人工智能:一种现代的方法 (第一章 绪论)(完结)

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1.1 AI定义

沿着与人类表现的逼真度合理性(正确行事)两个维度我们得到四种定义。

1.1.1 像人一样行动:图灵测试的途径

图灵测试:如果一位人类询问者面对一些书面问题的回答不能区分来自人还是来自计算机,则通过测试。
为使计算机严格通过测试,计算机尚需要具有以下能力:

  • 自然语言处理(natural language processing,nlp)使之能交流。
  • 知识表示(knowledge representation)存储知道的或听到的信息。
  • 自动推理(automated reasoning)运用存储的信息来回答问题并推出新结论。
  • 机器学习(machine learning)适应新情况并检测和预测模式。

另外,完全图灵测试还包括对人的物理模拟和视频信号等,故计算机还需要具有:

  • 计算机视觉(computer vision)以感知物体。
  • 机器人学(robotics)以操纵和移动对象。

1.1.2 像人一样思考:认知建模的途径

  • 内省:试图捕获我们自身的思维过程
  • 心理实验:观察工作中的一个人
  • 脑成像:观察工作中的头脑
    认知科学(cognitive science)这个交叉学科领域把来自AI的计算机模型与来自心理学的实验技术相结合,试图构建一种精确且可测试的人类思维理论。

1.1.3 合理地思考:“思维法则”的途径

逻辑学,逻辑主义。
有两个主要的障碍:

  1. 非形式的知识难以用逻辑表示,特别是在知识不是百分百肯定时;
  2. 计算资源占用较大,例如一条事实需要大量的推理步骤。

1.1.4 合理地行动:合理Agent的途径

完美的合理性:总做正确的事情。
有限合理性:当没有足够时间来完成所需要的计算时仍能恰当的行动。

1.2 AI的相关领域(持续更新)

哲学、数学(逻辑、计算、概率)、经济学(决策论、博弈论、运筹学)、神经科学、心理学、计算机科学、控制论、语言学。
通用领域(学习与感知)

  • 统计学
  • 机器学习

1.3 AI的历史(略)

整体上有一个孕育-诞生-发展-低谷-发展-完善的趋势。

1.4 AI应用(持续更新)

  1. 自动驾驶
  2. 语音识别
  3. 自主规划与调度:例如一些自主规划系统
  4. 博弈
  5. 垃圾信息过滤
  6. 动态规划:在长期工作中持续的对多步过程进行规划。
  7. 机器人
  8. 机器翻译
  9. 数据挖掘
  10. 模式识别
  11. 证明
  12. 诊断疾病

1.5 习题和参考答案

  1. 用自己的语言定义:(a)智能,(b)人工智能,( c )Agent,(d)理性,(e)逻辑推理。
    参考答案:
    智能:在一个环境中能够用现有的知识来更好的行动的一种能力。
    人工智能: 在给定的环境中,能够表现得很好的一个设计好的Agent程序。
    Agent: 对环境感知做出反应的实体。
    理性:一个系统在已知感知序列的情况下做“正确的事情”的属性。
    逻辑推理:从旧句子中派生出新句子的过程,如果旧句子是真的,那么新句子必然是真的。

  2. 反射行为(比如从热炉子上缩回你的手)是理性的吗?是智能的吗?
    参考答案:
    是理性的,因为不立即缩回手会对手造成更大的伤害。不是智能得,因为没有用现有的知识来行动。

  3. 假设我们扩展Evans的ANALOGY程序,使它能够在智商测验中得到200分,那么我们是否得到了一个比人更智能的程序?请解释你的观点。
    参考答案:
    ANALOGY程序是一个能够求解出现在智商测试中的集合类推问题的程序。在弱人工智能的角度上可以看作是比人更智能,因为给这个程序极大的知识库,它理论上可以解决任何集合类推问题,但从强人工智能的角度上它不比人智能,原因是没有自主性,它不是通过真正的思考得出的结果。

  4. 为什么进化会倾向于导致行为合理的系统?设计这样的系统想达到的目标是什么?
    参考答案:
    进化使得智能体在当前环境中能够更好的表现,或者说更适应当前环境,同时会淘汰掉无法提升表现得个体。

  5. AI是一门科学吗?是工程吗?两者都是还是两者都不是?请解释。
    参考答案:
    AI既是一门科学,也可以应用于工程之上。

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