人工智能基础与应用（第2版）（中篇共上中下3篇）

人工智能基础与应用应用篇第四章AI+安防——为人类安全保驾护航导读安防即安全防护，它以维护社会公共安全为目的，为人类安全保驾护航。近些年，随着人工智能技术的逐渐成熟，智慧安防也得到了迅速的发展。本章将从智慧安防的概念入手，介绍人工智能在安防行业的应用。学习目标了解安防行业的发展历程，智慧安防的概念及其产业链。了解警用智慧安防和民用智慧安防。体验智能科技——小盯智慧安防。231素质目标01了解智慧安防新科技，开阔学生的视野，增强学生的安全意识。02关注中国智慧安防行业的发展，感受国家的发展、民族的强大。

03关注国家政策方针，培养学生的民族意识。目录CONTENTSAI+安防的前世今生0102人工智能在安防行业的全面发展03智能体验馆：小盯智慧安防AI+安防的前世今生014.1AI+安防的前世今生4.1.1安防行业的发展历程早期，安防行业并没有引起人们的重视，直到

1959

年，故宫盗宝案的发生才激发了人们的安防意识，该事件是当时安防行业萌动的起点，对安防行业的发展具有举足轻重的作用。从1959年至今，安防系统发生了翻天覆地的变化，除了声音监听、图像监测、红外报警、门禁识别外，各个系统联动的安防设备也已经覆盖到了多个常见场所。从最初故宫安装的监听报警系统到现在的民用安防开始普及，人们的安防意识不断增强。4.1AI+安防的前世今生4.1.1安防行业的发展历程随着20世纪80年代后期一系列安防技术标准的出台，基于电荷耦合器件（charge-coupleddevice，CCD）的安防监控摄像机走向市场。此后，中国的安防行业走上快速发展的道路，其发展历程可用右图描述。4.1AI+安防的前世今生4.1.2认识智慧安防智慧安防是人工智能与安防的完美融合，它是指基于泛在监控、泛在网络和泛在计算机技术，实现全域监控、智能预警、安全防范和高效应急救援等功能的一体化综合实时智慧化安防体系。智慧安防为社会的安宁和人类的安全提供了保障，同时为世界科学技术的前进和发展保驾护航。它的主要特点可概括为以下3点。智慧安防能够实现多区域、多维度和多方面的监控，同时还可以进行智能信息共享和调度。智慧安防可以通过智能分析技术实时监测安全隐患，并在发现隐患时及时自主报警，实现智能预防功能。发生安全隐患时，智慧安防能够通过对医疗、消防和警力等多方资源的智能调度，进行高效地应急救援行动。1234.1AI+安防的前世今生4.1.3智慧安防的产业链智慧安防经过多年的发展，已经形成了较为完整的产业链，如右图所示。在智慧安防的产业链中，软件开发与硬件设备制造、系统集成、运营服务是产业链的核心，终端应用的渠道推广是产业链的经脉。图

智慧安防的产业链4.1AI+安防的前世今生智慧安防的市场需求旺盛，在国家政府的大力扶持下，智慧安防技术不断取得进步。目前，中国研究智慧安防的企业有海康威视、大华股份、天地伟业和宇视科技等，如下图所示。

海康威视

大华股份

天地伟业

宇视科技

图

企业Logo4.1.3智慧安防的产业链人工智能在安防行业的全面发展024.2人工智能在安防行业的全面发展当下，安防行业已经开始从安全防范迈进公共安全更多的领域，致力于服务社会治理、服务人民生产生活。例如，大街小巷都安装着各种各样的摄像头（见右图），这些监控设备为维护社会治安、打击违法犯罪行为、降低安全隐患等做出了巨大的贡献。由此可见，智慧安防是维护社会安定必不可少的有效方法。图

摄像头4.2人工智能在安防行业的全面发展4.2.1警用智慧安防警用智慧安防是指利用计算机硬件设备的强大计算能力及软件系统的智能分析能力，从海量的城市级信息中，实时分析嫌疑人的信息，并给出最可靠的线索建议，为侦破案件提供有效性的方案，节约破案时间。下面列举几个已经落地的警用智慧安防项目，如智能巡逻机器人、AR智能警用眼镜、南昌公安智慧指挥平台等。智能巡逻机器人（见右图）综合采用人工智能、物联网、云计算和大数据等技术，搭载高清视频及高精度红外热成像，进行全景实时监测，身兼自主巡逻、视频通信、车辆识别、人脸识别、状态监测、远程喊话、紧急报警、信息播报等多项功能，可以协助民警完成基础性自动巡逻或值守工作，降低安保运营成本。智能巡逻机器人智能巡逻机器人☞点击播放微课除了上述智能巡逻机器人之外，警用机器人还有排爆机器人、消防机器人等，如下图所示。

