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《AI的主要研究與應用領(lǐng)域》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、AI的主要研究與應用領(lǐng)域盡管目前人工智能不同研究學派在理論基礎、研究方法方等面還存在一定差異,但這些并沒有影響人工智能的發(fā)展,反而使人工智能的研究更加客觀、全面和深入。今天,被冠以智能的科技領(lǐng)域和社會現(xiàn)實數(shù)不勝數(shù),智能已成為一個極具價值的學術(shù)標簽和商業(yè)標簽,并在科技進步和社會發(fā)展中扮演著越來越重要的角色。AI的主要研究與應用領(lǐng)域面對人工智能這樣一個高度交叉的新興學科,其研究和應用領(lǐng)域的劃分可以有多種不同方法。這里采用了基于智能本質(zhì)和作用的劃分方法,即從感知、思維、行為、學習、計算智能、分布智能、智能機器、智能系統(tǒng)、智能應用等方面來進行討論。1機器思維機器思維:就是讓
2、計算機模仿和實現(xiàn)人的思維能力,以對感知到的外界信息和自己產(chǎn)生的內(nèi)部信息進行思維性加工。包括:推理、搜索、規(guī)劃等方面的研究。1機器思維推理推理的概念:推理是指按照某種策略從已知事實出發(fā)利用知識推出所需結(jié)論的過程。推理的類型:可根據(jù)所用知識的確定性,將其分為:確定性推理,指推理所使用的知識和推出的結(jié)論都是可以精確表示的,其真值要么為真、要么為假。不確定性推理,指推理所使用的知識和推出的結(jié)論可以是不確定的。所謂不確定性是對非精確性、模糊型和非完備性的統(tǒng)稱。1機器思維推理推理的理論基礎:邏輯是一門研究人們思維規(guī)律的學科,數(shù)理邏輯則是用數(shù)學的方法去研究邏輯問題。確定性推理主要
3、是基于一階經(jīng)典邏輯。它能解決的問題很有限。不確定性推理主要基于非經(jīng)典邏輯和概率等。非一階經(jīng)典邏輯是泛指除一階經(jīng)典邏輯以外的其他各種邏輯,如多值邏輯、模糊邏輯、模態(tài)邏輯、概率邏輯、默認邏輯、次協(xié)調(diào)邏輯及泛邏輯等。最常用的不確定性推理方法:基于可信度的確定性理論、基于Bayes公式的主觀Bayes方法、基于概率的證據(jù)理論和基于模糊邏輯的可能性理論等。1機器思維搜索搜索的概念:是指為了達到某一目標,不斷尋找推理線路,以引導和控制推理,使問題得以解決的過程。搜索的類型:可根據(jù)問題的表示方式將其分為狀態(tài)空間搜索和與/或樹搜索兩大類型。狀態(tài)空間搜索是一種用狀態(tài)空間法求解問題時的
4、搜索方法;1機器思維搜索與/或樹搜索是一種用問題規(guī)約法求解問題時的搜索方法。搜索的主要問題:人工智能最關(guān)心的是如何利用搜索過程所得到的對盡快達到目標有用的信息來引導搜索過程,即啟發(fā)式搜索方法。狀態(tài)空間的啟發(fā)式搜索方法與/或樹的啟發(fā)式搜索方法1機器思維規(guī)劃規(guī)劃的概念:是指從某個特定問題狀態(tài)出發(fā),尋找并建立一個操作序列,直到求得目標狀態(tài)為止的一個行動過程的描述。規(guī)劃的特點:與一般問題求解技術(shù)相比,規(guī)劃更側(cè)重于問題求解過程,并且要解決的問題一般是真實世界的實際問題,而不是抽象的數(shù)學模型。例如,第2章的機器人移盒子、猴子摘香蕉等問題。1機器思維規(guī)劃規(guī)劃系統(tǒng)的例子:斯坦福研究
5、所問題求解系統(tǒng)(StanfordResearchInstituteProblemSolver,STRIPS),是一種基于狀態(tài)空間和F規(guī)則的規(guī)劃系統(tǒng)。它由以下3部分所組成:(1)世界模型:用一階謂詞公式表示,它包括問題的初始狀態(tài)和目標狀態(tài)。(2)操作符(即F規(guī)則):它包括先決條件、刪除表和添加表。(3)操作方法:它采用狀態(tài)空間表示和中間----結(jié)局分析的方法。其中,狀態(tài)空間包括初始狀態(tài)、中間狀態(tài)和目標狀態(tài);中間----結(jié)局分析的每一步都選擇能夠縮小當前狀態(tài)與目標狀態(tài)之間的差距的先決條件可以滿足的F規(guī)則執(zhí)行,直至到達目標為止。2機器感知機器感知是機器獲取外界信息的主要途
6、徑,也是機器智能的重要組成部分。所謂機器感知,就是要讓計算機具有類似于人的感知能力,如視覺、聽覺、觸覺、嗅覺、味覺。下面主要介紹機器視覺、模式識別、自然語言理解。2機器感知計算機視覺概念:用計算機來實現(xiàn)或模擬人類的視覺功能,其主要研究目標是使計算機具有通過二維圖像認知三維環(huán)境信息的能力。重要性:在人類感知到的外界信息中,有80%以上是通過視覺得到的。2機器感知計算機視覺視覺系統(tǒng):人類視覺系統(tǒng)的功能是通過眼睛與大腦共同實現(xiàn)的。人們視野中的物體在可見光的照射下,先在眼睛的視網(wǎng)膜上形成圖像,然后由感光細胞轉(zhuǎn)換成神經(jīng)脈沖信號,再經(jīng)神經(jīng)纖維傳入大腦皮層,最后由大腦皮層對其進行
7、處理與理解。視覺,不僅僅指對光信號的感受,它包括了對視覺信息的獲取、傳輸、處理、存儲與理解的全過程。2機器感知計算機視覺設p為一物體。兩個透鏡的軸線是平行的。f為兩透鏡與圖像平面的距離,即為焦距。b為兩透鏡軸線在基線上的距離,即為兩眼的距離。l和m分別是p點與左、右透鏡軸線的距離。a和c分別是圖像平面上的左、右圖像與其相應透鏡軸線上的距離。從兩個相似三角形,可得到下式:已知b=l+m,由上式可得觀察者雙眼至物體的距離:由于雙眼的距離b為已知,焦距f也是確定的,因此d是可直接計算出來的。2機器感知計算機視覺透鏡(眼球)dfalcmbp圖形平面(視網(wǎng)膜)2機器感知模