AI的主要研究与应用领域.pptx

AI的主要研究与应用领域的主要研究与应用领域n n面面对对人人工工智智能能这这样样一一个个高高度度交交叉叉的的新新兴兴学学科科，其其研研究究和和应应用用领领域域的的划划分分可可以以有有多多种种不不同同方方法法。这这里里采采用用了了基基于于智智能能本本质质和和作作用用的的划划分分方方法法，即即从从感感知知、思思维维、行行为为、学学习习、计计算算智智能能、分分布布智智能能、智智能能机机器器、智智能能系系统统、智智能应用等方面来进行讨论。能应用等方面来进行讨论。1 机器思维机器思维n n机机器器思思维维：就就是是让让计计算算机机模模仿仿和和实实现现人人的的思思维维能能力力，以以对对感感知知到到的的外外界界信信息息和和自己产生的内部信息进行思维性加工。自己产生的内部信息进行思维性加工。n n包括：推理、搜索、规划等方面的研究。包括：推理、搜索、规划等方面的研究。1 机器思维机器思维推理推理n n推推理理的的概概念念：推推理理是是指指按按照照某某种种策策略略从从已已知知事事实出发利用知识推出所需结论的过程。实出发利用知识推出所需结论的过程。n n推推理理的的类类型型：可可根根据据所所用用知知识识的的确确定定性性，将将其其分为：分为：n n确确确确定定定定性性性性推推推推理理理理，指指指指推推推推理理理理所所所所使使使使用用用用的的的的知知知知识识识识和和和和推推推推出出出出的的的的结结结结论论论论都都都都是是是是可可可可以以以以精精精精确确确确表表表表示示示示的的的的，其其其其真真真真值值值值要要要要么么么么为为为为真真真真、要要要要么么么么为为为为假。假。假。假。n n不不不不确确确确定定定定性性性性推推推推理理理理，指指指指推推推推理理理理所所所所使使使使用用用用的的的的知知知知识识识识和和和和推推推推出出出出的的的的结结结结论论论论可可可可以以以以是是是是不不不不确确确确定定定定的的的的。所所所所谓谓谓谓不不不不确确确确定定定定性性性性是是是是对对对对非非非非精精精精确确确确性性性性、模糊型和非完备性的统称。模糊型和非完备性的统称。模糊型和非完备性的统称。模糊型和非完备性的统称。1 机器思维机器思维推理推理n n推推推推理理理理的的的的理理理理论论论论基基基基础础础础：逻逻逻逻辑辑辑辑是是是是一一一一门门门门研研研研究究究究人人人人们们们们思思思思维维维维规规规规律律律律的的的的学学学学科，数理逻辑则是用数学的方法去研究逻辑问题。科，数理逻辑则是用数学的方法去研究逻辑问题。科，数理逻辑则是用数学的方法去研究逻辑问题。科，数理逻辑则是用数学的方法去研究逻辑问题。n n确确确确定定定定性性性性推推推推理理理理主主主主要要要要是是是是基基基基于于于于一一一一阶阶阶阶经经经经典典典典逻逻逻逻辑辑辑辑。它它它它能能能能解解解解决决决决的的的的问问问问题很有限。题很有限。题很有限。题很有限。n n不不不不确确确确定定定定性性性性推推推推理理理理主主主主要要要要基基基基于于于于非非非非经经经经典典典典逻逻逻逻辑辑辑辑和和和和概概概概率率率率等等等等。非非非非一一一一阶阶阶阶经经经经典典典典逻逻逻逻辑辑辑辑是是是是泛泛泛泛指指指指除除除除一一一一阶阶阶阶经经经经典典典典逻逻逻逻辑辑辑辑以以以以外外外外的的的的其其其其他他他他各各各各种种种种逻逻逻逻辑辑辑辑，如如如如多多多多值值值值逻逻逻逻辑辑辑辑、模模模模糊糊糊糊逻逻逻逻辑辑辑辑、模模模模态态态态逻逻逻逻辑辑辑辑、概概概概率率率率逻逻逻逻辑辑辑辑、默默默默认认认认逻辑、次协调逻辑及泛逻辑等。逻辑、次协调逻辑及泛逻辑等。逻辑、次协调逻辑及泛逻辑等。逻辑、次协调逻辑及泛逻辑等。n n最最最最常常常常用用用用的的的的不不不不确确确确定定定定性性性性推推推推理理理理方方方方法法法法：基基基基于于于于可可可可信信信信度度度度的的的的确确确确定定定定性性性性理理理理论论论论、基基基基于于于于BayesBayes公公公公式式式式的的的的主主主主观观观观BayesBayes方方方方法法法法、基基基基于于于于概概概概率率率率的的的的证证证证据理论和基于模糊逻辑的可能性理论等。据理论和基于模糊逻辑的可能性理论等。据理论和基于模糊逻辑的可能性理论等。据理论和基于模糊逻辑的可能性理论等。1 机器思维机器思维搜索搜索n n搜搜索索的的概概念念：是是指指为为了了达达到到某某一一目目标标，不不断断寻寻找找推推理理线线路路，以以引引导导和和控控制制推推理理，使使问问题题得以解决的过程。