Не знаю, насколько современные, насколько абстрактные математические книги и из какой области Вам нужны, так что ответ мой будет однобоким: все перечисленное в большей части относится к статистике, однако в ИИ (и во всем, что называют ИИ) используется и формальная логика, и нечеткая логика, и конечные автоматы, и формальные грамматики, причем, все это одновременно, вперемешку. Я не думаю, что перечислил хотя бы половину.
Чтобы ВУЗовскую статистику освежить, можно Письменный - Конспект лекций по теории вероятностей. Там все излагается поверхностно, но при этом очень просто и кратко. Имея ее под рукой, удобно лезть в дебри.
Для того, чтобы освоить непараметрическую статистику, Тарасенко - Непараметрическая статистика. По обычной статистике я ничего порекомендовать не могу.
По теории распознавания образов можно взятьФукунага - Введение в статистическую теорию распознавания образов и Ту, Гонсалес - Принципы распознавания образов. Сами они ссылаются на книгу Нильсона Нильсон - Обучающиеся машины. Еще у него (Нильсона) есть Принципы искусственного интеллекта, и там рассказывается про продукционные системы ИИ на основе формальной логики.
Из современных книг многие рекомендуют Рассел, Норвиг - Искусственный интеллект, современный подход. Там все собрано, из разных областей, так что талмуд получился большой, аж на 1500 страниц.
Уверен, что мой ответ можно дополнить.