漫谈AI:人工智能概述

一.智能概念

要了解人工智能,首先要了解什么是智能。智能是指相关对象要拥有以下能力:①计算、推理、感知关系和类比的能力;②从经验中学习的能力;③存储记忆和从记忆中检索信息的能力;④解决问题、理解复杂概念的能力;⑤流利地使用自然语言的能力;⑥分类、归纳和适应新形势的能力。

1.智能类型

美国著名心理学家提出多元智能理论,认为人类智能包括以下方面:

(1)语言智能 是指有效地运用口头语言或文字表达自己的思想并理解他人,灵活掌握语音、语义、语法,具备用言语思维、用言语表达和欣赏语言深层内涵的能力。

(2)音乐智能 是指人能够敏锐地感知音调、旋律、节奏、音色等能力。

(3)逻辑数学智能 是指有效地计算、测量、推理、归纳、分类,并进行复杂数学运算的能力。

(4)空间智能 是指准确感知视觉空间及周围一切事物,并且能把所感觉到的形象以图画的形式表现出来的能力。

(5)身体运动智能 是指运用整个身体或者部分身体来解决问题、承担任务,以及操作物体的能力。

(6)內省智能 区分自身情感、意图和动机的能力。

(7)人际关系智能 察觉他人的情绪、情感,体会他人的感觉感受,辨别不同人际关系的特征以及对这些特征做出适当反应的能力。

2.智能实现方法

智能是抽象的,其实现方法包括:

推理由一系列处理过程构成,目的是实现判断、决策和前景预测。推理包括归纳推理和演绎推理。

学习是指通过训练、实践、教育或者体验,从而获得知识或技巧的过程。学习是对学习主体认知的过程。

解决问题是指一个处理过程,基于对于环境的感知,试图通过各种途径获得一个满意的解决方案,而这些解决途径中都存在已知或未知的障碍。

解决问题同时也包括决策制定,是指在多个可替代方案中选择最佳方案,借以实现目标。

感知是指获取、解析、选择和组织所感知信息的过程。

语言是指使用、理解、书写自然语言的能力,是智能交流的重要手段。

二.人工智能概念

人工智能是计算机科学的一个分支,利用计算机、机器人或者一个软件程序,遵循人类思考的方式实现智能思考的科学研究。人工智能致力于研究人脑思考方式,以及人类在解决问题过程中学习、决策和处理的方式。基于这些研究成果来研制、开发智慧型软件和系统。

人工智能是一门基于计算机科学、生物学、心理学、语言学、数学和工程学的科学技术。

人工智能研究领域非常广泛,其最常见、发展最快的领域是:专家系统、自然语言处理、模糊逻辑、机器人学和神经网络。

专家系统是指基于部分人类智慧和专家技能,来解决特定行业中复杂问题的计算机程序。专家系统主要由三部分构成:行业知识库、推理引擎和用户接口。

图1.专家系统构成

自然语言处理是指利用自然语言与智能系统进行信息交流方式。自然语言处理过程包括:词法分析、语法分析、语义分析、论述综合、语用分析。

模糊逻辑是一种模拟人类推理过程的推理方法。模糊逻辑系统架构包括四个主要部分:模糊化模块、知识库、模糊推理引擎、清晰化模块。

图2.模糊逻辑系统架构

机器人学是人工智能的一个分支,由电气工程、机械工程和计算机科学构成,致力于机器人的设计、建造和应用。

神经网络基于人类神经网络系统的研究,设计、建造人工神经网络。人工神经网络有两大类:前向式神经网络和反馈式神经网络。

三.人工智能应用实例

1.游戏

在国际象棋、桥牌、五子棋等策略类游戏中,人工智能发挥着重要的作用。基于知识探索,计算机能够同时处理众多的可能性。

2.自然语言处理

人机能够基于自然语言进行交互,计算机接收自然语言,并正确地进行反应。

3.专家系统

是指集成计算机、软件和特定行业信息的应用程序,能够向用户提供推理结果和行为建议。

4.视觉系统

视觉系统能够理解和解析计算机中的可视化输入。例如:

(1)用于拍照的间谍飞机,用于发现特定地区的空间信息或地图信息。

(2)医生利用临床专家系统为患者进行疾病诊断。

(3)警察利用计算机软件来识别嫌疑犯的脸部信息。

5.语音识别

在和用户交谈时,智能系统能够听见和理解用户交谈的句子及其意义。语音识别能够处理不同的口音、俚语、背景噪音,人类口音的变化等。

6.手写体识别

手写体识别软件能够读取纸质文本或者屏幕上输入的文本。同时,识别字符形态,并把这些字符转换为可编辑文本。

7.智能机器人

机器人能够执行人类指派的任务。机器人拥有传感器来探测真实世界中的物理数据,诸如光、热、气温、移动、声音、碰撞和压力。同时,机器人还能从其错误中学习经验,并在之后的行为中应用这些经验。

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