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人工智能及其应用

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  • 出版时间: 
  • 装帧:    平装
  • 开本:    16开
  • ISBN:  9787302438007
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      作者简介
      蔡自兴,中南大学信息科学与工程学院教授、博士生导师。联合国工业发展组织(UNIDO)审定的联合国专家、国际导航与运动控制科学院院士、纽约科学院院士、IEEE Fellow,首届全国高校国家教学名师奖、宝钢全国优秀教师奖特等奖、徐特立教育奖、吴文俊人工智能科技奖成就奖获得者。历任第八届湖南省政协副主席兼文教卫体委员会主任,全国政协第九届和第十届委员会委员,兼任中国人工智能学会副理事长及智能机器人专业委员会主任、中国自动化学会理事、中国计算机学会人工智能与模式识别专业委员会委员、IEEE计算智能学会评奖委员会委员和进化计算委员会委员等,并任美国伦塞勒大学、俄罗斯科学院圣彼德堡信息学与自动化研究所、丹麦技术大学、北京大学信息科学中心、中国科学院自动化研究所、国防科技大学、北京航空航天大学、北京邮电大学等校客座教授/研究员等。  主要从事智能系统、人工智能、智能控制、智能机器人研究。主持并完成科教研究30多项,其中获国际奖励2项,国家奖励3项,省部级以上奖励10多项。己在国内外出版专著、教材40余部,发表学术论文上千篇。此外,还主持国家精品课程(2门)、国家精品资源共享课程(2门)、国家精品视频公开课、***优秀网络课程、国家教学团队和全国双语教学示范课程等项国家教育部质量工程项目。

      目录
      前沿学科的最精彩成就
      代序——计算机时代的脑力劳动机械化与科学技术现代化
      前言
      第1章 绪论
      1.1 人工智能的定义与发展
      1.1.1 人工智能的定义
      1.1.2 人工智能的起源与发展
      1.2 人工智能的各种认知观
      1.2.1 人工智能各学派的认知观
      1.2.2 人工智能的争论
      1.3 人类智能与人工智能
      1.3.1 智能信息处理系统的假设
      1.3.2 人类智能的计算机模拟
      1.4 人工智能系统的分类
      1.5 人工智能的研究目标和内容
      1.5.1 人工智能的研究目标
      1.5.2 人工智能研究的基本内容
      1.6 人工智能的研究与计算方法
      1.6.1 人工智能的研究方法
      1.6.2 人工智能的计算方法
      1.7 人工智能的研究与应用领域
      1.8 本书概要
      习题1

      第2章 知识表示方法
      2.1 状态空间表示
      2.1.1 问题状态描述
      2.1.2 状态图示法
      2.2 问题归约表示
      2.2.1 问题归约描述
      2.2.2 与或图表示
      2.3 谓词逻辑表示
      2.3.1 谓词演算
      2.3.2 谓词公式
      2.3.3 置换与合
      2.4 语义网络表示
      2.4.1 二元语义网络的表示
      2.4.2 多元语义网络的表示
      2.4.3 语义网络的推理过程
      2.5 框架表示
      2.5.1 框架的构成
      2.5.2 框架的推理
      2.6 本体技术
      2.6.1 本体的概念
      2.6.2 本体的组成与分类
      2.6.3 本体的建模
      2.7 过程表示
      2.8 小结
      习题2

      第3章 确定性推理
      3.1 图搜索策略
      3.2 盲目搜索
      3.2.1 宽度优先搜索
      3.2.2 深度优先搜索
      3.2.3 等代价搜索
      3.3 启发式搜索
      3. 3.1 启发式搜索策略和估价函数
      3.3.2 有序搜索
      3.3.3 A*算法
      3.4 消解原理
      3.4.1 子句集的求取
      3.4.2 消解推理规则
      3.4.3 含有变量的消解式
      3.4.4 消解反演求解过程
      ……
      第4章 非经典推理
      第5章 计算智能
      第6章 专家系统
      第7章 机器学习
      第8章 自动规划
      第9章 分布式人工智能与Agent(真体)
      第10章 自然语言理解
      结束语
      参考文献
      索引

