人工智能是计算机科学的一个分支教学文稿.ppt

人工智能是人工智能是计算机科学的算机科学的一个分支一个分支一、揭开人工智能的神秘面纱《列子.汤问》中记载，公元前900多年前的西周时期，周穆王曾在路上遇到一个叫偃师的匠人他献给周穆王一个“机器人”该“机器人“能走路、唱歌、跳舞，致使周穆王误以为是个真人 gogo　　亚历山大时代的古希腊人发明了一种自动机，它以水、空气和蒸汽压力为动力的会动的雕像，它可以自己开门，还可以借助蒸气唱歌 在历史发展的过程中，人类依靠自身的智慧，发明和创造在历史发展的过程中，人类依靠自身的智慧，发明和创造了许多机器，使得人类从繁重的体力和脑力劳动中解放出来了许多机器，使得人类从繁重的体力和脑力劳动中解放出来 一、揭开人工智能的神秘面纱 人工智能的实质是人造的智能，它主要是对人脑思维机理人工智能的实质是人造的智能，它主要是对人脑思维机理的模拟 1．人工智能是计算机科学的一个分支，是一门研究运用计算机模拟和．人工智能是计算机科学的一个分支，是一门研究运用计算机模拟和延伸人脑功能的综合性学科延伸人脑功能的综合性学科2．人工智能是一门涉及数学、计算机科学、控制论、信息学、心理学、．人工智能是一门涉及数学、计算机科学、控制论、信息学、心理学、哲学等学科的交叉和边缘学科。

哲学等学科的交叉和边缘学科3．人工智能研究处于信息技术的前沿，它的研究、应用和发展在一定．人工智能研究处于信息技术的前沿，它的研究、应用和发展在一定程序上决定着计算机技术的发展方向程序上决定着计算机技术的发展方向4．人工智能研究的领域：自然语言理解、模式识别、机器学习、数据．人工智能研究的领域：自然语言理解、模式识别、机器学习、数据挖掘、智能检索、机器人技术、人工神经网络挖掘、智能检索、机器人技术、人工神经网络人工智能（人工智能（AIAI）） 一、揭开人工智能的神秘面纱⑴概念：利用计算机来模拟或实现人类智能⑵诞生时间：1956年，美国的一批来自数学、心理学、神经学、信息论和计算机科学等方面的专家学者，在达特莫斯大学召开了一次研讨会，正式提出了“人工智能”这一术语⑶人工智能的实质是人造的智能，它主要是对人脑思维机理的模拟⑷人工智能的研究方法：结构模拟、功能模拟和行为模拟⑸人工智能是计算机科学的一个分支，是一门研究运用计算机模拟和延伸人脑功能的综合性学科；是一门涉及数学、计算机科学、控制论、信息学、心理学、哲学等学科的交叉和边缘学科；研究处于信息技术的前沿，它的研究、应用和发展在一定程序上决定着计算机技术的发展方向。

　　①研究人工智能成了当前信息化社会的迫切需求　　②智能化也是自动化发展的必然趋势　　③研究人工智能也有助于探索人类自身的奥秘一、揭开人工智能的神秘面纱为何需要人工智能？为何需要人工智能？　　⑴近期目标：实现机器智能（部分地或者在一定程序上实现机器的智能）　　⑵远期目标：制造智能机器（使计算机具有看、听、说、写等感知交互功能，具有联想、推理、理解、学习等高级思维能力，有分析问题、解决问题和发明创造的能力） 人工智能的目标人工智能的目标1、周穆王的“机器人”是人工智能的（ ）目标；“深蓝”大战在一定程序上实现人工智能的（ ）目标　　A．远期 B．近期实践智能的概念智能的概念智能的概念智能的概念 ⑴ ⑴狭义：仅指人类智能，指人在认识和改造客观世界的活动狭义：仅指人类智能，指人在认识和改造客观世界的活动中，由思维过程和脑力活动所体现出来的智慧和能力中，由思维过程和脑力活动所体现出来的智慧和能力　包含三个方面：　包含三个方面：思维能力：记忆、联想、推理、计算、分析、比较、判断、思维能力：记忆、联想、推理、计算、分析、比较、判断、决策、规划、学习、探索等决策、规划、学习、探索等感知能力：能够通过视觉、听觉、触觉等感知客观世界，获感知能力：能够通过视觉、听觉、触觉等感知客观世界，获得各种信息得各种信息行为能力：能够通过口、手、足等器官对外界的刺激做出反行为能力：能够通过口、手、足等器官对外界的刺激做出反应，采取行动应，采取行动 ⑵ ⑵广义：包括人类智能、人工智能和集成智能。

