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2022年人工智能论文3000字

时间:2022-05-20 16:45:02 浏览量:

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2022年人工智能论文3000字

人工智能论文3000字5篇

人工智能论文3000字篇1

人工智能论文

课程名称:
《人工智能》

论文题目:
对聚类算法的研究学习

班 级:
12计算机4班

学 号:
01112425

姓 名:
虞姚晟

提交日期:
2015/6/15

当今社会经济和科技都处于迅猛发展中,使得各行

各业有大量的数据需要进行合理高效的处理,聚类是将数据划分成群组的过程,即把数据对象分成多个类或簇,在同一个簇中的对象之间具有较高的相似度,而不同簇中的对象差别较大,它对未知数据的划分和分析起着非常重要的作用:通过聚类,能够找出这些数据的分布特点以及他们之间的关系。

但是对于聚类算法是有一些要求的,主要有可伸缩性,处理不同类型属性的能力,发现任意形状的聚类,用于决定输入参数的领域知识最小化,处理“噪声”数据的能力,处理“噪声”数据的能力,高维度,基于约束的聚类,可解释性和可用性。基于以上要求人们从不同角度提出了许多效率高、通用性强的聚类方法,一般可分为基于层次的,基于划分的,基于密度的,基于网格的和基于模型的五大类。

1.划分法

给定一个有N个元组或者纪录的数据集,分裂法将构造K个分组,每一个分组就代表一个聚类,K

人工智能论文3000字篇2

人工智能论文

人工智能论文2009-04-12 13:48

人工智能的发展

人工智能(Artificial Intelligence,英文缩写为AI,是一门由计算机科学、控制论、信息论、语言学、神经生理学、心理学、数学、哲学等多种学科相互渗透而发展起来的综合性新学科。自问世以来AI经过波波折折,但终于作为一门边缘新学科得到世界的承认并且日益引起人们的兴趣和关注。不仅许多其他学科开始引入或借用AI技术,而且AI中的专家系统、自然语言处理和图象识别已成为新兴的知识产业的三大突破口。人工智能的思想萌芽可以追溯到十七世纪的巴斯卡和莱布尼茨,他们较早萌生了有智能的机器的想法。十九世纪,英国数学家布尔和德o摩尔根提出了"思维定律",这些可谓是人工智能的开端。十九世纪二十年代,英国科学家巴贝奇设计了第一架"计算机器",它被认为是计算机硬件,也是人工智能硬件的前身。电子计算机的问世,使人工智能的研究真正成为可能。作为一门学科,人工智能于1956年问世,是由"人工智能之父"McCarthy及一批数学家、信息学家、心理学家、神经生理学家、计算机科学家在Dartmouth大学召开的会议上,首次提出。对人工智能的研究,由于研究角度的不同,形成了不同的研究学派。这就是:符号主义学派、连接主义学派和行为主义学派。传统人工智能是符号主义,它以Newell和Simon提出的物理符号系统假设为基础。物理符号系统是由一组符号实体组成,它们都是物理模式,可在符号结构的实体中作为组成成分出现,可通过各种操作生成其它符号结构。物理符号系统假设认为:物理符号系统是智能行为的充分和必要条件。主要工作是"通用问题求解程序"General Problem Solver,GPS):通过抽象,将一个现实系统变成一个符号系统,基于此符号系统,使用动态搜索方法求解问题。连接主义学派是从人的大脑神经系统结构出发,研究非程序的、适应性的、大脑风格的信息处理的本质和能力,研究大量简单的神经元的集团信息处理能力及其动态行为。人们也称之为神经计算。研究重点是侧重于模拟和实现人的认识过程中的感觉、知觉过程、形象思维、分布式记忆和自学习、自组织过程。行为主义学派是从行为心理学出发,认为智能只是在与环境的交互作用中表现出来。人工智能的研究经历了以下几个阶段:第一阶段:50年代人工智能的兴起和冷落人工智能概念首次提出后,相继出现了一批显著的成果,如机器定理证明、跳棋程序、通用问题s求解程序、LISP表处理语言等。但由于消解法推理能力的有限,以及机器翻译等的失败,使人工智能走入了低谷。这一阶段的特点是:重视问题求解的方法,忽视知识重要性。第二阶段:60年代末到70年代,专家系统出现,使人工智能研究出现新高潮DENDRAL化学质谱分析系统、MYCIN疾病诊断和治疗系统、PROSPECTIOR探矿系统、Hearsay-II语音理解系统等专家系统的研究和开发,将人工智能引向了实用化。并且,1969年成立了国际人工智能联合会议(International Joint Conferences on Artificial Intelligence即IJCAI)。第三阶段:80年代,随着第五代计算机的研制,人工智能得到了很大发展日本1982年开始了"第五代计算机研制计划",即"知识信息处理计算机系统KIPS",其目的是使逻辑推理达到数值运算那么快。虽然此计划最终失败,但它的开展形成了一股研究人工智能的热潮。第四阶段:80年代末,神经网络飞速发展1987年,美国召开第一次神经网络国际会议,宣告了这一新学科的诞生。此后,各国在神经网络方面的投资逐渐增加,神经网络迅速发展起来。第五阶段:90年代,人工智能出现新的研究高潮由于网络技术特别是国际互连网的技术发展,人工智能开始由单个智能主体研究转向基于网络环境下的分布式人工智能研究。不仅研究基于同一目标的分布式问题求解,而且研究多个智能主体的多目标问题求解,将人工智能更面向实用。另外,由于Hopfield多层神经网络模型的提出,使人工神经网络研究与应用出现了欣欣向荣的景象。人工智能已深入到社会生活的各个领域。IBM公司"深蓝"电脑击败了人类的世界国际象棋冠军,美国制定了以多Agent系统应用为重要研究内容的信息高速公路计划,基于Agent技术的Softbot(软机器人在软件领域和网络搜索引擎中得到了充分应用,同时,美国Sandia实验室建立了国际上最庞大的"虚拟现实"实验室,拟通过数据头盔和数据手套实现更友好的人机交互,建立更好的智能用户接口。图像处理和图像识别,声音处理和声音识别取得了较好的发展,IBM公司推出了ViaVoice声音识别软件,以使声音作为重要的信息输入媒体。国际各大计算机公司又开始将"人工智能"作为其研究内容。人们普遍认为,计算机将会向网络化、智能化、并行化方向发展。二十一世纪的信息技术领域将会以智能信息处理为中心。

