第三章现代人工智能技术 第一节人工智能的研究 一、古代人的幻想和探索 在古希腊流传用铜锡合金铸造的巨人“太罗斯”, 力大无比,无所畏惧,刀枪不入。 在古埃及有个叫赫伦的人,曾制造了许多自动机来 减轻人们的劳动。 我国汉魏时期制造了“指南车”和“记里鼓车 英国著名科学史学者李约瑟博士指出:“中国古代的指 南车,可以说是人类历史上迈向控制论机器的第一步 中国科学技术史 李约瑟与
第三章 现代人工智能技术 第一节人工智能的研究 一、古代人的幻想和探索 • 在古希腊流传用铜锡合金铸造的巨人“太罗斯”， 力大无比，无所畏惧，刀枪不入。 • 在古埃及有个叫赫伦的人，曾制造了许多自动机来 减轻人们的劳动。 • 我国汉魏时期制造了“指南车”和“记里鼓车”， 英国著名科学史学者李约瑟博士指出：“中国古代的指 南车，可以说是人类历史上迈向控制论机器的第一步
指南率的车箱里装着非常巧 妙而复杂的机械。是一种双轮独辕 车。它的中央有一个大平轮,木头 人就竖立在上面。在大平轮两旁, 装着很多小齿轮。如果车子向左转, 右边的车轮就会带动小齿轮,小齿 轮再带动大平轮,使大平轮相反地 向右转。如果车子向右转,同样地, 大平轮则向左转。因此,只要指南车开动以前,先让木头人的右手 指向南方,以后车子不论是向左转还是向右转,木头人的右手就总 是指向南方。指南车是利用齿轮的原理造成的。这种齿轮传动类似 现代汽车用的差动齿轮,相当于汽车中差动齿轮的逆向使用原理。 这种指南车,可以说是世界上最早的自动化设备。据考证是在三国 时期由马钧创造的
指南车的车箱里装着非常巧 妙而复杂的机械。是一种双轮独辕 车。它的中央有一个大平轮，木头 人就竖立在上面。在大平轮两旁， 装着很多小齿轮。如果车子向左转， 右边的车轮就会带动小齿轮，小齿 轮再带动大平轮，使大平轮相反地 向右转。如果车子向右转，同样地， 大平轮则向左转。因此，只要指南车开动以前，先让木头人的右手 指向南方，以后车子不论是向左转还是向右转，木头人的右手就总 是指向南方。指南车是利用齿轮的原理造成的。这种齿轮传动类似 现代汽车用的差动齿轮，相当于汽车中差动齿轮的逆向使用原理。 这种指南车，可以说是世界上最早的自动化设备。据考证是在三国 时期由马钧创造的
记里鼓是古代能 自报行车里数的车制。出 现于东汉以后。由汉代鼓车 改装而成。车每行一里,车 上木人受凸轮牵动,由绳索 拉起木人右臂击鼓一次。其 工作原理是,利用车轮带动 大小不等的若干齿轮,当车轮走满一里时,其中一个齿轮 恰转一圈,拨动木人去打鼓,每走十里则另一齿轮也转了 圈,再拨动木人打钟。这一原理与现代汽车上的里程表 的原理相同。记里鼓车的创造是近代里程表、减速器发明 的先驱,是科学技术史上的一项重要贡献。据考证是在三 国时期由马钧创造的
记里鼓车是古代能 自报行车里数的车制。出 现于东汉以后。由汉代鼓车 改装而成。车每行一里，车 上木人受凸轮牵动，由绳索 拉起木人右臂击鼓一次。其 工作原理是 ，利用车轮带动 大小不等的若干齿轮，当车轮走满一里时，其中一个齿轮 恰转一圈，拨动木人去打鼓，每走十里则另一齿轮也转了 一圈，再拨动木人打钟。这一原理与现代汽车上的里程表 的原理相同。记里鼓车的创造是近代里程表、减速器发明 的先驱，是科学技术史上的一项重要贡献。据考证是在三 国时期由马钧创造的
近代人的思索和实践 17世纪,笛卡儿提出:“低等动物和人类就其许 多机能来说,与自动机相似…神经元是通过微小的 机械运动传递信息的” 17世纪,莱布尼兹提出:“逻辑机的设计思想 即通过符号系统,对对象的特征进行推理”。 18世纪,法国著名的唯物主义者拉姆特涅提出 不仅动物是机器,而且人也是机器”。 布尼落「 笛卡儿
二、近代人的思索和实践 • 17世纪，笛卡儿提出：“低等动物和人类就其许 多机能来说，与自动机相似……神经元是通过微小的 机械运动传递信息的”。 • 17世纪，莱布尼兹提出：“逻辑机的设计思想， 即通过符号系统，对对象的特征进行推理”。 • 18世纪，法国著名的唯物主义者拉姆特涅提出： “不仅动物是机器，而且人也是机器”。 莱布尼兹 笛卡儿
