第二章 核心技术与研究

主编：甘胜江、王永涛、邸小莲人工智能ArtificialIntelligence出版社：哈尔滨工程大学第二章核心技术与研究

人工智能的基本技术2.2人工智能的核心技术2.1

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contents2.3人工智能的操作平台章章目录2.4人工智能与5G技术强化学习2.1.3深度学习2.1.2机器学习2.1.12.1 人工智能的核心技术章章目录节节目录本章导读人工智能技术的发展给人们的生活带来了极大的便利。但是人工智能究竟运用了哪些技术呢？本章将主要介绍人工智能的3大核心技术、7大基本技术，5大操作平台和系统，以及人工智能技术与5G相结合带来的一些行业应用，希望能帮助读者更好地了解人工智能技术。章章目录节节目录2.1人工智能的核心技术2.1.1机器学习机器学习相当于赋予机器主观能动性。在机器学习技术普及之前，电脑只是单纯依靠程序员输入的数据进行学习，至于能够学习到什么程度，完全依赖于程序员教到什么程度。随着技术的发展，机器学习就是利用算法指导机器利用输入的数据得出模型，并使用此模型对新的事件得出判断的过程。人类文明已诞生数千年，文化数据不胜枚举，单单依靠人工输入是不可能全部给电脑的，教所以机器学习技术对人工智能的发展非常重要，意义在于机器从原来的“要我学”，变成现在的“我要学”。章章目录节节目录深度学习是无监督学习的一种，模仿人的行为来处理数据，如图像、声音和文本。在不给任何额外提示的情况下，只输入“猫”这个关键字，就能把所有关于猫的图片从海量的数据中区分出来，如图2-2所示。今日头条也是深度学习的一大案例，如图2-3所示。2.1.2深度学习