人工智能论文3000字篇3

人工智能论文

班 级 物联网1302

学 号 3130611040

姓 名 王月玥

人工智能的现状及今后发展趋势

摘要:介绍了人工智能的概念及其目前发展概况,对人工智能的几种类型及应用,如:模式识别、专家系统作了简要的介绍。并对人工智能今后的发展前景进行了分析。

关键词:人工智能

1.引言

  人工智能(ArtificialIntelligence) ,英文缩写为AI,也称机器智能。“人工智能”一词最初是在1956年Dartmouth学会上提出的。它是计算机科学、控制论、信息论、神经生理学、心理学、语言学等多种学科互相渗透而发展起来的一门综合性学科。从计算机应用系统的角度出发,人工智能是研究如何制造智能机器或智能系统,来模拟人类智能活动的能力,以延伸人们智能的科学。

2.目前人工智能技术的研究和发展状况

  目前,人工智能技术在美国、欧洲和日本依然飞速发展。在AI技术领域十分活跃的IBM公司,已经为加州劳伦斯·利佛摩尔国家实验室制造了ASCIWhite电脑,号称具有人脑的千分之一的智力能力,而正在开发的更为强大的新超级电脑——“蓝色牛仔”(Blue Jean),据其研究主任保罗·霍恩称,“蓝色牛仔”的智力水平将大致与人脑相当。

3.技术应用

  随着AI的技术的发展,现代几乎各种技术的发展都涉及到了人工智能技术,可以说人工智能已经广泛应用到许多领域,其典型的应用包括:

  3.1符号计算

  计算机最主要的用途之一就是科学计算,科学计算可分为两类:一类是纯数值的计算,例如求函数的值; 另一类是符号计算,又称代数运算,这是一种智能化的计算, 处理的是符号。符号可以代表整数、有理数、实数和复数,也可以代表多项式,函数,集合等。随着计算机的普及和人工智能的发展,相继出现了多种功能齐全的计算机代数系统软件, 其中Mathematic和Maple 是它们的代表,由于它们都是用C 语言写成的, 所以可以在绝大多数计算机上使用。

  3.2模式识别

  模式识别就是通过计算机用数学技术方法来研究模式的自动处理和判读。这里,我们把环境与客体统称为“模式”。论文参考网。用计算机实现模式(文字、声音、人物、物体等)的自动识别,是开发智能机器的一个关键的突破口,也为人类认识自身智能提供线索。计算机识别的显著特点是速度快、准确性和效率高。识别过程与人类的学习过程相似。以“语音识别”为例:语音识别就是让计算机能听懂人说的话,一个重要的例子就是七国语言(英、日、意、韩、法、德、中)口语自动翻译系统。该系统实现后,人们出国预定旅馆、购买机票、在餐馆对话和兑换外币时,只要利用电话网络和国际互联网,就可用手机、电话等与“老外”通话。

  3.3机器翻译

机器翻译是利用计算机把一种自然语言转变成另一种自然语言的过程,用以完成这一过程的软件系统叫做机器翻译系统。目前,国内的机器翻译软件不下百种,根据这些软件的翻译特点,大致可以分为三大类:词典翻译类、汉化翻译类和专业翻译类。词典类翻译软件代表是“金山词霸”了,堪称是多快好省的电子词典,它可以迅速查询英文单词或词组的词义,并提供单词的发音,为用户了解单词或词组含义提供了极大的便利。

