“智能科学技术基础理论重大问题”高层研讨会

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1 “智能科学技术基础理论重大问题”高层研讨会
智能科学的 基本问题 史忠植 中国科学院计算技术研究所 2018/12/5 史忠植 智能科学

2 报告内容 F  科学发展大趋势 F  智能研究的新生 F  基本科学问题 F  结束语 F  建议 2018/12/5 史忠植 智能科学

3 科学发展大趋势 美国关于NBIC会聚技术的战略研讨
10多年的酝酿，1151人的参与 两次会议： NSF预备会 NSF/DOC (79人) 政府及国家实验室 32人 大学 人 企业及非政府组织 19人 成立Converging Technologies Bar Association (CTBA) 2018/12/5 史忠植 智能科学

4 科学发展大趋势 New Society New Sciences New Education New Applications
Info Cogno Bio Nano Enhancing Human Performance New Humanbeing New Industries New Society New Applications New Sciences New Education 2018/12/5 史忠植 智能科学

5 技术浪潮 天文学（天问）推动农业、航海业 物理化学（物问）推动能源、材料、信息技术 生物学（命问）推动基因农业和基因药物
脑科学（脑问）推动下一轮智能技术浪潮 2018/12/5 史忠植 智能科学

6 技术创新浪潮的经济长波规律 （康德拉捷夫）
石油化学 电子 航空 数字网络 软件 新媒体 蒸汽 铁路 钢 电 化学品 内燃机 水力 纺织 铁 创 新 步 伐 机械化 铁路化 电气化 电子化 数字化 第一次浪潮 第二次浪潮 第三次浪潮 第四次浪潮 第五次浪潮 60年 55年 50年 40年 30年 2018/12/5 史忠植 智能科学

7 对21世纪技术创新浪潮长波的猜想 生物基因 （蛋白质） 纳米材料 数字网络 软件 新媒体 ？？？ 脑科学 智能技术 创 新 步 伐
第一次浪潮 第二次浪潮 第三次浪潮 第四次浪潮 2018/12/5 史忠植 智能科学

8 科学发展大趋势    20世纪末:  生物信息学 生物信息学主要是研究生命中物质的组成、进化、结构与功能的规律、以及这些物质在生命体中能量和信息的交换或传递。该学科以计算机和生物电子设备为工具，对生物信息进行提取、储存、加工和分析，用信息理论技术及生物数学的方法去理解和阐述生物大分子的存在和生命价值，最终对它们进行各种处理与应用。 2018/12/5 史忠植 智能科学

9 科学发展大趋势 F 脑科学 F 认知科学 F 人工智能 等学科共同研究智能行为的基本理论和实现技术。 21世纪: 智能科学
   21世纪: 智能科学 智能科学是一门交叉学科，主要由 F 脑科学 F 认知科学 F 人工智能 等学科共同研究智能行为的基本理论和实现技术。   2018/12/5 史忠植 智能科学

10 人工智能的诞生 1956: 世界上第一次正式的AI会议
美国的Dartmouth College，为期2月 John McCarthy 正式提出“Artificial Intelligence”这一术语 著名参加者：J.McCarthy、C.Shannon、M.Minsky、N.Wiener、W.McCulloch、S.Papert 1956年John McCarthy在他的Proposal for the Dartmouth Summer Research Project On Artificial Intelligence中首先引入了这个术语，他将人工智能定义为: “使一部机器的反应方式就像是一个人在行动时所依据的智能”。 2018/12/5 史忠植 智能科学

11 智能研究的反思 1969年Minsky,Papert: 感知机,对计算智能的反思 80年代末对符号智能的反思
(1) 知识与概念化是否是人工智能的核心？ (2) 认知能力能否与载体分开来研究？ (3) 认知的轨迹是否可用类自然语言来描述？ (4) 学习能力能否与认知分开来研究？ (5) 所有的认知是否有一种统一的结构？ 90年代末对智能研究的反思 2018/12/5 史忠植 智能科学

12 智能研究的新生 智能不仅要功能仿真, 而且要机理仿真 智能不仅要运用推理, 自顶向下,而 且要通过学习,由底向上,两者并存.
脑的感知部分不仅具有输入/输出通道的 功能，而且对思维活动有直接贡献 符号计算新机制 2018/12/5 史忠植 智能科学

13 问题之一:神经活动的理论 2018/12/5 史忠植 智能科学

14 问题之一:神经活动的基本过程 突 触 可 塑 性 2018/12/5 史忠植 智能科学

15 问题之二: 知觉理论 感知信息如何表达? 感知过程是从哪里开始的？ 外在物理世界的那些变量具有心理学的知觉意义？
问题之二: 知觉理论 感知信息如何表达? 感知过程是从哪里开始的？ 外在物理世界的那些变量具有心理学的知觉意义？ 作为知觉的计算模型计算的对象是什么？ 2018/12/5 史忠植 智能科学

16 Gibson生态学理论 “光阵列(Optic array)”包含全部必需的信息 知觉是直接的，没有任何推理步骤、中介变量或联想
从生态学的观点来看，知觉是环境向知觉者显露的过程，神经系统并非建构知觉，而是萃取它们 2018/12/5 史忠植 智能科学

