许继平：那么知识表示是我们的最基本的问题，一会儿我们会去讲什么叫知识表示。还有一个问题求解是我们的根本问题，人工智能的。机器学习是我们的核心问题，这是最核心的问题，怎么样机器去学它。然后还有一个系统构成，那么是我们的人工智能的中心问题，也结合我们的实现。那么知识表示，知识表示这一块是研究机器表示，研究我们的机器，表示我们的知识可行、有效、通用的原则方法，使我们的知识能够合理的存储在我们的机器中，便于应用修改、增删和更换。我们已有的知识表示方法，大家有见过的，我们的模糊逻辑表，状态空间表示方法，这是我们经常会用到的，状态空间的模糊的。这个模糊我们主要是针对什么？针对我们实际的一个环境里面，一个定性的一个语言表述。比如说我说了今天天气很热，那么很热这个概念你要把它放在计算机里面就没法放，特别热、一般热，那这个东西很难放进去。所以你必须采用一种方式把它放在计算机里，那么这就是知识的表示。还有我们的问题求解，那么包括我们的推理和规划两个过程，推理和规划，去推理它去规划它，这样我们才能把这个问题求解出来，那我们这里面可以用我们的状态空间去做这个事情，用搜索法去求解这都可以。那么机器学习，机器学习就是研究让我的机器具有解决问题的本领，让它去学习。机器为什么能人工智能呢？就是因为你让它去学习，你让它去学习了，它才有这个功能，我们要研究使机器具有自学习的能力。那么机器学习的常用方法有什么方法呢？次基因背法，参数修正法，还有问题求解法，概念法和发现法。那么这死记硬背法是什么概念？就是说我把我的可能出现的这一些情况我都把它放在我的数据库里面，都搁里面了，你机器要用的时候你就把它调用出来就行了。那么参数修正，参数修正法就是说，类似我这里面建立一个数学模型，这参数可能是在我的整个数学模型的运行过程中，随着我的环境的变化，随着环境的变化参数肯定要变化。例如说我们整个社会是变化的，你现在建立一个整个天气预报的模型，那么再过十年我们的气侯变暖了，那你以前的模型就不能用，那你比较要对参数进行修正啊。 那么系统的构成，我们看这系统的构成，包括我们的硬件、软件、接口等方面的支持和配合。硬件、软件、接口，这是做我们的一般的控制的里面的需要做的事情。硬件、软件、接口，接口这一块我们要使用我们的自然语言、专门语言和图象的人际对话接口，这个接口还包括我们刚刚说的感官的一些东西，感官的一些传感器什么的，这都属于接口，都属于我们接口的。那么软件就是算法，你说你用人工神经网络，它就必须放在我们的软件里面去实现它。还有我们的硬件，那么硬件里面就包括我们的集成电路，还有智能的接口硬件等等，这是硬件的一些东西。那么我们人工智能的系统构成，我们包括五个方面。我们刚才讲的是一个图，现在我们是把它总结了一下。五个方面，人工智能语言，智能应用软件，还有软件的开发环境和工具，硬件支持环境，还有我们的人工的智能接口。那么刚才是我们的整个的它的系统构成，系统所包括的五项的内容。

我们要构建一个人工智能系统，就必须由这五项去构成它，我们才能够构成我们一个人工智能系统。那么我们人工智能的研究领域，我们有这些，专家系统、博弈、自然语言的理解、自动定理，还有我们的模式识别，数据库的智能检索，还有我们的机器人，这一些都是在我们的人工智能的研究领域。好了，我们讲了数学建模，讲了计算机仿真，还有我们的人工智能。那么我们看一下在我们的科研项目里面我们怎么样去做这个事情，为什么要用到数学建模，为什么要用到仿真，为什么要用到我们的人工智能。那么我说的这个项目就是我的那个题目的项目，我们这个项目是基于两个基金的，一个是广东省的科技厅的一个资助项目，还有一个是我们的呼吸疾病国家重点实验室的开发课题项目，研究一个医疗器械的。 稍微说一下我们的一个方法，是同步的变压、变位的通气方法。我们可以通过一个视频看一下，就是我们的横膈膜跟我们的呼吸的关系。所谓横隔膜我说一下，横隔膜就是我们胸腔和腹腔之间有一层膜，就是我们所谓的横隔膜，你的胸腔和腹腔不是联在一起的，它中间是有一层膜的，例如说打嗝，你打嗝是因为你的横隔膜出了一点问题，所以它要打嗝。我们看一下我们要吸气的话，我们这个横膈膜必定是要往下走，横膈膜往下走导致我们的肺腔会变大，肺部变大之后我们就可以把气吸进来，通过你的肺泡就可以进行氧气的交换，变大了。当呼吸的时候呢，我们这个横隔膜就是势必要往上走。往上走就会让整个的这么一个，我们经过交换之后的二氧化碳排放出去，排放出去之后你再呼气，再吸气，整个一个吸气过程完成了，肺变小了。