图书目录

第Ⅰ部分人工智能

第1 章绪论..................................................................................................................................3 

1.1 

什么是人工智能.............................................................................................................3 

1.2 

人工智能的基础.............................................................................................................6 

1.3 

人工智能的历史...........................................................................................................16 

1.4 

最新发展水平...............................................................................................................27 

1.5 

本章小结.......................................................................................................................28  参考文献与历史注释............................................................................................................29  习题........................................................................................................................................29 

第2章智能Agent.....................................................................................................................32 

2.1 

Agent 和环境................................................................................................................32 

2.2 

好的行为:理性的概念...............................................................................................34 

2.3 

环境的性质...................................................................................................................37 

2.4 

Agent 的结构................................................................................................................41 

2.5 

本章小结.......................................................................................................................52  参考文献与历史注释............................................................................................................52  习题........................................................................................................................................54 

第Ⅱ部分问题求解

第3 章通过搜索进行问题求解................................................................................................59 

3.1 

问题求解Agent............................................................................................................59 

3.2 

问题实例.......................................................................................................................64 

3.3 

通过搜索求解...............................................................................................................68 

3.4 

无信息搜索策略...........................................................................................................73 

3.5 

有信息(启发式)的搜索策略...................................................................................82 

3.6 

启发式函数...................................................................................................................91 

3.7 

本章小结.......................................................................................................................95  参考文献与历史注释............................................................................................................96  习题........................................................................................................................................99 

第4 章超越经典搜索..............................................................................................................105 

4.1 

局部搜索算法和最优化问题.....................................................................................105 

4.2 

连续空间中的局部搜索.............................................................................................113 

4.3 

使用不确定动作的搜索.............................................................................................115 

4.4 

使用部分可观察信息的搜索.....................................................................................119 

4.5 

联机搜索Agent 和未知环境.....................................................................................126 

4.6 

本章小结.....................................................................................................................131  参考文献与历史注释..........................................................................................................131  习题......................................................................................................................................134 

第5 章对抗搜索......................................................................................................................137 

5.1 

博弈.............................................................................................................................137 

5.2 

博弈中的优化决策.....................................................................................................139 

5.3 

α-β剪枝.......................................................................................................................141 

5.4 

不完美的实时决策.....................................................................................................144 

5.5 

随机博弈.....................................................................................................................149 

5.6 

部分可观察的博弈.....................................................................................................152 

5.7 

博弈程序发展现状.....................................................................................................155 

5.8 

其他途径.....................................................................................................................157 

5.9 

本章小结.....................................................................................................................159  参考文献与历史注释..........................................................................................................159  习题......................................................................................................................................164 

第6 章约束满足问题..............................................................................................................169 

6.1 

定义约束满足问题.....................................................................................................169 

6.2 

约束传播:CSP 中的推理.........................................................................................173 

6.3 

CSP 的回溯搜索.........................................................................................................178 

6.4 

CSP 局部搜索.............................................................................................................183 

6.5 

问题的结构.................................................................................................................184 

6.6 

本章小结.....................................................................................................................188  参考文献与历史注释..........................................................................................................188  习题......................................................................................................................................191 

第Ⅲ部分知识、推理与规划

第7章逻辑Agent...................................................................................................................197 

7.1 

基于知识的Agent......................................................................................................197 

7.2 

Wumpus 世界..............................................................................................................199 

7.3 

逻辑.............................................................................................................................201 

7.4 

命题逻辑:一种简单逻辑.........................................................................................204 

7.5 

命题逻辑定理证明.....................................................................................................209 

7.6 

有效的命题逻辑模型检验.........................................................................................217 

7.7 

基于命题逻辑的Agent..............................................................................................221 

7.8 

本章小结.....................................................................................................................229 

目录11 

参考文献与历史注释..........................................................................................................230  习题......................................................................................................................................233  第8 章一阶逻辑......................................................................................................................238 

8.1 

重温表示.....................................................................................................................238 

8.2 

一阶逻辑的语法和语义.............................................................................................242 

8.3 

运用一阶逻辑.............................................................................................................250 

8.4 

一阶逻辑的知识工程.................................................................................................255 

8.5 

本章小结.....................................................................................................................260  参考文献与历史注释..........................................................................................................261  习题......................................................................................................................................262 

第9 章一阶逻辑的推理..........................................................................................................268 

9.1 

命题推理与一阶推理.................................................................................................268 

9.2 

合一和提升.................................................................................................................270 

9.3 

前向链接.....................................................................................................................274 

9.4 

反向链接.....................................................................................................................280 

9.5 

归结.............................................................................................................................287 

9.6 

本章小结.....................................................................................................................296  参考文献与历史注释..........................................................................................................297  习题......................................................................................................................................299 

第10章经典规划....................................................................................................................304 

10.1 

经典规划的定义.......................................................................................................304 

