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人工智能自1956年诞生以来，已有60多年的历史，其发展大致可分为以下几个阶段。
远古时期，人们采用石头或木棒来延伸和加强人的手与脚，后来采用铜器和铁器来制作劳动工具和生活工具，来延伸和替代人的部分体力劳动。后来，人们开始幻想和尝试采用机器或工具来替代人的部分脑力劳动。古希腊就有制造机器人帮助人们劳动的神话传说，中国古代也有歌舞机器人传说的记载，这说明古代人就有人工智能的幻想。算盘、计算尺等工具的出现，标志着人们开始采用机器或工具来替代人的部分脑力劳动。到12世纪末，西班牙的神学家和逻辑学家罗门·卢乐试图制造能解决各种问题的通用逻辑机。17世纪时，法国物理学家和数学家帕斯卡制成了世界上第一台会演算的机械加法器。随后德国数学家和哲学家莱布尼兹在此基础上制成了进行全部四则运算的计算器。19世纪英国数学和力学家巴贝奇提出了差分机和分析机的设计思想。
1936年，年仅24岁的英国数学家图灵在他的一篇《理想计算机》的论文中提出了著名的图灵机模型。1938年德国青年工程师楚泽研制了第一台累计数字计算机Z-1，1945年他又发明了Planka.kel程序语言。1946年美国科学家莫奇利等人制成了世界上第一台电子数字计算机ENIAC。
1956年在美国达特茅斯大学举办的“侃谈会”上，与会人员第一次正式使用了人工智能（AI）这一术语，从此在美国开始形成了以人工智能为研究目标的几个研究组：纽维尔和西蒙组、塞缪尔和格伦特组、明斯基和麦卡锡的MIT组等。
1957年纽维尔和西蒙组编制出一个称为逻辑理论机的数学定理证明程序，另外他们还发明了NSS国际象棋机、人的口语学习和记忆的EPAM模型和早期自然语言理解程序SAD-SAM等。
1956年塞缪尔和格伦特组研发了一款具有自学习、自组织、自适应能力的西洋跳棋程序，1959年这个程序战胜了设计者本人，1962年还击败了美国的一位跳棋大师。
1959年明斯基和麦卡锡的MIT组发明了表（符号）处理语言LISP，成为人工智能程序设计的主要语言。1958年麦卡锡建立的行动计划咨询系统以及1960年明斯基的论文《走向人工智能的步骤》，对人工智能的发展都起到了积极的作用。
人工智能在发展过程中碰到的困难，比原来想象的要多得多。例如：1965年发明的消解法曾给人们带来了希望，可很快就被发现其能力有限；塞缪尔的下棋程序夺得州冠军之后没能进一步当上全国冠军，更不要说世界冠军；机器翻译方面，最初采用的主要办法是依靠一部词典的词到词的简单映射方法，结果没有成功；从神经生理学角度研究AI的人发现他们遇到了几乎是不可逾越的困难，以电子线路模拟神经元及人脑都没有成功。
由于20世纪50年代的研究盲目乐观且期望值过高，因此，60年代中期至70年代初期AI研究受到了人们的各种责难，进入了缓慢的发育成长期。尽管社会压力很大，AI研究先驱者的信念却没有动摇，他们认真总结经验教训，扎扎实实地做工作，不仅加强了基础理论研究，而且在专家系统、自然语言理解、机器人、计算机视觉等方面做出了很有成效的工作。
1977年第五届国际人工智能联合会议上，美国斯坦福大学的费根鲍姆系统地阐述了专家系统的思想并提出“知识工程”的概念。从此人工智能的研究又出现了新的转折点，即从获取智能的基于能力的策略，变成了基于知识的方法研究。知识作为智能的基础开始受到重视，知识工程的方法也很快渗透到AI各个领域，促使AI从实验室研究走向实际应用。
由于理论研究和计算机软硬件设计的飞速发展，各种专家系统、自然语言处理系统等AI实用系统开始商业化并进入市场，而且取得了较大的经济效益和社会效益，展示了人工智能高度的生命活力和应用的广阔前景。
此后，人工智能研究人员开始从事“顶天立地”的工作。“顶天”是指研究和解决AI的一系列关键技术问题，例如常识性知识表示、非单调推理、不确定推理、机器学习、分布式人工智能、智能机器体系结构等基础性研究，以期取得突破性进展；“立地”是指研究人工智能的实际应用，特别是专家系统、自然语言理解、计算机视觉、智能机器人、机器翻译系统都朝实用化迈进。
美国是人工智能的发源地，随着人工智能的发展，世界各国有关学者也都相继加入这一行列。英国在20世纪60年代就起步人工智能的研究，到70年代，爱丁堡大学还成立了“人工智能”系。日本和其他的一些西欧国家虽起步较晚，但发展都较快；俄罗斯对人工智能研究也开始予以重视。
中国的人工智能研究起步较晚，1978年才开始人工智能课题的研究，主要在定理证明、汉语自然语言理解、机器人及专家系统方面设立课题。1981年起，中国人工智能学会（CAAI）等学术团体相继成立；1984年智能计算机及其系统的全国学术讨论会召开；1986年起国家把智能计算机系统、智能机器人和智能信息处理（含模式识别）等重大项目列入国家高技术研究计划；1993年起，国家又把智能控制和智能自动化等项目列入国家科技攀登计划。进入21世纪后，越来越多的人工智能与智能系统研究获得各种基金计划支持，中国人工智能学会、中国计算机学会人工智能和模式识别专业委员会、中国自动化学会模式识别与机器智能专业委员会等学术团体先后成立，并开展相关的学术交流。此外国家还着手兴建了若干个与人工智能研究有关的国家重点实验室。在关于人工智能理论研究方面，国内学者除沿袭国外三大人工智能学派理论之外，还有许多具有代表性的创新研究，如：我国人工智能学科的主要奠基人、中国人工智能学会的主要创始人之一涂序彦提出的广义人工智能（GAI）；北京邮电大学钟义信教授提出的机制主义理论；北京师范大学刘晓力教授倡导的以“认知是算法不可完全的”理念为基础的研究纲领等。