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《《人工智能人工智能》》课程课程

软件与理论研究所 赵合计软件与理论研究所 赵合计

自我介绍自我介绍

单位：软件与理论研究所单位：软件与理论研究所 （（ 3B3B 座座 -327-327 ） ） E-mailE-mail ：： hejizh@sdu.edu.cn

电话电话 : :

1396900805713969008057

关于本课程的学习关于本课程的学习1. 课程考试： 闭卷笔试（ 80% ） + 平时（作业、课堂

20% ）2. 课程学习形式： 课堂上课 + 实验 + 看电影、视频录像3. 基础课程： 数理逻辑（命题逻辑和谓词逻辑） 数据结构，集合论。4. 上课时请把手机关闭或打在静音 ！

内容内容11 、人工智能的提出、人工智能的提出22 、人工智能的定义、人工智能的定义33 、研究目标、研究目标44 、历史回顾、历史回顾55 、研究内容、研究内容66 、取得的成果、取得的成果77 、关于人工智能学科、关于人工智能学科88 、、 AIAI 的大师的大师99 、本课程的学习、本课程的学习

绪 论 绪 论 • 所以知之在人者所以知之在人者 ,, 谓之知谓之知 .. 知有所合知有所合 ,, 谓之谓之智智 ..

所以能之在人者所以能之在人者 ,, 谓之能谓之能 .. 能有所合能有所合 ,, 谓之谓之能能 .. 荀况荀况 << 荀子荀子 .. 正名正名 >>

人所固有的、用以认识客观事物的东西，叫人所固有的、用以认识客观事物的东西，叫做认识能力。人的认识与客观事物相吻合，做认识能力。人的认识与客观事物相吻合，叫做智。人固有的掌握才能的能力，叫做能，叫做智。人固有的掌握才能的能力，叫做能，或称为先天素质。这种先天素质与客观事物或称为先天素质。这种先天素质与客观事物相符合，使活动达到成功，这里叫做智能。相符合，使活动达到成功，这里叫做智能。人与自然界的和谐。人与自然界的和谐。智能交通、智能卡、智能手机、智能建筑、智能地图、智能导航、智能家具、智能机器人 、智能软件 等等

绪 论 绪 论 • 很早人类就有制造机器人的幻想很早人类就有制造机器人的幻想

– 黄帝的黄帝的““指南车指南车””– 汉代，张衡的汉代，张衡的““计里鼓车计里鼓车””– 诸葛亮的诸葛亮的““木牛流马木牛流马””– 亚里士多德的形式逻辑亚里士多德的形式逻辑– 莱布尼茨的关于数理逻辑的思想莱布尼茨的关于数理逻辑的思想– ““ 机器人机器人””一词的来源 一词的来源 robot robot

绪 论 绪 论 • 人工智能（人工智能（ Artificial IntelligenceArtificial Intelligence ）简称）简称 AIAI• 起源于美国起源于美国 19561956 年的一次夏季讨论会年的一次夏季讨论会

（达特茅斯 （达特茅斯 DartmouthDartmouth 会议，达特茅斯坐落会议，达特茅斯坐落于新罕布什尔州的汉诺威于新罕布什尔州的汉诺威 (Hanover)(Hanover) 小镇）小镇）

• 什么是什么是 AIAI ？？ * * 计算计算———— >> 算计算计

** 图灵实验 图灵实验 ––验证机器可以具有智能验证机器可以具有智能 研究人类智能活动的规律，构造具有一定智能研究人类智能活动的规律，构造具有一定智能

行为的系统行为的系统 -- 人工智能是由计算机模仿人类智能人工智能是由计算机模仿人类智能的科学。的科学。

绪 论 绪 论

• RichRich 和 和 KnightKnight ：：””人工智能是研究如何人工智能是研究如何让计算机做现阶段只有人才能做好的事情让计算机做现阶段只有人才能做好的事情““。。

• NilssonNilsson““ 人工智能是关于知识的科学，即如人工智能是关于知识的科学，即如何表示知识、如何获取知识、如何利用知识何表示知识、如何获取知识、如何利用知识的科学的科学””。。

• BuchananBuchanan 和 和 ShortliffeShortliffe““ 人工智能是计算人工智能是计算机科学的分支，它用符号、非算法的方法进机科学的分支，它用符号、非算法的方法进行算术求解行算术求解””。。

• … …… …..

