人工智能与机器人培训课件
问题求解
人工智能的第一个大成就是发展了能够求解难题的 下棋程序,如国际象棋、中国象棋、围棋等,我们今天 在网上都可以找到各种各样的人机对弈软件。在下棋程 序中,应用到的某些技术,如向前看几步,还有把困难 的问题分成一些比较容易的子问题等,其实就是数据库 搜索和问题归纳这样的人工智能基本技术。
问题求解程序不仅是能够下棋,还有一个重要的应 用就是符号运算,可以把各种数学公式符号汇编在一起, 其性能达到很高的水平,这就极大地方便了科学家和工 程师们的工作,帮助他们从繁重的手工计算劳动中解脱 出来,集中精力做好对问题的分析和对工作整体的把握 上。有些高级的问题求解程序,已经具备了一定的“机 器学习”智能,能够利用在被使用过程中积累起来的 “经验”,自动地来改善和提高其自身性能。
语音识别
语音识别研究的目的就是让机器“听懂”人类 口述的语言。包括两方面的含义:其一是逐字逐 句听懂非转化成书面语言文字;其二是对口述语 言中所包含的要求或询问加以理解,做出正确响 应,而不拘泥于所有词的正确转换。语音识别系 统从讲叙方式角度可分为孤立词、连接词和连续 语音三种。从服务对象的角度可分为特定人与非 特定人。即系统只针对一个用户或可用于任意用 户。
翻译机器所依赖的自动翻译技术包括语 音翻译和文字翻译,主要的关键技术有四个 方面:单词分析,语法分析,意义分析和文 理分析。
机器学习
人的智能是通过学习来获得进步的, 学习的能力是我们人类的自然属性。而人 工智能研究上最突出和最重要的一个方面, 就是机器学习。 首先,我们要赋予“机器ห้องสมุดไป่ตู้一个最基 本的智能基础。这一智能基础就是专家系 统与问题求解系统。
一是能正确理解人类的自然语言输入的信息,并 能正确答复(或响应)输入的信息。
二是对输入的信息能产生相应的摘要,而且复述 输入的内容。
三是能把输入的自然语言翻译成要求的另一种语 言,如将汉语译成英语或将英语译成汉语等。
机器翻译
自然语言理解大致可分为机器翻译、语 义理解及人机会话技术几个方面。其中机器 翻译(machine translation),又称机译(MT), 就是利用“机器”把一种自然语言转变成另 一种自然语言的过程。
人工智能与机器人
人类智能
人类智能,又叫自然智能,主要包含三个 方面:感知能力、思维能力、行为能力。当我 们动用全身的感觉器官感受到外界的信息刺激 之后,能够通过大脑进行记忆、联想、分析、 判断等一系列思维活动,其结果就是做出一种 决策,最后再通过我们的具体行动,把这一决 策体现出来。
我们为何需要人工智能
专家系统
专家系统是一个具有大量专门知识与经验的程 序系统。它应用人工智能技术,根据某个领域一个 或多个专家提供的知识和经验进行推理和判断,模 拟人类专家的决策过程,以解决那些需要专家决定 的复杂问题。当前机器学习的研究成果中,专家系 统是发展比较快的一个分支。
专家系统与传统的计算机程序有着本质的不同, 专家系统所要解决的问题一般没有算法解,并且经 常要在不完全、不精确或不确定的信息基础上做出 结论。所以,发展专家系统的关键是提高“机器” 的自学习能力,这种能力越高,对专家知识的表达 和运用就越好,专家系统的作用也就越显著。
第二代(自适应)机器人:
这种机器人配备有相应的感觉传感器 (如视觉、听觉、触觉传感器等),能取 得作业环境、操作对象等简单的信息,并 由机器人体内的计算机进行分析、处理, 控制机器人的动作。虽然第二代机器人具 有一些初级的智能,但还是需要技术人员 的协调工作。目前这种机器人已经有了一 些商品化的产品,我们在后面所讲述的内 容中,也将主要以这一类产品作为课堂学 习的器材。
智能机器人
智能机器人是人工智能中的最重要的应 用,机器人是一种能模拟人的行为的机械, 对它的研究经历了三代的发展过程:
1. 第一代(程序控制)机器人; 2. 第二代(自适应)机器人; 3. 第三代(智能)机器人;
第一代(程序控制)机器人: 这种机器人一般是按以下二种方式“学会”
工作的。一种是由设计师预先按工作流程编写 好程序,存贮在机器人的内部存储器,在程序 控制下工作。另一种是被称为“示教—再现” 方式,这种方式是在机器人第一次执行任务之 前,由技术人员引导机器人操作,机器人将整 个操作过程一步一步地记录下来,每一步操作 都表示为指令。示教结束后,机器人按指令顺 序完成工作(即再现)。如任务或环境有了改 变,就要重新进行程序设计。这种机器人能尽 心尽责的在机床、熔炉、焊机、生产线上工作。
一个完整的语音识别系统可大致分为三部分: (1)语音特征提取:其目的是从语音波形中提 取出随时间变化的语音特征序列。 (2)声学模型与模式匹配(识别算法):声学 模型通常将获取的语音特征通过学习算法产生。 在识别时将输入的语音特征同声学模型(模式) 进行匹配与比较,得到最佳的识别结果。 (3)语言模型与语言处理:语言模型包括由识 别语音命令构成的语法网络或由统计方法构成的 语言模型,语言处理可以进行语法、语义分析。 对小词表语音识别系统,往往不需要语言处理部 分。
图像识别
图形刺激作用于感觉器官,人们辨 认出它是经验过的某一图形的过程。也 称图像再认。在图像识别中,既要有当 时进入感官的信息,也要有记忆中存储 的信息。只有通过存储的信息与当前的 信息进行比较的加工过程,才能实现对 图像的再认。
自然语言理解
“机器”要能够理解自然语言,需要达到以下三个 标准:
一、做人类做不到的事情 二、做人类做不好的事情 三、做对人类有危险的事情
人工智能可以为我们做什么
1. 模式识别 模式,是指已经界定好的,用来供模仿的
一个标本或标准。模式识别就是指识别出这 个标本或标准。
人工智能所研究的模式识别是指用“机器” 代替人类或帮助人类感知模式,也就是使一 个“机器”系统具有模拟人类通过感官接受 外界信息、识别和理解周围环境的感知能力。 模式识别主要需要建立的是语音识别和图像 识别体系。
第三代(智能)机器人: 智能机器人具有类似于人的智能,它装