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人工智能导论——人工智能学科研究的基本内容及主要研究领域 人工智能范畴有哪些方面的内容和特征

人工智能导论——人工智能学科研究的基本内容及主要研究领域

一、人工智能研究的基本内容

(1)知识表示

人工智能研究的目的是要建立一个能模拟人类智能行为的系统,但知识是一切智能行为的基础,因此首先要研究知识表示方法。只有这样才能把只是存储到计算机中去,供求解现实问题使用。知识表示方法可分为两类:符号表示法(用各种包含具体含义的符号以各种不同的方式和顺序组合起来表示知识的方法)和连接机制表示法(用神经网络表示知识)。

(2)机器感知

所谓机器感知就是使机器(计算机)具有类似于人的感知能力,其中以机器视觉和机器听觉为主。机器感知是机器获取外部信息的基本途径。

(3)机器思维

所谓机器思维是指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。

(4)机器学习

机器学习就是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的获取知识。

(5)机器行为

机器行为主要是指计算机的表达能力,即“说”、“写”、“画”等能力。对于智能机器人,它还应具有人的四肢功能,即能走路、能取物、能操作等。

二、人工智能的主要研究领域

目前,随着智能科学和技术的发展和计算机网络技术的广泛应用,人工智能技术应用到越来越多的领域。下面简要介绍几个主要领域:

(1)自动定理证明

自动定理证明是人工智能中最先进行研究并得到成功应用的一个研究领域,同时它也为人工智能的发展起到了重要的推动作用。实际上,除了数学定理证明以外,医疗诊断、信息检索、问题求解等许多非数学领域问题,都可以转化为定理证明问题。

(2)博弈

诸如下棋、打牌、战争等一类竞争性的智能活动称为博弈(gameplaying)。人工智能研究博弈的目的并不是为了让计算机与人进行下棋、打牌之类的游戏,而是通过对博弈的研究来检验某些人工智能技术是否能实现对人类智慧的模拟,促进人工智能技术的深入研究。

(3)模式识别

模式识别(patternrecognition)是一门研究对象描述和分类方法的学科。分析和识别的模式可以是信号、图象或者普通数据。模式是对一个物体或者某些其他感兴趣实体定量的或者结构的描述,而模式类是指具有某些共同属性的模式集合。

模式识别方法有统计模式识别、结构模式识别、模糊模式识别、神经网络模式识别等。

(4)机器视觉

机器视觉(machinevision)或者计算机视觉(computervision)是用机器代替人眼进行测量和判断,是模式识别研究的一个重要方面。计算机视觉通常分为低层视觉和高层视觉两类。

(5)自然语言理解

自然语言理解(naturallanguageunderstanding)就是研究如何让计算机理解人类自然语言,是人工智能中十分重要的一个研究领域。它是研究能够实现人与计算机之间用自然语言进行通讯的理论与方法。

(6)智能信息检索

数据库系统是存储大量信息的计算机系统。随着计算机应用的发展,存储的信息量越来越大,研究智能信息检索系统具有重要的理论意义和实际应用价值。智能信息检索系统应具有下述功能:能理解自然语言、具有推理能力、系统拥有一定的常识性知识。

(7)数据挖掘与知识发现

知识发现系统通过各种学习方法,自动处理数据库中大量的原始数据,提炼出具有必然性的、有有意义的知识,从而揭示出蕴涵在这些数据背后的内在联系和本质规律,实现知识的自动获取。知识发现是从数据库中发现知识的全过程,而数据挖掘则是这个全过程的一个特定的、关键的步骤,数据挖掘的目的是从数据库中找出有意义的模式。

(8)专家系统

专家系统是一个智能的计算机程序,运用知识和推理步骤来解决只有专家才能解决的疑难问题,是目前人工智能最活跃、最有成效的一个研究领域。可以这样定义,专家系统是一种具有特定领域内大量知识和经验的程序系统,它应用人工智能技术模拟人类专家求解问题的思维过程求解领域内的各种问题,其水平可以达到甚至超过人类专家的水平。