3.4机器学习

  机器学习是机器具有智能的重要标志,同时也是机器获取知识的根本途径。有人认为,一个计算机系统如果不具备学习功能,就不能称其为智能系统。机器学习主要研究如何使计算机能够模拟或实现人类的学习功能。机器学习是一个难度较大的研究领域,它与认知科学、神经心理学、逻辑学等学科都有着密切的联系,并对人工智能的其他分支,如专家系统、自然语言理解、自动推理、智能机器人、计算机视觉、计算机听觉等方面,也会起到重要的推动作用。

  3.5问题求解

  人工智能的第一大成就是下棋程序,在下棋程度中应用的某些技术,今天的计算机程序已能够达到下各种方盘棋和国际象棋的锦标赛水平。但是,尚未解决包括人类棋手具有的但尚不能明确表达的能力。如国际象棋大师们洞察棋局的能力。另一个问题是涉及问题的原概念,在人工智能中叫问题表示的选择,人们常能找到某种思考问题的方法,从而使求解变易而解决该问题。到目前为止,人工智能程序已能知道如何考虑它们要解决的问题,即搜索解答空间,寻找较优解答。

  3.6逻辑推理与定理证明

  逻辑推理是人工智能研究中最持久的领域之一,其中特别重要的是要找到一些方法,只把注意力集中在一个大型的数据库中的有关事实上,留意可信的证明,并在出现新信息时适时修正这些证明。医疗诊断和信息检索都可以和定理证明问题一样加以形式化。因此,在人工智能方法的研究中定理证明是一个极其重要的论题。

  3.7自然语言处理

  自然语言的处理是人工智能技术应用于实际领域的典型范例,经过多年艰苦努力,这一领域已获得了大量令人注目的成果。目前该领域的主要课题是:计算机系统如何以主题和对话情境为基础,注重大量的常识——世界知识和期望作用,生成和理解自然语言。这是一个极其复杂的编码和解码问题。

  3.8分布式人工智能

  分布式人工智能在20世纪70年代后期出现,是人工智能研究的一个重要分支。分布式人工智能系统一般由多个Agent(智能体)组成,每一个Agent又是一个半自治系统,Agent之间以及Agent与环境之间进行并发活动,并通过交互来完成问题求解。

  3.9计算机视觉

  计算机视觉是一门用计算机实现或模拟人类视觉功能的新兴学科。其主要研究目标是使计算机具有通过二维图像认知三维环境信息的能力,这种能力不仅包括对三维环境中物体形状、位置、运动等几何信息的感知,而且还包括对这些信息的描述、存储、识别与理解。

目前,计算机视觉已在人类社会的许多领域得到成功应用。例如,在图像、图形识别方面有指纹识别、染色体识字符识别等;
在航天与军事方面有卫星图像处理、飞行器跟踪、成像精确制导、景物识别、目标检测等;
在医学方面有图像的脏器重建、医学图像分析等;
在工业方面有各种监测系统和生产过程监控系统等。

3.10智能信息检索技术

  信息获取和精化技术已成为当代计算机科学与技术研究中迫切需要研究的课题,将人工智能技术应用于这一领域的研究是人工智能走向广泛实际应用的契机与突破口。

  3.11专家系统

  专家系统是目前人工智能中最活跃、最有成效的一个研究领域,它是一种具有特定领域内大量知识与经验的程序系统。近年来,在“专家系统”或“知识工程”的研究中已出现了成功和有效应用人工智能技术的趋势。人类专家由于具有丰富的知识,所以才能达到优异的解决问题的能力。那么计算机程序如果能体现和应用这些知识,也应该能解决人类专家所解决的问题,而且能帮助人类专家发现推理过程中出现的差错,现在这一点已被证实。如在矿物勘测、化学分析、规划和医学诊断方面,专家系统已经达到了人类专家的水平。

  4.人工智能研究展望

人工智能的近期研究目标在于建造智能计算机,用以代替人类从事脑力劳动,即使现有的计算机更聪明更有用。正是根据这一近期研究目标,我们才把人工智能理解为计算机科学的一个分支。人工智能还有它的远期研究目标,即探究人类智能和机器智能的基本原理,研究用自动机(automata)模拟人类的思维过程和智能行为。这个长期目标远远超出计算机科学的范畴,几乎涉及自然科学和社会科学的所有学科。 人工智能研究尚存在不少问题,这主要表现在下列几个方面:

 (1)宏观与微观隔离

 一方面是哲学、认知科学、思维科学和心理学等学科所研究的智能层次太高、太抽象;
另一方面是人工智能逻辑符号、神经网络和行为主义所研究的智能层次太低。这两方面之间相距太远,中间还有许多层次未予研究,无法把宏观与微观有机地结合起来和相互渗透。

