人工智能技术在轧制中的应用.docx

人工智能概述人工智能（ArtificialIntelligence简记为AI）是当前科学技术发展中的一门前沿学科同时也是一门新思想、新观念、新理论、新技术不断出现的新兴学科以及正在迅速发展的学科。它是在计算机科学、控制论、信息论、神经心理学、哲学、语言学等多种学科相互渗透的基础上发展起来的因此又可以把它看作是一门综合性的边缘学科。它主要研究如何用机器（计算机）来模仿和实现人类的智能行为。它的出现及所取得的成就引起了人们的高度重视并得到了很高的评价。有人把人工智能同空间技术、原子能技术一起誉为20世纪的三大科学技术成就；有的人把它称为继三次工业革命后的又一次革命并称前三次工业革命主要是延长了人手的功能把人类从繁重的体力劳动中解放出来而人工智能则是延伸人脑的功能实现脑力劳动的自动化[1-2]。随着信息社会和知识经济时代的来临信息正在以前所未有的速度膨胀信息和知识已成为人们的一个热门话题。然而在这个话题的背后还蕴含着另外一个更深层的问题——智能。一般说来信息是由数据所表达的客观事实知识是信息经过智能性加工后的产物智能是用来对信息和知识进行加工的加工器。在信息社会人类面对的信息量将非常庞大仅依靠人脑表现出来的自然智能是远远不够的如何用人造的智能去模仿和扩展人类的自然智能实现信息的智能化处理是信息社会所面临的一个重大课题。必须开发那种由机器实现的人工智能就像在工业社会人类需要用机器去放大和延伸自己的体能一样在信息社会人类又需要用机器去放大和延伸自己的智能实现脑力劳动的自动化。人工智能的前景是非常诱人的同时也是任重而道远的[2]。1.1人工智能的定义人工智能作为一门研究机器智能的学科其目的是要用人工的方法和技术研制智能机器或智能系统来模仿、延伸和扩展人的智能。因此它是人类迈向信息社会、迎接知识经济挑战所必须具备的一项核心技术[3]。首先应指出人工智能和其它许多新兴学科一样至今尚无一个统一的定义所谓人工智能的定义是人工智能学者根据对它的已有认识所作的一些不同解释。它是一个含义很广的词语在其发展工程中具有不同学科背景的人工智能学者对它有着不同的理解提出了一些不同的观点。综合各种不同的人工智能观点可以从“能力”和“学科”两个方面对人工智能进行定义。从能力的角度来看人工智能是相对于人的自然智能而言的所谓人工智能是指用人工的方法在机器（计算机）上实现的智能；从学科的角度来看人工智能是作为一个学科名称来使用的所谓人工智能是一门研究如何构造智能机器和智能系统使它能模拟、延伸和扩展人类智能的学科。因此可以将人工智能定义为：人工智能是一门研究如何构造智能机器（智能计算机）或智能系统使它能模拟、延伸、扩展人类智能的学科。通俗地说人工智能就是要研究如何使机器具有能听、会说、能看、会写、能思维、会学习、能适应环境变化、能解决各种面临的实际问题等功能的一门学科。总之它是要使机器能做需要人类智能才能完成的工作甚至比人更高明[3-4]。1.2人工智能的研究目标[1-5]关于人工智能的研究目标目前还没有一个统一的说法1978年索罗门（A.Sloman）对人工智能给出了以下三个主要目标：①对智能行为有效解释的理论分析；②解释人类智能；③构造智能的人工制品。要实现索罗门的这些目标需要同时开展对智能机理和智能构造技术的研究。揭示人类智能的根本机理用智能机器去模拟、延伸和扩展人类智能应该是人工智能研究的根本目标或者叫远期目标。人工智能的远期目标涉及到脑科学、认知科学、计算机科学、系统科学、控制论及微电子等多种学科并有赖于这些学科的共同发展。但从目前这些学科的现状来看实现人工智能的远期目标还需要一个较长的时期。在这种情况下人工智能研究的近期目标是研究如何使现有的计算机更聪明即使它能够运用知识去处理问题能够模拟人类的智能行为如推理、思考、分析、决策、预测、理解、规划、设计和学习等。为了实现这一目标人们需要根据现有计算机的特点研究实现智能的有关理论、方法和技术建立相应的智能系统。实际上人工智能的远期目标与近期目标是相互依存的。远期目标为近期目标指明了方向而近期目标则为远期目标奠定了理论和技术基础。同时近期目标和远期目标之间并无严格界限近期目标会随人工智能的发展而变化并最终达到远期目标。1.3人工智能的产生与发展[2-5]人工智能这个术语自1956年正式提出并作为一个新兴学科的名称被使用以来已经有四十多年的历史了。回顾其产生与发展过程可大致分为孕育、形成、知识应用、综合集成这四个阶段。孕育期（1956年之前）：在人工智能诞生之前世界上的一些著名科学家就已经创立了数理逻辑、自动机理论、控制论和信息论并发明了通用电子数字计算机这些成就已经为人工智能的产生准备了必要的思想、理论和物质技术条件。②形成期（1956-1970年）：1956年夏季包括数学家、计算机专家麦卡锡教授在内的10位来自美