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人工智能的三大学派:符号主义、连接主义、行为主义 人工智能主要有哪几个学派

人工智能的三大学派:符号主义、连接主义、行为主义

原标题: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)假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。

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。返回搜狐,查看更多

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人工智能的三大学派有哪些看过你就明白了

原标题:人工智能的三大学派有哪些?看过你就明白了

人工智能从阿兰·图灵(AlanTuring)提出概念,发展至今,已有60余年的时间。通过人工智能的发展历史,我们会发现它主要由3个方面相互交织发展:符号主义、连接主义和行为主义。

符号主义

符号主义认为人工智能源于数理逻辑,旨在用数学和物理学中的逻辑符号来表达思维的形成,通过大量的“如果-就”规则定义,产生像人一样的智能。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,即便是在人工智能的其他学派出现之后,符号主义仍是人工智能的主流派别。

连接主义

连接主义认为人工智能源于仿生学,其主张智能来自神经元之间的连接,它让计算机模拟人类大脑中的神经网络及其连接机制。从目前来看,人工神经网络的研究热度仍然较高,但研究成果并没有像预想的那样好。

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行为主义

行为主义认为人工智能源于控制论,指的是基于感知行为的控制系统,使每个基本单元实现自我优化和适应,这也是一个自下而上的过程,典型的代表有进化算法、多智能体等。

综合来看,人工智能研究进程中的这三种主义都推动了人工智能的发展,它们既可以相互融合,又能求同存异。返回搜狐,查看更多

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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。

目前人工智能的主要研究和应用领域有哪些

人工智能的研究领域

人工智能一共分为自然语言处理、计算机视觉、语音识别、专家系统以及交叉领域等五个领域。

自然语言处理是一门融语言学、计算机科学、数学于一体的科学。自然语言处理并不是一般地研究自然语言,而在于研制能有效地实现自然语言通信的计算机系统,特别是其中的软件系统,是计算机科学,人工智能,语言学关注计算机和人类(自然)语言之间的相互作用的领域。自然语言处理的目的是实现人与计算机之间用自然语言进行有效通信的各种理论和方法。

1、多语言翻译。自然语言处理的一个主要应用方面就是外文翻译。生活中遇到外文文章,大家想到的第一件就是寻找翻译网页或者APP,然而每次机器翻译出来的结果,基本上都是不符合语言逻辑的,需要我们再次对句子进项二次加工排列组合。至于专业领域的翻译,如法律、医疗领域,机器翻译根本就是不可行的。面对这一困境,自然语言处理正在努力打通翻译的壁垒,只要提供海量的数据,机器就能自己学习任何语言。机器从0开始进入一个领域(零成本进入)大概2周时间。所以,进入哪个领域都能高度垂直的做下去。比如,法律类专业文章翻译,优质法律文章的总量是有限的,让机器学习一遍这些文章,就可以保证翻译95%的流畅度,而且能做到实时同步。

2、虚拟个人助理。虚拟个人助理是指使用者通过声控、文字输入的方式,来完成一些日常生活的小事。大部分的虚拟个人助理都可以做到搜集简单的生活信息,并在观看有关评论的同时,帮你优化信息,智能决策。同时部分虚拟个人助理还可以直接播放音乐的智能音响或者收取电子邮件,这些都是虚拟个人助理的变化形式之一。虚拟个人助理应用在我们生活中的方方面面,音响、车载、智能家居、智能车载,智能客服多个方面。一般来说,听到语音指令就可以完成服务的,基本上都是虚拟个人助理。

3、智能病例处理自然语言处理还可以将积压的病例自动批量转化为结构化数据库,机器学习和自然语言处理技术能自动抓取病历中的临床变量,生成标准化的数据库。随后变量抽提、思路生成到论文图表导出的全过程辅助智能算法能挖掘变量相关性,激发论文思路,同时提供针对临床科研的专业统计分析支持。其水平相当于受过8年临床医学教育的医学研究生,这样下来同样同读一篇50页的病历,抓取和理解其中的所有临床信息速度比医生平均快2700倍,大大地提高了医院的办公效率,求医难这个问题将得到很多的缓解。