绪 论 绪 论 • 人工智能的定义分类：人工智能的定义分类：

““ 类似人一样动作类似人一样动作””““ 类似人一样进行思考和推理类似人一样进行思考和推理””““ 理性思考理性思考””““ 理性动作理性动作””

绪 论 绪 论 • 人工智能的定义分类：人工智能的定义分类：““ 类似人一样动作类似人一样动作””：认为人工智能是一门：认为人工智能是一门艺术，它能创作出完成一定任务的机器，而艺术，它能创作出完成一定任务的机器，而当人类对这些任务进行处理的时候，需要一当人类对这些任务进行处理的时候，需要一定的智能。定的智能。

如定理证明、下棋程序、辅助外科手术等。如定理证明、下棋程序、辅助外科手术等。图灵测试。图灵测试。

绪 论 绪 论 ““类似人一样进行思考和推理类似人一样进行思考和推理””：考虑的是怎：考虑的是怎样能够让计算机更好的完成任务。从认知样能够让计算机更好的完成任务。从认知科学入手，认知科学是研究人类感知和思科学入手，认知科学是研究人类感知和思维信息处理过程的一门科学。维信息处理过程的一门科学。

如如 NewellNewell 和和 SimonSimon 的的““通用问题求解系统通用问题求解系统GPSGPS”” 等。等。

绪 论 绪 论 ““理性思考理性思考””：主要指的是思维方法的规范化，：主要指的是思维方法的规范化，

起源古希腊哲学家亚里士多德（起源古希腊哲学家亚里士多德（ AristotlAristotlee ）的）的““正确思考正确思考 right thinkingright thinking””, , SocratesSocrates 的三段论：的三段论：

““SocratesSocrates 是人，所有的人都会死，所以是人，所有的人都会死，所以SocratesSocrates 也会死也会死””

逻辑学的产生。逻辑学的产生。

绪 论 绪 论 ““理性动作理性动作””：主要指的是理性的主题：主要指的是理性的主题 agent,agent,

行为上的理性指的是已知某些信念，执行某些行为上的理性指的是已知某些信念，执行某些动作以达到某个目标。最近若干年群智能的发动作以达到某个目标。最近若干年群智能的发展丰富了这一理论，可计算智能。展丰富了这一理论，可计算智能。

像人一样思考的系统像人一样思考的系统 理性地思考的系统理性地思考的系统•““要使计算机能够思考要使计算机能够思考 ....……..意思意思就是：有头脑的机就是：有头脑的机器器””（（ Haugeland, 1985Haugeland, 1985 ））•““ 与人类的思维相关的活动，诸与人类的思维相关的活动，诸如决策、问题求解、学习等活如决策、问题求解、学习等活动动””（（ Bellman, 1978Bellman, 1978 ））

•““通过利用计算模型来进行心智通过利用计算模型来进行心智能力的研究能力的研究”” （（ ChamiakChamiak 和和 McDermott, McDermott, 19851985 ））•““对使得知觉、推理和行为成对使得知觉、推理和行为成为可能的计算的研究为可能的计算的研究”” （（ Winston, 1992Winston, 1992 ））

像人一样行动的系统像人一样行动的系统 理性地行动的系统理性地行动的系统•““一种技艺，创造机器来执行人一种技艺，创造机器来执行人需要智能才能完成的功能需要智能才能完成的功能”” （（ Kurzweil, 1990Kurzweil, 1990 ））•““ 研究如何让计算机能够做到那研究如何让计算机能够做到那些目前人比计算机做得更好的事些目前人比计算机做得更好的事情情””（（ RichRich 和和 Knight, 1991Knight, 1991 ））

•““计算智能是对设计智能化智能计算智能是对设计智能化智能体的研究体的研究”” （（ PoolePoole等，等， 19981998 ））•““AI..AI..…….. 关心的是人工制品中的关心的是人工制品中的智能行为智能行为”” （（ Nilsson, 1998Nilsson, 1998 ））

AI 研究目标近期目标： 研究如何使用计算机去完成以往需要人的智力才能胜任的工作。远期目标： 探讨智能的基本原理，研究如何使用各种自动机器来

模拟人的某些思维活动和智能行为。

有一天所有的知识，包括精神和无形的真理能够通过通用的代数演算放入单一的演义系统中。

把有关人类意识的本质和构成的某些可能的暗示收集起来。 Boole 布尔

绪 论绪 论

故事理解程序举例故事理解程序举例

• ““一个人进入餐馆并订了一份汉堡包。当汉堡包一个人进入餐馆并订了一份汉堡包。当汉堡包端来时发现被烘脆了，此人暴怒地离开餐馆，端来时发现被烘脆了，此人暴怒地离开餐馆，没有付帐或留下小费。没有付帐或留下小费。””

• ““ 一个人进入餐馆并订了一份汉堡包。当汉堡一个人进入餐馆并订了一份汉堡包。当汉堡包端来后他非常喜欢它，而且在离开餐馆付帐包端来后他非常喜欢它，而且在离开餐馆付帐之前，给了女服务员很多小费。之前，给了女服务员很多小费。””

