人工智能导论

王福忠，博士、教授、博士生导师，现任黄河交通学院智能工程学院院长。历任河南理工大学电气工程与自动化学院院长，河南理工大学河南省一级重点学科“控制科学与工程”学科带头人，中国人工智能学会智能服务专业委员会副主任，河南省仪器仪表学会副理事，主要从事人工智能控制、智能信息处理与故障诊断、智能电网等领域的教学与研究工作。

本人作为负责人承担国家级一流专业、国家级资源共享课程等省级以上本科教学工程项目6项，获省部级教学成果奖3项。本人先后主持或参与完成国家自然基金4项、国家重点研发计划课题子课题1项、省部级科研课题20余项，获省部级科学技术进步二等奖5项、三等奖3项。本人在中文核心以上刊物发表科技论文100余篇，其中EI、SCI收录20余篇，出版教材与著作12部，其中国家级“十二五”规划教材1部，河南省“十二五”规划教材1部，获河南省首届教材建设奖特等奖1项。

第1章绪论

1.1引言

1.1.1无敌围棋系统——中国“绝艺”

1.1.2人工智能的定义…

1.2人工智能的发展历史

1.2.1国际人工智能发展历史

1.2.2我国人工智能发展历史

1.3人工智能的基本研究内容

1.3.1认知科学

1.3.2知识表示

1.3.3知识应用

1.3.4知识推理·

1.3.5机器感知

1.3.6机器思维

1.3.7机器学习

1.3.8机器行为

1.3.9智能系统与智能计算机的构造技术

1.4人工智能的典型应用场景

1.4.1交通・

1.4.2制造业

1.4.3电力行业

1.4.4农业

1.4.5电商

1.5本章小结

思考题与习题1

第2章知识表示方法

2.1引言

2.1.1知识的概念

2.1.2知识的特性

2.1.3知识表示的概念

2.2谓词逻辑表示法

2.2.1命题逻辑

2.2.2谓词逻辑

2.2.3知识的谓词逻辑表示法

2.2.4谓词逻辑表示法的特点

2.3产生式表示法…

2.3.1产生式

2.3.2产生式系统

2.3.3产生式表示法的特点

2.4语义网络表示法

2.4.1语义网络的概念

2.4.2常用语义关系…

2.4.3知识的语义网络表示法

2.4.4语义网络的推理过程·

2.4.5语义网络表示法的特点

2.5框架表示法…

2.5.1框架的一般结构·

2.5.2知识的框架表示法

2.5.3框架表示法的特点

2.6状态空间表示法

2.6.1知识的状态空间方法

2.6.2状态空间的图描述

2.7本章小结

思考题与习题2

第3章搜索策略

3.1引言

3.2盲目搜索及其应用

3.2.1深度优先搜索

3.2.2宽度优先搜索

3.3启发式搜索及其应用

3.3.1启发性信息和评估函数

3.3.2通用图搜索算法

3.3.3A*算法

博弈搜索及其应用

3.4.1博弈搜索的基本概念

3.4.2极大极小算法原理与实例

3.4.3a-β算法原理与实例

3.5本章小结

思考题与习题3

第4章机器学习

4.1引言

4.1.1机器学习的基本概念

4.1.2机器学习的应用场景

4.2机器学习的分类

4.2.1监督学习

4.2.2无监督学习

4.2.3半监督学习

4.2.4迁移学习

4.2.5强化学习

4.3机器学习常用算法及其应用

4.3.1回归算法

4.3.2聚类算法

4.3.3降维算法

4.3.4贝叶斯算法

4.3.5支持向量机算法

4.3.6遗传算法

4.3.7蚁群算法

4.4本章小结

思考题与习题4

第5章人工神经网络与深度学习

5.1 引言

5.1.1人工神经网络和神经元

5.1.2深度学习的定义与特点

5.2BP神经网络及其学习算法

5.2.1BP神经网络结构

5.2.2BP学习算法

5.2.3 BP学习算法的实现

……

9.2.1感知技术

9.2.2定位导航与规划技术.