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在自然语言处理方面,NLPIR大数据语义智能分析技术是对语法、词法和语义的综合应用。NLPIR大数据语义智能分析平台平台是根据中文数据挖掘的综合需求,融合了网络精准采集、自然语言理解、文本挖掘和语义搜索的研究成果,并针对互联网内容处理的全技术链条的共享开发平台。包括大数据完整的技术链条:网络采集、正文提取、中英文分词、词性标注、实体抽取、词频统计、关键词提取、语义信息抽取、文本分类、情感分析、语义深度扩展、繁简编码转换、自动注音、文本聚类等功能。

在大数据时代,对海量文本信息进行有效的语义分析已经是自然语言处理、信息检索、信息分类、信息过滤、语义挖掘、文本的机器学习等诸多应用领域基础且关键的研究问题,它影响着上层信息服务与信息共享的质量和水平。NLPIR大数据语义智能技术将对中文数据挖掘技术进行深入研究,必将提供出高质量、多功能的中文数据挖掘算法并促进自然语言理解系统的广泛应用。

人工智能的三次浪潮与三种模式

■史爱武

谈到人工智能,人工智能的定义到底是什么?

达特茅斯会议上对人工智能的定义是:使一部机器的反应方式就像是一个人在行动时所依据的智能。

百度百科上对人工智能的定义是: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。

尽管人工智能现在还没有非常严格准确或者所有人都接受的定义,但是有一些约定俗成的说法。通常人工智能是指机器智能,让机器达到人智能所实现的一些功能。人工智能既然是机器智能,就不是机械智能,那么这个机器是指什么呢?是指计算机,用计算机仿真出来的人的智能行为就可以叫作人工智能。

2017年7月,国务院印发了《新一代人工智能发展规划》。2017年12月,人工智能入选“2017年度中国媒体十大流行语”。这一国家级战略和社会流行趋势标志着,人工智能发展进入了新阶段,我国要抢抓人工智能发展的重大战略机遇,构筑人工智能发展的先发优势,加快建设创新型国家和世界科技强国。

人工智能的三次浪潮

自1956年开始,人工智能经历了三起三落,出现了几次浪潮,现在人工智能已经是处于第三次浪潮了。

第一次浪潮(1956-1976年,20年),最核心的是逻辑主义

逻辑主义主要是用机器证明的办法去证明和推理一些知识,比如用机器证明一个数学定理。要想证明这些问题,需要把原来的条件和定义从形式化变成逻辑表达,然后用逻辑的方法去证明最后的结论是对的还是错的,也叫做逻辑证明。

早期的计算机人工智能实际上都是沿着这条路在走。当时很多专家系统,比如医学专家系统,用语言文字输入一些症状,在机器里面变换成逻辑表达,用符号演算的办法推理出大概得了什么病。所以当时的主要研究都集中在逻辑抽象、逻辑运算和逻辑表达等方面。

在第一次浪潮中,数学定理证明实际上是实现效果最好的,当时有很多数学家用定理思路证明了数学定理。为了更好地完成定理证明工作,当时出了很多和逻辑证明相关的逻辑程序语言,比如很有名的Prolog。

虽然当时的成果已经能够解开拼图或实现简单的游戏,却几乎无法解决任何实用的问题。

第二次浪潮(1976—2006年,30年),联结主义盛行

在第一次浪潮期间,逻辑主义和以人工神经网络为代表的联结主义相比,逻辑主义是完全占上风的,联结主义那时候不太吃香。然而逻辑主义最后无法解决实用的问题,达不到人们对它的期望,引起了大家的反思,这时候人工神经网络(也就是联结主义)就慢慢占了上风。

在70年代末,整个神经元联结网络、模型都有突飞猛进的进步,最重要的是BP前馈神经网络。1986年BP前馈神经网络刚出来的时候解决了不少问题,后来大家往更大的领域应用,实现了比较大的成果。在很多模式识别的领域、手写文字的识别、字符识别、简单的人脸识别也开始用起来,这个领域一下子就热起来,一时之间,人们感觉人工智能大有可为。随后十几年人们发现神经网络可以解决一些单一问题,解决复杂问题却有些力不从心。训练学习的时候,数据量太大,有很多结果到一定程度就不再往上升了。

这时期所进行的研究,是以灌输“专家知识”作为规则,来协助解决特定问题的“专家系统”为主。虽然有一些实际的商业应用案例,应用范畴却很有限,第二次热潮也就慢慢趋于消退。