得以解决的过程。n n搜搜索索的的类类型型：可可根根据据问问题题的的表表示示方方式式将将其其分分为状态空间搜索和与为状态空间搜索和与/或树搜索两大类型。或树搜索两大类型。n n状状态态空空间间搜搜索索是是一一种种用用状状态态空空间间法法求求解解问问题题时的搜索方法；时的搜索方法；1 机器思维机器思维搜索搜索n n与与/或或树树搜搜索索是是一一种种用用问问题题规规约约法法求求解解问问题题时的搜索方法。时的搜索方法。n n搜搜索索的的主主要要问问题题：人人工工智智能能最最关关心心的的是是如如何何利利用用搜搜索索过过程程所所得得到到的的对对尽尽快快达达到到目目标标有有用用的的信信息息来来引引导导搜搜索索过过程程，即即启启发发式式搜搜索方法。索方法。n n 状态空间的启发式搜索方法状态空间的启发式搜索方法n n 与与/或树的启发式搜索方法或树的启发式搜索方法1 机器思维机器思维规划规划n n规规划划的的概概念念：是是指指从从某某个个特特定定问问题题状状态态出出发发，寻寻找找并并建建立立一一个个操操作作序序列列，直直到到求求得得目目标标状状态态为止的一个行动过程的描述。为止的一个行动过程的描述。n n规规划划的的特特点点：与与一一般般问问题题求求解解技技术术相相比比，规规划划更更侧侧重重于于问问题题求求解解过过程程，并并且且要要解解决决的的问问题题一一般般是是真真实实世世界界的的实实际际问问题题，而而不不是是抽抽象象的的数数学学模模型型。例例如如，第第2章章的的机机器器人人移移盒盒子子、猴猴子子摘摘香蕉等问题。香蕉等问题。1 机器思维机器思维规划规划n n规规划划系系统统的的例例子子：斯斯坦坦福福研研究究所所问问题题求求解解系系统统（Stanford Research Institute Problem Solver，STRIPS），是是一一种种基基于于状状态态空空间间和和F规规则则的的规规划系统。它由以下划系统。它由以下3部分所组成：部分所组成：n n(1)(1)世世世世界界界界模模模模型型型型：用用用用一一一一阶阶阶阶谓谓谓谓词词词词公公公公式式式式表表表表示示示示，它它它它包包包包括括括括问问问问题题题题的的的的初初初初始状态和目标状态。始状态和目标状态。始状态和目标状态。始状态和目标状态。n n(2)(2)操操操操作作作作符符符符（即即即即F F规规规规则则则则）：它它它它包包包包括括括括先先先先决决决决条条条条件件件件、删删删删除除除除表表表表和和和和添加表。添加表。添加表。添加表。n n(3)(3)操操操操作作作作方方方方法法法法：它它它它采采采采用用用用状状状状态态态态空空空空间间间间表表表表示示示示和和和和中中中中间间间间-结结结结局局局局分分分分析析析析的的的的方方方方法法法法。其其其其中中中中，状状状状态态态态空空空空间间间间包包包包括括括括初初初初始始始始状状状状态态态态、中中中中间间间间状状状状态态态态和和和和目目目目标标标标状状状状态态态态；中中中中间间间间-结结结结局局局局分分分分析析析析的的的的每每每每一一一一步步步步都都都都选选选选择择择择能能能能够够够够缩缩缩缩小小小小当当当当前前前前状状状状态态态态与与与与目目目目标标标标状状状状态态态态之之之之间间间间的的的的差差差差距距距距的的的的先先先先决决决决条条条条件件件件可可可可以以以以满满满满足足足足的的的的F F规则执行，直至到达目标为止。规则执行，直至到达目标为止。规则执行，直至到达目标为止。规则执行，直至到达目标为止。2 机器感知机器感知n n机机器器感感知知是是机机器器获获取取外外界界信信息息的的主主要要途途径，也是机器智能的重要组成部分。径，也是机器智能的重要组成部分。n n所所谓谓机机器器感感知知，就就是是要要让让计计算算机机具具有有类类似似于于人人的的感感知知能能力力，如如视视觉觉、听听觉觉、触触觉、嗅觉、味觉。觉、嗅觉、味觉。n n下下面面主主要要介介绍绍机机器器视视觉觉、模模式式识识别别、自自然语言理解。然语言理解。2 机器感知机器感知计算机视觉计算机视觉n n概概念念：用用计计算算机机来来实实现现或或模模拟拟人人类类的的视视觉觉功功能能，其其主主要要研研究究目目标标是是使使计计算算机机具具有有通通过过二二维图像认知三维环境信息的能力。维图像认知三维环境信息的能力。n n重重要要性性：在在人人类类感感知知到到的的外外界界信信息息中中，有有80%以上是通过视觉得到的。