广义：包括人类智能、人工智能和集成智能　共性：　共性：①①智能的基本要素是智能的基本要素是““信息信息””；；②②智能是普遍存在的，智能是普遍存在的，人、动物、机器都可能有智能；　人、动物、机器都可能有智能；　③③智能是多层的，可分为智能是多层的，可分为高层智能、中层智能、基层智能；　高层智能、中层智能、基层智能；　④④智能是进化的；智能是进化的； ⑤ ⑤智能是相对的；智能是相对的； ⑥ ⑥智能是智能系统的整体功能智能是智能系统的整体功能练习：练习：1 1．周穆王的．周穆王的““机器人机器人””是智能的一个表现，这种智能属于广是智能的一个表现，这种智能属于广义智能的（义智能的（ ① ① ），它是（），它是（ ② ② ）　　①A.①A.人类智能人类智能 B.B.集成智能集成智能 C.C.人工智能人工智能 ②A. ②A.人人 B.B.动物动物 C.C.机器机器2 2．哑巴虽然不会说话，但他会用手势表达自己的想法，这是．哑巴虽然不会说话，但他会用手势表达自己的想法，这是智能的（智能的（ ）方面 A A．思维能力．思维能力 B B．感知能力．感知能力 C C．行为能力．行为能力3 3．福尔摩斯是一个侦探家，他破了许多案子，他突出运了用．福尔摩斯是一个侦探家，他破了许多案子，他突出运了用智能的（智能的（ ）方面。

方面 A A．思维能力．思维能力 B B．感知能力．感知能力 C C．行为能力．行为能力4 4．机器人能走路、唱歌、跳舞，这说明它具有（．机器人能走路、唱歌、跳舞，这说明它具有（ ） A A．高层智能．高层智能 B B．中层智能．中层智能 C C．基层智能．基层智能二、利用人工智能技术加工信息二、利用人工智能技术加工信息 （人工智能技术应用）（人工智能技术应用） 1 1．模式识别．模式识别 例例1：阿里巴巴对着山洞的门一念：阿里巴巴对着山洞的门一念“芝麻开门芝麻开门”，山洞的门就打开，山洞的门就打开了，再念了，再念“芝麻关门芝麻关门”，山洞的门又自动关上了山洞的门又自动关上了例例2：科幻片《：科幻片《X战警》中，战警》中，“X教授教授”只要在实验室门口一站，实只要在实验室门口一站，实验室的门就会自动打开，并且发出声音欢迎教授的到来，而其他验室的门就会自动打开，并且发出声音欢迎教授的到来，而其他人则没法进去人则没法进去例例3：国内某些厂家生产的：国内某些厂家生产的PDA，给人们提供了一个微型书写板，给人们提供了一个微型书写板和笔，使得信息的输入更符合人们的自然习惯。

和笔，使得信息的输入更符合人们的自然习惯　　此类技术的目标是利用计算机来模拟人的各种识别能力，包　　此类技术的目标是利用计算机来模拟人的各种识别能力，包括对文字、声音、图形、图像、人物和物体等进行自动识别括对文字、声音、图形、图像、人物和物体等进行自动识别二、利用人工智能技术加工信息二、利用人工智能技术加工信息 （人工智能技术应用）（人工智能技术应用） 1 1．模式识别．模式识别 　⑴⑴语音识别（如：语音识别（如：Office语音识别工具、语音识别工具、ViaVoice））　　工作原理：首先在计算机中存放所有字词的读音，建立一个样本数据库，然后通过话筒将用户说话的声音输入计算机；计算机将输入的声音和数据库中的所有声音样本逐一进行对照，找出最接近的声音样本，最终确定输入的声音是哪些字或词　⑵⑵指纹识别指纹识别　　利用指纹来鉴定人的身份，可以克服证件、签字、照片、密码、钥匙、印鉴等容易假冒、丢失、遗忘等缺点　　如：浙江省公安厅使用北大自动指纹识别系统，建立了100多万人的指纹库，检索一个现场只需4分钟 指纹识别结合生物扫描技术，可以识别指纹的平面图像特征，可以对指纹表皮下的毛细血管的分布特征以及手指的三维图像特征进行识别。

