人工智能课程论文

人工智能课程论文 西南大学硕士研究生课程论文 人工智能与文艺创作 牛文娣 (重庆市北碚区西南大学计算机与信息科学学院，重庆 北碚 400715) 摘要:人工智能从其提出到现在已经深入到各个学科领域，从机器制造到武器研究，从工业 控制到农业信息化。人类一直在向着人工智能最高目标迈进，也就是创造有思维、能够根据 自我想法进行判断的机器。而计算机的文艺创作能力使科学家看到了曙光，为未来人工智能 研究打下了基础。不仅如此，计算机的文艺创作过程及作品为文学的发展提供了更广阔的思 维空间。但是本质上属于机器的电脑还不能和人类的思维相提并论。人类的文学创作是人脑 一系列思维、情感、知觉等复杂活动的结果，就这一点来看，电脑还不能完全代替人脑。但 是，我们一直走在将不可能变为可能的路上。 关键字:人工智能;文艺创作;分词;层次 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 法 Artificial Intelligence And Literature Creation Niu Wendi (Faculty of computer and information science, Southwest University, Chongqing 400715) Abstract: Artificial intelligence has been applied to many different subject fields when it was proposed, from machine manufacturing to weapons research, from industrial control to the agricultural informationization. Human beings have been achieving the highest goal of artificial intelligence which is creating a machine which can think and make judgement according to the idea of itself. And the ability to create literature and art make it possible. It also layed the foundation for the future research about artificial intelligence. The process of creation or the literature provided a broader thinking about the development of literature.But the computer in essence belongs to machine can't be be mentioned in the same breath with human being. Human literary creation is the result of a series of complex thinking, feeling and the active perception. Taken in this sense, computer can not completely replace the human brain. But we have been walking on the road making impossible possible. Key words: Artificial Intelligence; literature creation; part words; AHP 1 / 8 西南大学硕士研究生课程论文 一、引言 人工智能学科从1954年提出到现在，以至于到未来都将是科学上研究的热点问题之一。几个世纪以来，机器的发展把人类从体力劳动中解救出来，那么人工智能的出现可以说是为解除人类的脑力劳动提供了可能。 