以上是通过视觉得到的。2 机器感知机器感知计算机视觉计算机视觉n n视视觉觉系系统统：人人类类视视觉觉系系统统的的功功能能是是通通过过眼眼睛睛与与大大脑脑共共同同实实现现的的。人人们们视视野野中中的的物物体体在在可可见见光光的的照照射射下下，先先在在眼眼睛睛的的视视网网膜膜上上形形成成图图像像，然然后后由由感感光光细细胞胞转转换换成成神神经经脉脉冲冲信信号号，再再经经神神经经纤纤维维传传入入大大脑脑皮皮层层，最最后后由由大大脑脑皮皮层对其进行处理与理解。层对其进行处理与理解。n n视视觉觉，不不仅仅仅仅指指对对光光信信号号的的感感受受，它它包包括括了了对对视视觉觉信信息息的的获获取取、传传输输、处处理理、存存储储与与理理解的全过程。解的全过程。2 机器感知机器感知计算机视觉计算机视觉n n设设设设p p为为为为一一一一物物物物体体体体。两两两两个个个个透透透透镜镜镜镜的的的的轴轴轴轴线线线线是是是是平平平平行行行行的的的的。f f为为为为两两两两透透透透镜镜镜镜与与与与图图图图像像像像平平平平面面面面的的的的距距距距离离离离，即即即即为为为为焦焦焦焦距距距距。b b为为为为两两两两透透透透镜镜镜镜轴轴轴轴线线线线在在在在基基基基线线线线上上上上的的的的距距距距离离离离，即即即即为为为为两两两两眼眼眼眼的的的的距距距距离离离离。l l和和和和mm分分分分别别别别是是是是p p点点点点与与与与左左左左、右右右右透透透透镜镜镜镜轴轴轴轴线线线线的的的的距距距距离离离离。a a和和和和c c分分分分别别别别是是是是图图图图像像像像平平平平面面面面上上上上的的的的左左左左、右右右右图像与其相应透镜轴线上的距离。图像与其相应透镜轴线上的距离。图像与其相应透镜轴线上的距离。图像与其相应透镜轴线上的距离。n n从两个相似三角形，可得到下式：从两个相似三角形，可得到下式：从两个相似三角形，可得到下式：从两个相似三角形，可得到下式：n n已知已知已知已知b=l+mb=l+m，由上式可得观察者双眼至物体的距离：，由上式可得观察者双眼至物体的距离：，由上式可得观察者双眼至物体的距离：，由上式可得观察者双眼至物体的距离：n n由由由由于于于于双双双双眼眼眼眼的的的的距距距距离离离离b b为为为为已已已已知知知知，焦焦焦焦距距距距f f也也也也是是是是确确确确定定定定的的的的，因因因因此此此此d d是可直接计算出来的。是可直接计算出来的。是可直接计算出来的。是可直接计算出来的。2 机器感知机器感知计算机视觉计算机视觉 透镜透镜(眼球眼球)dfalcmbp图形平面图形平面(视网膜视网膜)2 机器感知机器感知模式识别模式识别n n模模式式识识别别是是指指让让计计算算机机能能够够对对给给定定的的事事务务进进行行鉴鉴别别，并并把把它它归归入入与与其其相相同同或或相相似似的的模式中。模式中。n n被被鉴鉴别别的的事事物物可可以以是是物物理理的的、化化学学的的、生生理的，也可以是文字、图像、声音等。理的，也可以是文字、图像、声音等。2 机器感知机器感知模式识别模式识别模式识别的一般过程：模式识别的一般过程：n n(1)采集待识别事物的模式信息；采集待识别事物的模式信息；n n(2)对对其其进进行行各各种种变变换换和和预预处处理理，从从中中抽抽出出有有意意义义的的特特征征或或基基元元，得得到到待待识识别别事事物物的的模式；模式；n n(3)与与机机器器中中原原有有的的各各种种标标准准模模式式进进行行比比较较，完成对待识别事物的分类识别；完成对待识别事物的分类识别；n n(4)输出识别结果。输出识别结果。2 机器感知机器感知自然语言理处理自然语言理处理自然语言处理包括的主要内容自然语言处理包括的主要内容n n机器翻译机器翻译n n把一种自然语言翻译成另外一种自然语言把一种自然语言翻译成另外一种自然语言n n自然语言理解自然语言理解n n 概概念念：主主要要研研究究如如何何使使计计算算机机能能够够理理解解和和生生成成自然语言。自然语言。n n理解的语言类型：声音语言、书面语言。理解的语言类型：声音语言、书面语言。n n主主要要步步骤骤：语语音音分分析析、词词法法分分析析、句句法法分分析析、语义分析、语用分析。语义分析、语用分析。2 机器感知机器感知自然语言理处理自然语言理处理自然语言理解的意义自然语言理解的意义n n该该研研究究不不仅仅对对智智能能人人机机接接口口有有着着重重要要的的实实际际意意义义，而而且且对对不不确确定定人人工工智智能能的的研研究究也也具具有有重重大大的理论价值。