10.2 

状态空间搜索规划算法...........................................................................................309 

10.3 

规划图.......................................................................................................................314 

10.4 

其他经典规划方法...................................................................................................321 

10.5 

规划方法分析...........................................................................................................325 

10.6 

本章小结...................................................................................................................326  参考文献与历史注释..........................................................................................................326  习题......................................................................................................................................329 

第11章现实世界的规划与行动............................................................................................332 

11.1 

时间、调度和资源...................................................................................................332 

11.2 

分层规划...................................................................................................................336 

11.3 

非确定性领域中的规划与行动...............................................................................343 

11.4 

多Agent 规划...........................................................................................................351 

11.5 

本章小结...................................................................................................................355  参考文献与历史注释..........................................................................................................356  习题......................................................................................................................................359 

第12章知识表示....................................................................................................................361 

12.1 

本体论工程...............................................................................................................361 

12.2 

类别和对象...............................................................................................................363 

12.3 

事件...........................................................................................................................368 

12.4 

精神事件和精神对象...............................................................................................372 

12.5 

类别的推理系统.......................................................................................................375 

12.6 

缺省信息推理...........................................................................................................379 

12.7 

互联网购物世界.......................................................................................................383 

12.8 

本章小结...................................................................................................................387  参考文献与历史注释..........................................................................................................388  习题......................................................................................................................................392 

第Ⅳ部分不确定知识与推理

第13章不确定性的量化........................................................................................................401 

13.1 

不确定环境下的行动...............................................................................................401 

13.2 

基本概率符号...........................................................................................................404 

13.3 

使用完全联合分布进行推理...................................................................................410 

13.4 

独立性.......................................................................................................................413 

13.5 

贝叶斯规则及其应用...............................................................................................414 

13.6 

重游wumpus 世界...................................................................................................417 

13.7 

本章小结...................................................................................................................420  参考文献与历史注释..........................................................................................................420  习题......................................................................................................................................422 

第14章概率推理....................................................................................................................426 

14.1 

不确定性问题域中的知识表示...............................................................................426 

14.2 

贝叶斯网络的语义...................................................................................................428 

14.3 

条件分布的有效表示...............................................................................................433 

14.4 

贝叶斯网络中的精确推理.......................................................................................436 

14.5 

贝叶斯网络中的近似推理.......................................................................................443 

14.6 

关系和一阶概率模型...............................................................................................450 

14.7 

不确定推理的其他方法...........................................................................................456 

14.8 

本章小结...................................................................................................................461  参考文献与历史注释..........................................................................................................461  习题......................................................................................................................................466 

第15章时间上的概率推理....................................................................................................473 

15.1 

时间与不确定性.......................................................................................................473 

15.2 

时序模型中的推理...................................................................................................476 

15.3 

隐马尔可夫模型.......................................................................................................483 

15.4 

卡尔曼滤波器...........................................................................................................487 

15.5 

动态贝叶斯网络.......................................................................................................493 

15.6 

跟踪多个对象...........................................................................................................500 

15.7 

本章小结...................................................................................................................503  参考文献与历史注释..........................................................................................................503  习题......................................................................................................................................506 

目录13 

第16章制定简单决策............................................................................................................509 

16.1 

在不确定环境下结合信念与愿望...........................................................................509 

16.2 

效用理论基础...........................................................................................................510 

16.3 

效用函数...................................................................................................................513 

16.4 

多属性效用函数.......................................................................................................519 

16.5 

决策网络...................................................................................................................522 

16.6 

信息价值...................................................................................................................524 

16.7 

决策理论专家系统...................................................................................................528 

16.8 

本章小结...................................................................................................................530  参考文献与历史注释..........................................................................................................531  习题......................................................................................................................................534 

第17章制定复杂决策............................................................................................................538 

17.1 

序列式决策问题.......................................................................................................538 

17.2 

价值迭代...................................................................................................................543 

17.3 

策略迭代...................................................................................................................547 

17.4 

部分可观察的MDP.................................................................................................548 

17.5 

多Agent 的决策:博弈论.......................................................................................555 

17.6 

机制设计...................................................................................................................565 

17.7 

本章小结...................................................................................................................570  参考文献与历史注释..........................................................................................................570  习题......................................................................................................................................573 

第Ⅴ部分学习

第18章样例学习....................................................................................................................579 

18.1 

学习形式...................................................................................................................579 

18.2 

监督学习...................................................................................................................581 

18.3 

学习决策树...............................................................................................................582 

18.4 

评估和选择最佳假说...............................................................................................591 

18.5 

学习理论...................................................................................................................595 

18.6 

带线性模型的回归和分类.......................................................................................599 

18.7 

人工神经网...............................................................................................................606 

18.8 

非参数化模型...........................................................................................................614 

18.9 

支持向量机...............................................................................................................619 

18.10 

组合学习.................................................................................................................622 