• 作为对作为对““理解理解””故事的检验，可以向计算机询故事的检验，可以向计算机询问，在每一种情况下，此人是否吃了汉堡包。问，在每一种情况下，此人是否吃了汉堡包。

人工智能的研究争论人工智能的研究争论

• 图灵实验•希尔勒的中文屋子• • 问题：通过了图灵实验就具有了智能吗？问题：通过了图灵实验就具有了智能吗？• 思考题：如何理解希尔勒的中文屋子？思考题：如何理解希尔勒的中文屋子？

几个著名网站几个著名网站研究如何制造出人造的智能机器或系统，来模拟人研究如何制造出人造的智能机器或系统，来模拟人类智能活动的能力，以延伸人们智能的科学。类智能活动的能力，以延伸人们智能的科学。

人工智能的网站：人工智能的网站：

加拿大人工智能中心：加拿大人工智能中心： www.ai.sri.com/aic 乔治大学人工智能中心 乔治大学人工智能中心 www.ai.uga.edu 华声盛顿大学人工智能所 华声盛顿大学人工智能所

www.cs.washington.edu/research/projects/ai/www 芝加哥大学人工智能实验室 芝加哥大学人工智能实验室 www.cs.uchicago.edu/html/group/ai

人工智能学会 人工智能学会 www.iia.csic.es 世界机器人世界机器人 www.robocup.orgwww.robocup.org 麦卡锡麦卡锡 (McCarthy) standford(McCarthy) standford

www-formal.stanford.edu/jmc/index.htmlwww-formal.stanford.edu/jmc/index.html http://www.sia.cn/ http://www.sia.cn/ 中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室

AIAI 的历史回顾的历史回顾

• 第一阶段（第一阶段（ 4040 年代中～年代中～ 5050 年代末） 神经元年代末） 神经元网络时代网络时代

– 双层网络 双层网络 – M-PM-P 模型 、感知器模型等模型 、感知器模型等– 问题：问题： XORXOR问题不能解决问题不能解决– MinskyMinsky 的著作：的著作：《《 PerceptionsPerceptions》》（感（感

知器）知器）

AIAI 的历史回顾（续的历史回顾（续 11 ））• 第二阶段（第二阶段（ 5050 年代中～年代中～ 6060 年代中） 通用年代中） 通用

方法时代方法时代

– 物理符号系统物理符号系统– 主要研究的问题：主要研究的问题： GPSGPS 、游戏、翻译等、游戏、翻译等– 对问题的难度估计不足，陷入困境对问题的难度估计不足，陷入困境

AIAI 的历史回顾（续的历史回顾（续 22 ））• 一个笑话（英俄翻译）：一个笑话（英俄翻译）：

The spirit is willing but the flesh is The spirit is willing but the flesh is week.week.

（心有余而力不足）（心有余而力不足）

The vodka is strong but meat is rotten.The vodka is strong but meat is rotten.

（伏特加酒虽然很浓，但肉是腐烂的）（伏特加酒虽然很浓，但肉是腐烂的）

AIAI 的历史回顾（续的历史回顾（续 33 ））• 出现这样的错误的原因：出现这样的错误的原因：

SpiritSpirit ：：11 ）精神 ）精神

22 ）烈性酒）烈性酒

• 结论：结论：必须理解才能翻译，而理解需要知识。必须理解才能翻译，而理解需要知识。

AIAI 的历史回顾（续的历史回顾（续 44 ））• 第三阶段（第三阶段（ 6060 年代中～年代中～ 8080 年代初） 年代初）

知识工程时代 知识工程时代– 专家系统专家系统– 知识工程知识工程– 知识工程席卷全球知识工程席卷全球– 各国发展计划：各国发展计划：

• 美国星球大战计划美国星球大战计划•英国英国 ALVEYALVEY 计划计划• 法国法国 UNIKA UNIKA 计划计划•中国“中国“ 863”863” 计划计划

AIAI 的历史回顾（续的历史回顾（续 55 ））

• 知识就是力量——培根• 知识蕴涵着力量——费根鲍姆

(EdwardAlbert Feigenbaum)

AIAI 的历史回顾（续的历史回顾（续 66 ））• 第四阶段（第四阶段（ 8080 年代中～年代中～ 9090 年代初） 年代初）

新的神经元网络时代 新的神经元网络时代

– BPBP网（算法），解决了多层网的学习问题网（算法），解决了多层网的学习问题– HopfieldHopfield网，成功求解了货郎担问题网，成功求解了货郎担问题– 存在问题：存在问题：

