模式识别与智能系统：人工智能的基本思想和基本内容

方式辨识与智能系统摘要：人工智能()是关于知识的学科――怎样表示知识以及如何荣获知识并使用知识的科学。”而另一个日本麻省工科大学的温斯顿博士觉得：“人工智能就是研究怎样使计算机去做过去只有人才能做的智能工作。”这些说法反映了人工智能学科的基本思想和基本内容。即人工智能是研究人类智能活动的规律，构造具备一定智能的人工系统，研究怎样让计算机去完成先前还要人的智力能够胜任的工作，也就是研究怎样应用计算机的软软件来模拟人类那些智能行为的基本理论、方法和技术。人工智能是当前科学技术发展中的一门前沿学科，是在计算机科学、控制论、信息论、神经心理学、哲学、语言学等多种学科研究的基础上发展上去的模式识别与智能系统，以模拟人类智能、智能行为及其规律为研究内容的一门综合性边沿学科。因为人工智能自出现以来取得的很大成就及其潜在的宽广应用前景，它又同空间技术、原子能技术并称为20世纪的三大科学技术成就。关键词：人工智能；计算机科学；发展方向?①、人工智能的定义人工智能(，AI)，是一门综合了计算机科学、生理学、哲学的交叉学科。“人工智能”一词最初是在1956年中国计算机商会组织的达特莫斯()学会上提出的。 #

自那之后，研究者们发展了诸多理论和原理，人工智能的概念也逐渐扩充。因为智能概念的不确定，人工智能的概念仍然没有一个统一的标准。知名的法国哈佛学院人工智能研究中心尼尔逊博士对人工智能下了这么一个定义“人工智能是关于知识的学科——怎样表示知识以及如何荣获知识并使用知识的科学。”而日本麻省工科大学的温斯顿博士觉得“人工智能就是研究怎样使计算机去做过去只有人才能做的智能工作。”童天湘在《从“人机大战”到人机共生》中那样定义人工智能：“虽然目前的机器不能思维也没有“直觉的方程式”，但可以把人处理问题的方法编入智能程序，是不能思维的机器还有智能，使机器能做这些须要人的智能能够做的事，也就是人工智能。”诸这么类的定义基本都反映了人工智能学科的基本思想和基本内容。即人工智能是研究人类智能活动的规律，构造具备一定智能的人工系统，研究怎样让计算机去完成先前还要人的智力才能胜任的工作，也就是研究怎样应用计算机的软软件来模拟人类那些智能行为的基本理论、方法和技术。②、人工智能原理1、介绍人工智能的实现技术人工智能是实现具备智能的机器，尤其是具备智能的计算机程序的科学和安装工程技术。人工智能与用计算机理解人的智力的目标有一些关系，但它并不一定要使用生物学上的方式。

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2、人工智能的原理人工智能的科学研究要研究人的智慧的内部结构，相当于研究心理学的原理，更玄是不是，通常人不会议去做的大部份的人工智能研究集中在前者——工程实现上，知识：人的智能活动本质上就是荣获和利用知识知识是智能的基础为了实现人工智能使机器具备智能就应当使它具备知识，抒发：要选用适当的方式抒发人的知识之后才会储存到机器中去这就是用知识抒发要解决的问题对知识进行抒发就是把知识表示成易于计算机储存和运用的某些数据结构知识抒发方式又称为知识表示技术，其表示方式称为知识表示方式。③、人工智能应用1、人工智能的应用范围它是研究、开发适于模拟、延伸和扩充人的智能的理论、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，它试图了解智能的实质，并生产出一种新的能以人类智能相同的方法做出反应的智能机器，该领域的研究包括机器人、语言辨识、图像辨识、自然语言处理和学者系统等。“人工智能”一词最初是在1956年学会上提出的。从那之后,研究者们发展了诸多理论和原理,人工智能的概念也逐渐扩充。人工智能是一门极富挑战性的科学，从事这项工作的人应当懂得计算机知识，心理学和美学。 #

人工智能是包括非常广泛的科学，它由不同的领域组成，如机器学习，计算机视觉等等，总的说来，人工智能研究的一个主要目标是使机器能否胜任一些一般还要人类智能能够完成的复杂工作。但不同的时代、不同的人对这些“复杂工作”的理解是不同的。诸如繁杂的科学和安装工程估算原本是要人脑来承当的，今天计算机不但能完成这些估算,并且还能比人脑做得更快、更精确，因之当代人已不再把这些估算看作是“需要人类智能能够完成的复杂任务”,可见复杂工作的定义是随着时代的发展和技术的进步而变化的,人工智能这门科学的详细目标也自然随着时代的变化而发展。它一方面不断荣获新的进展，一方面又转向更有意义、更加困难的目标。现在还能拿来研究人工智能的主要物质方式以及能否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。不仅计算机科学以外,人工智能还牵涉信息论、控制论、自动化、仿生学、生物学、心理学、数理逻辑、语言学、医学和文学等多门学科。人工智能学科研究的主要内容包括：知识表示、自动推理和搜索技巧、机器学习和知识获取、知识处理系统、自然语言理解、计算机视觉、智能机器人、自动程序设计等方面。 #

