2016中国人工智能系列白皮书--可拓学_74页-1mb

报告摘要

中国人工智能系列白皮书总结：可拓学与人工智能的融合

核心内容

《中国人工智能系列白皮书》围绕“可拓学”展开，探讨其在人工智能领域的理论基础、方法体系、工程应用及其与其他技术的交叉融合。可拓学是一门探讨事物拓展可能性、创新规律及解决矛盾问题的科学，其理论体系包括基元理论、可拓集理论和可拓逻辑，方法体系包括拓展分析、共轭分析、可拓变换、可拓集方法和优度评价方法。可拓学在人工智能中的应用主要体现在策略生成、数据挖掘、模式识别和神经网络等技术上，旨在提升计算机处理矛盾问题的能力。

主要观点

可拓学的定义与定位
可拓学是研究矛盾问题解决方法的科学，其核心是通过形式化和定量化的方式，探索事物的拓展可能性和创新规律，用于生成解决矛盾的策略和创意。
可拓学的理论体系
- 基元理论：物元、事元和关系元构成可拓学的逻辑细胞，用于描述问题、信息和策略。
- 可拓集与关联函数：通过可拓变换和关联函数，可对矛盾问题进行动态分类、识别和聚类，从而揭示其转化过程。
- 可拓逻辑：研究带有矛盾前提的逻辑，强调推理的动态性和创造性，与形式逻辑和辩证逻辑不同，可拓逻辑引入变换概念，以描述事物性质变化和推理正确度的可变性。
可拓学的方法体系
- 拓展分析方法：通过发散树、相关网、蕴含系和分合链等方法，拓展问题的解决路径。
- 共轭分析方法：从虚实、软硬、潜显、负正等角度分析物的结构，获取解决矛盾的策略。
- 可拓变换方法：通过五种基本变换和四种运算方式，解决矛盾问题。
- 可拓集方法：以动态和转化的角度对对象进行分类、识别和聚类，以关联函数为定量工具。
- 优度评价方法：综合多种衡量指标，对策略进行评价，以选择最优方案。
可拓工程的应用
- 人工智能领域：可拓学为人工智能提供问题处理、知识表示、推理技术和策略生成等理论支持，有助于提升计算机的智能化水平。
- 工程技术领域：可拓设计、可拓控制等方法被用于解决设计和控制中的矛盾问题，提升系统的智能化和适应性。
- 管理领域：可拓学用于建立新的管理理论和方法，如可拓策划、可拓营销、可拓决策等。
- 其他领域：可拓学与模式识别、神经网络、知识管理等交叉融合，推动相关技术的发展。

关键信息

可拓策略生成系统（ESGS）
ESGS 是一种基于可拓学理论和人工智能技术的系统，用于生成解决不相容问题的策略。其功能模块包括基础数据库、问题可拓模型、相关度计算、知识存储、变换筛选、优度评价和可拓策略库等。通过可拓变换和关联函数，ESGS 能够实现对不相容问题的智能化处理。
可拓数据挖掘
可拓数据挖掘研究如何从数据库中获取变换相关的知识，包括可拓分类知识、传导知识和基于知识库的可拓知识。其方法包括转化规则挖掘、多目标线性规划的二次挖掘、智能知识管理系统等，应用于客户价值获取、产品销售分析、客户流失预测、建筑策划与设计等领域。
可拓模式识别与神经网络
可拓模式识别是一种识别模式状态和可拓状态的方法，用于解决矛盾识别问题。可拓神经网络结合了神经网络与可拓学理论，分为单权连接、双权连接和单双权混合连接三种类型，具有较强的分类和识别能力。
应用成果
- 基于可拓数据挖掘的客户价值获取系统：通过客户数据挖掘，为企业提供营销策略和客户分类。
- 客户流失预防与转化策略系统：通过可拓数据挖掘，预测客户流失并提供转化策略。
- 可拓建筑策划与设计数据挖掘：结合互联网数据，实现建筑策划和设计的智能化。
- 双权连接可拓神经网络：应用于交通控制、图像识别、故障诊断等领域，提高识别和预测的准确性。

结构与研究进展

可拓策略生成系统（ESGS）
ESGS 通过形式化模型和可拓推理技术，实现对不相容问题的解决。其软件架构包括基于构件、正交体系结构、面向方面开发等，提高了系统的通用性和效率。
可拓数据挖掘
在国家自然科学基金项目的支持下，可拓数据挖掘的理论与方法逐步完善，形成了可拓知识获取、智能知识管理、知识可拓优化等研究方向。已开发多个应用系统，如客户价值分析系统、产品销售知识挖掘系统等。
可拓神经网络
可拓神经网络结合了神经网络与可拓学理论，具有较强的分类和识别能力。其结构和算法研究逐步深入，应用范围包括交通控制、图像识别、故障诊断等。
可拓设计
可拓设计在机械产品和建筑策划与设计领域均有应用，如可拓概念设计、可拓配置设计、可拓低碳设计和可拓绿色设计。通过可拓变换和知识推理，实现了设计过程的智能化。