　　一汽集团公司与国防科技大学最近合作研制成功一汽集团公司与国防科技大学最近合作研制成功““红旗轿红旗轿车自主驾驶系统车自主驾驶系统””（即无人驾驶系统）汽车自主驾驶技（即无人驾驶系统）汽车自主驾驶技术是集模式识别、智能控制、计算机学和汽车操纵动力学术是集模式识别、智能控制、计算机学和汽车操纵动力学等多门学科于一体的综合性技术，代表着一个国家控制技等多门学科于一体的综合性技术，代表着一个国家控制技术的水平红旗车自主驾驶系统采用计算机视觉导航方式，术的水平红旗车自主驾驶系统采用计算机视觉导航方式，并采用仿人控制，实现了对红旗车的操纵控制首先，摄并采用仿人控制，实现了对红旗车的操纵控制首先，摄像机将车前方的道路和车辆行驶情况输入到图像处理和图像机将车前方的道路和车辆行驶情况输入到图像处理和图像识别系统该系统识别出道路状况、前方车辆的相对距像识别系统该系统识别出道路状况、前方车辆的相对距离和相对车速接着，路径规划系统根据这些信息规划出离和相对车速接着，路径规划系统根据这些信息规划出一条合适路径，即决定如何开车然后，路径跟踪系统根一条合适路径，即决定如何开车然后，路径跟踪系统根据需跟踪的路径，结合车辆行驶状态参数和车辆驾驶动力据需跟踪的路径，结合车辆行驶状态参数和车辆驾驶动力学约束，形成控制命令，控制方向盘和油门开启机构产生学约束，形成控制命令，控制方向盘和油门开启机构产生相应动作，使汽车按照规划好的路径前进，即按自主驾驶相应动作，使汽车按照规划好的路径前进，即按自主驾驶系统的规划路径前进。

系统的规划路径前进 　　⑶⑶联机手写输入联机手写输入　　PDA是一种袖珍型电子记事本，它提供一个小型书写板和一支电子笔，可以将约会时间、地点、通讯地址、号码以及一些重要的数据写入PDA　　比利时的科学家研制出一种能认识自己主人的“智能笔”，它可以向计算机输入文字，而且是一种可靠性极高的签字笔　　⑷⑷光学字符识别（光学字符识别（OCR技术）技术）　　在邮件的自动分拣中，可以使用OCR和光学条码识别、人工辅助识别等手段相结合来完成邮政编码的阅读二、利用人工智能技术加工信息二、利用人工智能技术加工信息 （人工智能技术应用）（人工智能技术应用） 1 1．模式识别．模式识别 1．浙江省公安厅使用北大自动指纹识别系统，这是模式识的（ ）　　A．指纹识别B．语音识别 C．光学字符识别2.Handingit-Recog是一种（ ）软件，扫描仪是一种（ ）识别　　A．语音识别B．光学字符识 C．手写识写 实践——利用计算机把一种自然语言转变成另一种自然语言的过程二、利用人工智能技术加工信息二、利用人工智能技术加工信息 （人工智能技术应用）（人工智能技术应用） 2 2．机器翻译（．机器翻译（Machine TranslationMachine Translation，简称，简称MTMT）） 如：金山快译、译星、万能对译等。

