《人工智能導(dǎo)論》為大連理工大學(xué)“新工科”系列精品教材。
本書內(nèi)容包括緒論、知識(shí)表示、確定性推理、不確定性推理、搜索求解策略、遺傳算法及其應(yīng)用、群智能算法及其應(yīng)用、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及其應(yīng)用、機(jī)器學(xué)習(xí)、專家系統(tǒng)、自然語(yǔ)言理解及其應(yīng)用等。
本書可供電子信息類專業(yè)本、專科學(xué)生作為教材使用，也可供從事人工智能領(lǐng)域的技術(shù)人員參考。
韓敏，大連理工大學(xué)，教授，博士生導(dǎo)師，大連理工大學(xué)模糊信息處理與機(jī)器智能研究所副所長(zhǎng)。研究領(lǐng)域主要包括復(fù)雜系統(tǒng)建模與預(yù)測(cè)、時(shí)間序列分析、遙感影像智能信息處理、人工智能、數(shù)據(jù)挖掘等。先后承擔(dān)各類項(xiàng)目30余項(xiàng)，其中國(guó)家自然科學(xué)基金5項(xiàng)，國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究“973”發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目子課題3項(xiàng)，國(guó)家高技術(shù)研究“863”發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目2項(xiàng)，十一五國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目1項(xiàng)，企事業(yè)單位合作項(xiàng)目20余項(xiàng)。在《IEEE Transactions on Cybernetics》、《IEEE Transactions on Neural Networks and Learning Systems》、《IEEE Transactions on Signal Processing》、《IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics: Systems》等國(guó)內(nèi)外重要期刊和會(huì)議上發(fā)表論文400余篇，其中被SCI或EI檢索380余篇次，出版專著5本，教材4本，獲國(guó)家發(fā)明專利6項(xiàng)，軟件著作權(quán)14項(xiàng)。2014年-2017年連續(xù)四年入選愛思唯爾中國(guó)高被引學(xué)者。本書主要編著人韓敏教授在自動(dòng)控制原理教學(xué)方面具有十余年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，曾先后獲得2005年《自動(dòng)控制原理》遼寧省精品課程，2013年寶鋼you秀教師獎(jiǎng)，2017年遼寧省教學(xué)名師獎(jiǎng)等多項(xiàng)獎(jiǎng)勵(lì)；
1緒論
1.1人工智能的定義001
1.2人工智能發(fā)展簡(jiǎn)史003
1.3人工智能的研究方法006
1.3.1人工智能研究的特點(diǎn)006
1.3.2人工智能研究的途徑007
1.4人工智能的應(yīng)用009
1.4.1無(wú)人駕駛009
1.4.2智能機(jī)器人009
1.4.3圖像識(shí)別010
1.4.4語(yǔ)音識(shí)別010
1.4.5智能控制011
1.4.6人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)011
1.4.7機(jī)器學(xué)習(xí)012
1.4.8專家系統(tǒng)013
1.4.9計(jì)算機(jī)視覺(jué)014
1.4.10人工生命015
1.5人工智能的發(fā)展趨勢(shì)與存在的問(wèn)題016
1.5.1人工智能的發(fā)展趨勢(shì)016
1.5.2人工智能存在的問(wèn)題016
2知識(shí)表示
2.1知識(shí)與知識(shí)表示的概念019
2.1.1知識(shí)的概念019
2.1.2知識(shí)的特性019
2.1.3知識(shí)的表示020
2.2一階謂詞邏輯表示法021
2.2.1基本概念021
2.2.2謂詞公式024
2.2.3謂詞邏輯表示法025
2.2.4謂詞邏輯表示法的特點(diǎn)026
2.3產(chǎn)生式表示法026
2.3.1產(chǎn)生式的知識(shí)表示027
2.3.2產(chǎn)生式系統(tǒng)的組成028
2.3.3基于產(chǎn)生式系統(tǒng)的推理029
2.3.4產(chǎn)生式表示法的特點(diǎn)030
2.4框架表示法031
2.4.1框架的一般結(jié)構(gòu)032
2.4.2基于框架的推理034
2.4.3框架表示法的特點(diǎn)034
2.5語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)表示法035
2.5.1基本語(yǔ)義關(guān)系036
2.5.2復(fù)合語(yǔ)義關(guān)系037
2.5.3基于語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)的推理039