• 理论依据理论依据• 解决大规模问题的能力解决大规模问题的能力

– 新的动向新的动向————构造化方法、组织理论构造化方法、组织理论

AIAI 的历史回顾（续的历史回顾（续 77 ））• 第五阶段（第五阶段（ 9090 年代初～现在）数据与网络年代初～现在）数据与网络

时代时代

– 网络给网络给 AIAI带来无限的机会带来无限的机会– 知识发现与数据挖掘知识发现与数据挖掘– AIAI走向实用化、应用开花阶段走向实用化、应用开花阶段

AIAI 的研究内容的研究内容

• 搜索技术 搜索技术 “八数码难题”，“野人传教士”问题等，看演示“八数码难题”，“野人传教士”问题等，看演示

• 知识表示 知识表示 • 规划方法规划方法• 机器学习机器学习• 认知科学认知科学

AIAI 的研究内容（续的研究内容（续 11 ））

• 自然语言理解与机器翻译自然语言理解与机器翻译• 专家系统与知识工程专家系统与知识工程• 定理证明（定理证明（ 1976 1976 伊利诺斯大学 四色定理 伊利诺斯大学 四色定理 ））• 博弈博弈• 机器人机器人• 数据挖掘与知识发现数据挖掘与知识发现

AIAI 的研究内容（续的研究内容（续 22 ））

• 多多 AgentAgent 系统：系统：群智能，蚁群算法，粒子群算法等。群智能，蚁群算法，粒子群算法等。

• 足球机器人足球机器人– 两个组织：两个组织： RoboCupRoboCup 和和 FIRAFIRA– 模拟组与机器人组模拟组与机器人组– 控制方式：控制方式： FIRAFIRA采用集中控制，而采用集中控制，而

RoboCupRoboCup采用分布式控制采用分布式控制• 人机交互技术人机交互技术

人工智能取得的一些成果人工智能取得的一些成果• 四十多年来，人工智能的研究虽然步履艰四十多年来，人工智能的研究虽然步履艰难，但也取得了一些很突出的成绩。下面难，但也取得了一些很突出的成绩。下面列举一些具体实例。列举一些具体实例。

定理证明定理证明• 5050 年代中期，世界上最早的启发式程序年代中期，世界上最早的启发式程序

““逻辑理论家逻辑理论家””，证明了数学名著，证明了数学名著《《数学数学原理原理》》中的中的 3838 个定理。经改进后，个定理。经改进后， 6262 年年证明了该书中全部的证明了该书中全部的 5252 个定理。被认为是个定理。被认为是用计算机探讨人类智力活动的第一个真正用计算机探讨人类智力活动的第一个真正的成果。的成果。

四色定理的证明四色定理的证明• 四色定理四色定理• 从从 18521852 年发现四色问题，世界上很多著年发现四色问题，世界上很多著

名的科学家试图证明，但一直未能完成形名的科学家试图证明，但一直未能完成形式化推正。式化推正。

• 19761976 年年 66 月，哈肯在美国伊利诺斯大学的月，哈肯在美国伊利诺斯大学的两台不同的电子计算机上，用了两台不同的电子计算机上，用了 12001200 个个小时，作了小时，作了 100100 亿次判断，终于完成了四亿次判断，终于完成了四色定理的证明，从而解决了一个历时色定理的证明，从而解决了一个历时 100100多年的问题，轰动了世界。多年的问题，轰动了世界。

定理证明的定理证明的““吴方法吴方法””• 20002000 年我国最高科学技术奖获得者吴文俊年我国最高科学技术奖获得者吴文俊教授，提出了教授，提出了““数学机器化数学机器化””。。

• 19771977 年，吴文俊关于平面几何定理的机械年，吴文俊关于平面几何定理的机械化证明首次取得成功。化证明首次取得成功。

• 创立了定理机器证明的创立了定理机器证明的 ““ 吴方法吴方法””。。

通用问题求解器（通用问题求解器（ GPSGPS ））• 从从 19571957 年开始，年开始， NewellNewell 等人开始研究一等人开始研究一

种不依赖于具体领域的通用解题程序，这个种不依赖于具体领域的通用解题程序，这个程序的设计是从模仿人类问题求解的规程开程序的设计是从模仿人类问题求解的规程开始的。在它能处理的有限类别的问题中，它始的。在它能处理的有限类别的问题中，它显示出程序决定的子目标及可能采取的行动显示出程序决定的子目标及可能采取的行动的次序，与人类求解同样问题是类似的。因的次序，与人类求解同样问题是类似的。因此，此， GPSGPS 是第一个实现了是第一个实现了““像人一样思像人一样思考考””方法的程序。 方法的程序。

• 例如： 野人与传教士问题 例如： 野人与传教士问题 M-C M-C （（看演示看演示））

专家系统专家系统• 人类之所以能求解问题，是因为人类具有知识。人类之所以能求解问题，是因为人类具有知识。• 专家系统就是把有关领域专家的知识整理出来，专家系统就是把有关领域专家的知识整理出来，

让计算机利用这些知识求解专门领域的问题。让计算机利用这些知识求解专门领域的问题。• 19681968 年世界上第一个专家系统年世界上第一个专家系统 DENDRALDENDRAL问世。问世。