 (2)全局与局部割裂

 人类智能是脑系统的整体效应,有着丰富的层次和多个侧面。但是,符号主义只抓住人脑的抽象思维特性;
连接主义只模仿人的形象思维特性;
行为主义则着眼于人类智能行为特性及其进化过程。它们存在明显的局限性。必须从多层次、多因素、多维和全局观点来研究智能,才能克服上述局限性。

 (3)理论和实际脱节

 大脑的实际工作,在宏观上我们已知道得不少;
但是智能的千姿百态,变幻莫测,复杂得难以理出清晰的头绪。在微观上,我们对大脑的工作机制却知之甚少,似是而非,使我们难以找出规律。在这种背景下提出的各种人工智能理论,只是部分人的主观猜想,能在某些方面表现出”智能”就算相当成功了。

上述存在问题和其它问题说明,人脑的结构和功能要比人们想象的复杂得多,人工智能研究面临的困难要比我们估计的重大得多,人工智能研究的任务要比我们讨论过的艰巨得多。同时也说明,要从根本上了解人脑的结构和功能,解决面临的难题,完成人工智能的研究任务,需要寻找和建立更新的人工智能框架和理论体系,打下人工智能进一步发展的理论基础。 

我们至少需要经过几代人的持续奋斗,进行多学科联合协作研究,才可能基本上解开”智能”之谜,使人工智能理论达到一个更高的水平。

  5.结束语

  人工智能一直处于计算机技术的前沿,人工智能研究的理论和发现在很大程度上将决定计算机技术的发展方向。今天,已经有很多人工智能研究的成果进入人们的日常生活。将来,人工智能技术的发展将会给人们的生活、工作和教育等带来更大的影响。

参考文献

[1]吴康迪1智能体技术—人工智能的新飞跃[J]1科学对社会的影响,2000 , (1)

[2]王文杰.人工智能原理与应用[M].北京:人民邮电出版社,2004

[3]王万良.人工智能及其应用[M].北京:高等教育出版社,2005

[4]蔡自兴.人工智能基础[M].北京:清华大学出版社,1996

[5]张仰森.人工智能原理与应用[M].北京:高等教育出版社,2004

[6]李陶深.人工智能[M].重庆:重庆大学出版社,2002

[7 ]林尧瑞,马少平. 人工智能导论[M] . 北京:清华大学出版社,2001

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人工智能论文3000字篇4

人工智能论文

班级:
测控08-1

姓名:
赵思亮

学号:
08054127


前言

在学习了测控技术与仪器学科前沿知识专题讲座后,我对测控未来的发展充满了憧憬,我觉得未来自动化测控方向会大量应用人工智能,因此我的论文主要论述人工智能。

人工智能概念:

①智能

人们知觉、学习、理解和认知的能力

②人工智能

所谓人工智能,就是人工的方法在机器(计算机)上实现的智能,或者说是人们使用机器模拟人类的智能。由于人工智能是在机器上实现的,所以又称为机器智能。从另一个角度来看,人工智能是研究怎样使计算机来模仿人脑从事的推理、证明、识别、理解、设计、学习、思考、规划及问题求解等思维活动,来解决人类专家才能处理的复杂问题。

③符号智能

符号智能就是符号人工智能,它是模拟脑智能的人工智能,也就是所说的传统人工智能或经典人工智能。符号智能以符号形式的知识和信息为基础,主要通过逻辑推理,运用知识进行问题求解。符号智能的主要内容包括知识获取、知识表示、知识组织与管理和知识运用等技术(这些构成了所谓的知识工程)以及基于知识的智能系统等。

④计算智能

计算智能就是计算人工智能,它是模拟群智能的人工智能。计算智能以数值数据为基础,主要通过数值计算,运用算法进行问题求解。计算智能的主要内容包括:神经计算、进化计算(亦称演化计算,,包括遗传算法、进化规划、进化策略等)、免疫计算、粒群计算、蚁群算法、自然计算以及人工生命等。

⑤ANN与路径规划

该方法研究了障碍物形状是矩形并且利用能量函数来描述其边界和位置已知情况下的机器人路径规划算法。通过计算地图中的某个点是否落在障碍物矩形范围中来确定这个点是否为障碍物点,其能量函数的定义利用了ANN结构,根据路径点位于障碍物内外的不同位置选取不同的动态运动方程,规划出的路径达到了折线形的最短无碰路径,计算简单,收敛速度快。

⑥模糊逻辑(FL)与路径规划

该方法把障碍物信息分成3个方向,分别为正前方、左前方和右前方。行为和推理规则的输入变量设为4个,分别为智能机器人预定的目的地方向,智能机器人前进的左、中、右3面的障碍物状态,而从这些条件推出模糊推理的两个输出分别为智能机器人的速度和方向控制。

⑦遗传算法(GA)与路径规划

该方法采用栅格法对智能机器人工作空间进行划分,用序号标示栅格,并且以此序号作为智能机器人路径规划的参数编码。这种方法的缺陷是:若栅格划分过粗,则划分精度较低;
若划分栅格太细,则数据量又太大。