的理论价值。n n有有学学者者指指出出：人人工工智智能能如如果果不不能能用用自自然然语语言言作作为为其其知知识识表表示示基基础础，建建立立起起不不确确定定人人工工智智能能的的理理论论和和方方法法，人人工工智智能能也也就就永永远远实实现现不不了了跨跨越越的梦想。的梦想。3 机器行为机器行为n n机机器器行行为为就就是是让让计计算算机机能能够够具具有有像像人人那那样样地地行行动动和和表表达达能能力力，如如走走、跑跑、拿拿、说说、唱、写画等。唱、写画等。n n机器行为则可看作智能系统的输出部分。机器行为则可看作智能系统的输出部分。n n下下面面主主要要讨讨论论：智智能能控控制制、智智能能检检索索和和智智能机器人等。能机器人等。3 机器行为机器行为智能控制智能控制n n智智智智能能能能控控控控制制制制的的的的概概概概念念念念：是是是是指指指指那那那那种种种种无无无无需需需需或或或或需需需需要要要要尽尽尽尽可可可可能能能能少少少少的的的的人人人人工工工工干干干干预预预预就就就就能能能能独独独独立立立立的的的的驱驱驱驱动动动动智智智智能能能能机机机机器器器器实实实实现现现现其其其其目目目目标标标标的的的的控控控控制制制制过过过过程程程程。它它它它是是是是人人人人工工工工智智智智能能能能技技技技术术术术与与与与传传传传统统统统自自自自动动动动控控控控制制制制技技技技术术术术相相相相结结结结合合合合的的的的产物。产物。产物。产物。n n智智智智能能能能控控控控制制制制系系系系统统统统：是是是是指指指指那那那那种种种种能能能能够够够够实实实实现现现现某某某某种种种种控控控控制制制制任任任任务务务务，具具具具有有有有自自自自学学学学习习习习、自自自自适适适适应应应应和和和和自自自自组组组组织织织织功功功功能能能能的的的的智智智智能能能能系系系系统统统统。从从从从结结结结构构构构上上上上，它它它它由由由由传传传传感感感感器器器器、感感感感知知知知信信信信息息息息处处处处理理理理模模模模块块块块、认认认认知知知知模模模模块块块块、规规规规划划划划和和和和控控控控制制制制模模模模块块块块、执执执执行行行行器器器器和和和和通通通通信信信信接接接接口口口口模模模模块块块块等等等等主主主主要要要要部部部部件件件件所所所所组成。组成。组成。组成。3 机器行为机器行为智能控制智能控制n n智智能能控控制制的的主主要要应应用用领领域域：智智 能能机机器器人人系系统统、计计算算机机集集成成制制造造系系统统（CIMS）、复复杂杂工工业业过过程程的的控控制制系系统统、航航空空航航天天控控制制系系统统、社社会会经经济济管管理理系系统统、交交通通运运输输系系统统、环环保保及及能能源源系系统等。统等。3 机器行为机器行为智能检索智能检索n n智智能能检检索索的的概概念念：是是指指利利用用人人工工智智能能的的方方法法从大量信息中尽快找到所需要的信息或知识。从大量信息中尽快找到所需要的信息或知识。n n智智能能检检索索的的重重要要性性：目目前前，在在各各种种数数据据库库中中，尤尤其其是是互互联联网网上上存存放放着着大大量量的的、甚甚至至是是海海量量的的信信息息或或知知识识。面面对对这这种种信信息息海海洋洋，如如果果还还用传统的人工方式进行检索，已很不现实。用传统的人工方式进行检索，已很不现实。3 机器行为机器行为智能检索智能检索n n智能检索系统须解决的主要问题：智能检索系统须解决的主要问题：n n(1)(1)具具具具有有有有一一一一定定定定的的的的自自自自然然然然语语语语言言言言理理理理解解解解能能能能力力力力，能能能能理理理理解解解解用用用用自自自自然然然然语言提出的各种询问；语言提出的各种询问；语言提出的各种询问；语言提出的各种询问；n n(2)(2)具具具具有有有有一一一一定定定定的的的的推推推推理理理理能能能能力力力力，能能能能够够够够根根根根据据据据已已已已知知知知的的的的信信信信息息息息或或或或知识，演绎出所需要的答案；知识，演绎出所需要的答案；知识，演绎出所需要的答案；知识，演绎出所需要的答案；n n(3)(3)系系系系统统统统应应应应拥拥拥拥有有有有一一一一定定定定的的的的常常常常识识识识性性性性知知知知识识识识，以以以以补补补补充充充充学学学学科科科科范范范范围围围围的的的的专专专专业业业业知知知知识识识识。