• MYCINMYCIN ，一个著名的医疗诊断专家系统，一个著名的医疗诊断专家系统

第一个商用专家系统：第一个商用专家系统： R1R1

• 世界上第一个成功的商用专家系统，世界上第一个成功的商用专家系统， 19821982年开始正式在年开始正式在 DECDEC 公司使用。该程序帮助公司使用。该程序帮助为新计算机系统配置订单；到为新计算机系统配置订单；到 19861986 年为年为止，估计它为公司每年节省了止，估计它为公司每年节省了 44 千万美元千万美元费用。 费用。

海湾战争中的专家系统海湾战争中的专家系统• 在在 19911991 年的海湾危机中，美国军队使用年的海湾危机中，美国军队使用专家系统用于自动的专家系统用于自动的后勤规划和运输日程安排。这项工作同时涉及到。这项工作同时涉及到 5000050000 个车辆、个车辆、货物和人，而且必须考虑到起点、目的地、货物和人，而且必须考虑到起点、目的地、路径以及解决所有参数之间的冲突。路径以及解决所有参数之间的冲突。 AIAI 规规划技术使得一个计划可以在几小时内产生，划技术使得一个计划可以在几小时内产生，而用旧的方法需要花费几个星期。而用旧的方法需要花费几个星期。

IBMIBM 的“深蓝”的“深蓝”

北京时间北京时间 19971997 年年 55 月月 1212 日凌晨日凌晨 44 点点 5050分，美国纽约公平大厦，当分，美国纽约公平大厦，当 IBMIBM 公司的公司的“深蓝”超级电脑将棋盘上的一个兵走到“深蓝”超级电脑将棋盘上的一个兵走到C4C4 的位置上时，国际象棋世界冠军卡斯帕的位置上时，国际象棋世界冠军卡斯帕罗夫对“深蓝” 的 人 机 大战落下帷幕，罗夫对“深蓝” 的 人 机 大战落下帷幕，“深蓝” 以“深蓝” 以 3.5 3.5 ：： 2.52.5 的总比分战胜卡的总比分战胜卡斯帕罗夫。斯帕罗夫。

正在与深蓝下棋的卡斯帕罗夫正在与深蓝下棋的卡斯帕罗夫

IBMIBM 的“深蓝”（续的“深蓝”（续 11 ））• 9696 年年 22 月第一次比赛结果：月第一次比赛结果：

““ 深蓝”：胜、负、平、平、负、负深蓝”：胜、负、平、平、负、负

• 9797 年年 55 月第二次比赛结果：月第二次比赛结果：““ 深蓝”：负、胜、平、平、平、胜深蓝”：负、胜、平、平、平、胜

IBMIBM 的“深蓝”（续的“深蓝”（续 22 ））• ““深蓝”的技术指标：深蓝”的技术指标：

– 3232 个个 CPUCPU– 每个每个 CPUCPU 有有 1616个协处理器个协处理器– 每个每个 CPUCPU 有有 256M256M 内存内存– 每个每个 CPUCPU 的处理速度为的处理速度为 200200万步万步 //秒秒（ 380 年 24 小时连续不断的做计算工作 = 3 分钟）

IBMIBM 的“深蓝”（续的“深蓝”（续 33 ））• ““深蓝”的技术指标：深蓝”的技术指标：

– 程序研制了程序研制了 1212 年年– ““深蓝深蓝””的棋谱数据库存放了的棋谱数据库存放了 100100 年的历史记年的历史记

录，其中包括卡斯帕罗夫的所有比赛录，其中包括卡斯帕罗夫的所有比赛

““ 这不是人工智能，这是在制造一种让我们做以前这不是人工智能，这是在制造一种让我们做以前没法完成的事情的工具。没法完成的事情的工具。””

一个算法要呈现出精神品质，其复杂性至少要达到一个算法要呈现出精神品质，其复杂性至少要达到某一某一““临界临界””。。

• 深蓝战胜卡斯帕罗夫后以深蓝主管谭崇仁深蓝战胜卡斯帕罗夫后以深蓝主管谭崇仁C.J.TanC.J.Tan 美籍华人美籍华人 ,,设计师许峰雄设计师许峰雄 C.B.HsuC.B.Hsu 美籍美籍华人华人 ,, 象棋顾问本杰明象棋顾问本杰明 GM.J.BenjaminGM.J.Benjamin 及其他及其他科学家工程师加盟的深蓝队获得奖金科学家工程师加盟的深蓝队获得奖金 7070万美元万美元 ;;卡斯帕罗夫获卡斯帕罗夫获 4040 万美元另外万美元另外 IBMIBM 公司也从中获公司也从中获得了大约得了大约 50005000 万美元的广告收益万美元的广告收益 .. 因此与其说因此与其说是深蓝战胜了卡斯帕罗夫还不如说是深蓝队战胜是深蓝战胜了卡斯帕罗夫还不如说是深蓝队战胜了卡斯帕罗夫。了卡斯帕罗夫。