章章目录节节目录强化学习的七个基本元素如图2-4所示。举例说明，如图2-5所示。2.1.3

强化学习章章目录节节目录2.1.3

强化学习从上面的案例可以看出，强化学习强调的是决策的过程，尤其是连续决策性问题。这里的决策比较简单，就只是“运动”和“偷懒”这两个决策，而小红对小王的奖赏决定了小王会做出什么决策。如在《吃豆人》游戏中，就是控制游戏里的主角吃豆人把豆子吃掉，但是不能被鬼魂抓到，如图2-6所示。章章目录节节目录智能问答2.2.3智能语音2.2.2自然语言2.2.12.2 人工智能的基本技术视觉技术2.2.4智能数据2.2.5环境感知2.2.6智能规划2.2.7章章目录2.2人工智能的基本技术2.2.1自然语言自然语言处理也是一个层次化分析与理解的过程，总体来说，可以分为五个层次，如图2-7所示。章章目录节节目录2020年8月25日，在百度大脑语言与知识技术峰会上，百度集团推出了5款新产品，其中一款就包括语义理解技术与平台文心，进一步研究了自然语言处理技术，打开了AI语言新技术的大门，如图2-8所示。2.2.1自然语言章章目录节节目录2.2.2智能语音智能语音也是人工智能技术的基本框架之一，完整的人机交互流程，如图2-9所示。智能语音中的人机交互系统与传统软件的区别。1．不确定性2．不可控性3．弱反馈性这三大性质给智能语音的发展带来了一定的困难，总结为以下五点，如图2-10所示。章章目录节节目录亚马逊推出了一款新型智能音响，可以叫它查天气、听音乐和播放新闻，是基于特定的场景执行任务。这款音响在国外迅速地火爆起来，紧接着国内也掀起了一股风潮。例如，2017年天猫精灵的兴起，如图2-11所示。2018年，百度也不甘落后，随即发布了“小度”，这款问答型机器综合了之前产品所有的功能，是集娱乐、闲聊和任务一体的智能机器，极大地提升了用户体验，如图2-12所示。2.2.3智能问答智能问答总体来说又分为四个模块，如图2-13所示。章章目录节节目录2.2.4视觉技术国内计算机视觉应用发展前景较好的企业主要可以分为三类，如图2-14所示。计算机视觉技术已基本实现了人工智能的“看得懂”，例如人脸识别，具体包括人脸检测、人脸对比、人脸关键特征检测、人脸属性、人力活体检测等，都得到了广泛的发展，即实现了计算机的“看得懂”，如图2-15所示。章章目录节节目录2.2.5智能数据2020年9月，华为人工智能大数据中心在成都高新区成功落户数据湖的建设，如图2-16所示华为数据湖。华为利用其庞大的数据库和先进的AI技术，在城市治理、民生服务和产业赋能等基础设施的建设方面也做出了巨大的贡献，如图2-17所示。基于互联网与AI技术研发的银行云，可以为企业打造端到端的金融服务，如图2-18所示。章章目录节节目录2.2.5智能数据以通用型大数据智能平台为例，分析智慧金融的数据平台和技术架构，如图2-19所示。章章目录节节目录2.2.6环境感知环境感知技术应用在航天、移动机器人、军事、智能车辆等领域，如图2-20所示。将环境感知技术运用到车辆之中，使车辆具有自主规划行驶路线的能力，如图2-21所示。除此之外，智能车辆规划路线的能力可使其高效、经济地到达目的地。章章目录节节目录2.2.7智能规划智能规划是最近几年人工智能中比较热门的一个领域，例如扫地机器人的路径规划，如图2-22所示。利用AI算法和模型，扫地机器人能够对房间自主分区，并可以智能形成地图管理，如图2-23所示，实现对房屋的全面覆盖和精准管理。章章目录节节目录自研智能芯片2.3.3智能深度平台2.3.2智能操作系统2.3.12.3 人工智能的操作平台模式识别技术2.3.4智能专家系统2.3.5章章目录2.3人工智能的操作平台号称全球首个真正搭载人工智能的手机系统——FreemeOS7.0，可实现人脸解锁和人脸识别趣味拍照等功能。是一款全新的非常私人化的手机，让智能硬件与人的交互更加默契，如图2-24所示。蔚来智能操作系统NIOOS设计的数字化驾驶舱，如图2-25所示。2.3.1智能操作系统章章目录节节目录2.3.2智能深度平台百度飞浆是一个技术领先、功能完备的产业级深度学习开源开放平台。如图2-26所示。章章目录节节目录随着飞浆产业赋能的加快，小到零件质检，大到城市规划病虫害检测，预防性医疗保健等，飞浆已在工业、农业、服务业、零售、地产以及互联网等众多行业实现落地应用。如图2-27所示。2.3.3自研智能芯片阿里巴巴第一颗自研芯片——含光800芯片，如图2-28所示。同样冠有“第一”头衔的，还有百度自主研发的中国第一款云端全功能AI芯片——百度昆仑芯片，如图2-29所示。章章目录节节目录模式识别技术的应用包括以下几个方面：文字识别、语音识别、指纹识别、遥感、医学诊断。2.3.4模式识别技术1．文字识别2．指纹、掌纹识别技术模式，图2-31所示为得力指纹考勤机。章章目录节节目录2.3.4模式识别技术3．模式识别的发展潜力模式识别技术作为一门基础学科，具有巨大的发展潜力，具体体现在以下三个方面，如图2-32所示。章章目录节节目录2.3.5智能专家系统专家系统的成功应用产生了巨大的经济和社会价值。专家系统与人工智能相互促进，在21世纪呈现出欣欣向荣的发展态势。了解专家系统，要把握好其特点，是学习人工智能知识的要点之一，如图2-33所示。章章目录节节目录蓝牙5.02.4.35G连接2.4.2虚拟现实2.4.12.4 人工智能与5G技术章章目录1．虚拟教育。在未来，VR走进教室成为可能，如图2-34所示。2.4.1虚拟现实章章目录节节目录2．虚拟旅游。5G网络能快速传输VR高清全景视频，提供沉浸式场景体验，使用户不需要出门就能欣赏到旅游景点的景色，如图2-35所示。虚拟现实技术主要有以下这些应用场景。3．虚拟体感购物。依靠5G网络速度快和延迟低的优势和特点，用户可以享受到快捷方便的购物和试穿体验。图2-36所示为虚拟体感试衣镜。2.4.25G

连接章章目录节节目录云计算就是以互联网为中心，云计算被广泛用于各个方面。腾讯、三星和华为等领先企业迅速利用云计算成本低、安全性能高的优势，结合自身需求，构建出整体的解决方案。VR眼镜的研发，它能带给用户在虚拟世界里的极致体验，如图2-37所示。蓝牙是目前智能穿戴设备最常用的技术之一，因此无线耳机应运而生，如图2-38所示。蓝牙5.0与人工智能技术的结合，让耳机既具有超长的续航能力。另外配备了人工智能的感知技术，更够精准地检测