2、人工智能中的机器翻译机器翻译是借助计算机把一种自然语言转弄成另一种自然语言的过程，用以完成这一过程的硬件系统称作机器翻译系统。几三年来，国外外许多学者、学者为机器翻译的研究付出了大量的心血和泪水。但是迄今还没有一个实用、全面、高品质的手动翻译系统出现，不过也取得了巨大的进展，非常是作为人们的辅助翻译工具，机器翻译早已得到大多数人的认可。现在，国外的机器翻译硬件不下百种，按照这种硬件的翻译特性，大致可以分为三大类：字典翻译类、汉化翻译类和专业翻译类。字典类翻译硬件代表是“金山词霸”了，可谓是多快好省的电子辞典，它可以快速查询英语短语或句子的涵义，并提供词汇的发音，为用户了解短语或句子含意提供了极大的便利。汉化翻译硬件的典型代表是“东方快车2000”模式识别与智能系统，它首先提出了“智能汉化”的概念，使翻译硬件的辅助翻译作用愈发显著。以“译星”、“雅信译霸”为代表的专业翻译系统，是面对专业或行业用户的翻译硬件，但其专业翻译的品质与人们的实用性也有不少差异，有人评价说“满篇德语难不住，满篇英文看不懂”，该说法似乎比较极端，但机译译文的品质确实却仍然是个顽疾问题。这儿，我们不妨对现有的机译和人译过程作一比较，从中可以看出一些成因。 #

机器翻译：1.一句一句处理，上下文缺少联系；2.对源语言的剖析也是求解语义关系，完全不是意义上的理解；3.缺少领域知识，从计算机到医学，从焦化到法律都通用，就换专业辞典；4.译文转化是基于源语言的语义结构的，受源语言的语义结构的禁锢；5.翻译也是语义结构的和单词的机械对应。人工翻译：1.通常会先熟读全文，会前后照应；2.对源语言是求得意义上的理解；3.只有专业翻译人员，而没有万能翻译人员；4.译文是基于他对源语言的理解，不受源语言的语义结构的禁锢；5.翻译是一个再造就的过程。在现在的状况下，计算机辅助翻译应当是一个比较好的实际选择。事实上，在这些领域中，计算机辅助人类工作的方法早已得到了广泛的应用，比如CAD硬件。假如计算机辅助技术适于语言的翻译研究，应当同样可以起到巨大的辅助作用，这就是何谓的“计算机辅助翻译”。它集机器记忆式翻译、语法剖析式翻译和人际交互式翻译为一体，把翻译过程中机械、重复、琐碎的工作还给计算机来完成。那样，翻译者只需将精力集中在造就性的探讨上，有促使工作效率的提升。机器翻译研究归根结底是一个知识处理问题，它牵涉到有关语言内的知识、语言间的知识、以及语言外的世界知识，其中包括常识和相关领域的专门知识。

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随着因特网的普及与发展，机器翻译的应用前景非常宽广。作为人类探求自己智能和操作知识的模式的窗口，机器翻译的研究与应用将愈加诱惑。国际上有关学者剖析觉得机器翻译要想达到类似人工翻译一样的流畅程度，起码需要经历15年时间的持续研究，但在人类对语言研究还没有清楚“人脑是怎样进行语言的模糊辨识和辨别”的状况下，机器翻译要想达到100%的精确率是不或许的。3.3人工智能中的学者系统学者系统是一种模拟人类学者解决领域问题的计算机程序系统。学者系统内部富含大量的某个领域的学者水平的知识与经验，才能利用人类学者的知识和解决问题的办法进行推理和辨别，模拟人类学者的决策过程，来解决该领域的复杂问题。学者系统是人工智能应用研究最活跃和最广泛的应用领域之一,牵涉到社会各个方面，各类学者系统已遍及各个专业领域，取得巨大的成功。依据学者系统处理的问题的类别，把学者系统分为解释型、诊断型、调试型、维修型、教育型、预测型、规划型、设计型和控制型等10种类别。详细应用就这些了，比如尿液凝结疾患确诊系统、电话线缆维护学者系统、花布纹样设计和棉布造纸学者系统等等。为了实现学者系统，必需要储存有该专门领域中经过事先小结、分析并按某些方式表示的学者知识(组成知识库)，以及拥有类似于领域学者解决实际问题的推理模式(构成推理机)。

