人工智能与专家系统

人工智能是指研究人类智能活动的规律，利用计算机构造一个人工系统来模拟人类思考问题，使计算机具有人类智能行为，以实现人类脑力劳动自动化的技术。

智能机器(intelligent machine)是能够在各类环境中自主地或交互地执行各种拟人任务的机器，具有判断、推理、证明、识别、感知、理解、设计、思考、规划、学习和问题求解等思维活动。

人工智能是用计算机模拟人的智能，通常是通过知识处理把人的各种思维和智能转化为符号的表示、推理、搜索、学习等方式。

启发性、模糊性知识，搜索推理和不确定性推理，以及机器学习是人工智能研究的重要内容。

知识表示、问题求解、自然语言理解、专家系统、机器学习、认知科学等是人工智能的重要研究分支。

人工智能研究进展较大的三个应用分支：

（一）机器人：再现人的感觉、操作和行动，从事复杂作业，可在一些有害、危险和繁重、疲劳性劳动场合来代替人去完成作业，如焊接、搬运、装配、水下与地下作业等。

（二）专家系统：一个智能计算机程序系统，具有专业知识并能通过推理和判断来解决问题，可代替人类专家进行疾病诊断、数学公式推导、化学结构分析等方面的复杂工作。

（三）自然语言理解：研制各类自然语言处理系统，利用计算机来分析人的自然语言表达，帮助进行翻译和实现人机自然语言对话。

（一）它是一个智能程序；

（二）它具有相关领域内大量的专家知识；

（三）它能应用人工智能技术模拟人类专家求解问题的思维过程进行推理，解决相关领域内的困难问题，并且达到领域专家水平。

专家系统可以解决的问题一般包括解释、预测、诊断、设计、规划、监视、修理、指导和控制等。

专家系统来自于专家，但又高于专家，是专家技能和知识的集成和综合。

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根据应用领域的性质和解决的问题类型不同，专家系统可以分为：

（1）诊断专家系统

（2）监视专家系统

（3）预测专家系统

（4）控制专家系统

（5）解释专家系统

（6）咨询专家系统

（7）设计专家系统

（8）教学专家系统

（9）规划专家系统

专家系统基本结构

用户：通过它输入欲求解的问题、已知事实以及向系统提出询问；

领域专家、知识工程师：通过它输入知识，更新、完善知识库；

人机接口：由一组程序及相应的硬件组成，用于完成输入输出工作。系统通过它输出运行结果、回答用户的询问或者向用户索取进一步的事实；

知识获取机构：由一组程序组成，基本任务是把知识输入到知识库中，并负责维持知识的一致性及完整性，建立起性能良好的知识库。

知识库及其管理系统：存储领域内的原理性知识、专家的经验性知识以及有关的事实等。负责对知识库中的知识进行组织、检索、维护等。

推理机：推理机是专家系统的“思维”机构（核心）。任务是模拟领域专家的思维过程，控制并执行对问题的求解。能根据当前已知事实，利用知识库中的知识，按一定的推理方法和控制策略进行推理，求得问题的答案或证明某个假设的正确性。