智能科学与技术导论总结

一、绪论

1.1 .1人类智能与机器智能

智能的含义：

可分为三派 中国古代、西方及苏联   注：下面黄色四种观点为课后习题第一题

（1）独立说：我国古代的智能观。认为智力与能力是两个独立的概念。

（2）包容说：部分西方心理学家认为智能等同于智力或能力，智力包含多种多样的能力，各种能力是智力的组成因素。加德纳总结的八种能力：语言文字、数学逻辑、视觉空间、身体运动、音乐旋律、人际关系、自我认知、自然观察

（3）等同说：部分西方心理学家认为智力就是能力。

（4）从属说：苏联心理学家认为能力是上位概念，智力是下位概念，能力包含智力，智力是能力的组成部分。

境条件下，自适应地调整自身或调控各种资源实现目标的能力

智能谱:

 一条从高到低的智能谱，不同的生物体或系统，依据其智能水平高低在智能谱都能找到合适位置。人类在最上面。

1.1.2 人类智能与能力

人与动物智力本质差异在于人类有知识行为（知识基础上的行为，人类独有的）

能力与素质

个体能力更多取决于其自身综合素质。著名模型：素质冰山模型

能力的分类

八元智能理论（加德纳所提）或五元智能理论（注意力、观察力、想象力、记忆力及思维力）或智能独立说（综合素质）

本书归纳为六种：感知（能力）、记忆、思维、学习、自适应、行为。 注：填空题第二题

1.1.3 机器智能模拟

人工智能发展历程：注：下面蓝字为填空题第三题

1.起步发展期：1956年-二十世纪六十年代初，也可追溯到1950年图灵测试的诞生。

2.反思发展期：二十世纪六十年代到七十年代初，不切实际的研发目标失败导致发展走入低谷

3.应用发展期：二十世纪七十年代初到八十年代中，专家系统的出现，实现人工智能由理论到具体应用

4.低迷发展期：二十世纪八十年代中到九十年代中，专家系统的狭隘与局限问题暴露

5.稳步发展期：二十世纪九十年代中到2010年，互联网技术的快速发展带动人工智能的创新研究

6.蓬勃发展期：2011年至今。以深度学习为代表的人工智能技术飞速发展。

智能模拟技术路线

三大学派： 注：下面紫字为填空题第四题

（1）符号主义（逻辑主义）学派：运用功能模拟，认为人类认知的基元是符号，智能的基础是知识

（2）联结主义（仿生主义或生理学派）学派：运用结构模拟，认为人类认知的基元是神经元，神经网络系统为典例

（3）行为主义（进化主义或控制论学派）：运用行为模拟，智能取决于感知和行为。著名智能行为：感知-动作

 

1.1.4 机器智能计算

智能计算的概念：

智能计算就是人们基于对自然界独特规律的认知，提取相关特性，研究设计出适合问题求解的模型与算法

典型智能计算方法：

(1)进化算法：由大自然适者生存优胜劣汰的进化规律启迪；典型算法：遗传算法

（2）人工神经网络：神经网络的一个重要特性是它能够从环境中学习，并把学习的结果分布存储在网络的突触连接中。

（3）免疫算法；

（4）群智能算法：如蚁群算法，粒子群算法；

1.2.1 科学，技术与工程（题1-3）

科学的本质是发现；技术的灵魂是发明；工程的核心是制造；

科学是技术的基础，技术是科学的手段；技术支撑工程的实施，工程促进技术的发展；

科学来源于工程实践，工程建立于科学基础。

1.2.2 科学技术的发生规律

1.科学技术发生学：辅人律                 注：黄字为填空题第五题答案

2.科学技术发展学：拟人律

3.科学技术未来学：共生律                   

 

1.2.3 智能科学与技术学科（题1-4）、

智能科学：探索自然界生物体或系统的行为机制，发现自然智能的本质与发展规律，揭示机器智能的原理与实现机制

智能技术：基于心理学、神经学、智能科学及相关的研究成果，寻求机器智能的构建方法和实现技术，用机器模拟自然界的智能，实现对自然界的利用、控制和改造

“研究智能的本质”是智能科学的任务  ；

“研究扩展人类智力功能的原理与方法是智能技术的任务；       

科学的本质是发现；技术的灵魂是发明

1.3 智能科学与技术模型

智能活动：

1.数据：对客观事件进行记录并可以鉴别的符号；

2.信息 ：对客观世界中各种事物的运动状态和变化的反映

1.本体论信息（客观）

2.认知论信息（主观）两类（1）感知信息（第一类认识论信息） 外界向主体  

                         （2）再生信息（第二类认识论信息） 主体向外界

3.知识

4.策略：解决问题的计策方略

5.智能活动：有目的性认识问题，合理性解决问题

关系：从信息管理角度来定义，信息是为了满足用户决策的需要而经过加工处理的数据，简单地说，信息是经过加工的数据，或者说，信息是数据处理的结果。

1.3.2 人类的心智模型

1.纯认知系统模型：以物理符号系统为中心而建立；

2.PMJ心智模型：感知P，记忆M，判断J；注：绿字为第6题答案；

pmj三大加工通路的过程与作用：

快速加工通路是指从感知阶段直接到判断阶段的加工过程，实现基于感知的判断•精细加工通路是指从感知阶段到记忆阶段，再从记忆阶段到感知和判断阶段的加工过程，实现基于记忆的感知和判断。•反馈加工通路是指从判断阶段到记忆阶段，或从判断阶段到感知阶段的加工过程，实现基于判断的感知和记忆。

 

1.3.3 智能系统的基本模型

层次关系：

（1）“信息获取“和”策略执行”是智能系统与外部世界的两个接口；

（2）“信息处理”“信息认知”和”决策生成“是智能系统的主体；

专家系统：由人机交互界面、知识库、推理机、解释器、综合数据库、知识获取六部分组成

 

智能科学与技术的发展历程：五个时期：茫然期、萌芽期、初创期、发展期、繁荣期

 

机器思维参考的两大标准：费根鲍姆的标准、图灵标准

 

脑计划三个目标：认识脑、保护脑、模拟脑

 

人类智能的生成过程：从神经、心理（低级认知）到语言、思维、文化（高级认知）

 

不仅人有智能，其他动物也有智能：

观点：

智能是指生物体或系统再特定环境条件下，自适应地调整自身或调控各种资源达到目标的能力。从进化论角度看，人类是从自然界动物演化来的，动物又是从古生物，甚至是微生物、单细胞等演化来的。因此，单纯地从人类的角度来定义智能，忽略其它生物智能是不科学的，也是不完整的。

 

对自然语言处理（NLP）的认识：包括理解与生成。自然语言指人类发展以来所应用的口语，书面语。不同于计算机语言。其目的在于用计算机代替人工来处理大规模的自然语言信息

 

人类智能：人类智能分为人类智力和人类能力；人类智力是知识行为能力，人类智力源于人类对客观自然规律的认识与了解；人类能力源于人类文明及文化的发展与演化过程中的不断实践。人类能力可以分为六种：感知、记忆、思维、学习、自适应、行为；

生物智能：

机器智能：

 

2.2.3记忆

记忆是知识与经验在人脑中的反映；

记忆过程三连续阶段：编码、存储和提取；

2.2.4知识表征

知识获得四特点：建构、重构、过程的制约性、一个一个领域逐个获得

知识表征类型：

（1）符号-网络模型：基于数学和计算机的方式，指明人脑中知识的成分以及成分之间是如何组织与相互作用的，是人类知识的组织方式或呈现方式的一种反映。

（2）层次语义网络模型

（3）激活-扩散模型

（4）联结主义模型

2.2.5认知模型