第三次浪潮(2006—现在),基于互联网大数据的深度学习的突破

如果按照技术分类来讲,第二次和第三次浪潮都是神经网络技术的发展,不同的是,第三次浪潮是多层神经网络的成功,也就是深度学习取得突破。这里既有硬件的进步,也有卷积神经网络模型与参数训练技巧的进步。

若观察脑的内部,会发现有大量称为“神经元”的神经细胞彼此相连。一个神经元从其他神经元那里接收的电气信号量达某一定值以上,就会兴奋(神经冲动);在某一定值以下,就不会兴奋。兴奋起来的神经元,会将电气信号传送给下一个相连的神经元。下一个神经元同样会因此兴奋或不兴奋。简单来说,彼此相连的神经元,会形成联合传递行为。我们透过将这种相连的结构来数学模型化,便形成了人工神经网络。

经模型化的人工神经网络,是由“输入层”“隐藏层”及“输出层”等三层构成。深度学习往往意味着有多个隐藏层,也就是多层神经网络。另外,学习数据则是由输入数据以及相对应的正确解答来组成。

为了让输出层的值跟各个输入数据所对应的正解数据相等,会对各个神经元的输入计算出适当的“权重”值。通过神经网络,深度学习便成为了“只要将数据输入神经网络,它就能自行抽出特征”的人工智能。

伴随着高性能计算机、云计算、大数据、传感器的普及,以及计算成本的下降,“深度学习”随之兴起。它通过模仿人脑的“神经网络”来学习大量数据的方法,使它可以像人类一样辨识声音及影像,或是针对问题做出合适的判断。在第三次浪潮中,人工智能技术及应用有了很大的提高,深度学习算法的突破居功至伟。

深度学习最擅长的是能辨识图像数据或波形数据这类无法符号化的数据。自2010年以来,Apple、Microsoft及Google等国际知名IT企业,都投入大量人力物力财力开展深度学习的研究。例如AppleSiri的语音识别,Microsoft搜索引擎Bing的影像搜寻等等,而Google的深度学习项目也已超过1500项。

深度学习如此快速的成长和应用,也要归功于硬件设备的提升。图形处理器(GPU)大厂英伟达(NVIDIA)利用该公司的图形适配器、连接库(Library)和框架(Frame⁃work)产品来提升深度学习的性能,并积极开设研讨课程。另外,Google也公开了框架TensorFlow,可以将深度学习应用于大数据分析。

人工智能的3种模式

人工智能的概念很宽泛,根据人工智能的实力可以分成3大类,也称为3种模式。

(1)弱人工智能:擅长于单个方面的人工智能,也叫专业人工智能。比如战胜世界围棋冠军的人工智能AlphaGo,它只会下围棋,如果让它下国际象棋或分辨一下人脸,它可能就会犯迷糊,就不知道怎么做了。当前我们实现的几乎全是弱人工智能。

(2)强人工智能:是指在各方面都能和人类比肩的人工智能,这是类似人类级别的人工智能,也叫通用人工智能。人类能干的脑力活,它都能干,创造强人工智能比创造弱人工智能难得多,目前我们还做不到。

(3)超人工智能:知名人工智能思想家NickBostrom把超级智能定义为“在几乎所有领域都比最聪明的人类大脑都聪明很多,包括科学创新、通识和社交技能”。超人工智能可以是各方面都比人类强点,也可以是各方面都比人类强很多倍。超人工智能现在还不存在,很多人也希望它永远不要存在。否则,可能像好莱坞大片里面的超级智能机器一样,对人类也会带来一些威胁或者颠覆。

我们现在处于一个充满弱人工智能的世界。比如,垃圾邮件分类系统是个帮助我们筛选垃圾邮件的弱人工智能;Google翻译是可以帮助我们翻译英文的弱人工智能等等。这些弱人工智能算法不断地加强创新,每一个弱人工智能的创新,都是迈向强人工智能和超人工智能的进步。正如人工智能科学家AaronSaenz所说,现在的弱人工智能就像地球早期软泥中的氨基酸,可能突然之间就形成了生命。如世界发展的规律看来,超人工智能也是未来可期的!

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