人工智能领域选题?人工智能领域
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2024-06-10
大家好,感谢邀请,今天来为大家分享一下数值计算 人工智能的问题,以及和计算数学 人工智能的一些困惑,大家要是还不太明白的话,也没有关系,因为接下来将为大家分享,希望可以帮助到大家,解决大家的问题,下面就开始吧!
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需要。人工智能需要的数学知识和物理知识包括:线性代数、微积分、概率论、最优化理论、信息论和形式逻辑等。
其中,线性代数是人工智能的基础,更是现代数学和以现代数学作为主要分析方法的众多学科的基础。
从量子力学到图像处理都离不开向量和矩阵的使用。
而在向量和矩阵背后,线性代数的核心意义在于提供了一种看待世界的抽象视角:万事万物都可以被抽象成某些特征的组合,并在由预置规则定义的框架之下以静态和动态的方式加以观察。
计算数学(ComputationalMathematics)和人工智能(ArtificialIntelligence)是两个不同领域的学科,它们在研究内容和方法上有一些区别。
1.计算数学(ComputationalMathematics):计算数学是数学的一个分支,关注于通过计算机和数值方法来解决数学问题。它主要研究数值计算方法、数值模拟、数值优化等,在实际问题中应用数学模型和算法进行数值计算。计算数学的目标是开发和应用计算工具和方法,以提高数学问题的求解效率和准确性。
2.人工智能(ArtificialIntelligence):人工智能是计算机科学的一个分支,关注于开发智能系统和算法,使计算机能够模拟和执行人类智能的任务。人工智能研究包括机器学习、知识表示与推理、自然语言处理、计算机视觉等领域,旨在实现诸如图像识别、语音识别、自动驾驶等智能任务。
总结起来,计算数学侧重于数学问题的数值计算和方法,通过数值模拟和优化来解决实际问题;而人工智能侧重于开发智能系统和算法,使计算机能够执行类似于人类智能的任务。两者在应用领域和方法上有所不同,但也有交叉和共享的部分,如机器学习在人工智能和数值计算中的应用等。
1.功能模拟法
符号主义学派也可称为功能模拟学派。他们认为:智能活动的理论基础是物理符号系统,认知的基元是符号,认知过程是符号模式的操作处理过程。功能模拟法是人工智能最早和应用最广泛的研究方法。功能模拟法以符号处理为核心对人脑功能进行模拟。本方法根据人脑的心理模型,把问题或知识表示为某种逻辑结构,运用符号演算,实现表示、推理和学习等功能,从宏观上模拟人脑思维,实现人工智能功能。
功能模拟法已取得许多重要的研究成果,如定理证明、自动推理、专家系统、自动程序设计和机器博弈等。功能模拟法一般采用显示知识库和推理机来处理问题,因而它能够模拟人脑的逻辑思维,便于实现人脑的高级认知功能。
功能模拟法虽能模拟人脑的高级智能,但也存在不足之处。在用符号表示知识的念时,其有效性很大程度上取决于符号表示的正确性和准确性。当把这些知识概念转换成推理机构能够处理的符号时,将可能丢失一些重要信息。此外,功能模拟难于对含有噪声的信息、不确定性信息和不完全性信息进行处理。这些情况表明,单一使用符号主义的功能模拟法是不可能解决人工智能的所有问题的
2.结构模拟法
联结主义学派也可称为结构模拟学派。他们认为:思维的基元不是符号而是神经元,认知过程也不是符号处理过程。他们提出对人脑从结构上进行模拟,即根据人脑的生理结构和工作机理来模拟人脑的智能,属于非符号处理范畴。由于大脑的生理结构和工作机理还远未搞清,因而现在只能对人脑的局部进行模拟或进行近似模拟。
人脑是由极其大量的神经细胞构成的神经网络。结构模拟法通过人脑神经网络、神经元之间的连接以及在神经元间的并行处理,实现对人脑智能的模拟。与功能模拟法不同,结构模拟法是基于人脑的生理模型,通过数值计算从微观上模拟人脑,实现人工智能。本方法通过对神经网络的训练进行学习,获得知识并用于解决问题。结构模拟法已在模式识别和图像信息压缩领域获得成功应用。结构模拟法也有缺点,它不适合模拟人的逻辑思维过程,而且受大规模人工神经网络制造的制约,尚不能满足人脑完全模拟的要求。
3.行为模拟法
行为主义学派也可称为行为模拟学派。他们认为:智能不取决于符号和神经元,而取决于感知和行动,提出智能行为的“感知——动作”模式。结构模拟法认为智能不需要知识、不需要表示、不需推理;人工智能可能可以像人类智能一样逐步进化;智能行为只能在现实世界中与周围环境交互作用而表现出来。
智能行为的“感知——动作”模式并不是一种新思想,它是模拟自动控制过程的有效方法,如自适应、自寻优、自学习、自组织等。现在,把这个方法用于模拟智能行为。行为主义的祖先应该是维纳和他的控制论,而布鲁克斯的六足行走机器虫只不过是一件行为模拟法(即控制进化方法)研究人工智能的代表作,为人工智能研究开辟了一条新的途径。
尽管行为主义受到广泛关注,但布鲁克师的机器虫模拟的只是低层智能行为,并不能导致高级智能控制行为,也不可能使智能机器从昆虫智能进化到人类智能。不过,行为主义学派的兴起表明了控制论和系统工程的思想将会进一步影响人工智能的研究和发展。4.集成模拟法
上述3种人工智能的研究方法各有长短,既有擅长的处理能力,又有一定的局限性。仔细学习和研究各个学派思想和研究方法之后,不难发现,各种模拟方法可以取长补短,实现优势互补。过去在激烈争论时期,那种企图完全否定对方而以一家的主义和方法主宰人工智能世界的氛围,正被互相学习、优势互补、集成模拟、合作共赢、和谐发展的新氛围所代替。
采用集成模拟方法研究人工智能,一方面各学派密切合作,取长补短,可把一种方法无法解决的问题转化为另一方法能够解决的问题;另一方面,逐步建立统一的人工智能理论体系和方法论,在一个统一系统中集成了逻辑思维、形象思维和进化思想,创造人工智能更先进的研究方法。要完成这个任务,任重而道远。
不会完全取代,未来将有47%的工作被机器人取代。
和人脑相比,人工智能算法应对数值和符号计算更加精确快速,稳定可靠。特别是对于有确定规则的计算问题,人工智能可以远远超出人脑的计算速度,也更容易找到最优的解答。比如,在数值计算,图形、语音、生物特征、行为姿态等方面的识别,甚至更加复杂的预测推理任务方面,人工智能都有超越人脑的优秀表现。
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