人工智慧是一門三向交叉學科，理論基礎包括：語言學，控制論，計算機工程，經濟學，神經科學，哲學，心理學和數學。語言學對於怎樣將知識和資訊轉化成計算機可以用於推理的形式的研究有重要意義;控制論激起了人們對於研究製造智慧型機器的熱忱，為人工智慧打下了堅實的基礎;計算機工程提供了能夠進行通用計算和程式設計的人工製品;經濟學的最大貢獻是決策理論和博弈論，開創了思想的先河;神經科學研究了大腦產生思維的精確方式;哲學推動了人們對於演算法的探索;心理學讓人們思考了乙個重要問題，人類是如何進行思考和發出動作的，從而才把這些理論對映到對於人工智慧的研究;數學作為一門偉大的自然學科，在邏輯，計算和概率論上有著突出的貢獻。
問題求解和語言理解
proverb是一種電腦程式，可以解縱橫字謎。它使用了對可能的填充詞的約束、乙個以前字謎的龐大資料庫，以及多種資訊資源，包括詞典，電影及其出演演員清單的聯機資料庫。自然語言是人類在生活中交流使用的語言，人工智慧在人機互動這一領域探索如何讓計算機能夠理解和生成自然語言。
控制系統
醫學診斷
模式識別與智慧型系統是人工智慧的乙個研究方向，它為視網膜oct影象的識別上提出了不同的識別方案，研究人員在matlab環境下實驗各種識別的方法，確定最佳的識別方案，實現了眼疾病的自動診斷。基於概率分析的醫學診斷程式已經能夠在某些醫藥學領域達到專家醫師的水平，機器能夠指出影響它判斷的因素，並解釋病例中的併發症狀。
自動化程式設計
西洋跳棋程式是強化學習的乙個重要應用，gerrytesauro的td-gammon系統指明了強化學習技術的潛力。ibm公司的深藍成為在西洋棋比賽中世界冠軍的第乙個電腦程式，這場「人腦的最後抵抗」讓人們體會到了一種全新的智慧型。
決策系統
nasa的遠端智慧型體程式，在太空上用於控制太空飛行器的操作排程，它是第乙個船載自主規劃程式，在發生問題的時候太空飛行器進行檢測、診斷、以及恢復。多智慧型體規劃體現在多體規劃，協調機制和競爭，它能使載體在非確定性的領域中進行規劃和行動。
管理和儲存
dart是乙個動態分析和重規劃工具，多用於自動的運輸排程和後勤規劃。後勤規劃必須充分考慮到路徑、目的地、起點、終點以及解決所有引數之間的矛盾，人工智慧規劃可以在短時間內產生乙個成熟的規劃，縮短了工作時間，創造了高效益。
機械人技術
機械人是一種類人行為類人思考的機械裝置，在工業和農業上用來實現那些繁重的人類勞動。儘管現在大多數機械人系統處於原型階段，但是由機械人來完成目前由人類完成的大量半機械工作的局面一定會全面實現。在衛生保健方面機械人被用於協助外科醫生放置器械，它們具有優於人的高度準確性，在一些髖關節替換手術中，它們已經不可或缺了。不管在試行研究還是在手術室外，機械人系統都能夠體現出其優良的工作效能。
航天工程
利用人工智慧完美地建立了人-機介面，為通訊提供了保障，其次太空梭上採用了專家系統。在專家系統的指導下，飛行任務、飛行控制、發射、自動檢測、應用加註液氧和推理決策這些工作執行地有條不紊。人工智慧技在下面的系統中實現了高度自動化，確保了可靠性：利用空間站在空間進行故障診斷和排除，監控艙外活動，交會對接，飛行規劃的空間站分系統;空間結構物的組裝系統;衛星服務和空間工廠裝置維修系統。
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1 虛擬個人助理 這一看似簡單的過程實際上就有人工智慧的介入，並且扮演著重要的角色。在語音喚醒虛擬個人助理的時候，人工智慧會收集你的指令資訊，利用該資訊進一步識別你的語音，並為你提供個性化的結果，最終會讓你覺得越來越好用，達成越用越好用的結果。微軟表示，自家的cortana 中文名叫小娜 可以 不斷...