人工智能的历史发展:

①孕育时期

亚里士多德Aristotle:

形式逻辑,演绎推理,三段论亚里士多德《工具论》

培根Bacon:

归纳法,知识就是力量英国哲学家培根

莱布尼茨Leibniz:

万能符号,推理计算德国数学家和哲学家莱布尼茨

布尔Boole:

思维规律形式化,布尔代数英国逻辑学家《思维法则》

哥德尔Godel:

哥德尔证明了一阶谓词的完备性

图灵Turing:

图灵机(1936)-理想计算机的数学模型 图灵实验(1950)

麦克洛奇兹McCulloch & Pitts:

MP神经元模型(1943)美国神经心理学家麦克洛奇兹

莫克利和埃柯特Mauchly & Echert:

第一台电子计算机ENIAC,(1946)美国数学家莫克利和埃柯特

②人工智能的诞生

1956年夏天, 美国达特莫斯大学召开了一次影响深远的历史性会议。这次聚会本来属于朋友间沙龙式的学术研讨,与会者也仅仅只有10个人。主要发起人是该校青年助教 麦卡锡 ,此外会议发起者还有哈佛大学明斯基、贝尔实验室申龙和IBM公司信息研究中心罗彻斯特,他们邀请了卡内基—梅隆大学纽厄尔和赫伯特·西蒙、麻省理工学院塞夫里奇和索罗门夫,以及IBM公司塞缪尔和莫尔。这些青年学者的研究专业包括数学、心理学、神经生理学、信息论和电脑科学,分别从不同的角度共同探讨人工智能的可能性。他们的名字人们并不陌生,例如申龙是《信息论》的创始人,塞缪尔编写了第一个电脑跳棋程序,麦卡锡、明斯基、纽厄尔和西蒙都是“图林奖”的获奖者。


达特莫斯会议历时长达两个多月,学者们在充分讨论的基础上,首次提出了“人工智能” (Artificial Intelligence)这一术语,标志着人工智能(AI)作为一门新兴学科正式诞生。

③最初10年的成就

问题求解方面:

1960年纽厄尔编制了通用问题求解程序(GPS),可以求解11种不同类型的问题;

专家系统方面:

1968年费根鲍姆研制成果DENDRAL专家系统并投入使用;

人工智能语言方面:

1960年麦卡锡研制出了人工智能语言-LISP语言。

机器学习方面:

1957年罗森布拉特研制成功了感知机;

定理证明方面:

1958年王浩在IBM-704机器上用3-5分钟证明了《数学原理》中有关命题演算的全部220条定理,并且还证明了谓词演算中150条定理的85%;
1965年,Robinson提出了归结原理;

模式识别方面:

1959年塞尔弗里奇推出了一个模式识别程序;
1965年罗伯特编制出了可分辨积木构造的程序;

④计算智能欣欣向荣

人工神经网络 遗传算法 模糊推理 蚁群算法 粒子群优化 人工免疫系统

人工智能算法

①行为主义

遗传算法

遗传算法是模拟达尔文生物进化论的自然选择和遗传学机理的生物进化过程的计算模型,是一种通过模拟自然进化过程搜索最优解的方法,它最初由美国密歇根大学霍兰德教授于1975年首先提出来的,并出版了颇有影响的专著《Adaptation in Natural and Artificial Systems》,GA这个名称才逐渐为人所知,霍兰德教授所提出的GA通常为简单遗传算法(SGA)。

遗传算法是从代表问题可能潜在的解集的一个种群开始的,而一个种群则由经过基因编码的一定数目的个体组成。每个个体实际上是染色体带有特征的实体。染色体作为遗传物质的主要载体,即多个基因的集合,其内部表现(即基因型)是某种基因组合,它决定了个体的形状的外部表现,如黑头发的特征是由染色体中控制这一特征的某种基因组合决定的。因此,在一开始需要实现从表现型到基因型的映射即编码工作。由于仿照基因编码的工作很复杂,我们往往进行简化,如二进制编码,初代种群产生之后,按照适者生存和优胜劣汰的原理,逐代演化产生出越来越好的近似解,在每一代,根据问题域中个体的适应度大小选择个体,并借助于自然遗传学的遗传算子进行组合交叉和变异,产生出代表新的解集的种群。这个过程将导致种群像自然进化一样的后生代种群比前代更加适应于环境,末代种群中的最优个体经过解码,可以作为问题近似最优解。

进化算法

进化算法是以达尔文的进化论思想为基础,通过模拟生物进化过程与机制的求解问题的自组织、自适应的人工智能技术。生物进化是通过繁殖、变异、竞争和选择实现的;
而进化算法则主要通过选择、重组和变异这三种操作实现优化问题的求解。

