通识课系列人工智能应用概论(21世纪高职高专规划教材)/通识课系列

1.1 人工智能的概念1956年，约翰·麦卡锡（John McCarthy）、马文·明斯基（Marvin Minsky）、纳撒尼尔·罗彻斯特（Nathaniel Rochester）、克劳德·香农（Claude Shannon）4位年轻学者在人工智能夏季专题研讨会上首次提出了AI（Artificial Intelligence）这一名称，标志着人工智能学科的诞生，麦卡锡也因此被称为“人工智能之父”。此后，研究者们展开了众多理论和原理的研究，人工智能的概念及理论也不断扩展。在当今科学技术迅速发展，新思想、新理论、新技术不断涌现的背景下，人工智能发展成为涉及数学、计算机科学、哲学、认知心理学、信息论、控制论等学科交叉的边缘学科。尽管人工智能已有几十年发展中历程，但至今仍无统一的定义。根据现有研究，定义可归纳为下列四类。1.1.1 类人行为系统（Systems that act like humans）定义1：人工智能是制造能够完成需要人的智能才能完成的任务的机器的技术定义2：人工智能研究如何让计算机做现阶段人类才能做得更好的事情这两种定义与图灵测试的观点吻合，认为人工智能是类人行为。1950年，阿兰·图灵（Alan Turing）提出了图灵测试，即用人类的表现来衡量假设智能机器的表现，为智能提供一个可操作的定义。图灵测试又称为“模仿游戏”,即将一个人与一台机器置于一间房间中，而与另外一个人分隔开来，并把后一个人称为询问者。询问者不能直接见到房间中任何一方，也不能与他们说话，因此，他不知道到底哪一个实体是机器，只可以通过一个类似终端的文本设备与他们联系。然后，让询问者仅根据通过这个设备提问收到的答案，辨别出哪个是机器，哪个是人。如果询问者不能区分出机器和人，那么根据图灵的理论，就可以认为这台机器是智能的。一台机器要通过图灵测试，它需要有自然语言处理、知识表示、自动推理、机器学习、计算机视觉以及机器人技术的能力。彼时，图灵测试是评价智能行为*好且唯一的标准，已成为许多现代人工智能程序评价方案的基础。尽管图灵测试对人工智能评价很直观，但是仍然受到了很多质疑。*主要的质疑是其不测试人类智能中如感知技能、手工灵活性等重要能力，仅偏向于纯粹的符号问题求解任务。也有人指出，没有必要把人类智能行为强加到机器智能模具中，或许机器智能与人类的智能本就不能等同，那么按照人类智能行为的方法评估它，其本质就错了。1.1.2 类人思维系统（Systems that think like humans）定义3：人工智能是一种使计算机能够思考、使机器具有智力的激动人心的新尝试定义4：人工智能是那些与人的思维相关的活动，诸如决策、问题求解和学习等的自动化这两种定义主要基于人类思维工作原理可检测的理论，采用认知模型的方法。认知科学是研究人类感知和思维信息处理过程的一门学科，将来自人工智能的计算机模型和来自心理学的实验技术结合在一起，目的是对人类大脑的工作原理给出准确和可测试的模型。1.1.3 理性思维系统（Systems that think rationally）定义5：人工智能是用计算模型对智力行为进行的研究定义6：人工智能是使理解、推理和行为成为可能的关于计算的研究如果一个系统能够在它所知范围内正确行事，它就是理性的。古希腊哲学家亚里士多德（Aristotle）是首先试图严格定义“正确思维”的人之一，他将其定义为“不能辩驳的推理过程”，并通过三段论方法给出了一种推理模式，即当已知前提正确时总能产生正确的结论。例如：专家系统是推理系统，所有的推理系统都是智能系统，所以专家系统是智能系统。1.1.4 理性行为系统（Systems that act rationally）定义7：人工智能是一门通过计算过程力图解释和模仿智能行为的学科定义8：人工智能是计算机科学中与智能行为的自动化有关的一个分支行为上的理性指的是已知某些信念，为达到某种目的而执行某种行动。智能体（Agent）是能感知和执行行动的某个系统，这种定义认为人工智能可以被看作研究和建造理性主体。综上所述，人工智能主要研究用人工的方法和技术，模仿和扩展人的智能，实现机器智能。人工智能的长期目标是实现人类智能水平的机器智能。