这是我们平常说的，我们先说我们的横膈膜跟我们呼吸之间的关系。有这个关系之后我们看看我们有一个同步变压的一个通气，那么这是我们的一个图，我们一个人俯卧的躺在我们的床上，那么这里一个关键部件是在我们这个腹部下面有一个拖板，当你现在吸气的时候，当你要吸气的时候我的拖板是平放的，当你吸气的时候我的拖板往下放，放的话毕竟你的腹部的重力作用，必定会把你的横膈膜往下拉，往下拉的时候必定会让你的肺部产生一个负压，那负压之后它低于大气压，它就肯定会把我的气体压进来，这就是你的呼吸的一个过程。反之你要呼气的时候，那个板子会托你的腹部，一托你的腹部之后，势必会把你的横膈膜往上顶，这个时候让你的肺部有一个正压，然后就让你的气体就排放出去了，形成一个呼吸的过程。 还有一个是我们的变位，有一个变位的方法，变位是什么概念？就是说当你要吸气的时候你先平躺着，当你要吸气的时候，这个床会反转，那么它一反转，势必会让你的腹腔里面的，腹部的一些肌肉组织什么的，内脏什么的都会往下降，那么一往下降的时候，导致横膈膜会往下降，一往下降就会在肺部产生负压，让我吸气，然后如果你下来就让我呼气。这是我们造的，2007年造的一个人工呼吸床，这个床这是头部，这是脚部，人要趴在上面。这是我们刚才说的那个拖板，然后当你要吸气的时候，这拖板往下降，呼气的时候拖板往上走，这是我们2001年做的。那么这是我们在今年刚做的一个系统，刚做的系统我们可以看一下这个系统里面。这个系统它是可以动的，动作这一块的一个动作，它可以动作，这时候呼气、吸气，呼吸这个过程就可以人趴在上面，它就可以帮你呼吸。我个人在上面，我去做了很多实验，我就发现这个东西效果特别好。你躺在上面之后你就会发现你根本不用呼吸了，它会帮你呼吸，很舒服。 结果这个东西我们到了广州医学院被那些护士误解了，说你这个东西是不是减肥的？说你按压我的腹部，刚好有小肚子，你帮我按压之后我的小肚子就没了。我说这个可能有这方面的功效，可能有。好了，我们看一下在我们这个项目的研究中，我们为什么要做建模仿真和人工智能研究，我们为什么要做建模仿真呢，我们看一下这有一些原因，我可能列的不是很全。第一个病危的病人作为我们的实验对象危险大，因为我们这个系统，我们这个东西是一个辅助的呼吸，应急的呼吸，例如说你这个病人没有呼吸了，或者呼吸不行了，快没了。怎么办呢？那现在用这个东西去呼吸，可是在你整个的这个东西的研制过程中，你研制的这个东西，是不是需要这些病人帮你去做实验呢？你不做实验的话，你根本不可能说作为一个产品去做临床上用。那怎么办呢？那我们必须要用到我们的建模仿真，这是病危的病人要作为我们的实验对象危险很大。第二是我们实验的样本少，很少很少，我们去广州医学院，人家说了，这种很难办，我拿不到这种病人，为什么呢？他本来就不行了，他要往上面一放，他没了，这个没了，到底是你把他弄没了，还是自己就没了呢？自己要没了呢？你没有办法，你可能要赔钱，就这个问题。第三个我们的测试周期很长，我们一般测试一个，我们可能需要二十分钟。这个人本来就已经不行了，不行的，你们肯定没有见过，那种病危的人他是多么的痛苦。我去过他们广州医学院那个ICU病房，那些人成天在叫唤。在他这么难受的情况下，

那么怎么办呢？有同学会想，那老师你不是已经做了这么一个床吗？可是我只有这个床，我并没有上过这种危重病人，我只能用健康人去做测试。可是说实话，健康人我们实际的这种危重病人是有很大的差别的。那么我又想去对危重病人进行一个测试，那怎么办呢？我要建立他的数学模型。人工智能，我们为什么要用到人工智能？人工智能这一块我们主要用在我们的预测控制上面，我们的控制要用到对我们呼吸周期的预测，我们要预测我们下一次的呼吸周期是多长，那么我们要做人工智能，这里面我们用到了我们的一些人工智能的方法。我们有三点，控制方式要求对呼吸周期进行预测，现有的预测算法在我们的信号的陡升陡降处理上存在欠缺。还有现有的预测算法，预测精度较低，特别是在这个陡升陡降上面，因为我们的呼吸啊，我们的人在我们的整个的床上，他会有个问题就是什么呢？比如说给他打一针药，他马上呼吸就变慢了，你怎么办？那你也得反应它，一般的算法可能不行，它平滑掉了，可是我们这个需要反应它，需要快速的反应。