还有一些网站也提供免费的翻译服务¤词典翻译类软件：提供一部方便的电子词典词典翻译类软件：提供一部方便的电子词典¤汉化翻译类软件：提供英文软件的汉化、网上翻译，操汉化翻译类软件：提供英文软件的汉化、网上翻译，操作系统的汉化以及全文翻译等功能作系统的汉化以及全文翻译等功能¤专业翻译软件：为专业化的行业用户服务的专业翻译软件：为专业化的行业用户服务的现有的机译和人译过程作比较现有的机译和人译过程作比较现有的机译和人译过程作比较现有的机译和人译过程作比较    机器翻译机器翻译：：  　　  　　 一句一句处理，上下文缺乏联系；一句一句处理，上下文缺乏联系；对源语言的分析只是求解句法关系，完全不是意义上的理解；对源语言的分析只是求解句法关系，完全不是意义上的理解；缺乏领域知识，从计算机到医学，从化工到法律都通用，缺乏专业缺乏领域知识，从计算机到医学，从化工到法律都通用，缺乏专业词典；词典；译文转换是基于源语言的句法结构的，受源语言的句法结构的束缚；译文转换是基于源语言的句法结构的，受源语言的句法结构的束缚；   　　    翻译只是句法结构的和词汇的机械对应翻译只是句法结构的和词汇的机械对应。

    人工翻译：人工翻译：    一般会先通读全文，会前后照应；一般会先通读全文，会前后照应；    　　 对源语言是求得意义上的理解；对源语言是求得意义上的理解； 只有专业翻译人员，而没有万能翻译人员；只有专业翻译人员，而没有万能翻译人员； 译文是基于他对源语言的理解，不受源语言的句法结构的束缚；译文是基于他对源语言的理解，不受源语言的句法结构的束缚；     翻译是一个再创造的过程翻译是一个再创造的过程     目前的情况下，计算机辅助翻译应该是一个比较好的实际选目前的情况下，计算机辅助翻译应该是一个比较好的实际选择它集机器记忆式翻译、语法分析式翻译和人际交互式翻择它集机器记忆式翻译、语法分析式翻译和人际交互式翻译为一体，把翻译过程中机械、重复、琐碎的工作交给计算译为一体，把翻译过程中机械、重复、琐碎的工作交给计算机来完成这样，翻译者只需将精力集中在创造性的思考上，机来完成这样，翻译者只需将精力集中在创造性的思考上，有利于工作效率的提高有利于工作效率的提高 机器翻译研究归根结底是一个知识处理问题，它涉及有关语机器翻译研究归根结底是一个知识处理问题，它涉及有关语言内的知识、语言间的知识，以及语言外的世界知识，其中言内的知识、语言间的知识，以及语言外的世界知识，其中包括常识和相关领域的专门知识。

随着因特网的普及与发展，包括常识和相关领域的专门知识随着因特网的普及与发展，机器翻译的应用前景十分广阔作为人类探索自己智能和操机器翻译的应用前景十分广阔作为人类探索自己智能和操作知识的机制的窗口，机器翻译的研究与应用将更加诱人作知识的机制的窗口，机器翻译的研究与应用将更加诱人国际上有关专家分析认为机器翻译要想达到类似人工翻译一国际上有关专家分析认为机器翻译要想达到类似人工翻译一样的流畅程度，至少还要经历样的流畅程度，至少还要经历 15年时间的持续研究，但在人年时间的持续研究，但在人类对语言研究还没有清楚类对语言研究还没有清楚“人脑是如何进行语言的模糊识别和人脑是如何进行语言的模糊识别和判断判断”的情况下，机器翻译要想达到的情况下，机器翻译要想达到100%的准确率是不可能的准确率是不可能的 现有的机译和人译过程作比较现有的机译和人译过程作比较现有的机译和人译过程作比较现有的机译和人译过程作比较   二、利用人工智能技术加工信息二、利用人工智能技术加工信息 （人工智能技术应用）（人工智能技术应用） 工作原理：智能机器人可以根据感觉到的信息，进行独立识别、推理，并做出判断和决策，不用人的参与就可以完成一些复杂的工作。