那么长时间以来，科学家发明了电灯、火车、飞机等，但这些机器只是替代了人类的器官功能，从体力上为人类提供了便利。但计算机的出现真正改变了这一局面，实现了从体力到脑力的转变，为模拟人的思维提供了可能，是科学发展过程中的重要转折点，从此以后有大量科学家往这个方向努力研究。 由于现代互联网的发展，人工智能从传统的单个智能主体开始向基于网络环境下的分布式人工智能研究。不仅研究基于同一目标的分布式问题求解，而且研究多个智能主体的多目标问题求解，将人工智能面向实用[1]。 二、人工智能与文艺创作 人工智能，顾名思义就是人赋予机器智慧与能力，与人类的生命智能相对应。很难想象人工智能和文艺创作能够联系在一起，但人类就是无所不能。人类通过赋予机器智能来模拟人类的活动，制造出智能机器。由此可以看出，人工智能联系着各个学科，无论是生物、医学、化学、心理学等都在人工智能的基础上进行更智能化的研究。既然它可以模拟人类的智慧，那就不得不提到文艺创作，这是人类文明的活动，从古至今源远流长，推动着文化的发展。 1、人工智能在文艺创作中的应用发展 早在20世纪40年代末，美国纽约哥伦比亚普林斯顿电子音乐中心和德国中央广播局，已经开始有意识的尝试运用计算机进行音乐创作;美国贝尔电话实验室的研究员也开始了关于计算机绘画艺术的研究[2]。 1956年，美国作曲家查伦?希勒尔与 数学 数学高考答题卡模板高考数学答题卡模板三年级数学混合运算测试卷数学作业设计案例新人教版八年级上数学教学计划 家伦那德?艾萨克合作，首次创作了被视为真正的“计算机音乐”的《伊里阿克组曲》。 1957年，美国电器工程博士马修斯与他的同事在贝尔实验室研制成功了能够合成音乐的计算机程序，为电脑音乐的发展开辟了道路。 20世纪80年代，美国加州大学音乐理论教授设计了一个名位“音乐智能实验”的程序，成为电脑音乐领域的一项重要成果。这个程序可以分解、过滤、提取历史上一些音乐大师的作品旋律特征，利用这些特征来谱写新的音乐篇章。最 2 / 8 西南大学硕士研究生课程论文 有名的就是这个程序创作的《第42交响曲》，与莫扎特的原作《第41交响曲》相当～ 在另一个文艺创作领域——绘画，同样有着人工智能的影子。 1952年，美国贝尔实验室的研究员已经用计算机成功创作了《波形》等作品。美国加州大学艺术教授哈罗德?科恩—计算机绘画的先驱，经过长达30年研制的艺术创作软件“Aaron”被世界视为真正具有创造力的软件。 在我国，天津大学孙济洲教授主持完成的国家自然科学基金课题“中国水墨画效果的计算机模拟与绘制系统”，经由对水墨画复杂的艺术特征、水墨画各组成要素的材料特征及相互作用关系的深入研究，已经创建出一整套水墨画仿真模型体系，并实现了水墨画效果的计算机模拟生成。 说到人工智能在文学艺术中的应用，最令人吃惊的还是电脑写诗，这听起来有点不可思议，但是张小红以及他的作品印证了这一点。其实早在1998年，美国纽约伦斯勒学院的布伦斯沃德等人，历时8年，耗资30万美元成功制作了小说创作软件“布鲁斯特”。那么这种软件的可靠性如何,创作出的小说是否具有可读性,肯定会有人怀疑它的质量。当时有人将布鲁斯特创作出的作品，连同3篇美国作家的作品放在一起，放在网上让读者投票，分辨出哪一篇是电脑写的，然后结果令人吃惊。在4000名投票者中，只有1000人答对了。由此可以看出，“布鲁斯特”惊人的文学艺术创造能力。 2、文艺创作中的智能方法 在我看来，任何事情都有两面性，要从不同角度看待问题。从哲学角度来说，就是要辩证的看待事物。人工智能在文学艺术中的应用，不论从计算机发展的角度来看，还是从文学发展角度来看，都具有进步性的一面，但它所带来的问题也是不能忽视的。 首先从问题本身来讲。虽然计算机可以创作音乐，创作诗歌，但我们来看一看它是怎么工作的: 点绛唇:人静风清～兰心蕙性盼如许。夜寒疏雨～临水闻娇语。佳人多情～千里独回首。别离后～泪痕衣袖～惜梦回依旧。 相逢缥缈～窗外又拂晓～长忆清弦弄浅笑～只恨人间花少。黄菊不待清尊～相思飘落无痕～风雨重阳又过～登高多少黄昏。 如果不告诉你的话，你会以为这是计算机写的一首诗吗,至少我读起来很有 3 / 8 西南大学硕士研究生课程论文 宋词的感觉。那么这么一首诗是怎么形成的呢,有一定文学功底的人不难看出，诗中出现的意象在以往的诗词中似曾相识。