人工智能通识 课件 第十二章 AI+文、理、工、医融合案例

人工智能通识：新技术与创新实践主编：唐志航，罗雅博文科:AI辅助写作与艺术创作PART01理科:AI在科研数据分析中的应用PART02工科:智能制造与数字孪生技术PART03目录CONTENTS医科:AI驱动的精准医疗与智慧健康PART04文科:AI辅助写作与艺术创作01文科:AI辅助写作与艺术创作01随着大语言模型的发展,人工智能在文学创作领域的应用正日益深入。AI不仅能够辅助写作,甚至还能参与创意生成,这一技术变革正在悄然改变文学创作的本质与边界。一、AI如何改变文学创作1AI辅助写作的演进2AI在文学创作中的多元角色3案例分析:AI辅助文学创作01除了文字创作,AI在视觉艺术领域也展现出惊人的创造力。从图像生成到艺术风格迁移,AI正在拓展艺术表达的新疆界。二、AI驱动的视觉艺术创新文科:AI辅助写作与艺术创作生成式图像模型的艺术应用01AI艺术的商业与文化影响02案例分析:AI视觉艺术的突破03人机协作:创意的新边界0401文科:AI辅助写作与艺术创作除了视觉艺术,AI在语言艺术和文化传承领域也发挥着重要作用。三、AI语言艺术与文化传承01AI在语言艺术中的应用02文化传承与保护中的AI角色03AI创作的局限与未来发展理科：AI在科研数据分析中的应用0202理科：AI在科研数据分析中的应用科学研究的本质在于发现规律、构建模型并预测未知。而当今科学研究面临的最大挑战之一是如何从海量、复杂的数据中提取有价值的信息。人工智能凭借其强大的数据处理能力,正在成为科研人员的得力助手,从根本上改变科学发现的方式和速度。一、数据爆炸时代的科研挑战1.科研数据规模的飞跃增长2.复杂性与维度挑战3.传统分析方法的局限02理科：AI在科研数据分析中的应用二、AI在不同理科领域的应用01物理学:从数据中发现基本规律03化学:加速材料发现与药物设计02生物学:解码生命的复杂性04地球科学:理解复杂环境系统02理科：AI在科研数据分析中的应用三、AI辅助科研的优势与挑战1AI为科研带来的关键优势2科研AI应用面临的挑战3未来发展趋势02理科：AI在科研数据分析中的应用四、AI数据分析实践路径1.入门阶段:利用现有AI工具2.进阶阶段:定制AI解决方案3.创新阶段:开发新型AI科研方法工科：智能制造与数字孪生技术0303工科：智能制造与数字孪生技术一、智能制造:工业革命的新篇章1智能制造的概念与发展历程2人工智能在制造业的多维应用3智能工厂:融合与协同的新范式03工科：智能制造与数字孪生技术二、数字孪生:虚实融合的桥梁数字孪生的概念与核心价值1数字孪生的五层架构2AI在数字孪生中的关键作用3数字孪生的典型应用场景403工科：智能制造与数字孪生技术三、智能制造与数字孪生中的关键技术1工业物联网2大数据分析3机器学习与深度学习4计算机视觉5增强现实与虚拟现实03工科：智能制造与数字孪生技术四、中国智能制造发展现状:机遇与挑战

1.国内发展现状当前,中国已成为全球最大的制造业国家,正积极推动制造业向智能化、数字化转型。国家出台了《“十四五”智能制造发展规划》等政策文件,为智能制造发展提供了强有力的政策支持。从应用领域看,汽车、电子、装备制造等行业走在智能化转型的前列。据统计,截至2022年底,中国规模以上工业企业数字化研发设计工具普及率超过73%,关键工序数控化率达到55.3%,工业机器人累计保有量超过140万台。不过,我国智能制造发展仍存在不平衡现象。大型企业走在前列,而中小企业则面临资金、技术、人才等多方面的挑战。地域发展也不均衡,长三角、珠三角和京津冀地区领先,中西部地区相对滞后。03工科：智能制造与数字孪生技术

2.智能制造给就业带来的变化智能制造的发展必然会对就业结构产生影响。对此,大家可能会有些担忧:机器人会不会抢走我们的工作?历史经验表明,技术革命确实会减少某些传统岗位,但同时也会创造新的就业机会。第一次工业革命使手工纺织工人失业,但创造了更多的工厂就业;互联网发展减少了传统邮递员,但催生了快递行业的大量就业。智能制造同样如此,它可能减少流水线上的简单操作工,但会增加设备维护、系统运营、数据分析等技术岗位。更重要的是,它改变了工作的性质,从体力密集型向知识密集型转变。对于即将进入职场的同学们,这既是挑战也是机遇。跨学科知识结构、数字化思维和持续学习能力,将成为适应智能制造时代的关键素养。03工科：智能制造与数字孪生技术五、智能制造与你的未来:准备好了吗?