系系系系统统统统根根根根据据据据这这这这些些些些常常常常识识识识，将将将将能能能能演演演演绎绎绎绎出出出出更更更更一般询问的一些答案。一般询问的一些答案。一般询问的一些答案。一般询问的一些答案。3 机器行为机器行为智能机器人智能机器人n机机器器人人(Robots)和和机机器器人人学学：机机器器人人(Robots)是是一一种种可可再再编编程程的的多多功功能能操操作作装装置置。机机器器人人学学是是在在电电子子学学、人人工工智智能能、控控制制论论、系系统统工工程程、精精密密机机械械、信信息息传传感感、仿仿生生学学、以以及及心心理理学学等等多多种种学学科科或或技技术术发发展展的的基基础础上上形形成成的的一一种种综综合合性技术学科。性技术学科。n机机器器人人研研究究的的意意义义：机机器器人人既既是是人人工工智智能能的的研研究究对对象象，同同时时又又是是人人工工智智能能的的试试验验场场地地，人人工工智智能能的的所所有有技技术术几几乎乎都都可可以以在在这这个个领领域域得得到到应应用。用。3 机器行为机器行为智能机器人智能机器人n n机机器器人人的的发发展展过过程程：经经历历了了遥遥控控、程程序序、自自适适应应、智智能能机机器器人人、情情感感机机器器人人。人人工工智智能能的的主主要研究对象是智能机器人和情感机器人。要研究对象是智能机器人和情感机器人。n n智智能能机机器器人人具具有有的的能能力力：感感知知能能力力、思思维维能能力力和和行行为为能能力力的的机机器器人人。这这种种机机器器人人能能够够主主动动的的适适应应外外界界环环境境变变化化，并并能能够够通通过过学学习习丰丰富富自自己己的知识、提高自己的工作能力。的知识、提高自己的工作能力。n n情情感感机机器器人人：是是一一种种具具有有情情感感（爱爱、恨恨）和和情绪情绪(喜、怒、哀、乐喜、怒、哀、乐)功能新一代机器人。功能新一代机器人。MIT研究的情感机器人研究的情感机器人4 计算智能计算智能n n计计算算智智能能（Computational Intelligence，CI）是是借借鉴鉴仿仿生生学学的的思思想想，基基于于人人们们对对生生物物体体智智能能机机理理的的认认识识，采采用用数数值值计计算算的方法去模拟和实现人类的智能。的方法去模拟和实现人类的智能。n n计计算算智智能能的的三三大大基基本本领领域域包包括括神神经经计计算算、进化计算、模糊计算。进化计算、模糊计算。4 计算智能计算智能神经计算神经计算n n神神 经经 计计 算算 的的 概概 念念：亦亦 称称 神神 经经 网网 络络(Neural Network，NN)，它它是是通通过过对对大大量量人人工工神神经经元元的的广广泛泛并并行行互互联联所所形形成成的的一一种种人人工工网网络络系系统统，用用于模拟生物神经系统的结构和功能。于模拟生物神经系统的结构和功能。n n主主要要研研究究内内容容：包包括括人人工工神神经经元元的的结结构构和和模模型型，人人工工神神经经网网络络的的互互连连结结构构和和系系统统模模型型，基基于于神神经网络的联结学习机制等。经网络的联结学习机制等。4 计算智能计算智能神经计算神经计算n n人人工工神神经经元元：是是指指用用人人工工方方法法构构造造单单个个神神经经元元，它它有有抑抑制制和和兴兴奋奋两两种种工工作作状状态态，可可以以接接受受外外界界刺刺激激，也也可可以以向向外外界界输输出出自自身身的的状状态态，用用于于模模拟拟生生物物神神经经元元的的结结构构和和功功能能，是是人人工工神神经经网网络络的基本处理单元。的基本处理单元。n n人人工工神神经经网网络络的的互互连连结结构构（或或称称拓拓扑扑结结构构）是是指指单单个个神神经经元元之之间间的的连连接接模模式式，它它是是构构造造神神经经网网络络的的基基础础。从从互互连连结结构构的的角角度度，神神经经网网络络可可分为前馈网络和反馈网络两种主要类型。分为前馈网络和反馈网络两种主要类型。4 计算智能计算智能神经计算神经计算n n网网络络模模型型是是对对网网络络结结构构、连连接接权权值值和和学学习习能能力力的的总总括括。最最常常用用的的有有传传统统的的感感知知器器模模型型，具具有有误误差差前前向向传传播播功功能能的的前前向向传传播播网网络络模模型型，采采用用反馈连接方式的反馈网络模型等。反馈连接方式的反馈网络模型等。n n神神经经网网络络具具有有自自学学习习、自自组组织织、自自适适应应、联联想想、模模糊糊推推理理等等能能力力，在在模模仿仿生生物物神神经经计计算算方方面面有有一一定定优优势势。