(9)自动程序设计

自动程序设计是将自然语言描述的程序自动转换可执行程序的技术,包括程序综合和程序正确性验证两个方面的内容。

(10)机器人

机器人是指可模拟人类行为的机器。它可分为三代:程序控制机器人(第一代)、自适应机器人(第二代)、智能机器人(第三代)。

(11)组合优化问题

组合优化问题一般是NP完全问题。NP完全问题是指:用目前知道的最好的方法求解,问题求解需要花费的时间(称为问题求解的复杂性)是随问题规模增大以指数关系增长。组合优化问题的求解方法已经应用于生产计划与调度、通信路由调度、交通运输调度等。

(12)人工神经网络

人工神经网络是一个用大量简单处理但愿经广泛连接而组成的人工网络,用来模拟大脑神经系统的结构与功能。

(13)分布式人工智能与多智能体

分布式人工智能(DAI)是分布式计算与人工智能结合的结果。分布式人工智能的研究目标是要建立一种描述自然系统和社会系统的模型。

(14)智能控制

智能控制就是把人工智能技术引入控制领域,建立智能控制系统。

(15)智能仿真

智能仿真就是将人工智能技术引入仿真领域,建立智能仿真系统。

(16)智能CAD

智能CAD就是将人工智能技术引入计算机辅助设计领域,建立智能CAD系统。

(17)智能CAI

智能CAI就是将人工智能技术引入计算机辅助教学领域,简历智能CAI系统即ICAI。

(18)智能管理与智能决策

智能管理就是将人工智能技术引入管理领域,建立智能管理系统,研究如何提高计算机管理系统的智能水平,以及智能管理系统的设计理论、方法和实现方法。智能决策就是将人工智能技术引入决策过程,建立智能决策支持系统。

(19)智能多媒体系统

智能多媒体实际上是人工智能与多媒体技术的有机结合。

(20)智能操作系统

智能操作系统就是将人工智能技术引入计算机的操作系统之中,从质上提高操作系统的性能和效率。

(21)智能计算机系统

智能计算机系统就是人们正在研制的新一代计算机系统,它将全面支持智能应用开发,且自身就具有智能。

(22)智能通信

智能通信就是将人工智能技术引入通信领域,建立智能通信系统,在通信系统的各个层次和环节上实现智能化。

(23)智能网络系统

智能网络系统就是将人工智能技术引入计算机网络系统。

(24)人工生命

人工生命是以计算机为研究工具,模拟自然界的生命现象,生成表现自然生命系统行为特点的仿真系统。

 

 

----内容来自于《人工智能导论(第四版)》

新一代人工智能具有五大特点

科学技术部副部长李萌(刘健摄)

7月21日,国务院新闻办公室举行国务院政策例行吹风会,重点介绍《新一代人工智能发展规划》(以下简称《规划》)的编制情况。科技部副部长李萌在回答记者提问时表示,经过60多年的演进,人工智能出现了一些新特点,包括《规划》当中讲到“它呈现出深度学习、跨界融合、人机协同、群智开放和自主智能的新特点”。新一代的人工智能主要是大数据基础上的人工智能。

李萌指出,人工智能具有以下五个特点:一是从人工知识表达到大数据驱动的知识学习技术。二是从分类型处理的多媒体数据转向跨媒体的认知、学习、推理,这里讲的“媒体”不是新闻媒体,而是界面或者环境。三是从追求智能机器到高水平的人机、脑机相互协同和融合。四是从聚焦个体智能到基于互联网和大数据的群体智能,它可以把很多人的智能集聚融合起来变成群体智能。五是从拟人化的机器人转向更加广阔的智能自主系统,比如智能工厂、智能无人机系统等。