1.大学生如何接触智能制造作为大学生,如何才能更好地了解智能制造、培养相关能力呢?这里有几条实用建议:跨学科学习1动手实践2企业实习3线上资源403工科：智能制造与数字孪生技术

2.未来职业发展方向

智能制造时代正在催生多种新兴职业,以下是几个有前景的方向:工业数据分析师01数字孪生工程师02智能系统集成工程师03人机协作专家0403工科：智能制造与数字孪生技术

3.智能制造的未来展望

智能制造技术正在快速发展,一些令人兴奋的趋势值得关注:

(1)智能化与服务化融合未来的制造商不再只销售产品,而是提供基于产品的整体解决方案。例如,一家工程机械企业不仅销售挖掘机,还会提供设备健康管理、操作优化、远程维护等增值服务。

(2)全生命周期数字孪生数字孪生的应用将从设计、生产环节扩展到产品全生命周期,实现从概念设计到报废回收的全过程数字化管理。产品的每一个关键状态变化都能在数字空间中得到精确映射。03工科：智能制造与数字孪生技术

(3)“元宇宙工厂”的雏形随着AR、VR、数字孪生等技术的融合发展,“元宇宙工厂”的概念正从科幻走向现实。在这种工厂中,物理和数字世界高度融合,工程师可以在虚拟环境中设计产品、优化生产线,然后将成果无缝转移到物理工厂。医科：AI驱动的精准医疗与智慧健康0404医科：AI驱动的精准医疗与智慧健康一、AI如何重塑医疗诊断随着深度学习和大数据技术的发展,人工智能在医疗诊断领域的应用正日益深入。AI不仅能够辅助医生进行疾病诊断,甚至在某些专业领域已经达到甚至超越了人类专家的诊断水平。医疗AI的演进历程1AI在医疗诊断中的多元角色2案例分析:AI辅助医疗诊断的突破304医科：AI驱动的精准医疗与智慧健康二、AI驱动的药物研发创新药物研发是一个耗时长、成本高、风险大的复杂过程。传统的新药研发通常需要10~15年时间,投入数十亿美元,成功率却不到10%。AI技术的介入正在革命性地改变这一现状。1传统药物研发的挑战2AI在药物研发中的革命性应用3中国AI药物研发的崛起04医科：AI驱动的精准医疗与智慧健康三、个性化医疗与精准治疗

AI技术正在推动医疗从“一刀切”的标准化治疗向个性化、精准化治疗转变。通过分析患者的基因信息、生活方式、环境因素等多维度数据,AI能够为每个患者制定最适合的治疗方案。3.慢性病管理的AI革命2.智能医疗助手的兴起1.基因组学与AI的结合04医科：AI驱动的精准医疗与智慧健康四、智慧医院与远程医疗

AI技术不仅改变了医疗诊断和治疗,也在重塑医疗服务的提供方式。智慧医院和远程医疗正在成为医疗服务的新模式。

1.智慧医院的核心特征智慧医院通过AI技术实现医疗服务的全流程智能化,如图12-14所示:

•智能导诊分诊:AI导诊机器人为患者提供就诊指导

•自动化检验:实验室自动化设备配合AI分析,提高检验效率和准确性。

•智能药房:机器人药师提供精准的药物配置和发放服务。

•预测性维护:AI监控医疗设备状态,预测维护需求。04医科：AI驱动的精准医疗与智慧健康图12-14智慧医院的整体架构图04医科：AI驱动的精准医疗与智慧健康2.远程医疗的AI赋能AI技术极大地扩展了远程医疗的能力,如图12-15所示:•远程诊断:AI辅助基层医生进行复杂疾病的诊断。•智能监测:可穿戴设备结合AI算法,实现健康状态的实时监测。•虚拟医生:AI虚拟医生为患者提供24小时健康咨询服务。04医科：AI驱动的精准医疗与智慧健康04医科：AI驱动的精准医疗与智慧健康五、