的确如此，计算机就是从诗词库中，将诗词分解，然后根据一定的规则再拼凑起来的。 首先要做的就是分词。对于我们人类来说，分词听上去很简单，大家看到一句话都会自然而然的断句(记得小学就做过类似的题目)。但是对于计算机来说，这是相当难的。就英语来说，英语单词之间本身就有分隔符，划分起来比较容易，只需要对一些复数或者时态进行单独界定即可。但是对于汉语，这就要费一翻功夫了(大家都知道汉语博大精深)。 举个例子来说，“说服了学生的家长”这句话在我们看来，不同的断句会有不同的意思，比如“说服了/学生的家长”就表示“学生家长被说服了”，另外一种断句“说服了学生的/家长”表示“家长把学生说服了”。由此可见，分词也不是那么容易的一件事情。一般的分词方法有以下几种: 最大匹配法:需要有个汉语词库作为词典，然后依次查找匹配。比如“计算机会写诗吗”这句话，假设在词库中会有“计算机”、“机会”、“写诗”、“会”等词，计算机就会从左到右进行最大匹配，因此得到的断句就是“计算机/会/写诗吗”,而不是其他“计算/机会/写诗吗”等乱七八糟无意义的句子。这种方法简单，但是问题必然存在。例如句子“大学生活丰富多彩”，根据我们刚才提到的方法，得到的是“大学生/活/丰富多彩”，从而歪曲了句子的意思。为了解决这个问题，又产生了一种新的方法，最大概率法。 最大概率法:比如“羽毛球拍/卖/完了”和“羽毛球/拍卖/完/了”。从人类正常思维的角度看，前者的可能性大，也就是前者出现的概率比较大。 我们用{A1，A2，A3，A4，A5}和{B1，B2，B3，B4} 来分别表示{羽毛，球拍，卖，完，了}和{羽毛球，拍卖，完，了}，下面就是要比较 P(A1, A2, A3, A4, A5) 和 P(B1, B2, B3, B4) 的大小。根据条件概率公式， P(A1，A2，A3，A4，A5)= P(A1) P(A2|A1) P(A3|A1, A2) P(A4|A1, A2, A3) P(A5 | A1, A2, A3, A4) 其中 P(A1)表示A1在词库中出现的概率，P(A2|A1) 表示当上一个词语是A1时，在它后面A2出现的概率，类似的，P(A3|A1, A2)表示当前面两个词语是A1和 A2时下一个词语是A3的概率。从公式中可以发现一个问题，在句子很长时，概率 4 / 8 西南大学硕士研究生课程论文 表达式就会变得相当长，计算也就会很复杂。为解决这个问题，一般采用马尔可夫链的假设。 在马尔可夫链假定下，我们认为下一个词出现的概率只与前一个词有关，也就是说，在给定前文时，“卖”出现的概率只与紧接着的“球拍”有关，而与“羽毛”无关。有了这个假定，之前的概率就简化为 P(A1, A2, A3, A4, A5) = P(A1) P(A2|A1) P(A3|A2) P(A4|A3) P(A5|A4) 很明显的看出，简化后的表达式要容易计算的多。但是这个方法要多做一项工作，就是在词库中计算每个词的关联程度，用概率表示，一般通过“训练”产生。 在分词之后要做的就是词频的统计。有人曾经将宋词的高频词语发到网上，一时间几乎所有人都能写宋词了。而这种宋词的生成主要是由“高频-关联”这样的结构完成的。也就是给定一个词语，然后从库中搜索与之关联较大的另外一些词，之后将这些词按照一定的规则组合就得到了一首诗或者词。 相比这种分词、统计词频的方法，有人提出了更高级的方法。主要思想是基于平仄的编码方式、句法和语义加权值的适应度函数，采用部分映射和启发式交叉算子，从而构建了一种基于遗传算法的宋词自动生成模型并实现。在给定词牌后需要根据相应的指标进行填词，这些指标包括格律、押韵、平仄、对偶等。在给定了一种填词方案后，就可以构造这种方案的评分体系。从句法合法性、主题相关性、词句搭配的适当性、风格和情感统一性等四个方面考虑，最后得到一个综合加权的指标[3]。因此计算机作词的过程就类似在解空间中找最优解的过程，而遗传算法就可以将这个过程实现。在这个过程中，我觉得可以将层次分析法(AHP)应用其中，将词库中被选的词根据指标进行权重的衡量，然后选出最合适的词语。 比如在给定词牌后，确定了格律、押韵、平仄、对偶等信息，于是在词库中就可以找到对应的词语，由此构成不同语句组合。