      内容摘要
      第1章绪论人工智能自1956年诞生以来,在60年岁月里获得了很大发展,引起众多学科和不同专业背景的学者们以及各国政府和企业家的空前重视,已成为一门具有日臻完善的理论基础、日益广泛的应用领域和广泛交叉的前沿科学。伴随着社会进步和科技发展步伐,人工智能与时俱进,不断取得新的进展,并在近年来出现一股开发与应用人工智能的热潮。到底什么是人工智能,如何理解人工智能,人工智能研究什么,人工智能的理论基础是什么,人工智能能够在哪些领域得到应用,等等,都将是人工智能学科或人工智能课程需要研究和回答的问题。让我们对这些问题逐一展开讨论。本章着重介绍人工智能的定义、发展概况及相关学派和他们的认知观,以及人工智能的研究和应用领域,并简介本书的主要内容和编排。1.1人工智能的定义与发展60年来,人工智能获得了重大进展,众多学科和不同专业背景的学者们投入人工智能研究行列,并引起各国政府、研究机构和企业的日益重视,发展成为一门广泛的交叉和前沿科学。近10多年来,现代信息技术,特别是计算机技术和网络技术的发展已使信息处理容量、速度和质量大为提高,能够处理海量数据,进行快速信息处理,软件功能和硬件实现均取得长足进步,使人工智能获得更为广泛的应用。网络化、机器人化的升级和大数据的参与促进人工智能进入更多的科技、经济和民生领域。尽管人工智能在发展过程中还面临不少困难和挑战,然而这些困难终将被解决,这些挑战始终与机遇并存,并将推动人工智能的可持续发展。人工智能已发展成为一门广泛的交叉和前沿学科并有力地促进其他学科的发展。可以预言:人工智能的研究成果将能够创造出更多更高级的人造智能产品,并使之在越来越多的领域在某种程度上超越人类智能;人工智能将为社会进步、经济建设和人类生活作出更大贡献。1.1.1人工智能的定义众所周知,相对于天然河流(如亚马逊河和长江),人类开凿了叫做运河(如苏伊士运河和中国大运河)的人工河流;相对于天然卫星(如地球的卫星——月亮),人类制造了人造卫星;相对于天然纤维(如棉花、蚕丝和羊毛),人类发明了维尼绒和涤绒等人造纤维;相对于天然心脏、天然婴儿、自然受精和自然四肢等,人类创造了人工心脏、试管婴儿、人工授精和假肢等人造物品(artifacts)……2009年7月8日,英国一个科学研究小组宜布首次成功利用人类干细胞培育出成熟精子。这就是人工精子,一种很高级的人工制品。我们要探讨的人工智能(artificial inteligence),又称为机器智能或计算机智能,无论它取哪个名字,都表明亡所的的“智能”都是人为制造的或由机器和计算机表现出来的一种智能,以区别于自然智能,特别是人类智能。由此可见,人工智能本质上有别于自然智能,是一种由人工手段模仿的人造智能;至少在可见的未来应当这样理解。像许多新兴学科一样,人工智能至今尚无统一的定义,要给人工智能下个准确的定义是困难的。人类的自然智能(人类智能)伴随着人类活动时时处处存在。人类的许多活动,如下棋、竞技、解算题、猜谜语、进行讨论、编制计划和编写计算机程序,甚至驾驶汽车和骑自行车等,都需要“智能”。如果机器能够执行这种任务,就可以认为机器已具有某种性质的“人工智能”。不同科学或学科背景的学者对人工智能有不同的理解,提出不同的观点,人们称这些观点为符号主义(symbolism)、连接主义(connectionism)和行为主义(actionism)等,或者叫做逻辑学派(logicism)、仿生学派(bionicsism)和生理学派(physiologism)。在1.2节将综述他们的基本观点。哲学家们对人类思维和非人类思维的研究工作已经进行了两千多年,然而,至今还没有获得满意的解答。下面,我们将结合自己的理解来定义人工智能。定义1.1智能(intelligence)人的智能是人类理解和学习事物的能力,或者说,智能是思考和理解的能力而不是本能做事的能力。另一种定义为:智能是一种应用知识处理环境的能力或由目标准则衡量的抽象思考能力。定义1.2智能机器(intelligent machine)智能机器是一种能够呈现出人类智能行为的机器,而这种智能行为是人类用大脑考虑问题或创造思想。另一种定义为:智能机器是一种能够在不确定环境中执行各种拟人任务(anthropomorphictasks)达到预期目标的机器。定义1.3人工智能(学科)长期以来,人工智能研究者们认为:人工智能(学科)是计算机科学中涉及研究、设计和应用智能机器的一个分支,它的近期主要目标在干研究用机器来模仿和执行人脑的某些智力功能,并开发相关理论和技术。近年来,许多人工智能和智能系统研究者认为:人工智能(学科)是智能科学(intelligence science)中涉及研究、设计及应用智能机器和智能系统的一个分支,而智能科学是一门与计算机科学并行的学科。人工智能到底属于计算机科学还是智能科学,可能还需要一段时间的探讨与实践,而实践是检验真理的标准,实践将做出权威的回答。定义1.4人工智能(能力)人工智能(能力)是智能机器所执行的通常与人类智能有关的智能行为,这些智能行为涉及学习、感知、思考、理解、识别、判断、推理、证明、通信、设计、规划、行动和问题求解等活动。1950年图灵(Turing)设计和进行的著名实验(后来被称为图灵实验,Turing test),提出并部分回答了“机器能否思维”的问题,也是对人工智能的一个很好注释。……


      精彩内容
      《人工智能及其应用(第5版)》第5版共10章。第1章叙述人工智能的定义、起源、分类与发展。第2章和第3章研究人工智能的知识表示方法和搜索推理技术。第4章探讨不确定性推理的主要方法。第5章阐述计算智能的基本知识。第6章至第10章逐一讨论了人工智能的主要应用领域,包括专家系统、机器学习、自动规划、分布式人工智能和自然语言理解等。与第4版相比,许多内容都是首次出现的,例如,人工智能的分类与计算方法、谓词演算符号的规范、进化算法的框架与执行过程、专家系统的设计方法和基于Web专家系统的开发工具以及深度学习等。其他章节也在第4版的基础上作了相应的修改、精简或补充。 
        《人工智能及其应用(第5版)》可作为高等院校有关专业本科生和研究生的人工智能课程教材,也可供从事人工智能研究与应用的科技工作者学习参考。

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