人工智能通识素养（微课版） 课件 第1章 认识人工智能

第1章认识人工智能主讲人：__________人工智能通识素养

（慕课版）本章导读人工智能是当今技术发展的主流方向，它影响生活的方方面面。本章从具体场景入手，介绍人工智能的基础概念与发展历程，以及被广泛关注的生成式人工智能，随后展望人工智能并分析其对未来生活的影响，最后探讨如何正确使用人工智能。通过本章的学习，大家可以快速全面地了解人工智能及其发展方向，学习如何合理运用这项技术，为适应智能化社会做好准备。

学习目标（1）全面了解人工智能的典型应用领域和特点；（2）理解人工智能在社会实践中的优势与局限；（3）通过案例了解人工智能对生活的影响。1.1无处不在的人工智能本节以多个具体场景为切入点，展示人工智能（ArtificialIntelligence，AI）如何推动技术创新与生活变革，通过案例打开学习人工智能的窗口。1.1.1游戏人机游戏是许多人首次接触人工智能的场景。从经典棋类对战到游戏场景建模，人工智能在提升游戏体验和推动技术进步方面发挥了重要作用。1.1.2智能脑机脑机接口（Brain-ComputerInterface，BCI）技术通过读取脑电波等神经信号，让人们能够以“意念”控制设备，为医疗康复和虚拟娱乐等领域带来新的机遇。1.1.3智能体育裁判在现代竞技体育中，人工智能技术已经成为裁判的重要助手。足球领域的半自动越位识别技术（Semi-AutomatedOffsideTechnology，SAOT）通过快速、精准的越位判罚，保障了比赛的连贯与公平。1.1.4 无人酒店无人酒店可以通过人工智能、大数据和物联网等技术，实现从预订到退房全流程的自动化。其中，人脸识别、自助登记和智能设备控制成为其核心特征，旅客可自助完成所有服务流程。1.1.5 手机智能体手机智能体可以高效完成个性化任务。以某品牌手机的智能体（PhoneGPT）为例（见图1-5），它通过语音识别技术和大模型技术，对用户的语音需求进行拆解分析、基于分析结果规划实施路径并采取行动。当用户说“提醒我下午3点开会”或“通过外卖点一杯奶茶”时，手机智能体会迅速理解需求，完成提醒设置或外卖下单操作。1.1.6 网购智能推荐网购智能推荐功能通过分析用户的浏览记录和购买行为，为用户推荐符合其需求的商品。以某网购平台智能推荐功能为例，当我们浏览过手机壳产品，再次进入首页后，平台会推荐相关商品，如在顶部搜索栏中推荐手机链、在页面中推荐蓝牙键盘等，如图1-6所示。1.1.7 智能音箱智能音箱已经融入大众生活，成为许多人获取信息和娱乐的工具。用户可以通过语音指令与智能音箱互动，获得丰富多样的服务，如图1-7所示。1.1.8 智能驾驶汽车智能驾驶汽车融合了感知、决策和控制等多项技术，可以实现车辆的自动化驾驶。它通过车载传感器和摄像头实时感知周围环境，收集环境数据并将其汇总至人工智能算法进行路况分析，辅助驾驶员进行车道选择、车速调整或紧急刹车等操作，如图1-8所示。最高级别的智能驾驶可使车辆在不依赖人类驾驶员的情况下实现安全行驶。1.1.9 无人机配送无人机可以依托人工智能驱动的飞行路径规划技术及自动化飞行控制技术，可以将包裹快速、安全地送达目的地。它已成为偏远地区和紧急场景配送的全新解决方案。1.1.10 AI用于科研人工智能在科研中的大数据处理和复杂分析方面展现出了强大能力。中国的500米口径球面射电望远镜（Five-hundred-meterApertureSphericalradioTelescope，FAST），被誉为“中国天眼”，在搜寻脉冲星方面取得了显著成果，如图1-10所示。1.2人工智能基础概念本节从人工智能的概念出发，梳理符号主义、连接主义和行为主义三大学派的发展脉络，进一步延伸到人工智能与认知科学的关系。1.2.1 人工智能的概念人工智能这一术语在1956年的达特茅斯会议上首次被提出。同时，人工智能被定义为“研究如何使机器表现得像人类一样聪明的一门科学和工程”，这一概念为人工智能学科奠定了基础。此外，在该会议上，约翰·麦卡锡（JohnMcCarthy）与马文·明斯基（MarvinMinsky）等科学家共同讨论了如何让机器模拟人类的智能行为。随着技术的发展，人工智能的概念不断演变。2021年，联合国教科文组织发布《人工智能伦理问题建议书》，如图1-11所示。1.2.2 人工智能的主流学派人工智能的研究从起步至今，发展出多种理论和技术流派，不同的理论框架和技术路径共同推动了人工智能技术的进步。符号主义、连接主义和行为主义是其中最主要的三大学派。1．符号主义2．连接主义3．行为主义1.2.3 人工智能与认知科学的关系认知科学是研究人类感知和思维信息处理过程的科学，包括从感觉的输入到复杂问题的求解，从人类个体到人类社会的智能活动，以及人类智能和机器智能的性质。认知科学融合了哲学、心理学、人类学、语言学、计算机科学和神经科学6个支撑学科的研究，如图1-12所示。1.3人工智能的发展历程人工智能的发展历程充满了探索与突破。从理论提出到广泛应用，人工智能经历了多个关键阶段。本节将回顾人工智能从探索期到强人工智能期的发展历程，介绍重要事件和技术里程碑。通过学习本节内容，读者将了解人工智能的发展历程，深化对人工智能的整体认识。1.3.1 人工智能发展概述人工智能自1956年提出以来，经历了从理论研究到技术应用的漫长发展过程。人工智能的发展历程可分为三个阶段