、20世纪中叶以前的进展 1950年,英国的阿兰图灵在《计算机能思维吗》 文中,不仅给人工智能下了一个定义,而且论证了人 工智能的可能性,因此被称为人工智能研究工作的第 个奠基人 控制论的创始人N·维纳、信息论的创始人申农、神 经控制论的创始人麦克卡洛、冯·诺依曼等人,是人工 智能的第一批先驱者,他们的理论和工作为人工智能的 创立奠定了基础。 阿兰·图灵 N·维绚 冯诺悵曼 图
三、20世纪中叶以前的进展 • 1950年，英国的阿兰·图灵在《计算机能思维吗》 一文中，不仅给人工智能下了一个定义，而且论证了人 工智能的可能性，因此被称为人工智能研究工作的第一 个奠基人。 • 控制论的创始人N·维纳、信息论的创始人申农、神 经控制论的创始人麦克卡洛、冯·诺依曼等人，是人工 智能的第一批先驱者，他们的理论和工作为人工智能的 创立奠定了基础。 阿兰·图灵 N·维纳 冯·诺依曼
第二节电子计算机的智能化 、什么是人工智能 用计算机解决问题时,必须满足三个前提条件 (1)能用某种形式化的方法去描述这个问题; (2)能找到一个算法去解决这个形式化了的问题; (3)能在现有的计算机上实现这个算法。 如何使计算机能“思维”、“感知”,使它和人类 更接近,这就是“人工智能技术”要完成的任务。 方面进一步揭露智能和大脑的工作原理;另一方面研 制更接近于人类的解题、求知、学习、判断规律的计 算机,这是当代“人工智能技术”的主要硏究范畴
第二节 电子计算机的智能化 一、什么是人工智能 用计算机解决问题时，必须满足三个前提条件： • （1）能用某种形式化的方法去描述这个问题； • （2）能找到一个算法去解决这个形式化了的问题； • （3）能在现有的计算机上实现这个算法。 如何使计算机能“思维”、“感知”，使它和人类 更接近，这就是“人工智能技术”要完成的任务。一 方面进一步揭露智能和大脑的工作原理；另一方面研 制更接近于人类的解题、求知、学习、判断规律的计 算机，这是当代“人工智能技术”的主要研究范畴
、工业机器人 20世纪60年代工业机器人的问世,实现了机械、微 电子、信息技术的有机结合,并获得了飞速发展。 “示教再现型机器人”是第一代机器人的典型代表; 第二代机器人是具有感觉装置、能适应外界条件变化的 机器人;第三代机器人即智能机器人,能够再现人的感 觉、行动、并能够自由地处理意外事件,从事复杂的作 业 应用工业机器人有许多好处: 1)机器人可把人从单调、繁重、恶劣环境下的劳动中解 放出来,提高文明生产的水平;(轧面机、轧花机等) 2)机器人工作精细,不会疲劳、厌烦、偷懒,不会违反规 章制度可提高产品质量,成本降低;(站岗、焊接、包装) ·(3)机器人是—种通用性好、灵活性强的自动化机器,易于 改变产品品种;(机器人保姆) 4)机器人能在严重灾害和污染的环境下工作,并能从事超 精密加工和超洁净加工,完成人难以完成的任务。(救火、排爆)
二、工业机器人 • 20世纪60年代工业机器人的问世，实现了机械、微 电子、信息技术的有机结合，并获得了飞速发展。 • “示教再现型机器人”是第一代机器人的典型代表； 第二代机器人是具有感觉装置、能适应外界条件变化的 机器人；第三代机器人即智能机器人，能够再现人的感 觉、行动、并能够自由地处理意外事件，从事复杂的作 业。 应用工业机器人有许多好处： • （1）机器人可把人从单调、繁重、恶劣环境下的劳动中解 放出来，提高文明生产的水平；（轧面机、轧花机等） • （2）机器人工作精细，不会疲劳、厌烦、偷懒，不会违反规 章制度可提高产品质量，成本降低；（站岗、焊接、包装） • （3）机器人是一种通用性好、灵活性强的自动化机器，易于 改变产品品种；(机器人保姆) • （4）机器人能在严重灾害和污染的环境下工作，并能从事超 精密加工和超洁净加工，完成人难以完成的任务。(救火、排爆)