17 Bruner 知觉理论 提出建构主义理论认为: 所有感知都受到人们的经验和期望的影响. 2018/12/5 史忠植 智能科学

18 Gestalt 知觉理论 整体不等于部分之和 意识不等于感觉元素的集合 行为不等于反射弧的循环 2018/12/5 史忠植 智能科学

19 问题之三: 学习 揭示学习的神经机制 理解感性认识与理性认识的相互关系 外界环境 观察学习机 内省学习机 知识库 执行单元
 揭示学习的神经机制 理解感性认识与理性认识的相互关系 2018/12/5 史忠植 智能科学

20 问题之四: 记忆 记忆在智能活动中占有突出的位置，记忆能力也是智能水平的重要标志之一。
  记忆在智能活动中占有突出的位置，记忆能力也是智能水平的重要标志之一。 在内容上，记忆可分为陈述性记忆（包括情景记忆和语义记忆等）和非陈述性记忆（包括启动效应、运动技巧、习惯等） 在时间上，记忆又可分为感知记忆、短时记忆和长时记忆 工作记忆是一种短时记忆，它的功能是短时间“在线”式地保存和处理信息，是多种高级认知功能的核心环节。 2018/12/5 史忠植 智能科学

21 问题之五: 语言认知 ①运动性语言中枢: 额下回后部 (44.45) ②听觉性语言中枢 颞上回后部(22) ③书写中枢:
额中回后部(8) ④视觉性语言中枢: 角回（39） 2018/12/5 史忠植 智能科学

22 脑语言处理 2018/12/5 史忠植 智能科学

23 问题之六: 思维 思维是具有意识的人脑对于客观现实的本质属性、内部规律性的自觉的、间接的和概括的反映。 F不同形式思维的机理
问题之六: 思维 思维是具有意识的人脑对于客观现实的本质属性、内部规律性的自觉的、间接的和概括的反映。 F不同形式思维的机理 脑的感知部分对思维的作用 思维如何分层 2018/12/5 史忠植 智能科学

24 思维的层次模型 2018/12/5 史忠植 智能科学

25 问题之七:智力发展 旧模式 新经验 同化 平衡 失衡 調適 內在驅力 2018/12/5 史忠植 智能科学

26 问题之八: 脑功能成像数据库   (1) 有中国人特色的大脑标准化方法。现有的脑功能成像数据库基本上都是基于Talairach坐标进行标准化。要对现有的数据进行分析研究，提出有中国人特色的，能够体现大脑精细结构差异的大脑标准化方法； (2) 超大规模脑功能成像数据的快速存取技术； (3) 脑功能区划分（segmentation）的方法和技术； (4) 基于内容的层次型脑功能成像数据库体系结构； (5)  脑功能区的动态变化的跟踪、演示与存储。 2018/12/5 史忠植 智能科学

27 问题之九: 情感智能 2018/12/5 史忠植 智能科学

28 问题之十: 免疫系统 (1)识别和清除侵入机体的微生物、异体细胞或大分子物质（抗原）
  (1)识别和清除侵入机体的微生物、异体细胞或大分子物质（抗原） (2)监护机体内部的稳定性，清除表面抗原发生变化的细胞（肿瘤细胞和病毒感染的细胞等）。 2018/12/5 史忠植 智能科学

29 问题之十一: 意识 意识是人脑对外部世界和自身心理、生理活动等客观事物的觉知和控制。意识问题是对当代科学的巨大挑战。
  意识是人脑对外部世界和自身心理、生理活动等客观事物的觉知和控制。意识问题是对当代科学的巨大挑战。 F 1879年现代心理学建立以来，意识就成为心理学的主要研究对象。James认为，心理学是研究意识的科学。 F 20世纪20年代兴起的行为主义心理学，不承认意识的存在。 F 50年代出现的认知心理学重新提出意识问题 2018/12/5 史忠植 智能科学

30 意识模型 认知系统 学习 思维 感知 记忆 目的 注意 工作记忆 感知 意识 觉知 2018/12/5 史忠植 智能科学

31 问题之十二: 符号计算 智能科学 符 号 计 算 自 然 智 能 2018/12/5 史忠植 智能科学

32 符号计算 逻辑系统 知识科学 数学机械化 模型论 2018/12/5 史忠植 智能科学

33 结束语 开展多学科交叉研究 开展多层次的整合研究 重视智能科学的基础研究 智能科学探索智能行为的理论和实现技术 2018/12/5
 智能科学探索智能行为的理论和实现技术 开展多学科交叉研究 开展多层次的整合研究 重视智能科学的基础研究 2018/12/5 史忠植 智能科学

34 建议 抓住机遇,选好切入点,开展智能科 学的研究 尽快启动认知科学与智能信息处理 重大方向项目 2018/12/5 史忠植 智能科学

35 问题思考 史忠植:认知科学和计算机,1990 史忠植:智能科学,清华大学出版社 欢迎访问智能科学网站:
2018/12/5 史忠植 智能科学

36 谢 谢！ 提问! 2018/12/5 史忠植 智能科学