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第十章人工智能技术与机器人

本章导读

人工智能技术是电子信息技术的重要组成部分。

是 20 世纪对人类影响最为深远的三大前沿科学技术

之一。机器人的研究与制作是人工智能技术的重要应

用领域和前沿领域。

本章将介绍人工智能技术的概念、人工智能技术

的应用及发展前景、机器人技术的发展、智能机器人

的应用及发展趋势。

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第一节人工智能技术

人工智能产生于 20 世纪 50 年代末期，从学科地位和发展水平来看，人

工智能是当代科学技术的前沿学科，也是一门新思想、新理论、新技术、新

成就不断涌现的新兴学科。人们把人工智能技术同宇航空间技术、原子能技

术一起誉为 20 世纪对人类影响最为深远的三大前沿科学技术成就。

一、什么是人工智能？

1、人工智能概念及其学科特性

人工智能，英译名为 Artificial Intelligence，简称 AI。

人工智能，顾名思义，即用人工制造的方法，实现智能机器或在机器上

实现智能。是一门研究构造智能机器或实现机器智能的学科，是研究模拟、

延伸和扩展人类智能的科学。人工智能的研究，是在计算机科学、控制论、

信息论、心理学、生理学、数学、物理学、化学、生物学、医学、哲学、语

言学、社会学、数理逻辑、工程技术等众多学科的基础上发展起来的，因此，

它又是一门综合性极强的边缘学科。

2、人工智能的研究目标

人工智能的研究目标分为远期目标和近期目标。

远期目标：从长远的角度，人工智能的研究就是要设计并制造一种智能

机器系统。使该系统能够代替人去完成诸如感知、学习、联想、推理等活动；

能够代替人去理解并解决各种复杂困难的问题；能够代替人去完成各种具有

思维劳动的任务。也就是说，人工智能的远期目标是要制造出完全具有人脑

智慧的人工智能系统。当然，这还是非常遥远的事情。

近期目标：从当前的角度，人工智能的研究就是要最大限度地发挥计算

机的功能，使计算机能够模拟人脑，在机器上实现各种智能。例如：让计算

机能够看、听、读、说、写；使计算机能够想、学、模仿、执行命令甚至出

谋献策等。因此，计算机是当前实现人工智能的重要手段，因为计算机在所

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有机器和人工系统中“智商”最高，所以，人工智能的研究都要通过计算机

来实现。计算机解决问题需依靠人工事先编制的软件，它所做的每一件事情

都是程序员事先在程序代码中规定好的。也就是说，目前人工智能的研究工

作主要是集中在以计算机的硬件系统为基础，通过计算机软件实现模拟人类

的智能活动的效果。

事实上，人工智能研究的远期目标与近期目标是相辅相成的。远期目标

是近期目标的方向，近期目标的研究为远期目标的实现准备着理论和技术的

基本条件。随着人工智能的不断发展与进步，近期目标将不断调整，最终完

全实现远期目标。

二、人工智能研究的三大学派和四大技术

1、在人工智能科学的研究与发展中，形成了众多学派，其中主要的三

大学派是：

功能派。这是最早发展起来的传统主流学派，又称为逻辑学派或宏观功

能派，采用功能模拟的观点，使用的是“黑箱”研究方法。功能派涉及逻辑

学、心理学、数学、物理学、工具学、语言学、计算机、数理逻辑等众多学

科。

结构派。也是最早发展起来的传统学派之一，又称为生物学派或微观结

构派，与功能派不同，它采用的是结构模拟的观点，使用的是“白箱”的研

究方法。结构派涉及生物学、微结构学、医学、仿生学、神经生理学等学科。

行为派。又被称作实用技术派。与传统学派完全不同，它采用实用行为

模拟的观点，使用“能工巧匠”式的制造方法，是一种按照“激励—响应”

的工作模式来建立实用工程装置的研究方法。行为派涉及行为学、工程学、

机械学、电子学等学科。

各个学派学术观点有所不同，研究思路各有侧重，对人工智能的理解定

义也不完全一致。因此，各有所获，各有千秋，共同形成了人工智能领域百

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