1、第第 5 5 章章 人工智能及应用人工智能及应用 1. 人工智能，是指以机器（计算机）为载体，模仿、延伸和扩展人类智能，其与人类或其他动物所呈现的生物智能有着重要区别。 2. 人工智能作为一门多学科广泛交叉的前沿科学，不仅涉及计算机科学，还涉及控制科学、认知科学、心理科学、脑及神经科学、生命科学、语言学、逻辑学、行为科学、教育科学、数理科学等众多学科领域如下图 3. 人工智能的三种主要方法，即符号主义、联结主义和行为主义。 4. 符号主义(Symbolicism)，又称逻辑主义、心理学派或计算机学派，认为学习或者其他的智能特征原则上均可以被符号精确地描述，从而被机器仿真 5. 联结主义(Con
2、nectionism)，又称仿生学派或生理学派，通过模仿人类大脑中神经元之间的复杂交互来进行认知推理 6. 行为主义(Actionism)，又称进化主义或控制论学派，这一方法从“交互反馈角度来刻画智能行为，认为智能体可以在与环境的交互中不断学习，从而提升自己的智能水平 7. 人工智能自 1955 年登上历史舞台后，在视觉计算、语音识别、机器翻译、问答助理、商品推荐和无人系统等领域蓬勃发展。 8. 20 世纪 30 年代， 三种计算机制相继被提出， 它们分别是原始递归函数、 lambda演算和图灵机。 9. 计算机的诞生为通过机器来模拟人类智能提供了无限的想象空间， 促进了人工智能的发展。下图为
3、图灵机模型 10. 依赖于领域知识和数据的人工智能被称为领域人工智能 11. 跨领域人工智能指智能系统从一个领域快速跨越到另外一个领域。跨领域人工智能不仅依赖于已有数据和已有规则，而且专注于知识和技能的获取，能够举一反三、触类旁通，开展深度推理。 12. 混合增强智能是多种智能体的混合形式，它将人的作用或人的认知模型引入人工智能系统，形成“混合增强智能”的形态。 13. 近年来，人工智能技术正快速融入人们的生活，使人们居家、出行、购物、医疗等日常活动越来越便捷。常见的有智能家居、智慧城市、智慧出行、智能购物 14. 人工智能的发展可以为人类社会带来巨大的经济效益。 15. 通过人工智能技术提高
4、生产力、创造全新的产品和服务，是经济竞争和升级的迫切需求。 16. 推动人工智能与实体经济结合，是加快实体经济转型升级的必然发展方向。人工智能对传统产业的转型升级有着强大的驱动作用。 17. 人工智能发展在就业、安全、伦理等方面可能带来新的挑战，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。 18. 人工智能理论和技术的快速发展和不断突破，尤其是在一些方面超越人类的表现，使人们开始担忧是否会对它失去控制或是一旦落入反人类的社会成员手中会被用于反人类和危害社会的犯罪。对此人们必须保持高度警惕，同时人类要有足够的智慧和信心，研制出防范和侦破各
5、种智能犯罪活动的措施。正如美国著名科幻作家阿西莫夫(Asimov)提出的“机器人三守则”：心机器人必须不危害人类，也不允许它眼看人类受害而袖手旁观；机器人必须绝对服从人类，除非这种服从有害人类；机器人必须保护自身不受伤害，除非为了保护人类或者人类命令它做出牺牲。 19. 人工智能技术对经济发展、 社会进步都有巨大的推动作用。 随着技术的进步，这种影响将越来越大、 越来越明显。 也许有些影响现在还难以预测， 但可以肯定，未来人类与智能机器必定可以安全、和谐地相处，人工智能必将对人类的物质文明和精神文明产生深远影响。 20. 度学习是一种对原始数据所蕴含的特征模式进行学习的算法模型。最常用的深度学
6、习模拟人类大脑处理数据的机制，逐层抽象对原始数据进行学习。 21. 深度学习中，一般会构造包含若干层的神经网络，每一层中有若干神经元，前后相邻层中的神经元彼此联结。一旦给定海量数据，就可以学习神经元之间的链接权重。 22. 深度学习这一数据驱动方法在自然语言处理、知识图谱构建、图像分类、语音识别和视频运动提取等领域表现出良好的性能 23. 人工智能典型方法中还存在另一种学习方式、即问题引导下的试错学习 24. 人工智能（尤其是深度学习方法）在车牌识别上取得了较大成功。此外，人工智能在车辆颜色与车辆厂商标志识别、无牌车检测、非机动车检测与分类、车头车尾判断、车辆检索、人脸识别等方面的应用也比较成
7、熟。 25. 跨领域人工智能研究难度较大，虽然人类擅长举一反三式的跨域学习，但是对人工智能算法而言， 尚缺乏一条清晰推进跨领域人工智能的思路。 专家们认为，在跨领域人工智能的研究过程中，需要从特殊技能到泛化技能、从单一知识到多源知识、从易到难，永不停息地学习。 26. 通过人工智能技术提高生产力、创造全新的产品和服务，是经济竞争和升级的迫切需求。 27. 人工智能并不是单一的技术，它将融入现有的生产中，在垂直领域加深数字化的影响。 28. 推动人工智能与实体经济结合，是加快实体经济转型升级的必然发展方向 29. 人工智能对传统产业的转型升级有着强大的驱动作用 30. 拓展阅读 1（中文房间）
8、： “中文房间“实验。美国哲学家约翰 希尔勒(JohnSearle)提出，假设他被锁在 一个房间里，房间里有很多中国书法作品。他并不懂中文，甚至无法将汉语与日语或其他 毫无意义的字区分开来。希尔勒在房间中发现了一套规则（即人工智能算法） ，这些规则可将中文翻译为英文。随后，每当屋外的人用中文向希尔勒提问，希尔勒通过这些规则将 中文问题翻译为英文，又用这些规则将自己回答的英文答案翻译为中文，进而将翻译得到的中文反馈给屋外的提问者（如图 5.3.4 所示） 。过了一会儿，希尔勒逐渐熟悉了这项任务一尽管他仍然不清楚自己操作的这些符号到底是什么。 希尔勒问，这种情况下能否说房间内的人懂中文？答案是否定的。 31. 拓展阅读 2（智慧城市） ： 英国建筑师罗恩 赫伦(RonHerron)提出了行走的城市”的概念。如同在前卫的建筑期刊阿基格拉姆学派中所描述的，赫伦支持建造巨大的人工智能移动机器人平台，这种平台就像是背着摩天大楼在地球漫步的蜘蛛。这些四处行走的城市可以在地球上无国界地生存，可以随意前往它们需要获取资源或制造能械的任何地方。赫伦的城市甚至还有相互连接以创造更大的“行走的城市”的能力。这种城市不仅可以自给自足，而且由于人工智能的突破性发展，还能够自治