““人机之战人机之战””简史简史• 19581958 年，年， IBM704IBM704 成为第一台能同人下棋的计成为第一台能同人下棋的计

算机，名为算机，名为““思考思考””，思考速度每秒，思考速度每秒 200200步步• 6060 年代中期，科学家德里夫斯断言，计算机将年代中期，科学家德里夫斯断言，计算机将无法击败一位年仅无法击败一位年仅 1010岁的棋手岁的棋手

• 19731973 年，国际象棋软件年，国际象棋软件 4.04.0被开发出来，这是被开发出来，这是未来程序的基础未来程序的基础

• 19791979 年，国际象棋软件年，国际象棋软件 4.94.9 达到专家级水平达到专家级水平• 19811981 年，年， CRAYBLITZCRAYBLITZ 新的超级计算机拥有特新的超级计算机拥有特殊的集成电路，预言将可在殊的集成电路，预言将可在 19951995 年击败世界棋年击败世界棋王王

• 19831983 年，年， BELLEATBELLEAT ＆＆ TT开发了国际象棋硬开发了国际象棋硬件，达到了大师水平件，达到了大师水平

• 8080 年代中期，皮兹堡的年代中期，皮兹堡的CARNEGIEMELLONCARNEGIEMELLON 大学开始研究世界级的大学开始研究世界级的国际象棋计算机程序国际象棋计算机程序

• 19871987 年，年，““深思深思””首次以每秒钟首次以每秒钟 7575万步的思万步的思考速度露面，它的水平相当于拥有国际等级分为考速度露面，它的水平相当于拥有国际等级分为24502450 的棋手的棋手

• 19881988 年，年，““深思深思””击败丹麦特级大师拉尔森击败丹麦特级大师拉尔森• 19891989 年，年，““深思深思””已经有已经有 66 台信息处理器，每台信息处理器，每秒思考速度达秒思考速度达 200200万步，但在与世界棋王卡斯万步，但在与世界棋王卡斯帕罗夫进行的帕罗夫进行的““人机大战人机大战””中对阵以中对阵以 00 比比 22 败北败北

• 19901990 年，年，““深思深思””第二代产生，使用第二代产生，使用 IBMIBM 的的硬件，吸引了前世界棋王卡尔波夫与之对抗硬件，吸引了前世界棋王卡尔波夫与之对抗

• 19911991 年，年，““弗里茨弗里茨””问世问世• 19931993 年，年，““深思深思””二代击败了丹麦国家队，在二代击败了丹麦国家队，在

与世界优秀女棋手小波尔加的对抗中获胜与世界优秀女棋手小波尔加的对抗中获胜• 19951995 年，年，““深蓝深蓝””更新程序，新的集成电路将更新程序，新的集成电路将其思考速度达到每秒其思考速度达到每秒 300300万步万步

• 19961996 年，年，““深蓝深蓝””在与卡斯帕罗夫的挑战赛中，在与卡斯帕罗夫的挑战赛中，以以 22 比比 44 不敌卡斯帕罗夫不敌卡斯帕罗夫

• 19971997 年，年，““超级深蓝超级深蓝””开发出了更加高级的开发出了更加高级的““大脑大脑””，， 44 名国际大师参与名国际大师参与 IBMIBM 的挑战小组的挑战小组为电脑与卡斯帕罗夫重战出谋划策，最后为电脑与卡斯帕罗夫重战出谋划策，最后““超超级深蓝级深蓝””以以 33 比比 22 击败了卡斯帕罗夫，卡斯帕击败了卡斯帕罗夫，卡斯帕罗夫要求重赛，但没有得到回应罗夫要求重赛，但没有得到回应

• 19991999 年，年，““弗里茨弗里茨””升级为升级为““更弗里更弗里茨茨”” ((Deep FritzDeep Fritz))

• 20012001 年，年，““更弗里茨更弗里茨””更新了程序，击败更新了程序，击败了卡斯帕罗夫和阿南德，以及除了克拉姆尼了卡斯帕罗夫和阿南德，以及除了克拉姆尼克之外的所有排名世界前十位的棋手克之外的所有排名世界前十位的棋手

• 20022002 年年 1010 月，月，““更弗里茨更弗里茨””与克拉姆尼克与克拉姆尼克在巴林进行在巴林进行““人机大战人机大战””，思考速度为每秒，思考速度为每秒600600 万步，双方万步，双方 44 比比 44 战平战平

