行为主义偏向于应用和模拟。

人工智能各学派简介

人工智能各学派简介

 

 

目前人工智能的主要学派有下面三家:

 

(1)

符号主义

(symbolicism)

,又称为逻辑主义

(logicism)

、心理学派

(psychologism)

或计算机学派

(computerism)

,其原理主要为物理符号系统

(

即符号操作系统

)

假设和有限合理性原理。

 

(2)

(connectionism)

仿

(bionicsism)

(physiologism)

其主要原理为神经网络及神经网络间的连接机制与学习算法。

 

(3)

(actionism)

(evolutionism)

(cyberneticsism)

,其原理为控制论及感知

-

动作型控制系统。

 

 

他们对人工智能发展历史具有不同的看法。

 

1

、符号主义

 

认为人工智能源于数理逻辑。数理逻辑从

19

世纪末起得以迅速发展,到

20

世纪

30

年代开始用于描述智能行为。

 

计算机出现后,

又在计算机上实现了逻辑演绎系统。

其有代表性的成果为启

发式程序

LT

逻辑理论家,证明了

38

条数学定理,表明了可以应用计算机研究

人的思维,模拟人类智能活动。

 

正是这些符号主义者,早在

1956

年首先采用

人工智能

这个术语。后来又

发展了启发式算法

->

专家系统

->

知识工程理论与技术,

并在

20

世纪

80

年代取得

很大发展。

 

符号主义曾长期一枝独秀,

为人工智能的发展做出重要贡献,

尤其是专家系

统的成功开发与应用,

为人工智能走向工程应用和实现理论联系实际具有特别重

要的意义。

 

在人工智能的其他学派出现之后,

符号主义仍然是人工智能的主流派别。

个学派的代表人物有纽厄尔

(Newell)

、西蒙

(Simon)

和尼尔逊

(Nilsson)

等。

 

 

2

、连接主义

 

认为人工智能源于仿生学,特别是对人脑模型的研究。

 

人工智能期末试题及答案

一单项选择题(每小题2分,共10分)

1.首次提出“人工智能”是在(D)年

A.1946 B.1960 C.1916 D.1956

2.人工智能应用研究的两个最重要最广泛领域为:B

A.专家系统、自动规划        B.专家系统、机器学习

C.机器学习、智能控制       D.机器学习、自然语言理解

3.下列不是知识表示法的是  A 。

A:计算机表示法  B:“与/或”图表示法

C:状态空间表示法  D:产生式规则表示法

4.下列关于不确定性知识描述错误的是   C  。

A:不确定性知识是不可以精确表示的 

B:专家知识通常属于不确定性知识

C:不确定性知识是经过处理过的知识     

D:不确定性知识的事实与结论的关系不是简单的“是”或“不是”。

5.下图是一个迷宫,S0是入口,Sg是出口,把入口作为初始节点,出口作为目标节点,通道作为分支,画出从入口S0出发,寻找出口Sg的状态树。根据深度优先搜索方法搜索的路径是   C  。

A:s0-s4-s5-s6-s9-sg  B:s0-s4-s1-s2-s3-s6-s9-sg

C:s0-s4-s1-s2-s3-s5-s6-s8-s9-sg D:s0-s4-s7-s5-s6-s9-sg

二 填空题(每空2分,共20分)

1.目前人工智能的主要学派有三家:符号主义、  进化主义 和  连接主义 。

2.问题的状态空间包含三种说明的集合, 初始状态集合S、操作符集合F以及目标状态集合G。

3、启发式搜索中,利用一些线索来帮助足迹选择搜索方向,这些线索称为 启发式(Heuristic)信息。

4、计算智能是人工智能研究的新内容,涉及 神经计算、模糊计算和 进化计算等。

5、不确定性推理主要有两种不确定性,即关于 结论的不确定性和关于 证据的不确定性。

三名称解释(每词4分,共20分)

人工智能  专家系统  遗传算法 机器学习 数据挖掘

答:

(1)人工智能

人工智能(ArtificialIntelligence),英文缩写为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。 人工智能是计算机科学的一个分支,它企图了解智能的实质,并生产出一种新的能以人类智能相似的方式做出反应的智能机器,该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等

(2)专家系统

    专家系统是一个含有大量的某个领域专家水平的知识与经验智能计算机程序系统,能够利用人类专家的知识和解决问题的方法来处理该领域问题.简而言之,专家系统是一种模拟人类专家解决领域问题的计算机程序系统   