进化算法EA是一个“算法簇”,尽管它有很多的变化,有不同的遗传基因表达方式,不同的交叉和变异算子,特殊算子的引用,以及不同的再生和选择方法,但它们产生的灵感都来自于大自然的生物进化。与传统的基于微积分的方法和穷举法等优化算法相比,进化计算是一种成熟的具有高鲁棒性和广泛适用性的全局优化方法,具有自组织、自适应、自学习的特性,能够不受问题性质的限制,有效地处理传统优化算法难以解决的复杂问题。

进化策略

进化策略ES是由德国的雷切恩伯格于1963年提出的。ES作为一种求解参数优化问题的方法,模仿生物进化原理,假设不论基因发生何种变化,产生的结果(性状)总遵循零均值、某一方差的高斯分布。进化策略和遗传算法是进化算法的两类重要变种。这两种主流方法的不同之处在于解的表示以及搜索和选择算子的设计。GA常使用二进制或整数编码,与此相比,ES常基于真实值编码。GA和EA之间的一个显著差别在于选择算子。在ES中,父代选择是无偏的,即,当前种群的每一个个体有着相同的概率被选择用以重组。此外,幸存者的确定性选择是ES的驱动力。不过最近几十年涌现出了许多混合方法。一方面,使用整数编码的ES被开发用于组合优化问题的求解。另一方面,也有人提出了使用ES选择模型的GA。

蚁群算法

蚁群算法 ACO,又称蚂蚁算法,是一种用来在图中寻找优化路径的机率型算法。它由多里戈于1992年在他的博士论文中提出,其灵感来源于蚂蚁在寻找食物过程中发现路径的行为。蚁群算法是一种模拟进化算法,初步的研究表明该算法具有许多优良的性质.针对PID控制器参数优化设计问题,将蚁群算法设计的结果与遗传算法设计的结果进行了比较,数值仿真结果表明,蚁群算法具有一种新的模拟进化优化方法的有效性和应用价值。

粒子群算法

粒子群算法,也称粒子群优化算法PSO, 是近年来发展起来的一种新的进化算法。PSO算法属于进化算法的一种,和遗传算法相似,它也是从随机解出发,通过迭代寻找最优解,它也是通过适应度来评价解的品质,但它比遗传算法规则更为简单,它没有遗传算法的“交叉” 和“变异” 操作,它通过追随当前搜索到的最优值来寻找全局最优。这种算法以其实现容易、精度高、收敛快等优点引起了学术界的重视,并且在解决实际问题中展示了其优越性。

②连接主义

人工神经网络

人工神经网络ANNs也简称为神经网络或称作连接模型,它是一种模范动物神经网络行为特征,进行分布式并行信息处理的算法数学模型。这种网络依靠系统的复杂程度,通过调整内部大量节点之间相互连接的关系,从而达到处理信息的目的

③符号主义

专家系统

专家系统是一个智能计算机程序系统,其内部含有大量的某个领域专家水平的知识与经验,能够利用人类专家的知识和解决问题的方法来处理该领域问题。也就是说,专家系统是一个具有大量的专门知识与经验的程序系统,它应用人工智能技术和计算机技术,根据某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,以便解决那些需要人类专家处理的复杂问题,简而言之,专家系统是一种模拟人类专家解决领域问题的计算机程序系统。

④调整和优化

退火算法

模拟退火算法来源于固体退火原理,将固体加温至充分高,再让其徐徐冷却,加温时,固体内部粒子随温升变为无序状,内能增大,而徐徐冷却时粒子渐趋有序,在每个温度都达到平衡态,最后在常温时达到基态,内能减为最小。根据Metropolis准则,粒子在温度T时趋于平衡的概率为e-ΔE/(kT),其中E为温度T时的内能,ΔE为其改变量,k为Boltzmann常数。用固体退火模拟组合优化问题,将内能E模拟为目标函数值f,温度T演化成控制参数t,即得到解组合优化问题的模拟退火算法:由初始解i和控制参数初值t开始,对当前解重复“产生新解→计算目标函数差→接受或舍弃”的迭代,并逐步衰减t值,算法终止时的当前解即为所得近似最优解,这是基于蒙特卡罗迭代求解法的一种启发式随机搜索过程。退火过程由冷却进度表(Cooling Schedule)控制,包括控制参数的初值t及其衰减因子Δt、每个t值时的迭代次数L和停止条件S。

人工智能的应用

①符号计算

计算机代数系统的优越性主要在于它能够进行大规模的代数运算。。通常我们用笔和纸进行代数运算只能处理符号较少的算式,当算式的符号上升到百位数 后,手工计算就很困难了,这时用计算机代数系统进行运算就可以做到准确,快捷,有效。。

现在符号计算软件有一些共同的特点就是在可以进行符号运算、数值计算和图形显示等同时,还具有高效的可编程功能。在操作界面上一般都支持交互式处理,人们 通过键盘输入命令,计算机处理后即显示结果。并且人机界面友好,命令输入方便灵活,很容易寻求帮助。