排爆机器人

消防机器人

4.2人工智能在安防行业的全面发展4.2.1警用智慧安防AR智能警用眼镜（见下图）内置高清摄像头、智能语音识别及对讲系统，联网后可以将执法记录、语音广播和图像识别等功能融为一体，不仅可以通过语音识别进行人机交互，还可以通过自带的识别系统实现三维手势识别，以及快速人脸识别、车牌识别和各种扫码服务等，提高了警察的工作效率。AR智能警用眼镜4.2人工智能在安防行业的全面发展4.2.1警用智慧安防南昌公安智慧指挥平台是国内首个5G通信的智慧通信指挥平台，由三辆功能各异的指挥车组成。其中，南昌公安智慧指挥平台车（见图1）为母车，负责整体安防的指挥与调动。南昌公安特防车（见图2）、南昌交通指挥车（见图3）以南昌公安智慧指挥平台车为中心，组建通信指挥调度体系，实现互联互通、协同作战，最大限度地对安保现场实施一体化指挥调度。图1南昌公安智慧指挥平台车图2南昌公安特防车图3南昌交通指挥车4.2人工智能在安防行业的全面发展4.2.1警用智慧安防4.2.2民用智慧安防民用智慧安防是指利用生物识别、图像识别和视频监控等技术设计具有高智能化、高便携性，同时还应用于生活中多个场景的系统和设备。民用智慧安防包括对小区、楼宇、校园和房屋等的安全管理，有人脸识别门禁、栏杆道闸、视频监控系统和可视对讲系统等。4.2人工智能在安防行业的全面发展人脸识别门禁主要是采用人脸识别技术对出入特定场所的人员进行管理。例如，人脸识别门禁可用于管理出入写字楼的人员，如图1所示。当工作人员进出写字楼时，只需要将脸部朝向人脸识别设备进行刷脸，闸机便可以自动打开。但非该写字楼的人员则不能通过闸机，这是因为人脸数据库中没有他们的身份信息。栏杆道闸（见图2）主要是采用文字识别技术对车牌进行识别，从而管理出入特定场所（如小区、停车场等）的车辆。它不仅可以自动识别车牌信息进行车辆放行，还可以统计来往车辆的数量，确定车位剩余数量等。图1人脸识别门禁图2栏杆道闸4.2.2民用智慧安防4.2人工智能在安防行业的全面发展视频监控系统（见图3）利用网络技术将安装在不同区域的视频、音频、报警等监控系统连接起来，通过中控计算机的处理将有用信息保存并发送到其他数据终端，如手机、笔记本电脑、110报警中心、液晶拼接屏和监视器等。可视对讲系统（见图4）是一种用于高层住宅、公寓大厦等场所的设备，它具有户间信息传递、防盗门控制和在紧急情况下住户向楼宇值班室报警等功能。可视对讲系统以功能齐全、性能可靠、容量大、造型美观、安装使用方便而深受广大用户欢迎，并且也在日常生活的小区中得到了广泛的应用。图3视频监控图4可视对讲分析智慧安防不同的应用场景不难发现，目前智慧安防的实现普遍依赖于视频监控系统。4.2.2民用智慧安防4.2人工智能在安防行业的全面发展智能体验馆：小盯智慧安防034.3智能体验馆：小盯智慧安防安防行业的智慧化发展离不开监控和报警两大系统的完美结合。但是，很少有企业将两者有机有序地结合在一起。甚至，在早期安防行业中两个系统完全是分离的，需要靠人工观察监控系统，判断是否有危情，然后通过报警系统进行报警。随着人工智能、物联网、云计算和大数据等多种前沿技术的发展，完美融合监控和报警两大系统的硬件产品和软件产品应运而生。下面大家一起来感受一下小盯智慧安防相关产品的神奇之处。4.3智能体验馆：小盯智慧安防4.3.1硬件产品智慧安防的部署与落地离不开硬件产品的辅助，如深圳市小盯安防科技有限公司研发的第二代单路枪型AI报警主机、电梯电动车检测半球等。第二代单路枪型AI报警主机（见右图）嵌入AI内核，通过视频分析技术识别高清监控视频中的警情，进行报警实时联动，从而实现警戒线、区域检测、人形检测等多规则AI智能视频分析报警。它安装简单，无须烦琐布线，并且可以灵活设置防区，没有物理边界也能轻松布防，颠覆了传统的联网报警模式。图

第二代单路枪型AI报警主机电梯电动车检测半球（见左图）通过图像识别技术主动识别高清视频中的电动车，并自动播放告警音频，它支持全类型电动车识别，识别准确度高，同时识别结果可与梯控系统（控制电梯门开关/停梯状态）联动，可以有效防止电动车进入电梯。此外，它安装简单，无须烦琐布线，还支持语音对讲、手机远程、遮挡报警、平层检测和困人报警等多种功能。图