(3)遗传算法

    遗传算法是一种以“电子束搜索”特点抑制搜索空间的计算量爆炸的搜索方法,它能以解空间的多点充分搜索,运用基因算法,反复交叉,以突变方式的操作,模拟事物内部多样性和对环境变化的高度适应性,其特点是操作性强,并能同时避免陷入局部极小点,使问题快速地全局收敛,是一类能将多个信息全局利用的自律分散系统。运用遗传算法(GA)等进化方法制成的可进化硬件(EHW),可产生超出现有模型的技术综合及设计者能力的新颖电路,特别是GA独特的全局优化性能,使其自学习、自适应、自组织、自进化能力获得更充分的发挥,为在无人空间场所进行自动综合、扩展大规模并行处理(MPP)以及实时、灵活地配置、调用基于EPGA的函数级EHW,解决多维空间中不确定性的复杂问题开通了航向

(4)机器学习

    机器学习(MachineLearning)是一门多领域交叉学科,涉及概率论、统计学、逼近论、凸分析、算法复杂度理论等多门学科。专门研究计算机怎样模拟或实现人类的学习行为,以获取新的知识或技能,重新组织已有的知识结构使之不断改善自身的性能。它是人工智能的核心,是使计算机具有智能的根本途径,其应用遍及人工智能的各个领域,它主要使用归纳、综合而不是演绎 

(5)数据挖掘

    数据挖掘是指从数据集合中自动抽取隐藏在数据中的那些有用信息的非平凡过程,这些信息的表现形式为:规则、概念、规律及模式等。它可帮助决策者分析历史数据及当前数据,并从中发现隐藏的关系和模式,进而预测未来可能发生的行为。数据挖掘的过程也叫知识发现的过程。

四 简答题(每小题5分,共30分)

1. 人工智能有哪些研究领域和应用领域?

答:(1)研究领域

自然语言处理,知识表现,智能搜索,推理,规划,机器学习,知识获取,组合调度问题,感知问题,模式识别,逻辑程序设计,软计算,不精确和不确定的管理,人工生命,神经网络,复杂系统,遗传算法

(2)应用领域

智能控制,机器人学,语言和图像理解,遗传编程

2. 简述模式识别的基本过程

答:(1)信息获取

(2)预处理:对获取信号进行规范化等各种处理(3)特征提取与选择:将识别样本构造成便于比较、分析的描述量即特征向量(4)分类器设计:由训练过程将训练样本提供的信息变为判别事物的判别函数(5)分类决策:对样本特征分量按判别函数的计算结果进行分类

3.状态空间法、谓词逻辑法和语义网络的要点分别是什么?

答:(1)状态空间法是以状态和算符为基础来表示和求解问题的,三个要点是:状态,算符,问题的状态空间

(2)谓词逻辑法要点:命题真值,论域与谓词,连接词和量词,项与合式公式,自由变元和约束变元

(3)语义网络要点:类属关系,包含关系,属性关系,时间关系,位置关系,相近关系,推论关系

4.简述Agent的定义和基本特征

答:(1)Agent定义:Agent指的是一种实体,而且是一种具有智能的实体。这种实体可以是智能软件、智能设备、智能机器人或智能计算机系统等等,甚至也可以是人

(2)Agent基本特征:

 a.自主性

 Agent具有属于其自身的计算资源和局部于自身的行为控制机制,能够在没有外界直接操纵的情况下,根据其内部状态和感知到的环境信息,决定和控制自身的行为。例如,SNMP中的agent就是独立运行在被管理单元上的自主进程。

 b.交互性

 Agent能够与其他Agent(包括人),用Agent通信语言实施灵活多样的交互,能够有效地与其他Agent协同工作。例如,一个Internet上的用户需要使用Agent通信语言向主动服务Agent陈述信息需求。

 c.反应性

 Agent能够感知所处的环境(可能是物理世界,操纵图形界面的用户,或其他Agent等),并对相关事件作出适时反应。例如,一个模拟飞机的Agent能够对用户的操纵作出适时反应。

 d.主动性

 Agent能够遵循承诺采取主动行动,表现出面向目标的行为。例如,一个Internet上的主动服务Agent,在获得新的信息之后能够按照约定主动将其提交给需要的用户;一个工作流管理Agent,能够按照约定将最新的工作进展情况主动通报给有关的工作站

5. 根据自己的理解给出人工神经网络的定义,并指出其特征。

答:(1)人工神经网络是一种应用类似于大脑神经突触联接的结构进行信息处理的数学模型 (2)特征:a.非线性非线性关系是自然界的普遍特性。大脑智慧就是一种非线性现象。人工神经元处于激活或抑制二种不同的状态,这种行为在数学上表现为一种非线性  关系。具有阈值的神经元构成的网络具有更好的性能,可以提高容错性和存储量

b.非局限性一个神经网络通常由多个神经元广泛连接而成。一个系统的整体行为不仅取决于单个神经元的特征,而且可能主要由单元之间的相互作用、相互连接所决定。通过单元之间的大量连接模拟大脑的非局限性。联想记忆是非局限性的典型例子

c.非常定性人工神经网络具有自适应、自组织、自学习能力。神经网络不但处理的信息可以有各种变化,而且在处理信息的同时,非线性动力系统本身也在不断变化。经常采用迭代过程描写动力系统的演化过程 

d.非凸性一个系统的演化方向,在一定条件下将取决于某个特定的状态函数。例如能量函数,它的极值相应于系统比较稳定的状态。非凸性是指这种函数有多个极值,故系统具有多个较稳定的平衡态,这将导致系统演化的多样性 