3 3．智能机器人．智能机器人4 4．计算机博弈．计算机博弈如：国际象棋、中国象棋、围棋、五子棋、跳棋 5 5．智能代理技术（．智能代理技术（AgentAgent））代表：一种具有智能的实体，这种实体具有自主性、反应性、适应性和社会性等基本特性二、利用人工智能技术加工信息二、利用人工智能技术加工信息 （人工智能技术应用）（人工智能技术应用） 　1．Office软件中有一个“大眼夹”，有时它翻跟头，表明它有（ ）特性；用户插入图片，它会提示信息，表明它有（ ）特性　 A．自主性 B．反应性 C．适应性 D．智能性 E．社会性 F．主动性　2．金山杀毒软件里有一只金毛狮子，它在（ ）情况下发出警报提醒用户　　 A．自我玩耍 B．睡大觉 C．发现可疑病毒 D．软件升级实践6 6．其他应用：智能家电电器、车辆导航系统、智能游戏程．其他应用：智能家电电器、车辆导航系统、智能游戏程序、智能手术刀序、智能手术刀车辆导航系统：采用了GPS全球定位技术、GIS地理信息技术、GSM短信息、现代无线通讯技术二、利用人工智能技术加工信息二、利用人工智能技术加工信息 （人工智能技术应用）（人工智能技术应用） 期末作品选题期末作品选题1:了解机器人的外观，形成机器人图片册（了解机器人的外观，形成机器人图片册（10张以张以上，配简单介绍，注意分类，涉及到的引用文章、上，配简单介绍，注意分类，涉及到的引用文章、网址和视频等要附上）网址和视频等要附上）（（12月月31日前完成并演示，然后集体上交）日前完成并演示，然后集体上交）如果不选本题如果不选本题,以后还会有选题陆续出现以后还会有选题陆续出现结束智能机器人聚会东京智能机器人聚会东京[组图组图]11月30日，在日本首都东京举办的2005年国际机器人展览上，几个身着和服的小机器人正翩翩起舞。

这种把尖端科学技术和传统艺术结合起来的机器人售价为120000日元（约1004美元） 智能机器人聚会东京智能机器人聚会东京[组图组图]12月1日，在日本东京举办的2005年国际机器人展上，一位男士与机器人共舞                                                                            12月1日，在日本东京举办的2005年国际机器人展上，组装机器人进行表演智能机器人聚会东京智能机器人聚会东京[组图组图]11月30日，在日本首都东京举办的2005年国际机器人展览上，一名身着机器盔甲的演示人员用双臂托起重30公斤的大米这套名为混合肢体辅助系统的机器盔甲装备了很多感应器，它们可以在人的肢体活动时感知大脑发出的电子神经信号，使得计算机控制盔甲帮助肢体完成相关动作智能机器人聚会东京智能机器人聚会东京[组图组图]                                                                            11月30日，在日本首都东京举办的2005年国际机器人展览上，由大阪大学研制的六腿机器人正缓缓从网状顶棚上爬过。

该款机器人可用于救援和安全检查等工作智能机器人聚会东京智能机器人聚会东京[组图组图]一款兼具向导和地板清洁功能的机器人 “RIDC-01” 11月26日在东京亮相这款1.3米高、100公斤重的机器人可以识别人类语言，还可以同客人进行对话在机器人头部还装备有放映装置，可显示信息或者用它看DVD据悉，这款机器人已开始接受订单，定价在8.5万美元智能机器人聚会东京智能机器人聚会东京[组图组图]中国科普博览-机器人博览： 计算机语言与机器人教学： http://www.robocup.org乐高机器人课堂： 学生科技网： 根据史书《列子·汤问》的记载，早在4000多年前，我国夏、商、西周时期，就已经出现了结构精细、技术高超的机器人史书上是这样记载的：　　一天，周穆王到西部打猎，途中遇到了偃师他身边带了一个能歌善舞的倡优，穆王休息的时候，偃师便让他给穆王助兴倡优的歌喉优美，舞姿翩翩，看得出来，他是一个训练有素的人周穆王非常欣赏他的表演，看得津津有味周穆王的妃子很漂亮，倡优在表演的时候看到了，就一步步往她身边凑，弄得她只好往后躲。

穆王大怒，把酒杯一摔，下令把偃师杀了偃师害怕了，拔出剑先把倡优杀了，并请穆王过目周穆王一看，原来那倡优并不是真的，而是用皮革、木块、胶漆等东西做成的！“原来是个假人，免偃师一死周穆王下令《列子《列子.汤问》汤问》back结束结束  。