人工智能高級技術導論

前言

　　傳統(tǒng)的人工智能（AI）技術建立在基于符號表示和推理的經(jīng)典理論之上，包括搜索、歸約和邏輯推理等問題求解的基本方法以及知識表示的理論和方法。這些技術已廣泛應用于KB（基于知識的）系統(tǒng)、自動規(guī)劃、機器學習、自然語言處理、機器視覺、機器人等應用領域。作為AI技術的入門級或基礎性的課程教材，大多數(shù)AI教科書也都以介紹這些基礎級技術為主要內容。然而，僅依賴這些基礎級技術，并不足以支持高性能應用的開發(fā)和運行。為此，實現(xiàn)高性能的高級技術得到了深入和持久的研究，首先是興起于20世紀80年代的KB系統(tǒng)高級技術、非單調推理和軟計算、基于范例的推理以及關于時間和空間的推理，然后是興起于20世紀90年代的Agent技術和多Agent協(xié)同工作；進入新世紀后，機器學習的研究與應用取得了顯著進展，而新一代網(wǎng)絡計算的技術基礎及其智能化則成為另一個研究熱點?！　B系統(tǒng)（狹義地，專家系統(tǒng)）在20世紀70年代的初步成功導致了80年代初AI工業(yè)化浪潮的興起。但推動該浪潮的AI“淘金熱”隨即遭受重大挫折，快速消失了。AI研究者們從中悟出的一個教訓就是：基于知識的問題求解技術必須與主流計算技術緊密結合，才有出路；從而導致基于知識的軟件智能化技術發(fā)展為AI應用研究的主流方向之一?！　B系統(tǒng)多年來的實踐已經(jīng)證明，使軟件具有基于知識的問題求解能力或廣義的知識處理能力，可以作為實現(xiàn)軟件智能化的有效途徑。然而，傳統(tǒng)KB系統(tǒng)存在嚴重缺點：問題求解能力的脆弱性和不可靠性，這主要源自其只獲取表示事物間現(xiàn)象上關聯(lián)的經(jīng)驗知識，使得求解的問題超出經(jīng)驗知識允許的范圍時系統(tǒng)的處理能力急劇下降。正是這個嚴重缺點和相關的其他缺點導致20世紀80年代初投資開發(fā)的許多KB系統(tǒng)未走出實驗室。

內容概要

　　以問題求解、知識表示、KB（基于知識的）系統(tǒng)、自動規(guī)劃、機器學習等關于人工智能的基礎級技術為主要內容，但僅依賴這些基礎級技術，并不足以支持高性能應用的開發(fā)和運行。為此，《人工智能高級技術導論》從推動高性能智能軟件的研究和應用角度，對人工智能的高級技術作全面的導論性介紹，包括20世紀80年代開發(fā)的KB系統(tǒng)高級技術、非單調推理和軟計算、基于范例的推理、關于時間和空間的推理，90年代興起的Agent技術和多Agent協(xié)同工作，進入21世紀后機器學習研究與應用的新進展，以及新一代網(wǎng)絡計算的技術基礎及其智能化?！　　度斯ぶ悄芨呒壖夹g導論》將在回顧基于知識的問題求解技術的基礎上，介紹這些人工智能高級技術，包括研究背景、基本概念和實現(xiàn)方法，使讀者對這些技術有一個全面和深入的認識，并由此為應用和進一步研究這些技術奠定必要的基礎?！度斯ぶ悄芨呒壖夹g導論》也可供工程技術人員參考使用。

書籍目錄

第一章 緒論1.1 人工智能研究的發(fā)展1.2 人工智能應用研究的發(fā)展趨勢1.3 基于知識的軟件智能化技術1.3.1 知識處理技術的深化1.3.2 對KB系統(tǒng)現(xiàn)狀的反思1.3.3 軟件智能化實踐1.3.4 開發(fā)人工智能高級技術本章小結習題參考文獻第二章 基于知識的問題求解2.1 知識表示2.2 問題求解2.2.1 問題求解的基本方法2.2.2 問題求解的組織2.3 KB系統(tǒng)2.3.1 KB系統(tǒng)的一般概念2.3.2 知識獲取和KB系統(tǒng)開發(fā)2.3.3 KB系統(tǒng)開發(fā)工具和環(huán)境2.4 知識級分析2.4.1 表示和知識2.4.2 計算機系統(tǒng)的功能分級2.4.3 知識級2.4.4 知識級細節(jié)2.4.5 結論2.5 符號推理的高級技術2.5.1 基于假設的推理2.5.2 從屬和辯證……第三章 KB系統(tǒng)的高級技術第四章 非單調推理和軟計算第五章 基于范例的推理第六章 關于時間和空間的推理第七章 機器學習研究與應用的新進展第八章 Agent技術和信息基礎設施智能化第九章 新一代網(wǎng)絡計算的技術基礎及其智能化

章節(jié)摘錄

　?。?）理性思維：“思維法則”方法　　該方法關注考核思維的正確性，即一個系統(tǒng)若能在其知識范圍內正確行事（推出正確結論），它就是理性的。古希臘哲學家亞里士多德是首先試圖嚴格定義“正確思維”的人之一。他將“正確思維”定義為不能辯駁的“三段論”推理過程：若前提和相應的“前提一結論”規(guī)則都正確，則總能推導出正確結論。一個著名的例子是：蘇格拉底是男人，所有男人是凡人；所以蘇格拉底也是凡人?！叭握摗笔且环N典型的思維法則，作為支配人類心智活動的論據(jù)結構模式。前述數(shù)理邏輯和形式推理的研究給出了精確描述事物和事物間關系的符號結構，使得通過符號邏輯就可建立起能理性思維的智能系統(tǒng)?？梢哉f專家系統(tǒng)和知識工程就是這種“思維法則”方法催生的產(chǎn)物?！　∵@種方法面臨的障礙是難以獲得關于事物和事物間關系的完備知識，即使局限于一個狹窄的應用領域內。由于缺少完備的知識，系統(tǒng)將無法解決超出現(xiàn)有知識范圍的問題。而且面臨真實世界問題的復雜性，即使具有解決問題的知識，如果沒有高效組織推理步驟的方法，也會耗盡計算資源而搜索不到解答。　?。?）理性行為：理性智能體方法　　該方法關注人工系統(tǒng)的智能行為，要求人工系統(tǒng)具有自主行動的能力，如感知環(huán)境、做改變環(huán)境的操作、適應環(huán)境變化、交換消息、派遣或接收任務等。稱這種人工系統(tǒng)為智能體（Agent），理性智能體意指智能體能夠通過上述理性思維方法使自己的行動獲得最佳結果，或在面臨不確定環(huán)境時能獲得最佳的期望結果。這里，處理不確定性的能力超出了“思維法則”確保思維正確的范疇，因為允許理性智能體在缺乏完備知識時做不能確保正確的決策。另外，時空資源受限時的快速反應能力也是理性的體現(xiàn)，盡管當時認為是最合適的反應也許事后會發(fā)現(xiàn)實際上不佳甚至錯誤。

編輯推薦

《人工智能高級技術導論》將在回顧基于知識的問題求解技術的基礎上，介紹這些人工智能高級技術，包括研究背景、基本概念和實現(xiàn)方法，使讀者對這些技術有一個全面和深入的認識，并由此為應用和進一步研究這些技術奠定必要的基礎。《人工智能高級技術導論》也可供工程技術人員參考使用。

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