系统能对键入信息进行处理，并利用知识进行推理，作出决策和辨别，其解决问题的水平达到或接近学者的水平，所以能起到学者或学者助手的作用。开发学者系统的关键是表示和利用学者知识，即来自领域学者的己被证明对解决有关领域内的典型问题有用的事实和过程。现在，学者系统主要选用基于规则的知识表示和推理技术。因为领域的知识更多是不准确或不确定的，所以，不确定的知识表示与知识推理是学者系统开发与研究的重要课题。之外，学者系统开发工具的研发发展也很快速，这对扩大学者系统的应用范围，加速学者系统的开发过程，将起到积极地推动作用。随着计算机科学技术整体水平的提升，分布式学者系统、协同式学者系统等新一代学者系统的研究也发展很快。在新一代学者系统中，不但选用基于规则的推理方式，但是选用了例如人工血管网路的方式与技术。3.4人工智能方式辨识??方式辨识就是通过计算机用物理技术方式来研究方式的手动处理和判读。这儿,我们把环境与客体合称为“模式”,随着计算机技术的发展，人类有或许研究复杂的信息处理过程。用计算机实现方式（文字、声音、人物、物体等）的手动辨识，是开发智能机器的一个最关键的突破口，也为人类认识自身智能提供线索。 #

信息处理过程的一个重要方式是生命体对环境及客体的辨识。对人类来说，非常重要的是对光学信息（通过视觉脏器来荣获）和声学信息（通过嗅觉脏器来荣获）的辨识。这是方式辨识的两个重要方面。市场上可看到的代表性产品有光学字符辨识系统(，OCR)、语音辨识系统等。计算机辨识的明显特征是速率快、准确性和效率高。辨识过程与人类的学习过程相同。以“汉字辨识”为例：首先将汉字图像进行处理，抽取主要抒发特性并将其特性与汉字的代码存在计算机中。就像把同学教我们这个字叫哪些、如何写的知识记忆在脑部中。这一过程称作“训练”。辨识过程就是将键入的汉字图象经处理后与计算机中所保存的全部汉字进行比较，找出最相似的字作为辨识结果,这一过程称作“匹配”。语音辨识就是让计算机能听懂人说的话，一个重要的实例就是四国语言（英、日、意、韩、法、德、中）口语手动翻译系统。其中，英文部份的试验平台成立在美国科大学手动化所的方式辨识国家重点试验室，这是口语翻译研究跻身世界领先水平的标识。该系统实现后，人们出国预定酒店、购买机票、在餐厅对话和兑换本币时，只要借助电话网路和国际互联网，就可用相机、电话等与“老外”通话。

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指纹是人体的一个重要特性，具备惟一性。西安中学有关学者对数字图象的离散几何性质进行了深入研究，确立了从指纹灰度图象准确估算纹线局部方向、进而提取指纹特征信息的理论与算法，继而研究成功了用于民用身分鉴别的全手动指纹鉴别系统，以及用于经侦民事破获的指纹鉴别系统。因而引领了我国指纹手动辨识系统应用的先河。清华指纹手动辨识系统的推出，使我国经侦干警从指纹查对的繁琐人工处理中解放下来。湖南省从1997年开始使用清华指纹手动辨识系统，采取省地（市）二级建库、省地（市）县五级查询的形式，产生了奇特的“浙江机制”。省经侦厅现已确立了100多万人的指纹库，是现在国外的第二大库。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年辽宁省用指纹手动辨识系统直接破案3063起，连带破案12000多起。破案率为全省第一，并遥遥领先于国外其它指纹辨识系统，被经侦部树为指纹系统建设应用样板。这儿介绍一个综合应用的实例，一汽企业集团公司与国防科技学院近来合作研发成功“红旗汽车自主驾驶系统”（即无人驾驶系统），它标识着我国研发高速智能车辆的能力已达到现今世界先进水平。车辆自主驾驶技术是集方式辨识、智能控制、计算机学和车辆操纵动力学等多门学科于一体的综合性技术，代表着一个国家控制技术的水平。

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红旗车自主驾驶系统辅以计算机视觉导航模式，并辅以仿人控制，实现了对红旗车的操纵控制。首先，摄像机将车前方的公路和汽车行驶状况键入到图象处理和图象辨识系统。该系统辨识出道路情况、前方汽车的相对距离和相对转速。接着，路径规划系统按照这种信息规划出一条合适路径，即决定怎样驾车。之后，路径跟踪系统按照需跟踪的路径，结合汽车行驶状态参数和汽车驾驶动力学约束，产生控制命令，控制方向盘和油门开启机构形成相应动作，使车辆根据规划好的路径前进，即按自主驾驶系统的规划路径前进。（本文来自微传网：）