• 20032003 年年 11 ～～ 22 月月““更年少者更年少者””与卡斯帕罗与卡斯帕罗夫举行人机对抗，双方夫举行人机对抗，双方 33 比比 33 战平战平

智能汽车智能汽车• 智能技术与系统国家重点实验室研制的智能技术与系统国家重点实验室研制的

智能汽车智能汽车

• 在高速公路上，该汽车可以自动识别道路，在高速公路上，该汽车可以自动识别道路，自动躲避障碍物自动躲避障碍物

• 在最近的实验中，平均速度为在最近的实验中，平均速度为 100100 公里，公里，最高速度达到了最高速度达到了 150150 公里，达到了世界先公里，达到了世界先进水平。进水平。

足球机器人足球机器人• 两个组织：两个组织： RoboCupRoboCup 和和 FIRAFIRA• 设有仿真组、小型组、中型组和有腿组设有仿真组、小型组、中型组和有腿组• 控制方式：控制方式： FIRAFIRA 采用集中控制，而采用集中控制，而

RoboCupRoboCup 采用分布式控制采用分布式控制• 清华大学获得清华大学获得 20012001 、、 20022002 年年 RoboCupRoboCup世界冠军、世界冠军、 20032003 年亚军（仿真组）年亚军（仿真组）

• 我校中型组队我校中型组队 20052005 年取得过全国年取得过全国RoboCupRoboCup 杯第二名。杯第二名。

小型组 有腿组

中型组

本田公司阿斯莫机器人 本田公司阿斯莫机器人

• 阿西莫有阿西莫有 1616 个灵个灵活的关节，需要活的关节，需要 44处理器计算机去控处理器计算机去控制它的平衡和移动，制它的平衡和移动，但他的智能是有限但他的智能是有限的 的

麻省理工学院的麻省理工学院的KismetKismet

• KismetKismet （（天明）没有身体天明）没有身体和四肢，但它能通过听觉、和四肢，但它能通过听觉、视觉、语音、面部表情和姿视觉、语音、面部表情和姿势。天明用九个计算机独立势。天明用九个计算机独立视觉，他有二个电动机控制视觉，他有二个电动机控制脸和脖子。调查者让天明学脸和脖子。调查者让天明学习机器人与他所接触的人社习机器人与他所接触的人社交，特别是孩子们。交，特别是孩子们。

KismetKismet （天（天明）明）

人工智能及其相关学科人工智能及其相关学科 哲学和认知科学 数学 心理学 计算机科学 控制论

人工智能

推理、学习、规划、感知、知识获取、智能搜索 不确定性推理、其他

博弈 定理证明 语言和图像理解 机器人学 专家系统

人工智能方法与传统方法的不同人工智能方法与传统方法的不同• 传统方法解决问题传统方法解决问题 -- 利用已有知识利用已有知识

• 利用知识 - 特别是依赖人类经验的启发知识 -是人工智能方法与传统数学方法的根本不同之处，基于此，人工智能可以解决众多的难以数学表达的非结构化的实际问题

问题可以方便的结构化 - 数据结构

数学形式表达 - 数学公式、算法。

人工智能方法与传统程序的不同人工智能方法与传统程序的不同• 人工智能首先研究的是以符号表示的知识人工智能首先研究的是以符号表示的知识 而不是数值为研究对象而不是数值为研究对象

• 其次采用的是启发式推理的方法而不是常规的算法

• 控制结构和领域知识是分离的，同时还允许出现相对正确的答案。

思考题：国际象棋、中国象棋思考题：国际象棋、中国象棋与围棋与围棋

• 为什么已经有了可以战胜国际大师的国际为什么已经有了可以战胜国际大师的国际象棋程序，而中国象棋和围棋的程序水平象棋程序，而中国象棋和围棋的程序水平却比较低呢？却比较低呢？– 力量投入问题？力量投入问题？– 计算机发展水平问题？计算机发展水平问题？– 棋本身的复杂性问题？棋本身的复杂性问题？– 其他别的问题？其他别的问题？

历史上的人工智能大师历史上的人工智能大师• 下面介绍图灵和几位获得图灵奖的人工下面介绍图灵和几位获得图灵奖的人工

智能大师智能大师

阿伦阿伦••图灵图灵（（ Alan Alan

TuringTuring ））

计算机科学理论的计算机科学理论的创始人创始人

阿伦阿伦••图灵（图灵（ Alan TuringAlan Turing ））• 19121912 年出生于英国伦敦，年出生于英国伦敦， 19541954 年去年去世世

• 19361936 年发表论文年发表论文““论可计算数及其在论可计算数及其在判定问题中的应用判定问题中的应用””，提出图灵机理论，提出图灵机理论

• 19501950 年发表论文年发表论文““计算机与智能计算机与智能””，，阐述了计算机可以具有智能的想法，提阐述了计算机可以具有智能的想法，提出图灵测试（实验）出图灵测试（实验）