目目前前，神神经经计计算算的的研研究究和和应应用用已已渗渗透透到到许许多多领领域域，如如机机器器学学习习、专专家家系系统统、智智能能控制、模式识别等。控制、模式识别等。4 计算智能计算智能进化计算进化计算n n进进化化计计算算的的概概念念：是是一一种种模模拟拟自自然然界界生生物物进进化化过过程程与与机机制制，进进行行问问题题求求解解的的自自组组织织、自自适适应应的的随随机机搜搜索索技技术术。它它以以达达尔尔文文进进化化论论的的“物物竟竟天天择择、适适者者生生存存”作作为为算算法法的的进进化化规规则则，并并结结合合孟孟德德尔尔的的遗遗传传变变异异理理论论，将将生生物物进进化化过过程程中中的的繁繁殖殖、变变异异、竞竞争争和和选选择择引引入入到到了了算算法法中中，是一种对人类智能的演化模拟方法。是一种对人类智能的演化模拟方法。4 计算智能计算智能进化计算进化计算n n进进进进化化化化计计计计算算算算的的的的主主主主要要要要分分分分支支支支：遗遗遗遗传传传传算算算算法法法法、进进进进化化化化策策策策略略略略、进进进进化化化化规规规规划划划划和和和和遗遗遗遗传传传传规规规规划划划划四四四四大大大大分分分分支支支支。其其其其中中中中，遗遗遗遗传传传传算算算算法法法法是是是是进进进进化化化化计计计计算算算算中最初形成的一种具有普遍影响的模拟进化优化算法。中最初形成的一种具有普遍影响的模拟进化优化算法。中最初形成的一种具有普遍影响的模拟进化优化算法。中最初形成的一种具有普遍影响的模拟进化优化算法。n n遗遗遗遗传传传传算算算算法法法法的的的的基基基基本本本本思思思思想想想想：(美美美美国国国国密密密密执执执执安安安安大大大大学学学学霍霍霍霍兰兰兰兰德德德德教教教教授授授授19621962提提提提出出出出)是是是是使使使使用用用用模模模模拟拟拟拟生生生生物物物物和和和和人人人人类类类类进进进进化化化化的的的的方方方方法法法法来来来来求求求求解解解解复复复复杂杂杂杂问问问问题题题题。它它它它从从从从初初初初始始始始种种种种群群群群出出出出发发发发，采采采采用用用用优优优优胜胜胜胜略略略略汰汰汰汰、适适适适者者者者生生生生存存存存的的的的自自自自然然然然法法法法则则则则选选选选择择择择个个个个体体体体，并并并并通通通通过过过过杂杂杂杂交交交交、变变变变异异异异产产产产生生生生新新新新一代种群，如此逐代进化，直到满足目标为止。一代种群，如此逐代进化，直到满足目标为止。一代种群，如此逐代进化，直到满足目标为止。一代种群，如此逐代进化，直到满足目标为止。4 计算智能计算智能模糊计算模糊计算n n模模糊糊计计算算亦亦称称模模糊糊系系统统，是是通通过过对对人人类类处处理理模模糊糊现现象象的的认认知知能能力力的的认认识识，用用模模糊糊集集合合和和模模糊糊逻逻辑辑去去模模拟拟人人类类的的智智能能行行为为的的。模模糊糊集集合合与与模模糊糊逻逻辑辑是是美美国国加加州州大大学学扎扎德德(Zadeh)教教授授1965年年提提出出来来的的一一种种处处理理因因模模糊糊而而引引起起的的不不确确定定性性的有效方法。的有效方法。n n模模糊糊概概念念的的定定义义：通通常常，人人们们把把那那种种因因没没有有严严格格边边界界划划分分而而无无法法精精确确刻刻画画的的现现象象称称为为模模糊糊现现象象，并并把把反反映映模模糊糊现现象象的的各各种种概概念念称称为为模模糊糊概概念念。例例如如，“大大”、“小小”、“多多”、“少少”等。等。4 计算智能计算智能模糊计算模糊计算n n模模糊糊概概念念的的表表示示：通通常常是是用用模模糊糊集集合合来来表表示示的的，而而模模糊糊集集合合又又是是用用隶隶属属函函数数来来刻刻画画的的。一一个个隶隶属属函函数数描描述述一一个个模模糊糊概概念念，其其函函数数值值为为0,1区区间间的的实实数数，用用来来描描述述函函数数自自变变量量所所代代表表的的模模糊糊事件隶属于该模糊概念的程度。事件隶属于该模糊概念的程度。n n模模糊糊计计算算的的争争论论：一一方方面面模模糊糊逻逻辑辑存存在在一一定定缺缺陷陷；另另一一方方面面它它在在推推理理、控控制制、决决策策等等方方面面得得到了非常广泛的应用。到了非常广泛的应用。5 机器学习机器学习n n机机器器学学习习就就是是让让计计算算机机能能够够像像人人那那样样自自动动地地获获取取新新知知识识，并并在在实实践践中中不不断断地地完完善善自自我我和和增强能力。增强能力。