人工智能 第 1章 概述-课后习题

人工智能 第 1章 概述-课后习题

讨论题

1．你如何定义人工智能？

人工智能是对人类的能力进行模仿、学习、延伸的机器。

2．区分强人工智能和弱人工智能。

强人工智能是指具有真正认知能力的人工智能系统，更注重探究智能系统解决问题的因果关系。

弱人工智能指具有智能行为或看似智能行为但实际上不具有理解或意识的系统，更注重探究智能系统解决问题的相关关系。

3．ALICE 是最近几次赢得 Loebner 奖的软件。请从线上找到该软件的一个版本并介绍一些 关于 ALICE 的情况。

Chatbot A.L.I.C.E., A.L.I.C.E. A.I Foundation | Virtual Assistant A.L.I.C.E. | Virtual agent A.L.I.C.E. | Chat bot A.L.I.C.E. | Conversational agent A.L.I.C.E. | (4510) (chatbots.org)

ALICE是Artificial Linguistic Internet Computer Entity的缩写，是一种自然语言处理聊天机器人，曾三度获得勒布纳奖。 它使用启发式模式匹配规则进行对话，并用 AIML（人工智能标记语言）编写。 由理查德·华莱士（Richard Wallace）创建的 ALICE 是一个尝试类人对话的程序的例子，但没有通过图灵测试，因为其机械方面在简短的交互中变得明显。

4．艾伦·图灵对人工智能的重要贡献是什么？

艾伦图灵对人工智能的重大贡献是提出了图灵测试，作为确定机器是否具有类人智能的标准。

5．约翰·麦卡锡对人工智能的贡献是什么？

约翰·麦卡锡在人工智能领域的创立中发挥了重要作用，创造了“人工智能”一词，并为基础人工智能概念和技术（包括 Lisp 编程语言）的发展做出了贡献。

6．为什么 ATM 及其编程不是人工智能编程的一个好例子？

因为ATM 及其编程只是基于一组预定义的规则进行操作，并且缺乏学习或适应的能力。

7．为什么对于人工智能研究而言，医疗诊断是一个非常典型且适合的领域？

医疗诊断是一个复杂的过程，有许多可能有效的方法。诊断包括基于患者的症状和病史以及前期病例，确定患者的疾病或治疗问题。在大多数情况下，不存在可以识别潜在疾病或病症的确定性算法。

8．为什么对于人工智能而言，二人博弈是一个非常适合研究的领域？

虽然博弈常常具有现实世界场景的属性，但是其不会在真实世界中产生后果，因此是良好的人工智能方法的测试平台。

9．解释计算机国际象棋对人工智能研究起到的作用。

计算机国际象棋提供了一个开发和完善算法的平台，用于决策、战略思维和评估众多潜在的行动，从而促进了人工智能领域的进步,提升了人工智能解决问题的能力。

10．简述专家系统的定义。

专家系统是模仿人类专家决策能力的计算机程序。 它使用知识库和推理规则来解决某个领域内的特定问题。

11．给出 3 种形式的知识表示方法。

语义网络、产生式规则和框架。

练习题

1．图灵测试的一种变体是逆图灵测试（inverted Turing test）；在这个测试中，计算机必须确

定它是在与人打交道还是在与另一台计算机打交道。请想象一下这种版本的图灵测试可能的任何

实际应用。（提示：近年来，大家试过在线购买热门体育或娱乐活动的门票吗？）

部分软件进行的人机验证验证码测试。

2．图灵测试的另一种变体是个人图灵测试（personal Turing test）。想象一下，你试图确定与你交流的是你朋友还是一台假装是你朋友的计算机。如果计算机通过了这个测试，试想可能会产生什么法律或道德问题。