6. 有一个农夫带一只狐狸、一只小羊和一篮菜过河。假设农夫每次只能带一样东西过河,考虑安全,无农夫看管时,狐狸和小羊不能在一起,小羊和菜篮不能在一起。试设计求解该问题的状态空间,并画出状态空间图。

答:以变量m、f、s、v分别指示农夫、狐狸、小羊、菜,且每个变量只可取值1(表示在左岸)或0(表示在右岸)。问题状态可以四元组(m、f、s、v)描述,设初始状态下均在左岸,目标状态下都到达右岸。从而,问题求解任务可描述为(1,1,1,1)->(0,0,0,0)

由于问题简单,状态空间中可能的状态总数为2×2×2×2=16,由于要遵从安全限制,合法的状态只有(除初、目状态外):  1110,1101,1011,1010,0101,0001,0010,0100;不合法状态有:0111,1000,1100,0011,0110,1001

设计二类操作算子:Lx、Rx,x为m、f、s、v时分别指示农夫独自,带狐狸,带小羊,带菜过河;状态空间图如下所示.由于Lx和Rx是互逆操作,故而解答路径可有无数条,但最近的只有二条;都是7个操作步

五.综述题(20分)

1.(本题10分)对于八数码难题按下式定义估价函数:

f(x)=d(x)+h(x)

其中,d(x)为节点x的深度;h(x)是所有棋子偏离目标位置的曼哈顿距离(棋子偏离目标位置的水平距离和垂直距离和),例如下图所示的初始状态S0:8的曼哈顿距离为2;2的曼哈顿距离为1;1的曼哈顿距离为1;6的曼哈顿距离为1;h(S0)=5。

(1)用A*搜索法搜索目标,列出头三步搜索中的OPEN、CLOSED表的内容和当前扩展节点的f值。

(2)画出搜索树和当前扩展节点的f值。

解:(1)如下表

(2)搜索树如下图,右上角的数字是其估价函数值

2.(本题10)您认为《人工智能》课程的哪一部分内容对您的毕业设计或者您以后的工作特别有用?如果有,请叙述其原理;如果没有,请您谈谈人工智能的发展对人类有哪些的影响?

答:我认为人工智能的发展对人类的影响主要有以下五个方面

(1)劳务就业问题。由于人工智能能够代替人类进行各种脑力劳动,例如用专家系统代替管理人员或医生进行决策或诊断与治疗病人疾病,所以,将会使一部分人不得不改变他们的工种,甚至造成失业。人工智能在科技和工程中的应用,会使一些人失去介入信息处理活动(如规划、诊断、理解和决策等)的机会,甚至不得不改变自己的工作方式。

(2)社会结构变化。人们一方面希望人工智能和智能机器能够代替人类从事各种劳动,另一方面又担心它们的发展会引起新的社会问题。实际上,近十多年来,社会结构正在发生一种静悄悄的变化。

(3)思维方式与观念的变化。人工智能的发展与推广应用,将影响到人类的思维方式和传统观念,并使它们发生改变。过分地依赖计算机的建议而不加分析地接受,将会使智能机器用户的认知能力下降,并增加误解。

(4)心理上的威胁。人工智能还使一部分社会成员感到心理上的威胁,或叫做精神威胁。人们一般认为,只有人类才具有感知精神,而且以此与机器相别。如果有一天,这些人开始相信机器也能够思维和创作,那么他们可能会感到失望,甚至感到威胁。他们担心:有朝一日,智能机器的人工智能会超过人类的自然智能,使人类沦为智能机器和智能系统的奴隶。

(5)技术失控的危险。任何新技术最大危险莫过于人类对它失去了控制,或者是它落入那些企图利用新技术反对人类的人手中

人工智能期末试题及答案完整版(最新)

s0-s4-s1-s2-s3-s6-s9-sg 

C

s0-s4-s1-s2-s3-s5-s6-s8-s9-sg 

D

s0-s4-s7-s5-s6-s9-sg 

填空题(每空

2

分,共

20

分)

  

1.

目前人工智能的主要学派有三家:符号主义、

  

进化主义

  

  

连接主义

  

2. 

问题的状态空间包含三种说明的集合,

初始状态集合

S 

、操作符集合

F

以及目标

状态集合

G 

3

、启发式搜索中,利用一些线索来帮助足迹选择搜索方向,这些线索称为

启发式

(Heuristic)

信息

4

、计算智能是人工智能研究的新内容,涉及

神经计算、模糊计算和

进化计算等。

5

、不确定性推理主要有两种不确定性,即关于

结论

的不确定性和关于

证据

的不确

定性。

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