1机器人系统的构成 机器人系统的结构由机器人的 机构部分、传感器组、控制部分及信 息处理部分组成。机器人的外貌有的 像人,有的却并不具有人的模样,但 其组成与人很相似。机构部分包括机 械手和移动机构,机械手相当于人手0 一样,可完成各种工作;移动机构相 当于人的脚,机器人靠它来“走路”。感知机器人自身或外部环境 变 化信息的传感器是它的感觉器官,相当于人的眼、耳、皮肤等,它 包括内传感器和外传感器。电脑是机器人的指挥中心,相当于人脑 或中枢神经,它能控制机器人各部位协调动作;信息处理装置(电 子计算机),是人与机器人沟通的工具,可根据外界的环境变化、 灵活变更机器人的动作
• 1.机器人系统的构成 机器人系统的结构由机器人的 机构部分、传感器组、控制部分及信 息处理部分组成。机器人的外貌有的 像人，有的却并不具有人的模样，但 其组成与人很相似。机构部分包括机 械手和移动机构，机械手相当于人手 一样，可完成各种工作；移动机构相 当于人的脚，机器人靠它来“走路”。感知机器人自身或外部环境 变 化信息的传感器是它的感觉器官，相当于人的眼、耳、皮肤等，它 包括内传感器和外传感器。电脑是机器人的指挥中心，相当于人脑 或中枢神经，它能控制机器人各部位协调动作；信息处理装置（电 子计算机），是人与机器人沟通的工具，可根据外界的环境变化、 灵活变更机器人的动作
2机器人语言 目前,机器人还不能用自然语言与人进行交谈,那么,机器 人与人怎样进行信息交流呢?这就要仿造机器人语言。 机器人语言是由二进制数表示的机器码。二进制数是由“0 和“”组成的字串。如:0100110、011101等字串,每个字串相 当于一个机器码,表示一个意思,若干字串就构成一个动作过程 机器人正是按这些字串描述的意思完成不同的动作。但这种机器 码写起来非常复杂,除专业人员外,一般人很难阅读。人们希望 能用自然语言与机器人对话,因此科学家们开发了各种高级语言 高级语言较接近人类语 易学,易懂,易写,易让人接受。 我们用高级语言将自己的意图输 入电脑时,电脑会将它译为机器 人能识别的由“0”和“1”组成的机 器码 如:AL语言;ML语言;∨AL语言 S|GLA语言;
• 2.机器人语言 目前，机器人还不能用自然语言与人进行交谈，那么，机器 人与人怎样进行信息交流呢？这就要仿造机器人语言。 机器人语言是由二进制数表示的机器码。二进制数是由“0” 和“1”组成的字串。如：0100110、011101等字串，每个字串相 当于一个机器码，表示一个意思，若干字串就构成一个动作过程， 机器人正是按这些字串描述的意思完成不同的动作。但这种机器 码写起来非常复杂，除专业人员外，一般人很难阅读。人们希望 能用自然语言与机器人对话，因此科学家们开发了各种高级语言。 高级语言较接近人类语言， 易学，易懂，易写，易让人接受。 我们用高级语言将自己的意图输 入电脑时，电脑会将它译为机器 人能识别的由“0”和“1”组成的机 器码。 如:AL语言; IML语言; VAL语言 ； SIGLA语言;
·3.机器人的机械手 机械手是机器人的重要组成部分,它能模仿人手的动作, 完成各种各样的工作。机械手由手臂和手爪组成。工业机器人的 手爪主要有钳爪式、磁吸式、气吸式三种。钳爪式的手爪与人手 最为相似,它具有两个、三个或多个机械手指,能抓取不同形状 的物体;电磁式吸附手爪是靠通 电线圈产生的电磁力吸住物体的,像 磁铁能吸住铁钉等金属一样;气吸式 手抓则靠大气压力把吸附头与物体压 在一起,实现物体的抓取 机器人技术发展到智能化阶段, 机械手也越来越灵巧了,它们已能完 成握笔写字、弹奏乐器、抓起鸡蛋、 甚至穿针引线等精细复杂的工作
• 3.机器人的机械手 机械手是机器人的重要组成部分，它能模仿人手的动作， 完成各种各样的工作。机械手由手臂和手爪组成。工业机器人的 手爪主要有钳爪式、磁吸式、气吸式三种。钳爪式的手爪与人手 最为相似，它具有两个、三个或多个机械手指，能抓取不同形状 的物体；电磁式吸附手爪是靠通 电线圈产生的电磁力吸住物体的，像 磁铁能吸住铁钉等金属一样；气吸式 手抓则靠大气压力把吸附头与物体压 在一起，实现物体的抓取。 机器人技术发展到智能化阶段， 机械手也越来越灵巧了，它们已能完 成握笔写字、弹奏乐器、抓起鸡蛋、 甚至穿针引线等精细复杂的工作