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《人工智能基础》读书笔记1:人工智能与机器人

已有 370 次阅读 2019-9-30 11:33 |个人分类:管理信息系统建设|系统分类:科研笔记

    在青少年人工智能技术水平测试标准制定委员会编著的《人工智能基础》(2019.6)的第一章人工智能基础知识中预言:“在不久的将来,人类的工作劳动强度和繁杂程度将大大降低。50%以上的工作将不再需要人来完成,将有一种被称为”人工智能“的新事物去做。比如:翻译、助理、记者、保安、司机、销售、客服、交易员、会计和保姆等工作在将来都可以用人工智能来完成。

     问题1、那什么是人工智能?

     在1.1.2中给出了如下人工智能的概念:

     人工智能(AI,Artificial Intelligence)中的”智能“都是人为制造,通过机器或计算机表现出来的智能。人工智能是一种通过人工手段模仿的人造智能。

    问题2、人工智能研究的内容是什么呢?

     人工智能研究用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法和技术。所以,人工智能的研究首先要了解人的智能的实质,理解其结构和工作机制,才能更好的生产与人类智能相似的智能机器。所以人工智能的研究领域包括机器人、语言识别、图像识别和自然语言处理等。

     1、让机器人和人一样思考:机器学习、自动推理、人工意识、知识表示;

     2、让机器人像人一样听懂:语音识别

     3、让机器人像人一样看懂:视觉识别

     4、让机器人像人一样运动:运动识别

    问题3、人工智能有哪些种类?

      人工智能的种类按照强弱可以分为弱人工智能、通用人工智能和强人工智能。

     1、弱人工智能:这是目前已经实现的人工智能,比如Siri聊天机器人、AlphaGo下棋机器人。这种人工智能主要用来完成基础的、特定场景下角色型的任务。

     2、通用人工智能:这是目前研究的主流机器人,这种机器人具有持续学习和深度学习的能力,能够像人类一样完成某种学习任务。

     3、强人工智能:科幻电影中经常出现,属于比人类更聪明的机器。

     此外,人工智能根据其功能不同,还可以分为聪明的AI和有学识的AI。

     1、聪明的AI:能够模拟、延伸和扩展人的感知、识别和判断能力。

     2、有学识的AI:则能够模拟、延伸和扩展人的思考、语言和推理能力。

  【观察与思考1】:打开手机,观察里面包含了哪些人工智能功能?

    1、亚马逊购物:个性化推荐、智能物流仓储机器人等

    2、高德地图:智能出行等

    3、滴滴:智能推荐、智能出行、智能安防等    

    问题4:什么是机器人?

    1、机器人涉及了人的概念,所以是一个难以回答的哲学问题。早期的科幻小说对机器人充满了幻想,正式由于其定义模糊,所以给人们充分的想象和创造空间。

    2、机器人是一种特殊的机器,作为一种自动化的机器,具备一些与人或生物相似的智能,比如感知能力、规划能力、动作能力和协调能力,是一种具有高度灵活性的自动化机器。

    3、机器人三原则:

        第一条:机器人不得伤害人类,或看到人类受到伤害而不能袖手旁观。

        第二条:机器人必须服从人类的命令,除非这条命令与第一条相矛盾。

        第三条:机器人必须保护自己,除非这种保护与以上两条相矛盾。 

                                                                                       阿西莫夫(1942.美.科幻作家)

  【观察与思考2】机器人是不是都长得像人,是不是不应该需要人的协助?

   问题4:机器人发展程度

       第一代机器人:可编程,可以示教再现,目前已经商品化、实用化。

       第二代机器人:具有传感装置,能获取作业环境、操作对象的简单信息,通过计算机处理、分析,做简单的推理和动作。

       第三代机器人:具有高度适应性的自治机器人,与第五代计算机关系密切。

    问题5:国际机器人联合会(IFR)如何对机器人进行分类?