n n机机器器学学习习是是机机器器获获取取知知识识的的根根本本途途径径，同同时时也是机器具有智能的重要标志。也是机器具有智能的重要标志。n n机机器器学学习习有有多多种种不不同同的的分分类类方方法法，如如果果按按照照对对人人类类学学习习的的模模拟拟方方式式，机机器器学学习习可可分分为为符符号学习和神经学习等。号学习和神经学习等。5 机器学习机器学习符号学习符号学习n n符符号号学学习习的的概概念念：是是指指从从功功能能上上模模拟拟人人类类学学习习能能力力的的机机器器学学习习方方法法，它它是是一一种种基基于于符符号号主主义义学派的机器学习观点。学派的机器学习观点。n n符符号号学学习习的的类类型型：可可根根据据学学习习策策略略，即即学学习习中中所所使使用用的的推推理理方方法法，将将其其分分为为记记忆忆学学习习、归归纳纳学习、演绎学习等。学习、演绎学习等。5 机器学习机器学习符号学习符号学习n n记记记记忆忆忆忆学学学学习习习习也也也也叫叫叫叫死死死死记记记记硬硬硬硬背背背背学学学学习习习习，它它它它是是是是一一一一种种种种最最最最基基基基本本本本的的的的学学学学习习习习方方方方法法法法，原原原原因因因因是是是是任任任任何何何何学学学学习习习习系系系系统统统统都都都都必必必必须须须须记记记记住住住住它它它它们们们们所所所所获获获获取取取取的的的的知识，以便将来使用。知识，以便将来使用。知识，以便将来使用。知识，以便将来使用。n n归归归归纳纳纳纳学学学学习习习习是是是是指指指指以以以以归归归归纳纳纳纳推推推推理理理理为为为为基基基基础础础础的的的的学学学学习习习习，它它它它是是是是机机机机器器器器学学学学习习习习中中中中研研研研究究究究得得得得较较较较多多多多的的的的一一一一种种种种学学学学习习习习类类类类型型型型，其其其其任任任任务务务务是是是是要要要要从从从从关关关关于于于于某某某某个个个个概概概概念念念念的的的的一一一一系系系系列列列列已已已已知知知知的的的的正正正正例例例例和和和和反反反反例例例例中中中中归归归归纳纳纳纳出出出出一一一一个个个个一一一一般的概念描述。例如，示例学习和决策树学习。般的概念描述。例如，示例学习和决策树学习。般的概念描述。例如，示例学习和决策树学习。般的概念描述。例如，示例学习和决策树学习。n n演演演演绎绎绎绎学学学学习习习习是是是是指指指指以以以以演演演演绎绎绎绎推推推推理理理理为为为为基基基基础础础础的的的的学学学学习习习习，解解解解释释释释学学学学习习习习是是是是一一一一种种种种演演演演绎绎绎绎学学学学习习习习方方方方法法法法，它它它它是是是是在在在在领领领领域域域域知知知知识识识识的的的的指指指指导导导导下下下下，通通通通过过过过对对对对单单单单个个个个问问问问题题题题求求求求解解解解例例例例子子子子的的的的分分分分析析析析，构构构构造造造造出出出出求求求求解解解解过过过过程程程程的的的的因因因因果果果果解解解解释释释释结结结结构构构构，并并并并对对对对该该该该解解解解释释释释结结结结构构构构进进进进行行行行概概概概括括括括化化化化处处处处理理理理，得得得得到到到到一一一一个可又来求解类似问题的一般性知识。个可又来求解类似问题的一般性知识。个可又来求解类似问题的一般性知识。个可又来求解类似问题的一般性知识。5 机器学习机器学习神经学习神经学习n n神神经经学学习习的的概概念念：神神经经学学习习也也称称为为连连接接学学习习，它它是是一一种种基基于于人人工工神神经经网网络络的的学学习习方方法法。现现有有研研究究表表明明，人人脑脑的的学学习习和和记记忆忆过过程程都都是是通通过过神神经经系系统统来来完完成成的的。在在神神经经系系统统中中，神神经经元元既既是是学学习习的的基基本本单单位位，同同是是也是记忆的基本单位。也是记忆的基本单位。5 机器学习机器学习神经学习神经学习n n神经学习的类型：神经学习的类型：n n感感感感知知知知器器器器学学学学习习习习：实实实实际际际际上上上上是是是是一一一一种种种种基基基基于于于于纠纠纠纠错错错错学学学学习习习习规规规规则则则则，采采采采用用用用迭迭迭迭代代代代的的的的思思思思想想想想对对对对连连连连接接接接权权权权值值值值和和和和阈阈阈阈值值值值进进进进行行行行不不不不断断断断调调调调整整整整，直直直直到满足结束条件为止的学习算法。到满足结束条件为止的学习算法。到满足结束条件为止的学习算法。到满足结束条件为止的学习算法。