：探索期（20世纪50年代-20世纪70年代末）、弱人工智能期（20世纪80年代初-21世纪10年代初）和强人工智能期（21世纪10年代至今）。1.3.2 探索期（20世纪50年代-20世纪70年代末）该阶段涌现了多项开创性成果。逻辑理论家（LogicTheorist）是第一个人工智能程序，依靠规则推理解决逻辑问题

；感知机（Perceptron）是早期人工神经网络模型，用于解决简单分类问题。此外，艾伦·图灵（AlanTuring）在1950年提出“图灵测试”，用于判断机器是否具有智能。该测试让人类评审员与机器和其他人类进行文字对话，如果人类评审员无法分辨哪一方是人类，则认为机器通过了测试，如图1-13所示。1.3.3 弱人工智能期（20世纪80年代初-21世纪10年代）这一时期的重要突破包括1997年深蓝（DeepBlue）计算机击败国际象棋世界冠军加里·卡斯帕罗夫（GarryKasparov），如图1-14所示。以及2011年沃森（Watson）机器人在问答节目《Jeopardy!》中战胜人类选手。这些成果证明了人工智能在复杂决策和语言理解等方面的优势。但此时人工智能的应用仍局限于特定领域。1.3.4 强人工智能期（21世纪年代至今）这一阶段人工智能推动了自动驾驶、智能助手和生成式AI工具的广泛应用。例如，“萝卜快跑”自动驾驶无人网约车已在多地投入试运行，如图1-15所示。小度助手和小爱同学等智能语音助手已经被广泛使用。文心一言和智谱清言等生成式AI工具已成为我们生活和学习的重要伙伴。1.3.5 我国人工智能重要发展事件近年来，我国人工智能发展势头迅猛，从战略部署、技术研发到产业应用，全面推动了技术创新和社会进步。我国在人工智能领域的重要发展事件如表1-1所示。1.4人工智能生成内容简述人工智能生成内容（ArtificialIntelligenceGeneratedContent，AIGC）正在重新定义内容生产的方式。1.4.1 AIGC与人工智能的关系AIGC是人工智能技术的延伸，依托深度学习算法、高性能算力和海量数据，AIGC实现了文字、图像、音频和视频等多模态内容的高效生成，拓展了人工智能在内容创作领域的能力。与此同时，AIGC的广泛应用也推动了人工智能技术的进步。为满足“文字生成文字”“文字生成图片”等多样化需求，AIGC技术在算法设计、性能优化等方面不断突破，加速了人工智能技术的发展进程。1.4.2 AIGC的定义AIGC是指通过人工智能技术自动创作内容。AIGC技术生成的内容包括文字、图像、音频和视频等多种形式。《人工智能生成内容（AIGC）白皮书》（如图1-16所示）指出，“AIGC既是从内容生产者视角进行分类的一类内容，又是一种内容生产方式，还是用于内容自动化生成的一类技术集合。”1.4.3 内容创作的定义及发展历程AIGC的出现标志着内容创作模式进入了智能化和自动化的新阶段。内容创作是指通过创意和技术手段生产文字、图像、音频、视频等信息内容的过程。随着技术的不断进步，内容创作经历了从专业生产内容（ProfessionalGeneratedContent，PGC）、用户生产内容（UserGeneratedContent，UGC）到AIGC的发展历程。