人工智能(第2版) - (EPUB全文下载)

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人工智能(第2版)
第一部分 引言
第1章 人工智能概述
第二部分 基础知识
第2章 盲目搜索
第3章 知情搜索
第4章 博弈中的搜索
第5章 人工智能中的逻辑
第6章 知识表示
第7章 产生式系统
第三部分 基于知识的系统
第8章 人工智能中的不确定性
第9章 专家系统
第10章 机器学习第一部分
第11章 机器学习第二部分:神经网络
第12章 受到自然启发的搜索
第四部分 高级专题
第13章 自然语言处理
第14章 自动规划
第五部分 现在和未来
好第15章 机器人技术
第16章 高级计算机博弈
第17章 大事记
附录A CLIPS示例:专家系统外壳
附录B 用于隐马尔可夫链的维特比算法的实现(由Harun Iftikhar提供)
附录C 对计算机国际象棋的贡献:令人惊叹的Walter Shawn Browne
附录D 应用程序和数据
附录E 部分练习的答案
第一部分 引言
本部分介绍了人工智能(人工智能)的历史及其背后的早期动机,这个动机源自1956的年达特茅斯会议(Dartmouth Conference)。
思维和智能的概念引发了对图灵测试的讨论,以及围绕着图灵测试的各种争论和批评,这为将强人工智能(Strong AI)和弱人工智能(Weak AI)的区分埋下了伏笔。任何古典观点不可分割的一部分是人类如何求解问题和人类使用的启发式的兴趣。从这个背景和角度来看,这使得确认某个领域是否适合使用人工智能处理的问题变得可行。然后,本章介绍了人工智能的不同学科和方法,如搜索、神经网络计算、模糊逻辑、自动推理和知识表示。这种讨论逐渐过渡到对人工智能的早期历史的概述,并过渡到最近的发展领域、问题以及我们对所面临的问题的思考。
第1章 人工智能概述
阿兰· 图灵(Alan Turing)
早期,人类必须通过如轮子、火之类的工具和武器与自然做斗争。15世纪,古腾堡发明的印刷机使人们的生活发生了广泛的变化。19世纪,工业革命利用自然资源发展电力,这促进了制造、交通和通信的发展。20世纪,人类通过对天空以及太空的探索,通过计算机的发明及其微型化,进而成为个人计算机、互联网、万维网和智能手机,持续不断地向前进。过去的60年已经见证了一个世界的诞生,这个世界出现了海量的数据、事实和信息,这些数据、事实和信息必须转换为知识(其中一个实例是包含在人类基因编码中的数据,如图1.0所示)。本章介绍了人工智能学科的概念性框架,并阐述了其成功应用的领域和方法、近期的历史和未来的前景。
图1.0 包含在人类基因编码中的数据
1.0 引言
对人工智能的理解因人而异。一些人认为人工智能是通过非生物系统实现的任何智能形式的同义词;他们坚持认为,智能行的实现方式与人类智能实现的机制是否相同是无关紧要的。而另一些人则认为,人工智能系统必须能够模仿人类智能。没有人会就是否要研究人工智能或实现人工智能系统进行争论,我们应首先理解人类如何获得智能行为(即我们必须从智力、科学、心理和技术意义上理解被视为智能的活动),这对我们才是大有裨益的。例如,如果我们想要开发一个能够像人类一样行走的机器人,那么首先必须从各个角度了解行走的过程,但是不能通过不断地声明和遵循一套规定的正式规则来完成运动。事实上,人们越要求人类专家解释他们如何在学科或事业中获得了如此表现,这些人类专家就越可能失败。例如,当人们要求某些战斗机飞行员解释他们的飞行能力时,他们的表现实际上会变差 [1]。专家的表现并不来自于不断的、有意识的分析,而是来自于大脑的潜意识层面。你能想象高峰时段在高速公路上开车并有意识地权衡控制车辆的每个决策吗?
想象一下力学教授和独轮脚踏车手的故事[2]。当力学教授试图骑独轮车时,如果人们要求教授引用力学原理,并将他成功地骑在独轮车上这个能力归功于他知道这些原理,那么他注定要失败。同样,如果独轮脚踏车手试图学习这些力学知识,并在他展现车技时应用这些知识,那么他也注定是失败的,也许还会发生悲剧性的事故。关键点是,许多学科的技能和专业知识是在人类的潜意识中发展和存储的,而不是通过明确请求记忆或使用基本原理来学会这些技能的。
1.0.1 人工智能的定义
在日常用语中,“人工”一词的意思是合成的(即人造的),这通常具有负面含义,即“人造物体的品质不如自然物体。但是,人造物体通常优于真实或自然物体。例如,人造花是用丝和线制成的类似芽或花的物体,它不需要以阳光或水分作为养料,却可以为家庭或公司提供实用的装饰功能。虽然人造花给人的感觉以及香味可能不如自然的花朵,但它看起来和真实的花朵如出一辙。
另一个例子是由蜡烛、煤油灯或电灯泡产生的人造光。显然,只有当太阳出现在天空时,我们才可以获得阳光,但我们随时都可以获得人造光,从这一点来讲,人造光是优于自然光的。
最后,思考一下,人工交通装置(如汽车、火车、飞机和自行车)与跑步、步行和其他自然形式的交通(如骑马)相比,在速度和耐久性方面有很多优势。但是,人工形式的交通也有一些显著的缺点——地球上无处不在的高速公路,充满了汽车尾气的大气环境,人们内心的宁静(以及睡眠)常常被飞机的喧嚣打断[3]。
如同人造光、人造花和交通一样,人工智能不是自然的,而是人造的。要确定人工智能的优点和缺点,你必须首先理解和定义智能。
1.0.2 思维是什么?智能是什么?
智能的定义可能比人工的定义更难以捉摸。斯腾伯格(R. Sternberg)就人类意识这个主题给出了以下有用的定义:
智能是个人从经验中学习、理性思考、记忆重要信息,以及应付日常生活需求的认知能力[4]。
我们都很熟悉标准化测试的问题,比如,给定如下数列:1,3,6,10,15,21。要求提供下一个数字。
你也许会注意到连续数字之间的差值的间隔为1。例如,从1到3差值为2,从3到6差值为3,以此类推。因此问题正确的答案是28。这个问题旨在衡量我们在模式中识别突出特征方面的熟练程度。我们通过经验来发现模式。
不妨用下面的数列试试你的运气:
a.1, 2, 2, 3, 3, 3, 4, 4, 4, 4 ............

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