②模式识别

计算机识别的显著特点是速度快、准确性和效率高。识别过程与人类的学习过程相似。

以“汉字识别”为例:首先将汉字图象进行处理,抽取主要表达特征并将其特征与汉字的代码存在计算机中。就象把老师教我们这个字叫什么、如何写的知识 记忆在大脑中。这一过程叫做“训练”。识别过程就是将输入的汉字图像经处理后与计算机中所保存的全部汉字进行比较,找出最相近的字作为识别结果,这一过程 叫做“匹配”。

语音识别就是让计算机能听懂人说的话,一个重要的例子就是七国语言(英、日、意、韩、法、德、中)口语自动翻译系统。其中,中文部分的实验平台设立 在中国科学院自动化所的模式识别国家重点实验室,这是口语翻译研究跨入世界领先水平的标志。该系统实现后,人们出国预定旅馆、购买机票、在餐馆对话和兑换 外币时,只要利用电话网络和国际互联网,就可用手机、电话等与“老外”通话。    

指纹是人体的一个重要特征,具有唯一性。北京大学有关专家对数字图像的离散几何性质进行了深入研究,建立了从指纹灰度图像精确计算纹线局部方向、进 而提取指纹特征信息的理论与算法,随后研究成功了适于民用身份鉴定的全自动指纹鉴定系统,以及适于公安刑事侦破的指纹鉴定系统。从而开创了我国指纹自动识 别系统应用的先河。北大指纹自动识别系统的推出,使我国公安干警从指纹查对的繁重人工处理中解放出来。浙江省从1997年开始使用北大指纹自动识别系统, 采取省地(市)二级建库、省地(市)县三级查询的方式,形成了独特的“浙江模式”。省公安厅现已建立了100多万人的指纹库,是目前国内的第二大库。在 100多万人的指纹库中,检索一枚现场指纹仅需4分钟左右。2000年浙江省用指纹自动识别系统直接破案3063起,连带破案12000多起。破案率为全 国第一,并遥遥领先于国内其它指纹识别系统,被公安部树为指纹系统建设应用样板。

③机器翻译

机器翻译是利用计算机把一种自然语言转变成另一种自然语言的过程,用以完成这一过程的软件系统叫做机器翻译系统。几十年来,国内外许多专家、学者为 机器翻译的研究付出了大量的心血和汗水。虽然至今还没有一个实用、全面、高质量的自动翻译系统出现,不过也取得了很大的进展,特别是作为人们的辅助翻译工 具,机器翻译已经得到大多数人的认可。

人工智能的前沿问题

①数据挖掘与网络智能

数据挖掘是一种从大型数据库或数据仓库中提取隐藏的预测性信息的技术,它能挖掘出数据间潜在的模式,找出最有价值的信息和知识,指导商业行为或辅助科学研究。

②人工神经元网络
仿照生理网络结构的非线性预测模型,通过学习进行模式识别。神经网络最早是由心理学家和神经生物学家提出的,旨在寻求开发和测试神经的计算模拟。

神经网络是一组连接的输入/输出单元——神经元,其中每个连接都与一个权相对应。

③贝叶斯网络

贝叶斯信任网描述一组随机变量的联合概率分布,它是用有向的无环图来表示的,联合空间中的每一变量在贝叶斯网中是用节点来表示的,节点的值可以是两值或多值。

人工智能论文3000字篇5

人工智能论文

摘 要:  人工智能是研究使计算机来模拟人的某些思维过程和智能行为(如学习、推理、思考、规划等)的学科,主要包括计算机实现智能的原理、制造类似于人脑智能的计算机,使计算机能实现更高层次的应用。人工智能将涉及到计算机科学、心理学、哲学和语言学等学科。可以说几乎是自然科学和社会科学的所有学科,其范围已远远超出了计算机科学的范畴,人工智能与思维科学的关系是实践和理论的关系,人工智能是处于思维科学的技术应用层次,是它的一个应用分支。从思维观点看,人工智能不仅限于逻辑思维,要考虑形象思维、灵感思维才能促进人工智能的突破性的发展,数学常被认为是多种学科的基础科学,数学也进入语言、思维领域,人工智能学科也必须借用数学工具,数学不仅在标准逻辑、模糊数学等范围发挥作用,数学进入人工智能学科,它们将互相促进而更快地发展。

关键词:  人工智能 计算机 神经网络

1.引言

人工智能(Artificial Intelligence,简称AI)是计算机学科的一个分支,二十世纪七十年代以来被称为世界三大尖端技术之一(空间技术、能源技术、人工智能)。也被认为是二十一世纪(基因工程、纳米科学、人工智能)三大尖端技术之一。它是计算机科学、控制论、信息论、神经生理学、心理学、语言学等多种学科互相渗透而发展起来的一门综合性学科。从计算机应用系统的角度出发,人工智能是研究如何制造智能机器或智能系统来模拟人类智能活动的能力,以延伸人们智能的科学。近三十年来它获得了迅速的发展,在很多学科领域都获得了广泛应用,并取得了丰硕的成果,人工智能已逐步成为一个独立的分支,无论在理论和实践上都已自成一个系统。

1. 人工智能是什么?