n nBPBP网网网网络络络络学学学学习习习习：是是是是一一一一种种种种误误误误差差差差反反反反向向向向传传传传播播播播网网网网络络络络学学学学习习习习算算算算法法法法。这这这这种种种种学学学学习习习习算算算算法法法法的的的的学学学学习习习习过过过过程程程程由由由由输输输输出出出出模模模模式式式式的的的的正正正正向向向向传传传传播播播播过过过过程程程程和和和和误误误误差差差差的的的的反反反反向向向向传传传传播播播播过过过过程程程程所所所所组组组组成成成成。其其其其中中中中，误误误误差差差差的的的的反反反反向向向向传传传传播播播播过过过过程程程程用用用用于于于于修修修修改改改改各各各各层层层层神神神神经经经经元元元元的的的的连连连连接接接接权权权权值值值值，以以以以逐逐逐逐步减少误差信号，直至得到所期望的输出模式为止。步减少误差信号，直至得到所期望的输出模式为止。步减少误差信号，直至得到所期望的输出模式为止。步减少误差信号，直至得到所期望的输出模式为止。n nHopfieldHopfield网网网网络络络络学学学学习习习习：实实实实际际际际上上上上是是是是要要要要寻寻寻寻求求求求系系系系统统统统的的的的稳稳稳稳定定定定状状状状态态态态，即即即即从从从从网网网网络络络络的的的的初初初初始始始始状状状状态态态态开开开开始始始始，逐逐逐逐渐渐渐渐向向向向其其其其稳稳稳稳定定定定状状状状态态态态过过过过渡渡渡渡，直直直直至至至至达达达达到到到到稳稳稳稳定定定定状状状状态态态态为为为为止止止止。至至至至于于于于网网网网络络络络的的的的稳稳稳稳定定定定性性性性，则是通过一个能量函数来描述的。则是通过一个能量函数来描述的。则是通过一个能量函数来描述的。则是通过一个能量函数来描述的。5 机器学习机器学习数据挖掘和知识发现数据挖掘和知识发现n n概概念念：知知识识发发现现和和数数据据挖挖掘掘是是在在数数据据库库的的基基础础上上实实现现的的一一种种知知识识发发现现系系统统。它它通通过过综综合合运运用用统统计计学学、粗粗糙糙集集、模模糊糊数数学学、机机器器学学习习和和专专家家系系统统等等多多种种学学习习手手段段和和方方法法，从从数数据据库库中中提提炼炼和和抽抽取取知知识识，从从而而可可以以揭揭示示出出蕴蕴含含在在这这些些数数据据背背后后的的客客观观世世界界的的内内在在联联系系和和本本质原理，实现知识的自动获取。质原理，实现知识的自动获取。5 机器学习机器学习数据挖掘和知识发现数据挖掘和知识发现n n与与传传统统数数据据库库技技术术的的区区别别：传传统统数数据据库库技技术术仅仅限限于于对对数数据据库库的的查查询询和和检检索索，不不能能够够从从数数据据库库中中提提取取知知识识。知知识识发发现现和和数数据据挖挖掘掘以以数数据据库库作作为为知知识识源源去去抽抽取取知知识识，不不仅仅可可以以提提高高数数据据库库中中数数据据的的利利用用价价值值，同同时时也也为为各各种种智智能能系系统统的的知知识获取开辟了一条新的途径。识获取开辟了一条新的途径。n n发发展展：随随着着大大规规模模数数据据库库和和互互联联网网的的迅迅速速发发展展，知知识识发发现现和和数数据据挖挖掘掘也也从从面面向向数数据据库库的的结结构构化化信信息息的的数数据据挖挖掘掘发发展展到到面面向向数数据据仓仓库库和和互互联联网网的海量、半结构化或非结构化信息的数据挖掘。的海量、半结构化或非结构化信息的数据挖掘。6 分布智能分布智能n n分分布布智智能能的的概概念念：分分布布智智能能主主要要研研究究在在逻逻辑辑上上或或物物理理上上分分布布的的智智能能系系统统之之间间如如何何相相互互协协调调各各自的智能行为，实现问题的并行求解。自的智能行为，实现问题的并行求解。n n分布智能的两个主要方向：分布智能的两个主要方向：n n分分分分布布布布式式式式问问问问题题题题求求求求解解解解主主主主要要要要研研研研究究究究如如如如何何何何在在在在多多多多个个个个合合合合作作作作者者者者之之之之间间间间进进进进行行行行任任任任务务务务划划划划分分分分和和和和问问问问题题题题求求求求解解解解，它它它它一一一一般般般般是是是是针针针针对对对对某某某某一一一一问问问问题题题题去去去去创建一个能够进行合作求解的协作群体；创建一个能够进行合作求解的协作群体；创建一个能够进行合作求解的协作群体；创建一个能够进行合作求解的协作群体；6 分布智能分布智能n n多多多多AgentAgent系系系系统统统统主主主主要要要要研研研