电梯电动车检测半球4.3智能体验馆：小盯智慧安防4.3.1硬件产品4.3智能体验馆：小盯智慧安防4.3.2软件产品硬件产品的应用离不开智能化软件产品的辅助。辅助上述硬件产品进行安全防护的软件产品有电脑端的小盯智慧安防服务平台、手机端的智慧安防App等。1．小盯智慧安防服务平台小盯智慧安防服务平台正是依托最前沿的人工智能、物联网、云计算和大数据等技术，坚持自主创新，突破传统安防行业的壁垒，打造出的集视频监控、防盗报警、安保服务、保险保障、经营管理等多种功能为一体的新一代智慧安防服务平台，如右图所示。图

小盯智慧安防服务平台小盯智慧安防服务平台完美地将视频监控和联网报警系统结合在一起，深度运用AI视频智能分析技术，开创性地重新定义了智慧安防。此外，它通过行业定制，以成熟的解决方案、模块化的平台管理，提高运营效率，提升服务价值，让安防行业迈向智慧安防轻运营新时代。该平台有了人工智能技术的支持后，其功能极为丰富，具体如右图所示。图

小盯智慧安防服务平台功能4.3智能体验馆：小盯智慧安防4.3.2软件产品1．小盯智慧安防服务平台小盯智慧安防服务平台倡导场景应用的智能高效，它可以灵活地为伙伴提供不同场景应用的定制开发。应用场景包括店铺、仓库、办公室、家庭、养殖场和幼儿园等，如右图所示。小盯智慧安防服务平台基于阿里云SaaS（软件即服务）平台开发，能全面兼容市面上80%的联网报警设备，并对于生产厂家的产品与系统给予免费接入的福利。图

小盯智慧安防服务平台的应用场景4.3智能体验馆：小盯智慧安防4.3.2软件产品1．小盯智慧安防服务平台2．智慧安防App智慧安防App（见图1）是一款远程视频监控软件，它是针对个人和企业用户推出的视频服务类产品。它提供了监控设备管理、报警通知、视频查看等多种服务。图1智慧安防App4.3智能体验馆：小盯智慧安防4.3.2软件产品用户使用该App能够随时随地在线管理和控制监控设备的状态（如布防、撤防等），如图2所示。同时，用户也可以通过该App的报警服务，即时接收自己关注场所的异常信息，便于自己第一时间采取安全防护措施，如图3所示。图2管理和控制监控设备图3报警消息推送此外，通过智慧安防App提供的服务，用户可以使用手机轻松查看公寓、别墅、商铺、办公室、停车场等场所的实时视频，如图4所示。同时，用户还可以通过选择日期查询监控录像视频的历史记录。图4停车场实时视频2．智慧安防App4.3智能体验馆：小盯智慧安防4.3.2软件产品再见人工智能基础与应用第五章AI+教育——实现趣味性教学导读教育兴则国家兴，教育强则国家强。教育既是国家意志，也是人民期待，还是提高国民素质、促进人全面发展的根本途径。人工智能技术为教育行业的发展注入了技术支撑，推动了教育行业的全面发展。本章将从智慧教育的概念入手，介绍人工智能在教育行业的应用。学习目标了解教育行业的发展历程，以及智慧教育的概念和产业图谱。了解精准化教学、科学化管理、个性化学习和自动化考评。体验智能科技——小猿搜题。231素质目标01体会教育的重要性，增强学生的受教育意识。02紧跟时代的发展，培养学生良好的学习习惯，合理利用智能电子产品。

03感受科技创新的乐趣，激发学生的兴趣点，培养学生的创新意识。目录CONTENTSAI+教育的巨大浪潮0102人工智能与教育的完美融合03智能体验馆：小猿搜题AI+教育的巨大浪潮015.1AI+教育的巨大浪潮教育，是一个国家的立国之本，也是民族振兴、社会进步的基石。教育，不仅寄托着个人成长的希望、家庭的希望，也承载着一个国家发展的希望。我国高度重视教育行业的发展。5.1AI+教育的巨大浪潮5.1.1教育行业的发展历程信息技术的迭代发展不断推动着教育的变革创新，随着人工智能技术的发展，AI+教育的浪潮汹涌而至。越来越多的人工智能企业或教育企业开始积极探索人工智能在教育行业的应用场景。在AI+教育浪潮的推动下，我国教育行业的发展从早期的教育信息化，过渡到中期的在线教育，然后迈进现在的AI+教育，如右图所示。图