18.11 

机器学习实例.........................................................................................................626 

18.12 

本章小结.................................................................................................................629  参考文献与历史注释..........................................................................................................630  习题......................................................................................................................................634 

第19章学习中的知识............................................................................................................639 

19.1 

学习的逻辑公式化...................................................................................................639 

19.2 

学习中的知识...........................................................................................................645 

19.3 

基于解释的学习.......................................................................................................648 

19.4 

使用相关性信息学习...............................................................................................651 

19.5 

归纳逻辑程序设计...................................................................................................654 

19.6 

本章小结...................................................................................................................662  参考文献与历史注释..........................................................................................................662 练习......................................................................................................................................664 

第20章学习概率模型............................................................................................................666 

20.1 

统计学习...................................................................................................................666 

20.2 

带完整数据的学习...................................................................................................669 

20.3 

隐变量学习:EM 算法............................................................................................677 

20.4 

本章小结...................................................................................................................684  参考文献与历史注释..........................................................................................................684  习题......................................................................................................................................686 

第21章强化学习....................................................................................................................688 

21.1 

引言...........................................................................................................................688 

21.2 

被动强化学习...........................................................................................................689 

21.3 

主动强化学习...........................................................................................................695 

21.4 

强化学习中的泛化...................................................................................................700 

21.5 

策略搜索...................................................................................................................702 

21.6 

强化学习的应用.......................................................................................................704 

21.7 

本章小结...................................................................................................................706  参考文献与历史注释..........................................................................................................707  习题......................................................................................................................................710 

第Ⅵ部分通讯、感知与行动

第22章自然语言处理............................................................................................................715 

22.1 

语言模型...................................................................................................................715 

22.2 

文本分类...................................................................................................................719 

22.3 

信息检索...................................................................................................................721 

22.4 

信息抽取...................................................................................................................727 

22.5 

本章小结...................................................................................................................735  参考文献与历史注释..........................................................................................................735 

目录15 

习题......................................................................................................................................737 第23章用于通讯的自然语言................................................................................................740 

23.1 

短语结构语法...........................................................................................................740 

23.2 

句法分析...................................................................................................................743 

23.3 

扩展文法和语义解释...............................................................................................747 

23.4 

机器翻译...................................................................................................................755 

23.5 

语音识别...................................................................................................................760 

23.6 

本章小结...................................................................................................................765  参考文献与历史注释..........................................................................................................766  习题......................................................................................................................................769 

第24章感知............................................................................................................................774 

24.1 

图像生成...................................................................................................................775 

24.2 

图像预处理...............................................................................................................780 

24.3 

基于外观的物体识别...............................................................................................785 

24.4 

重建三维世界...........................................................................................................789 

24.5 

基于结构的物体识别...............................................................................................797 

24.6 

视觉应用...................................................................................................................799 

24.7 

本章小结...................................................................................................................802  参考文献与历史注释..........................................................................................................803  习题......................................................................................................................................805 

第25章机器人学....................................................................................................................807 

25.1 

引言...........................................................................................................................807 

25.2 

机器人硬件...............................................................................................................809 

25.3 

机器人的感知...........................................................................................................813 

25.4 

运动规划...................................................................................................................819 

25.5 

规划不确定的运动...................................................................................................825 

25.6 

运动...........................................................................................................................828 

25.7 

机器人软件体系结构...............................................................................................833 

25.8 

应用领域...................................................................................................................836 

25.9 

本章小结...................................................................................................................839  参考文献与历史注释..........................................................................................................840  习题......................................................................................................................................843 

第Ⅶ部分结论

第26章哲学基础....................................................................................................................851 

26.1 

弱人工智能:机器能够智能地行动吗...................................................................851 

26.2 

强人工智能:机器真能思考吗...............................................................................856 

26.3 

发展人工智能的道德规范与风险...........................................................................862 

26.4 

本章小结...................................................................................................................868  参考文献与历史注释..........................................................................................................868  习题......................................................................................................................................870 

第27章人工智能:现状与未来............................................................................................872 

27.1 

Agent 的组成部分....................................................................................................872 

27.2 

Agent 的体系结构....................................................................................................874 

27.3 

我们在沿着正确的方向前进吗...............................................................................876 

27.4 如果人工智能成功了会怎样...................................................................................877  附录A 数学背景......................................................................................................................879 

A.1 复杂度分析与O()符号..............................................................................................879 

A.2 向量、矩阵和线性代数............................................................................................881 

A.3 概率分布....................................................................................................................882 

参考文献与历史注释..........................................................................................................884  附录B 关于语言和算法的注释..............................................................................................885 

B.1 用巴科斯范式(BNF )定义语言............................................................................885 

B.2 算法的伪代码描述....................................................................................................886 

B.3 联机帮助....................................................................................................................887  参考文献......................................................................................................................................888