好了，简单的去说一下对我们这个机械通气的方法里面我们怎么样去数学减摩和方针研究的。因为这个东西我们需要用两到三年的时间去研究它，可是在这么简短的时间我们肯定是讲不清楚。我们看看，我们要建立这么一个数学模型，我在这里面建立了三个子模型，我们才能把这个数学模型建立完。我建立了一个腹压、胸内压和相对肺容量的一个关系值模型，建了一个二阶线性肺动态顺应性的子模型，你们一看这个东西如果你不学医学领域的同学，你可能都看不懂，什么叫顺应性呢？那这个概念是什么？你要想去建立它的数学模型你必须的对被控对象有了解。我当时为了去了解这个东西，我专门跟一个广州医学院的一个医学博士挂钩，我电话都不知道打了多少次，就是为了去了解，整个的肺部的运行的机制。那么通过分析我们的气道阻力的特点，我们建立了非线性的气道阻力子模型。 这是我用的特别多的一个照片，这是我们的肺部的一个照片，那么这里面大家看一下，我这里面主要是用到很多物理学的知识，压力的传递，一个是压力的传递，那我这里面用到很多口腔压，还有我们的胸腔回缩压，肺压，隔肌压、腹压。那么这些压力你都给它得提取出来，我们最后的目的是什么呢？最后的目的是要把我这个Pab，我腹部的压力跟我这个气流量的关系找出来。说我现在这个数学模型建完了，我希望现在给我的数学模型一个Pab，我就能够知道整个的肺部的气流量，通过肺部的气流量我就知道他呼吸的情况。我知道他呼吸，呼吸他到底是这次呼吸的量大不大，如果量就达到效果，如果量小说明你这个呼吸效果不好。 那么这里面我们就建立了很多的参数的一些关系，关系的一个数学表达式。在这里面我们还进行一个相对肺容量的概念，这里面我们对他实际的数据进行分析，分析得到了，知道了它是一个近似的线性关系。那我们就可以用我们的最小线性回归，去回归它得到一个数学公式描述我的这个关系。然后呢，我们这里面建立了这么一个，通过我们的线性回归我们得到了我们的跨肺压、腹压、胸膜腔内压的关系。我做的很多的这些工作都是为了让我的Pab跟我的那个的那个F之间有一个关系。可是我们来看这个图，我们看这个图，这个Pab要到F，它之间有横隔膜，有胸腔的液体，还有肺泡。这个肺泡压最后才跟我的这个F有关，所以我要不断的去找到我的Pab，和我们的F的关系，所以我这里面后续的所有的工作，所有的建立的模型都是为了这一个目的去做的。我希望得到Pab跟F的关系。好了，这里面我们一直在做工作，我们建立关系了，然后我们建立一个二阶的肺的动态顺应性的子模型。那么我把肺模拟成我的一个物理的一个模型，例如说这是一个弹簧，这是一个活塞，带有一定黏质阻力的弹簧。因为我们的肺是这样的，我们的肺有弹性，并且如果你现在，你吸气了，你再呼气的时候，不是说你的气体马上出来，肺要回到以前的状态必须慢慢的回，必须有一个对抗的效果。那么这个对抗效果就是通过它来实现的，所以我们建立这么一个黏质的模型。叫做黏弹性的阻力结构，我们把这个肺的顺应性给它描述了。这个顺应性的描述就解决了我的一些变量之间的关系，压力的关系，往上面传递的。 那么最后刚才我们这个肺的顺应性模型解决的是我们的胸腔压力跟我们的肺泡压力的关系，那么肺泡又跟气泡有关系，那我们要找到这个关系，就是我们出了一个非线性的气道阻力的子模型，我们找到我们的气道肺泡的压力，气道的压力，跟整个的最后的这个V，再看一下，我们这个肺的容量这么一个关系，你有肺的容量，容量做个求导，就是我们整个的一个流量嘛。 然后我们有这个关系，我们最后能够知道Pab跟我们的F之间，建立这么一个整个的数学模型。那么这个模型我们就建立完了，我们通过输入我们就知道输出的情况，那么我们在samelink里面就搭建这么一个数学模型，这就是samelink，samelink去搭建的。我们这个模型里面Pab，然后最后我们可以得到一个V，在这里面我们可以得到一个V。那么通过V我们就知道了肺的整个的气体的流量的关系。那么我们要做一个验证，刚才我们讲了数学模型建立好了就要做验证，我们验证了，看这个图，这个图怎么验证的呢？这个蓝色的，蓝色的曲线是实际的数据，实际的呼吸的数据，那么这个红色的是我们通过模型所得到的数据。大家看一下我们这里是有差别的，特别在这个地方我们是有差别的。这个差别我们之后我们分析了，为什么有这个差别？是因为我在之前建立这个数学模型的时候，我是在一定的约束条件下。可是刚好我把这个约束条件我把它约束了，而这个地方就会出现误差。那刚才讲了，有这个误差怎么办呢？我们可以通过我们的测试分析法，通过建立误差的一个补偿模型，通过我们的人工神经网络，我们的人工神经网络可以建立我们的输入跟我们的这个误差之间的一个关系，那我们就可以误差补偿，一补偿完之后，最后我们的综合模型就可以完全的跟我们的实际的运行的情况相吻合，这就是我