我们假定构成了甲、乙、丙三种组合，下面要做的工作就是从三种组合中选出最优的一组。首先构建使用AHP的层次分析图,如图2.1: 5 / 8 西南大学硕士研究生课程论文 总目标子目标可选方案 句法合法性甲 选择 风格和情感统一性最优 乙词语 填词词句搭配的适当性 丙主题相关性 图2.1 AHP层次分析图 然后利用层次分析法(AHP)的方法找到最优方案。 1、 构建判断矩阵。判断矩阵表示针对上一层指标，本层次指标之间两两比较的相对重要性，这个相对重要性用数值表示就构成了判断矩阵。两两比较的相对重要性一般通过1-9的标度表示，标度具体含义如下: 标度 定义(比较指标i与j) 1 指标i与j同样重要 3 指标i比j稍微重要 5 指标i比j较强重要 7 指标i比j强烈重要 9 指标i与j绝对重要 2、4、6、8 上述两相邻判断的中间值 表示指标i与j比较的标度值等于指标j与i比较的标度值1-9的倒数 的倒数 2、 求权重。根据构建的判断矩阵，利用几何平均法(根法)或者规范列平均法(和法)计算本层次元素相对于上一层次的权重，由层次总排序就可以得到最末层的排序结果，也就是方案甲、乙、丙的排序。根本思想也就是求判断矩阵的 ,最大特征根与特征向量。 max 3、 一致性检验。由于专家在认识问题上存在不可避免的多样性和片面性，即使九级标度也不一定能够保证每个判断矩阵具有一致性，因此必须通过一致性 6 / 8 西南大学硕士研究生课程论文 检验检查各个指标权重之间是否存在矛盾。 一致性指标CI: ,n,maxCI,(n为判断矩阵的行数) n,1 随机一致性比率CR: CICR,(RI为随机一致性指标) RI n 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 0.00 0.58 0.90 1.12 1.24 1.32 1.41 1.45 1.49 1.52 1.54 RI CR,0.1当时，判断矩阵具有满意的一致性，此时就认为判断矩阵是可以接 受的，否则就要对判断矩阵予以调整。 三、人工智能在文艺创作中的局限性 从以上的介绍中可以看到，不论是音乐、美术或者诗歌的创作，都有或多或少的局限性，这种局限性还是主要表现在计算机的“智能”方面。毕竟计算机没有自己的思维、情感，创作的文艺作品也是机械的。但是这个过程在一直在完善，从最初的机械模拟、分词、统计词频、组合到后来的语义语法、遗传算法等方法的使用，整个创作的精度在不断提高。 第一部电脑创作的小说《真是的爱情》出版后，引发了文学界对文艺创作的思考，各方人士各抒己见，众说纷纭。有人说语言是人类区别于其他生物的最主要特征，而书籍正是人类语言的记载，承载着传播人类精神文明的重任。如果有一天语言都已经不再为人类所特有，书籍都不再由人类所创作，或许人类的精神文明也就此戛然而止了吧[5]。确实如此，我们可以想象，如果哪一天我们在看书的时候，在一篇文章中取出几个关键词，点击一下，一篇新的文章出现了是否让我们更随性的阅读呢,到时候恐怕不只是科技进步与文艺创新了，带来的还有书籍与出版的根本性变革。 虽然计算机可以创作诗歌、小说等文艺作品，但它底层的技术还是词语的拼凑，与文学中“我手写我心”的意境是矛盾的。毕竟计算机只是冰冷的机器，没有人类丰富的情感，没有感觉、知觉、意识，但是它创作的作品可以为作家开拓思路，提供灵感。计算机写诗也许只是一种高级的文字游戏，从这个角度来说， 7 / 8 西南大学硕士研究生课程论文 人工智能在文艺创作中的应用更像是科技的发展，而不是文学的创新。既然是科学技术的发展，那么对于研究人工智能的技术人员就有积极的作用，为以后实现人工智能最高级目标奠定了基础。 参考文献: [1] 梁俊毅.人工智能的发展及其认知意义[J].大众科技,2011,pp.35-36. 与文艺创作[J].河南社会科学,2011,pp.188-193. [2] 杨守森.人工智能 [3] 周昌乐,游维.一种宋词自动生成的遗传算法及其机器[J].软件学报，2010,PP.427-437. [4] 路寻.略谈人工智能哲学中的情感问题[J].中州学刊,2010,pp.273-274. [5] 孙平洋.论形象思维与文学创造—驳机器人能进行文学创作[J].教育艺术,2004, pp.45-47. 8 / 8