9.2.3控制技术…

9.2.4交互技术

9.3智能机器人应用

9.3.1服务机器人·

9.3.2工业机器人…

9.4智能机器人发展趋势

9.5本章小结

思考题与习题9

参考文献・

1.1引言

人工智能（Arifcial lntelisence,Al）主要研究用人工的方法和技术，模仿、延伸和扩展人的智能，实现机器智能。人工智能的概念自1956年被提出以来，经过几十年的发展，在理论研究以及应用领域都已取得了喜人的成果。目前，人工智能在医疗、交通、教育、商业、信息安全等领域已经深入国民生活。

什么是人工智能、如何理解人工智能、人工智能研究什么、人工智能的主要学派有哪些、人工智能能够在哪些领域应用等，都将是人工智能学科或者人工智能课程需要研究和回答的问题。本章将对人工智能学科进行简单的介绍，包括其定义、发展历史、研究内容、主要的应用领域。

1.1.1无敌围棋系统——中国“绝艺”

2018年6月23日，腾讯世界人工智能围棋大赛在北京达美艺术中心开幕。大赛吸引了来自国内外的11支围棋人工智能团队，包含了中日韩三国的围棋国家队指定训练人工智能：绝艺（中国）、AQ（日本）、石子旋风（韩国）。先后连续战胜顶尖职业棋手的星阵围棋、比利时开源丽拉零、光之精灵等人工智能也加入了战局。

由腾讯人工智能实验室自主研发的围棋人工智能“绝艺”，以10战全胜的表现夺冠，第3次加冕。

这不仅标志着人工智能技术作为一种依托信息技术与互联网的新技术进入人们的生活，也标志着人工智能技术在某些领域比人更具优势，更能胜任人类所不能从事的工作。

这些人工智能围棋大战掀起了人们对人工智能未来发展的思考，在过去看似遥远的人工智能技术，在新的技术体系带动下，变成了现实并融人了人们的生活中，如云计算、无人驾驶汽车、银行自助服务机器人、智能手机等在一定程度上都应用了人工智能技术。正像在围棋人机大战之前，不少人担心人工智能技术并不成熟，不会战胜人类，但事实恰恰相反，号称人类棋力最高的九段围棋选手也不能阻挡科技的进步，人工智能技术依然是社会各界热议的重点话题。

1.1.2人工智能的定义

人工智能越来越深刻地影响着人类的生活，如同蒸汽时代的蒸汽机，电气时代的发电机，信息时代的计算机，人工智能已经成为推动人类进入智能时代的决定性力量。当然，人工智能并不是凭空产生的，其发展具有一定的过程，在无数科学研究者、学者的辛勤努力下，人工智能的研究体系已经初见成果。人工智能的概念产生于欧美、日本等国家，并迅速风靡全球。目前，我国已经成为全球人工智能投资融资规模最大的国家，我国人工智能在人脸识别、语音识别、安防监控、智能音箱、智能家居等应用领域处于国际前列。

本书系统地介绍了人工智能的基本原理、方法和应用技术，全面地反映了国内外人工智能研究领域的当前进展和发展方向。全书共9章。第1章为绪论，叙述人工智能的概况，包括人工智能的定义、发展历史、应用领域等内容。第2-5章论述知识表示方法、搜索策略、机器学习和人工神经网络与深度学习等内容的基本原理和应用。第6-9章阐述专家系统、自然语言处理、多智能体系统、智能机器人等应用技术。本书力求实现科学性、实用性和先进性，且可读性好。本书内容由浅人深，循序渐进，条理清晰，采用问题导人法引入知识点，采用应用实践成果加深学生对知识点的理解和提升，让学生掌握人工智能的基本原理与应用技术，具有人工智能问题的分析和初步求解能力。