人工智能的三大学派包括哪些?比较符号主义、连接主义与行为主义
人工智能的三大学派包括
人工智能的三大学派包括符号主义、连接主义和行为主义。符号主义认为人工智能源于数理逻辑,主张用公理和逻辑体系搭建一套人工智能系统。其原理主要为物理符号系统假设和有限合理性原理,认为人类认知和思维的基本单元是符号,智能是符号的表征和运算过程,计算机同样也是一个物理符号系统。代表性成果有启发式程序 LT 逻辑理论家,证明了 38 条数学定理。此后又发展了启发式算法、专家系统和知识工程等,专家系统的成功开发与应用曾为其带来辉煌,但也存在知识采集难度大、费用高、使用难度大等局限,在机器翻译、语音识别等领域成果有限。
连接主义认为人工智能源于仿生学,主张模仿人类的神经元,用神经网络的连接机制实现人工智能。其原理主要为神经网络及神经网络间的连接机制与学习算法,通过神经元之间的并行协作实现信息处理,具有并行性、动态性、全局性,能实现联想功能,便于处理噪声信息,可通过调整神经元连接强度进行学习和分类,适合模拟人类的形象思维过程,在求解问题时能较快得到近似解。
行为主义认为人工智能源于控制论,指的是基于感知行为的控制系统,使每个基本单元实现自我优化和适应,这是一个自下而上的过程。其原理为控制论及感知 - 动作型控制系统,认为知识和形式表达及模型化方法是重要障碍之一,智能取决于感知和行动,应直接利用机器对环境作用后的响应为原型,且智能行为只能在与周围环境交互中体现,人工智能可像人类智能一样逐步进化、分阶段发展和增强。
行为主义
行为主义在人工智能领域主张用机器模拟人类的智能行为。“智能” 在人类大脑中难以捉摸,而 “智能的行为” 则是可观察和模拟的,所以行为主义追求的是机器行为与人类行为的相似性,而非内部工作原理的一致性。例如,在自动驾驶汽车中,行为主义方法关注的是汽车在道路上的行驶行为,通过不断收集和分析路况数据,让汽车能够像人类驾驶员一样做出适当的反应,如刹车、加速、转向等。这种方法不关心汽车内部如何处理和理解这些信息,只注重最终的行为表现是否符合预期。
行为主义认为人工智能源于控制论,控制论思想在 20 世纪 40 - 50 年代成为时代思潮的重要部分,影响了早期的人工智能工作者。行为主义学派在 20 世纪末成为人工智能的新学派。例如,强化学习方法就是基于行为主义的理论,它通过试错的方式不断调整行动策略,以最大化奖励信号来达到目标。
在心理学中,行为主义拒绝讨论心理复杂的运作过程,坚持严格客观地研究结果行为或刺激。随着时间的推移,这一理论的代表逐渐减少。但在人工智能领域,行为主义的方法仍具有重要意义。比如,在智能机器人的研发中,通过对人类行为的模拟和学习,使机器人能够适应各种环境和任务。
连接主义
连接主义方法对于模式识别和机器学习等任务表现出色,例如深度学习技术就是基于连接主义的一种方法。通过大规模数据和强大的计算能力,连接主义方法使得计算机能够从数据中自动学习并进行预测和决策。在图像识别、语音识别等领域,连接主义的方法取得了显著的成果。
符号主义
符号主义在人工智能中强调逻辑推理和知识表示。通过构建符号和规则来模拟人类的思维过程,实现智能行为。例如,专家系统就是符号主义的典型应用,它基于特定领域的知识和规则,能够为用户提供专业的建议和解决方案。
综上所述,行为主义、连接主义和符号主义是人工智能的三大学派,它们各自有着独特的理论和方法,相互辅助、交叉影响,共同推动了人工智能的发展。
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