1.1.人工智能的定义

“人工智能”(ArtificialIntelligence)一词最初是在1956年Dartmouth学会上提出的。人工智能是指研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。人工智能是计算机科学的一个分支,它企图了解智能的实质,并生产出一种新的能以人类智能相似的方式做出反应的智能机器。目前能够用来研究人工智能的主要物质手段以及能够实现人工智能技术的机器就是计算机,人工智能的发展历史是和计算机科学与技术的发展史联系在一起的。人工智能理论进入21世纪,正酝酿着新的突破,人工智能的研究成果将能够创造出更多更高级的智能“制品”,并使之在越来越多的领域超越人类智能,人工智能将为发展国民经济和改善人类生活做出更大贡献。

1.2. 人工智能的运用范畴 

人工智能可以运用到自然语言的处理,智能搜索,推理,规划,机器学习,知识获取,组合调度,感知问题,模式识别,逻辑程序设计,人工生命,复制系统、遗传算法人类思维方式等多个领域。

1.3. 简单来说,现阶段的人工智能便是人类采用各种技术手段,将机器智能化,为人类完成各种复杂、危险的工作,从而便捷人们,发展社会的一门综合性学科。

2. 人工智能研究的目标
  1950年英国数学家图灵(A.M.Turing,1912—1954)发表了”计算机与智能”的论文中提出著名的“图灵测试”,形象地提出人工智能应该达到的智能标准。图灵在这篇论文中认为“不要问一个机器是否能思维,而是要看它能否通过以下的测试:人和机器分别位于两个房间,他们只可通话,不能互相看见。通过对话,如果人的一方不能区分对方是人还是机器,那么就可以认为那台机器达到了人类智能的水平”。图灵为此特地设计了被称为“图灵梦想”的对话。在这段对话中“询问者”代表人,“智者”代表机器,并且假定他们都读过狄更斯(C.Dickens)的著名小说《匹克威克外传》,对话内容如下:
询问者:在14行诗的首行是“你如同夏日”,你不觉得“春日”更好吗?
智者:它不合韵。
询问者:“冬日”如何?它可完全合韵的。
智者:它确是合韵,但没有人愿意被比作“冬日”。
询问者:你不是说过匹克威克先生让你想起圣诞节吗?
智者:是的。
询问者:圣诞节是冬天的一个日子,我想匹克威克先生对这个比喻不会介意吧。
智者:我认为您不够严谨,“冬日”指的是一般冬天的日子,而不是某个特别的日子,如圣诞节。
  从上面的对话可以看出,满足这样的要求,计算机不仅能模拟而且可以延伸、扩展人的智能,达到甚至超过人类智能的水平,在目前是难以达到的,它是人工智能研究的根本目标。人工智能研究的近期目标,是使现有的计算机不仅能做一般的数值计算及非数值信息的数据处理,而且能运用知识处理问题,能模拟人类的部分智能行为。按照这一目标,根据现行的计算机的特点研究实现智能的有关理论、技术和方法,建立相应的智能系统。例如目前研究开发的专家系统,机器翻译系统、模式识别系统、机器学习系统、机器人等。

3. 人工智能的研究领域

目前,人工智能的研究是与具体领域相结合进行的。基本上有如下领域:
(1) 专家系统
  专家系统是依靠人类专家已有的知识建立起来的知识系统,它是在特定的领域内具有相应的知识和经验的程序系统,它应用人工智能技术、模拟人类专家解决问题时的思维过程,来求解领域内的各种问题,达到或接近专家的水平。
(2) 机器学习
  要使计算机具有知识一般有两种方法:一种是由知识工程师将有关的知识归纳、整理,并且表示为计算机可以接受、处理的方式输入计算机。另一种是使计算机本身有获得知识的能力,它可以学习人类已有的知识,并且在实践过程中不总结、完善,这种方式称为机器学习。
(3) 模式识别
  模式识别是研究如何使机器具有感知能力,主要研究视觉模式和听觉模式的识别。如识别物体、地形、图象、字体(如签字)等。

(4) 理解自然语言
  计算机理解自然语言的研究有以下三个目标:一是计算机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。二是计算机对输入的信息能产生相应的摘要,而且复述输入的内容。三是计算机能把输入的自然语言翻译成要求的另一种语言。

(5) 机器人学
  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:第一代(程序控制)机器人:这种机器人只能刻板地按程序完成工作,环境稍有变化(如加工物品略有倾斜)就会出问题;
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;
第三代(智能)机器人:智能机器人具有类似于人的智能,它装备了高灵敏度的传感器,因而具有超过一般人的视觉、听觉、嗅觉、触觉的能力,能对感知的信息进行分析,控制自己的行为,处理环境发生的变化,完成交给的各种复杂、困难的任务。而且有自我学习、归纳、总结、提高已掌握知识的能力。

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