2.5.4語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)表示法的特點(diǎn)041
3確定性推理
3.1推理的基本概念042
3.1.1推理的定義042
3.1.2推理方式及其分類043
3.1.3推理的方向044
3.1.4沖突消解策略046
3.2自然演繹推理047
3.3歸結(jié)演繹推理049
3.3.1謂詞公式化為子句集的方法049
3.3.2海伯倫理論052
3.3.3魯賓孫歸結(jié)原理053
3.3.4歸結(jié)反演056
3.3.5應(yīng)用歸結(jié)原理求解問(wèn)題056
3.3.6歸結(jié)策略057
3.4與或型演繹推理062
3.4.1與或型正向演繹推理062
3.4.2與或形逆向演繹推理064
3.4.3與或型雙向演繹推理066
4不確定性推理
4.1不確定性推理概述068
4.2概率推理方法070
4.2.1純概率推理070
4.2.2主觀Bayes方法071
4.3證據(jù)理論074
4.3.1假設(shè)的不確定性074
4.3.2證據(jù)的組合函數(shù)076
4.3.3證據(jù)理論的不確定性推理算法076
4.4模糊推理系統(tǒng)078
4.4.1模糊集合及模糊關(guān)系078
4.4.2語(yǔ)言變量和模糊If-Then規(guī)則080
4.4.3模糊推理082
5搜索求解策略
5.1搜索的基本概念086
5.1.1搜索的過(guò)程086
5.1.2搜索的方向086
5.1.3搜索的種類086
5.2狀態(tài)空間表示法087
5.2.1狀態(tài)空間表示的基本概念087
5.2.2狀態(tài)空間的圖描述088
5.3盲目搜索策略090
5.3.1深度優(yōu)先搜索策略090
5.3.2寬度優(yōu)先搜索策略092
5.4代價(jià)樹搜索策略093
5.4.1最近擇優(yōu)搜索093
5.4.2最小代價(jià)優(yōu)先搜索094
5.5啟發(fā)式搜索策略095
5.5.1啟發(fā)信息和估價(jià)函數(shù)095
5.5.2啟發(fā)式策略096
5.5.3A搜索算法097
5.5.4A*搜索算法099
5.6與或圖搜索100
5.6.1問(wèn)題的歸約描述100
5.6.2與或圖表示法101
5.6.3AO*算法102
6遺傳算法及應(yīng)用
6.1遺傳算法概述104
6.1.1遺傳算法的發(fā)展歷史105
6.1.2遺傳算法的基本思想106
6.2編碼和種群107
6.2.1編碼107
6.2.2種群108
6.3適應(yīng)度函數(shù)109
6.4遺傳算子110
6.4.1選擇算子110
6.4.2交叉算子112
6.4.3變異算子112
6.5遺傳算法的總體流程和特點(diǎn)113
6.6遺傳算法的改進(jìn)算法114
6.6.1自適應(yīng)遺傳算法114
6.6.2分層遺傳算法116
6.6.3并行遺傳算法117
6.7多目標(biāo)遺傳算法118
6.8遺傳算法的應(yīng)用119
7群智能算法及其應(yīng)用
7.1群智感知的研究?jī)?nèi)容122
7.1.1眾包思想124
7.1.2社交活動(dòng)感知124
7.1.3周圍環(huán)境感知124
7.2群智任務(wù)感知質(zhì)量125
7.2.1機(jī)會(huì)覆蓋率125
7.2.2數(shù)據(jù)質(zhì)量可靠性126
7.3群智感知網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸126
7.3.1信息擴(kuò)散模型127
7.3.2機(jī)會(huì)數(shù)據(jù)收集128
7.4群智感知網(wǎng)絡(luò)的激勵(lì)機(jī)制129
7.4.1Game激勵(lì)130
7.4.2貨幣激勵(lì)131
7.5群智感知的應(yīng)用場(chǎng)景133
7.5.1環(huán)境監(jiān)測(cè)和災(zāi)害防控133
7.5.2公共設(shè)施和安全134
7.5.3移動(dòng)設(shè)備視頻眾包134
8人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及其應(yīng)用
8.1神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展簡(jiǎn)史136
8.2人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的研究?jī)?nèi)容與特點(diǎn)137
8.2.1人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的研究?jī)?nèi)容137
8.2.2人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)138
8.3神經(jīng)元和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)138
8.3.1生物神經(jīng)元結(jié)構(gòu)138
8.3.2神經(jīng)元的數(shù)學(xué)模型139
8.3.3神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)140