据了解,国际普遍认为人工智能有三类“弱人工智能、强人工智能还有超级人工智能”。弱人工智能就是利用现有智能化技术,来改善我们经济社会发展所需要的一些技术条件和发展功能。强人工智能阶段非常接近于人的智能,这需要脑科学的突破,国际上普遍认为这个阶段要到2050年前后才能实现。超级人工智能是脑科学和类脑智能有极大发展后,人工智能就成为一个超强的智能系统。从技术发展看,从脑科学突破角度发展人工智能,现在还有局限性。《规划》中的新一代人工智能,是建立在大数据基础上的,受脑科学启发的类脑智能机理综合起来的理论、技术、方法形成的智能系统。

跟以往相比,新一代人工智能不但以更高水平接近人的智能形态存在,而且以提高人的智力能力为主要目标来融入人们的日常生活。比如跨媒体智能、大数据智能、自主智能系统等。在越来越多的一些专门领域,人工智能的博弈、识别、控制、预测甚至超过人脑的能力,比如人脸识别技术。新一代人工智能技术正在引发链式突破,推动经济社会从数字化、网络化向智能化加速跃进。

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人工智能的三大特征

原标题:人工智能的三大特征

一、通过计算和数据,为人类提供服务

从根本上说,人工智能系统必须以人为本,这些系统是人类设计出的机器,按照人类设定的程序逻辑或软件算法通过人类发明的芯片等硬件载体来运行或工作,其本质体现为计算,通过对数据的采集、加工、处理、分析和挖掘,形成有价值的信息流和知识模型,来为人类提供延伸人类能力的服务,来实现对人类期望的一些“智能行为”的模拟,在理想情况下必须体现服务人类的特点,而不应该伤害人类,特别是不应该有目的性地做出伤害人类的行为。

二、对外界环境进行感知,与人交互互补

人工智能系统应能借助传感器等器件产生对外界环境(包括人类)进行感知的能力,可以像人一样通过听觉、视觉、嗅觉、触觉等接收来自环境的各种信息,对外界输入产生文字、语音、表情、动作(控制执行机构)等必要的反应,甚至影响到环境或人类。借助于按钮、键盘、鼠标、屏幕、手势、体态、表情、力反馈、虚拟现实/增强现实等方式,人与机器间可以产生交互与互动,使机器设备越来越“理解”人类乃至与人类共同协作、优势互补。这样,人工智能系统能够帮助人类做人类不擅长、不喜欢但机器能够完成的工作,而人类则适合于去做更需要创造性、洞察力、想象力、灵活性、多变性乃至用心领悟或需要感情的一些工作。

三、拥有适应和学习特性,可以演化迭代

人工智能系统在理想情况下应具有一定的自适应特性和学习能力,即具有一定的随环境、数据或任务变化而自适应调节参数或更新优化模型的能力;并且,能够在此基础上通过与云、端、人、物越来越广泛深入数字化连接扩展,实现机器客体乃至人类主体的演化迭代,以使系统具有适应性、灵活性、扩展性,来应对不断变化的现实环境,从而使人工智能系统在各行各业产生丰富的应用。返回搜狐,查看更多

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人工智能基础——什么是智能(智能的特征)

智能的概念:智能及智能的本质是古今中外许多哲学家、脑科学家一直在努力探索和研究的问题,但至今任然没有完全了解。

不过生成了以下几种学派:1.思维理论:认为智能是思维的核心。2.知识阈值理论:认为智能行为取决于知识的数量及其一般化的程度,认为智能就是在巨大的搜索空间中迅速找到一个满意解的能力。3.进化理论。

综合以上各种观点,可以认为:智能是知识与智力的综合,其中,知识是一切智能行为的基础,而智力是获取知识并应用知识求解问题的能力。

智能的特征:1.具有感知能力能够感知外界,从而获取知识。2.具有记忆和思维能力记忆用于存储思维所产生的知识,思维用于对信息的处理,是获取知识以及运用知识求解问题的根本途径。思维又可分为逻辑思维、形象思维、以及顿悟思维。逻辑思维:串行的,表现为一个线性过程形象思维:主要依据直觉顿悟思维:突然出现的想法。3.具有学习能力通过与环境的作用不断学习。4.具有行为能力行为能力就是信息的输出,对外界的变化做出反应。

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