人工智能（第 3 版）第一章课后题

讨论题

1.你如何定义人工智能？

人工智能是一门科学，这门科学让机器做人类需要智能才能完成的事。

2．区分强人工智能和弱人工智能。

弱人工智能的支持者仅仅基于系统的表现来衡量系统是否成功，而强人工智能的支持者关注他们所构建系统的结构。

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。

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ALICE(The Artificial Linguistic Internet Computer Entity)是美国人工智能大师理查德·华莱士(Richard S. Wallace)设计的人工智能系统，ALICE于2000年和2001年先后两次通过图灵测试，并因此获得了2000年和2001年的人工智能最高荣誉奖洛伯纳奖。ALICE是一个可以和人自动对话的机器人。虽然ALICE已经相当智能，但是它也有很多缺点。当人的谈话跳跃过大、省略过多或者过于复杂时，ALICE是无法理解的，并且无法跟人正确地沟通。当出现它不懂的字符时，它并不能像人一样准确地判别出来。尽管如此，ALICE还是给了人类一个很大的惊喜。现在，人工智能的发展已经深刻地影响了人们的生活。

4．艾伦·图灵对人工智能的重要贡献是什么？

图灵机和图灵测试

5．约翰·麦卡锡对人工智能的贡献是什么？

在 1956 年的达特茅斯会议上创造了“人工 智能”这个词

发明LISP 编程语言

6．为什么 ATM 及其编程不是人工智能编程的一个好例子？

专家系统不仅仅是构建该系统的专家的知识的总和，它包含大量领域相关的知识（可以是有关特定问题领域的知识，如医疗诊断；也可以是 人类努力开拓领域的相关知识，如确保核电站安全操作的控制机制），并且允许领域知识分层，还可以发展成为存储了若干专家知识的知识库。人们眼中的ATM只是通过扫描条形码将产品扫描到收银机，即包含知识总和，并没有发展到与智能机器交互的阶段，没有大量领域的相关知识，也没有相关智能决策。

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？

具有 用于构建专家系统的候选领域应具备的特征：

包含大量领域相关的知识（可以是有关特定问题领域的知识，如医疗诊断；也可以是人类努力开拓领域的相关知识，如确保核电站安全操作的控制机制）。 允许领域知识分层。 可以发展成为存储了若干专家知识的知识库。 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

从给定棋局出发，通过扩展可表示未来己方下法和对方下法的游戏树来进行规划，从而不断优化和创造高效的算法。

10．简述专家系统的定义。

专家系统通常会内置于领域，其中包含 大量人类专家的知识以及大量的规则 ，这些规则的形式为“IF（条件），THEN 动作”。

11．给出 3 种形式的知识表示方法。

（1）逻辑 （2）产生式规则 （3)基于图 ： 状态空间表示法、语义网络，框架，脚本。

-最早的基于图的方法可能是状态空间表示法，这种方法给出了系统所有可能的状态。

-语义网络（semantic network）是另一种基于图的知识表示方法，语义网络是面向对象编程语言的前身。

-框架（frame），这是另一种主要的基于图的知识表示方法。框架可以系统性、层次化且十分简洁地描述对象。一 般来说，它们通常通过表格（表格可以与类似的二维平面进行关联）中的槽和槽填充值（slot and filler）进行组织，或用三维方式对某些概念（三维方式应用了现实世界中结构的典型本质）进行 表示。

-脚本（script）是对框架的扩展，它进一步利用了人类交互中固有的预期能力。

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？）

黄牛抢票

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。

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？ 没有，根据R.斯腾伯格对于智能的定义：智能是个体从经验中学习、正确推理、记忆重要信息，以及应对日常生活需求的认知能力。显而易见，上述属于智能。但这属于早期定义，从现在看，我们的出发点大概率会放在“高效”的判定，koko只是从经验角度记忆知识，并没有达到思维的高度。因此，这里存在思维与智能的混淆的问题。

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）。

不能，这三个检验标准应该是有其他重要前提得基础上才有实现可能。

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？

我目前知识有限，恕解答不是很到位。

当输入向量和权重向量的内积（又称点积）大于或等于某个阈值（该阈值也是一个实数）时，TLU 的输出为 1，否则为 0。

权重是迭代学习算法（也就是感知器学习规则）的结果。

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？

多次试验，取平均值

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？

将给那些让拼图状态更接近目标状态的移动序列串赋予更高的值。

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）。

最近的车多的顺行车道旁加多平台

9．狮子在追击猎物时，可能会使用什么启发式方法？

锁定老弱病残

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。

个人喜好，经济情况，环境条件

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？

天人合一，必要，大家有的想要，有的没有意识到。

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？

节约成本，机动性强

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。

不应该，革命尚未成功，同志还需努力。

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）。

歌曲中还有着这样的歌词：我精力充沛，但却双手冰冷，我向美德表示尊重， 向美好表示哀悼，向灵魂和浪漫致意，它们总给我带来最好的一面。因此，随着科技进步，ai在心理方面的研究很可能取得极大的突破，请拭目以待。

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。

机器学习、神经网络、遗传算法、基于规则的系统和启发式方法

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。

电信诈骗方面，通过对话来判断语言的真实性，对方是不是骗纸

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，这个是创造力测试，可以考虑到学术问题。习题2相比之下，应用更广泛，易理解。