    按照应用环境(用途)分类

     1、机器人可分为工业机器人、服务机器人;

     2、工业机器人分为加工类、装配类、搬运类和包装类;

     3、服务机器人分为个人/家庭服务、专业服务;

     工业机器人(Industrial Robot):用于工业生产,如焊接、喷漆、装配机器人。

    举例:

     1、加工类机器人:包含但不限于焊接切割机器人、研磨抛光机器人;

     2、装配类机器人:包含但不限于装配机器人、涂装机器人;

     3、搬运类机器人:包含但不限于输送机器人、装卸机器人;

     4、包装类机器人:包含但不限于分拣机器人、码垛机器人、包装机器人。

     服务机器人(Service Robot)

     举例:

     1、个人/家庭服务机器人:包含但不限于家庭作业机器人、休闲娱乐机器人、残障辅助机器人、住宅安全机器人;

     2、专业服务机器人:包含但不限于军事机器人、场地机器人、物流机器人、医疗机器人、建筑机器人。

     特种机器人(Special Robot)

     举例:隧道凿岩机器人、自动摊铺机器人、仿生机器人等。

     问题6:人工智能与机器人到底有什么关系?

     1、机器人与人工智能的区别和联系

      机器人只是人工智能的表现形式之一。人工智能自身知识机器人体内的计算机。把人工智能比作大脑的化,机器人就是身体,而且这个身体不一定是必需要的。(有待改善)

     2、机器人和人工智能的研究目标

      机器人研究目标是靠自身动力能够实现某项具体功能的机器,是机器设备。

      人工智能研究目标是如何让机器人中的计算机的工作效果发挥到最佳。(把最佳替换成更佳更好)

      人工智能的一个长期研究目标是如何开发一种可以像人一样工作的机器。另一个长期研究目标是探索智能行为如何在人和动物中产生。

     问题7:智能机器人有何特点?

    1、智能机器人主要由"大脑”和“躯体”两大部分组成。

    2、机器人的大脑即人工智能,通过不断收集大数据,经过推理、规划、感知来模拟人类活动,让机器人的大脑越来越聪明,如百度大脑,谷歌大脑。

    3、机器人的外壳即机械外壳,由不同形状的机械本体和各种不同的驱动器、传感器组成,在得到具体指令后,来替代人工完成具体的作业任务。

     人工智能赋予机器人学习、思考的能力,伴随着科学的进步,机器人的大脑和躯体将相互促进,密不可分。

    问题8:智能机器人三大要素

     智能机器人通过感知产生决策,在复杂的环境下自主地完成任务,形成各种智能行为,因此智能机器人一般具有三大要素:

    1、感知:感觉自身内部、外部地状态和变化。

    2、决策:依据各种条件和自身状态决定将要进行的动作或操作。

    3、行动:机器人能完成一些基本工作和基本动作。

    问题9:机器人的组成

    1、身体结构:用来支撑和连接各组成部分。

    2、肌肉系统:用来移动身体结构。

    3、感官系统:用来接收有关身体和周围环境的信息。

    4、能量源:用来给肌肉和感官提供能量。

    5、大脑系统:用来处理感官信息和指挥肌肉运动。

   问题10:机器人的控制原理

   一个典型的机器人通常包括控制系统、感知系统、执行系统和人机交互系统4大部分。

    1、控制系统:由硬件和软件组成,其中硬件包括电脑、嵌入式系统和单片机等。软件包括使用程序实现姿态控制、躲避障碍、力度控制及各种优化算法等。

    2、感知系统:包括内部感知和外部感知系统,内部感知系统用于感知自身的状态,如身体姿态、运动速度、电量、故障情况等。可以通过在机器人内部安装陀螺仪、速度计、温湿度计等来实现。外部感知系统则用于感知工作环境和操作对象等,课题通过在机器人外部安装GPS、摄像头、各类传感器来实现。

    3、执行系统:用来控制机器人产生运动并操作工作对象。执行系统主要通过电动机(马达)、液压驱动、气压驱动、人工肌肉(智能材料)等来实现。

    4、人机交互系统,通过人机对话、图形操作界面、语音系统等实现。直接交互方式包括通过键盘、鼠标、遥控器等方式发送控制信息进行交互。间接交互方式则是通过声音、姿势、肌电和意识等进行交互。

    【观察与思考3】发现身边常见的机器人,简单描述其中一个机器人是如何工作的,判断其功能、类型,思考下人工智能是否能全面超越人类的智能呢,想象下未来的机器人可能会发展成什么样子?

         




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