• 19661966 年为纪念图灵的杰出贡献，年为纪念图灵的杰出贡献， ACMACM设立图灵奖设立图灵奖

马文马文••明斯基明斯基（（ Marniv Lee Marniv Lee

MinskyMinsky ））

人工智能之父人工智能之父框架理论的创立者框架理论的创立者首位获得图灵奖的人工智能学首位获得图灵奖的人工智能学

者者

马文马文••明斯基明斯基（（ Marniv Lee MinskyMarniv Lee Minsky ））

• 19271927 年出生于美国纽约年出生于美国纽约• 19511951 年提出思维如何萌发并形成的基本理论年提出思维如何萌发并形成的基本理论• 19561956 年达特茅斯会议的发起人之一年达特茅斯会议的发起人之一• 19581958 年在年在 MITMIT创建世界上第一个创建世界上第一个 AIAI 实验室实验室• 19691969 年获得图灵奖年获得图灵奖• 19751975 年首创框架理论年首创框架理论

约翰约翰••麦卡锡麦卡锡（（ John John

McCarthyMcCarthy ））

• 人工智能之父人工智能之父• LISPLISP 语言的发明语言的发明

人人• 首次提出首次提出 AIAI 的概的概念念

约翰约翰••麦卡锡麦卡锡（（ John McCarthyJohn McCarthy ））

• 19271927 年出生于美国波士顿年出生于美国波士顿• 19561956 年发起达特茅斯会议，并提出年发起达特茅斯会议，并提出““人工智人工智

能能””的概念的概念• 19581958 年与明斯基一起创建世界上第一个人工年与明斯基一起创建世界上第一个人工

智能实验室智能实验室• 发明发明 αα －－ ββ剪枝算法剪枝算法• 19591959 年开发年开发 LISPLISP语言语言• 开创逻辑程序研究，用于程序验证和自动程序开创逻辑程序研究，用于程序验证和自动程序设计设计

• 19711971 年获得图灵奖年获得图灵奖

赫伯特赫伯特••西蒙西蒙（（ Herbert A. Herbert A.

SimonSimon ））符号主义学派的创始人符号主义学派的创始人爱好广泛的全能科学家爱好广泛的全能科学家中国科学院外籍院士中国科学院外籍院士

图灵实验图灵实验

在检验者不知屋内是何种“生物”的情况下，让他在屋外向屋内的电脑 ( 或另外的人 ) 提出问题，由检验者根据他们的回答来判定屋子内的“生物”是电脑还是人类。 ( 这些问题以及他收到的回答，全部用特殊模式传送，譬如键盘键入或屏幕显示。 ) 如果检验者在一系列的这种检验中，不能判别屋内的回答者是电脑还是人，那么该电脑就算通过了图灵检验。

那么，通过了图灵检验的电脑就具备思维能力了么？

Turing Turing TestTest

return

““Chinese Room-Chinese Room- 中文屋子中文屋子”” 美国哲学家约翰 .西尔勒 J.R.Searle;1980 年 ;Behavioral and Brain Sciences 杂志上发表了 ;Minds Brains and Programs 的论文在文中他以自己为主角设计了一个中文屋子 Chinese Room 的假想试验来反驳强 AI 的观点

如果用汉语对某台计算机提问，它会运用自己的数据库对这个问题作出合适的汉语的回答。假设这台计算机的答案和一个地道的中国人的答案一样，那么根据这个情况，能否说这台计算机已经理解了汉语？能否说它完全和一个中国人一样理解汉语呢？

““Chinese Room-Chinese Room- 中文屋子中文屋子””

return

假想实验： 假设西尔勒被关在一个屋子里，屋子里有序地堆放着足够的汉字字符 ,同时还有一本用英文写的处理汉字的规则（英语是西尔勒的母语），这些规则将递进来的字符和屋子里的字符之间的处理作了形式化的规定。 屋外的人递进一串汉语字符，西尔勒按照规则对这些字符进行处理后，将一串新的字符送出屋外。事实上，他根本不知道送进来的字符串就是屋外人提出的“问题”，也不知道送出去的就是所谓的“问题的答案”。又假设西尔勒很擅长按照规则娴熟地处理一些汉字符号，而程序设计师（即编写规则的人）又擅长编写程序（即规则），那么，西尔勒的答案将会与一个地道的中国人做出的答案没有什么不同，但是，能说西尔勒真的懂中文吗？真的理解屋外人递进来的汉语字符串的含义吗？西尔勒借用语言学的术语非常形象地揭示了“中文屋子”的深刻寓意：形式化的计算机仅有语法，没有语义，因此，他认为机器永远也不可能代替人脑 。如果一个系统仅仅是处理无意义的符号 ,那就不能保证它有理解