可能被不法分子用于进行电信诈骗。

3．许多人认为语言的使用是智能的必要属性。Koko 是一只大猩猩，她经过斯坦福大学的

弗朗西斯·帕特森博士培训后会使用美国手语。Koko 能够表达她不知道的单词组合。例如，她

用已知的“手镯”和“手指”这样的词来表示戒指。这只“具备一定知识”的大猩猩是否改变

了你对动物智能这个主题的思考？如果是，请回答在什么方面改变了？你能够想象给 Koko 来一

次智力测试吗？

是的，动物在对于语言的理解能力可能超出人类的预料。

可以。Koko可能并不理解单词的具体意思，仅仅是通过发音与物品之间的联系确定二者的相关性。

4．假定通过如下测试的城市被认定为大城市。

它应该可能在凌晨 3:00 提供牛排餐。

每个夜晚，在城市范围内的某个地方都应该安排一场古典音乐会。

每个夜晚都应该安排一场重要的体育赛事。

假设美国的某个小镇上的居民想通过这个测试，他们为此开了一家 24 小时营业的牛排店，

聘请了一支交响乐团并获得了大型体育特许经营权。那么大家觉得这个小镇能够通过上述大城

市认定的测试吗？请将这个讨论与通过原始图灵测试和拥有智能的标准相关联（Dennett，2004）。

能。

所以通过原始图灵测试与拥有智能并不能完全划等号。

5．假设要设计一个阈值逻辑单元（TLU）来模拟双输入的或（OR）函数，你能否确定一个 阈值和所有权重来完成这一任务？

用适当的权重和阈值配置阈值逻辑单元，使其在至少一个输入为真时激活。

6．考虑迭代囚徒困境游戏的一种策略：对于某个未知数 n，游戏重复 n 次。从长远来看， 如何衡量该策略是否成功？

考虑不同环境下的综合因素进行概率统计。

7．采用遗传算法来解决本章中提供的 3 拼图问题，建议使用字符串来表达可能的解。这里 大家会建议使用什么适应度函数？

8．给出一个启发式方法，使你能够在高峰时段出租车稀缺时，乘坐出租车访问纽约市（或 任何其他主要城市）。

选择人流量较大的路段，选择性价比较低或者高价的车型。

9．狮子在追击猎物时，可能会使用什么启发式方法？

根据追击路径上的水源分布确定路线。

10．假设要设计一个专家系统，用于帮助家庭选择合适的狗，请建议一些可能的规则。

家庭中不同成员对于狗的喜好与要求，家庭对于养狗的预算（包括经济成本与时间成本）

11．在哥白尼之前，地球被认为是宇宙的中心。在哥白尼之后，人类明白了地球只是绕着 太阳旋转的众多行星之一。在达尔文之前，人类认为自己是与这个行星中的其他生命有机体分 离开来的物种（并且高于其他物种？）。在达尔文之后，人类明白了自己只是从单细胞生物演化 而来的另一种动物。假设人类级别的人工智能在 50 年后已经实现，并且进一步假设机器人 Cog、 Paro 和 Kismet 的继承者实际上体验到了情绪，而不是假装有这样的情绪。在人类历史上的这样 一个时刻，作为形成人类“特殊性”的核心，人类应该坚持什么主张？这些主张是不是必要的？ 抑或甚至是大家想要的吗？

人类应该坚持人与机器人之间的差别，明确机器人的作用。这些住宅是必要的，且是人类迫切需要的。

12．假设在将来的某一天，美国宇航局计划在木星的卫星 Europa 上进行一次无人任务。假 设在启动任务时，我们对 Europa 卫星的表面了解甚少。相对于发送一两台相对重要的机器，发 送“一群”罗德尼·布鲁克斯昆虫型机器人有什么优势？

可以提高探索的效率与覆盖面，同时降低探索出现意外的风险与所需遭受的损失。

13．Eliza 应该被视为一种关系型人造物吗？请给出是或不是的理由。

不是，其交互和对话能力有限。

14．请听 The Killers 乐团的歌曲 Human，其中的歌词“Are We Human or Are We Dancer”是什 么含义？它们与我们学习的课程有什么相关性？关于这一点，大家可以参与在线的热烈讨论（这 首歌曲可以在 YouTube 上找到）。

是人类对于自己不同身份的认知。

15．人工智能问题与其他类型的问题有什么不同？列举常用的 5 种用于人工智能的问题解 决技巧。

大部分人工智能问题有 3个主要的特征。
（1）人工智能问题往往是大型的问题。
（2）它们在计算上非常复杂，并且不能通过简单直接的算法来解决。
（3）人工智能问题及其领域倾向于收录大量的人类专门知识，特别是在用强人工智能方法解决问题的情况下，更是如此。强人工智能方法指的是拥有大量领域知识并能够解释其推理过程的系统。
常见技术包括机器学习、神经网络、遗传算法、搜索、知识表示等。

16．请为人工智能设计一个新的适用于今天的图灵测试方法。

17．研究一下 Lovelace 2 机器人测试。大家觉得这个图灵机器人的新测试标准是否可以接 受？如何对其与习题 2 的解答进行比较？

可以。Lovelace 2.0侧重于测试人工智能的创造能力，习题2中侧重于测试人工智能的模仿能力。