1．PGC2．UGC3．AIGC1.4.4 AIGC的主要应用领域AIGC技术以其高效、灵活的特点，广泛应用于文字生成、图像生成、音频生成和视频生成等领域，以下是其主要应用领域。1．文本生成2．图像生成3．音频生成4．视频生成5．交互式体验1.5人工智能的展望本节将探讨超人工智能、人工智能的潜在应用领域以及人工智能将如何影响我们的生活。1.5.1 超人工智能超人工智能是指在所有任务上的表现超越人类的人工智能系统。超人工智能不仅能够完成复杂推理，还在学习能力、创造力和情感理解等方面远超人类。1.5.2 人工智能的潜在应用领域未来人工智能将应用于更多领域，为各领域带来深远影响。以下是几大潜在应用领域。1．多模态内容创作2．AR与VR手术助手3．智能城市1.5.3 人工智能将如何影响我们的生活人工智能快速改变我们的工作、学习和生活方式，正推动各行业向智能化、个性化和自动化发展，人工智能可能给我们的生活带来的影响主要包括以下几方面。1．生活自动化2．教育个性化3．医疗公平化4．交通立体化1.6正确使用人工智能本节将从学习人工智能的方法，在学习与生活中使用人工智能工具、参与人工智能活动和批判性地看待人工智能四部分介绍如何正确使用人工智能。1.6.1 掌握学习人工智能的方法人工智能是学习与生活中重要的工具，通过理解基本原理、选择工具和结合实践，读者可以更好地掌握学习人工智能的方法，提高学习效率，为适应未来智能化社会打下坚实基础。1．理解基本原理2．选择工具3．结合实践1.6.2 使用人工智能工具要充分使用人工智能工具，读者需要从实际问题中发现应用场景，并在实践中总结适合自己的使用方法。以下是四个关键方法。1．分析痛点2．主动尝试3．参考他人使用经验4．总结经验1.6.3 参与人工智能活动参与人工智能活动是提升实践能力的有效方式。许多人工智能活动简单易学，不需要技术背景，读者可以通过动手实践，感受人工智能在学习和生活中的实际应用。1．参与学校体验活动2．参加科普活动1.6.4 批判性地看待人工智能在使用人工智能时，需保持批判性思维，既懂得如何利用其优势，也要警惕以下潜在问题，做到理性判断。1．情感局限2．偏见误导3．伦理隐私上机实训——体验大模型工具【实训介绍】通过体验国内主流的大模型工具，了解人工智能技术如何融入日常生活。大家将在本实训中完成复习计划的制定，掌握大模型工具的基本使用方法。【思路解析】（1）选用工具。选择一款国内流行的大模型工具，如DeepSeek。（2）问题设计。根据“制定复习计划”这个主题，设计对DeepSeek的提问。此处我们假定读者需重点复习偏导数内容。（3）实际操作。执行任务时，观察DeepSeek的操作流程和生成结果，并记录其在解决问题时的表现。（4）总结反思。分析DeepSeek的实际效果，思考其优点、缺点及适用场景。【操作步骤】（1）下载并注册。下载DeepSeek，按照提示完成注册并登录。（2）输入任务需求。打开DeepSeek，输入具体需求，例如

：“为我制订一份大学一年级商科高等数学的课程复习计划，其中偏导数需要重点复习。整个计划控制在2周以内