8.3.4神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的工作方式141
8.3.5神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)141
8.4前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型141
8.4.1感知機(jī)網(wǎng)絡(luò)141
8.4.2BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)142
8.4.3RBF徑向基網(wǎng)絡(luò)145
8.5反饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)147
8.5.1離散型Hopfield網(wǎng)絡(luò)147
8.5.2連續(xù)型Hopfield網(wǎng)絡(luò)149
8.5.3Hopfield網(wǎng)絡(luò)存在的問(wèn)題150
8.6隨機(jī)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)151
8.6.1模擬退火算法151
8.6.2玻爾茲曼機(jī)152
8.7神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用154
8.7.1神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在模式識(shí)別中的應(yīng)用154
8.7.2神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在軟測(cè)量中的應(yīng)用156
8.7.3Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在優(yōu)化上的應(yīng)用156
9機(jī)器學(xué)習(xí)
9.1機(jī)器學(xué)習(xí)概述159
9.2決策樹學(xué)習(xí)161
9.3邏輯回歸164
9.4支持向量機(jī)165
9.5聚類分析168
9.5.1K均值算法168
9.5.2DBSCAN170
9.5.3模糊C均值171
9.6強(qiáng)化學(xué)習(xí)171
10專家系統(tǒng)
10.1專家系統(tǒng)的由來(lái)和發(fā)展175
10.1.1專家系統(tǒng)的提出175
10.1.2專家系統(tǒng)的發(fā)展175
10.2專家系統(tǒng)概述176
10.2.1專家系統(tǒng)的定義176
10.2.2專家系統(tǒng)的分類176
10.2.3專家系統(tǒng)的特點(diǎn)178
10.3專家系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)179
10.3.1專家系統(tǒng)的概念結(jié)構(gòu)179
10.3.2專家系統(tǒng)的實(shí)際結(jié)構(gòu)180
10.4知識(shí)獲取182
10.4.1知識(shí)獲取的過(guò)程與模式182
10.4.2知識(shí)的檢測(cè)與求精183
10.4.3知識(shí)的組織與管理185
10.5專家系統(tǒng)的建立186
10.5.1專家系統(tǒng)的選題原則186
10.5.2專家系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則187
10.5.3專家系統(tǒng)的開發(fā)步驟187
10.5.4專家系統(tǒng)的評(píng)價(jià)189
10.6專家系統(tǒng)實(shí)例190
10.6.1醫(yī)學(xué)專家系統(tǒng)——MYCIN190
10.6.2地質(zhì)勘探專家系統(tǒng)——PROSPECTOR195
10.7專家系統(tǒng)的開發(fā)工具197
10.7.1研究開發(fā)工具的作用與意義197
10.7.2專家系統(tǒng)開發(fā)工具的類型197
11自然語(yǔ)言處理與應(yīng)用
11.1自然語(yǔ)言處理概述200
11.1.1自然語(yǔ)言處理的基本方法200
11.1.2自然語(yǔ)言處理的發(fā)展歷史200
11.1.3自然語(yǔ)言處理的研究意義201
11.2詞法分析202
11.3句法分析203
11.3.1短語(yǔ)結(jié)構(gòu)語(yǔ)法和Chomsky語(yǔ)法203
11.3.2句法分析樹205
11.4語(yǔ)義分析206
11.4.1邏輯形式表達(dá)及語(yǔ)義解析206
11.4.2義素分析法207
11.4.3語(yǔ)義分析文法208
11.5自然語(yǔ)言處理應(yīng)用——信息檢索209
11.5.1向量空間模型209
11.5.2排序?qū)W習(xí)模型211
11.5.3信息檢索系統(tǒng)的評(píng)測(cè)212
11.6自然語(yǔ)言處理的應(yīng)用——機(jī)器翻譯214
11.6.1機(jī)器翻譯的發(fā)展215
11.6.2機(jī)器翻譯方法215
11.6.3機(jī)器翻譯評(píng)估方法219
參考文獻(xiàn)
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