中国教育行业的发展历程5.1AI+教育的巨大浪潮5.1.2认识智慧教育智慧教育是以数字化信息和网络为基础，利用计算机和互联网技术，对教学、科研、管理、技术服务、生活服务等校园信息进行收集、处理、整合、存储、传输和应用，以充分优化和利用数字资源。智慧教育能够在传统校园的基础上构建一个数字空间，实现从环境（设备、教室等）、资源（图书、讲义、课件等）到应用（教、学、管理、服务、办公等）的全面数字化，这不仅拓展了现实教育的时间和空间维度，提升了传统教育的管理、运行效率，还扩展了传统校园的业务功能，最终实现教育过程的全面信息化，从而达到提高管理水平、提升教学质量等多个目的。5.1AI+教育的巨大浪潮5.1.3智慧教育的产业图谱智慧教育是国际教育信息化发展的新方向，也是全球教育发展的新趋势，它不仅拥有良好的教育理念，还采用趣味性的教学方式，为广大用户提供优质的教育资源。受益于国家政策的支持，以及市场环境的推动，智慧教育得到了迅速的发展，其产业图谱如右图所示。图

智慧教育的产业图谱人工智能与教育的完美融合025.2人工智能与教育的完美融合从教育教学活动的角度出发，当前的智慧教育场景可划分为“教”“管”“学”“考”4个场景，如下图所示。其中，“教”和“管”的主体是教育者；“学”与“考”的主体是受教育者。图

智慧教育场景5.2人工智能与教育的完美融合5.2.1精准化教学精准化教学是从辅助教师教学的角度出发，涵盖了备课、授课、作业批改、辅导、教研等多个教学流程，实现了对学生学情的精准分析、教学资源的精准推送、课堂互动的即时反馈数据留存、智能辅导与答疑、课程的录制与分析、网络协同教研等，较大程度地减轻了教师的教学负担，提高了教学的效率和针对性。科大讯飞智慧教育应用平台中的智慧教学（见右图）借助于大数据和人工智能技术，挖掘学生学业数据，分析学生常态化学情，帮助教师确定课堂教学重点，聚焦共性薄弱知识点，有效提升教学效率，实现精准化教学。图

智慧教学百度VR智慧课堂（见下图）为教师的教学提供了三维立体化平台，不仅增强了课程的趣味性，还为教师的精准化教学提供了强大的支持。此外，百度VR智慧课堂还为学生提供了良好的学习体验，有助于激发学生的学习积极性。图

百度VR智慧课堂5.2人工智能与教育的完美融合5.2.1精准化教学百度VR智慧课堂☞点击播放微课5.2人工智能与教育的完美融合5.2.2科学化管理科学化管理是指采用人工智能、物联网、云计算和大数据等技术对校园安全、课程安排、教学督导、校园建设等教务工作进行科学化管理，从而辅助教育工作者处理教务工作。科大讯飞智慧教育应用平台中的智慧管理提供了智慧校园、云平台、教育决策系统、综合素质评价和教育督导等多项功能，如右图所示。图

智慧管理腾讯智慧校园是以微信（学生、家长）和企业微信（教师）为入口的“移动端校园智慧生态圈解决方案”，如下图所示。它为教育主管部门、学校、教师、学生、家长等各方教育主体提供服务，覆盖智慧管理、智慧教学、智慧家校、智慧办公、智慧环境、智慧评价和智慧数据等多个校园场景。图

腾讯智慧校园5.2人工智能与教育的完美融合5.2.2科学化管理5.2人工智能与教育的完美融合5.2.3个性化学习个性化学习是指利用人工智能、大数据等技术对学生进行全方位评价，从而发现并解决学生所存在的学习问题，同时为每个学生量身定制学习计划、学习策略和学习方法等，提高学生的学习效率。不同的学生有不同的特点，解决学生的学习问题，应该用个性化的方法去适应学习上的要求。讯飞智能学习机（见右图）是一款提供AI智能个性化学习服务的家教机，覆盖了小学、初中和高中的学习内容。它不仅可以全面检测知识点，并针对学生的弱项进行精准教学，还可以快速定位加分项，减轻学习负担，增强学习效率，提升学习成绩。图

讯飞智能学习机讯飞智能学习机☞点击播放微课步步高家教机（见下图）是步步高教育电子有限公司推出的一款辅助学习的工具，具有精准指尖定位功能，学生可以直接在课本、练习册或试卷上指着提问，哪里不懂指哪里。它还有智能语音听写、英语点读、智能答疑、学科同步辅导和学习诊断等功能。图

步步高家教机5.2人工智能与教育的完美融合5.2.3个性化学习步步高家教机☞点击播放微课5.2人工智能与教育的完美融合5.2.4自动化考评自动化考评是指利用人工智能、计算机等技术实现自动组卷、监考、阅卷、考试分析、综合素质评价等多项内容，辅助教师进行科学、高效的考试与评价工作，这样不仅在一定程度上减轻了教师的工作负担，还为教师开展下一步教学工作提供了较大的帮助。作业帮口算（见右图）是作业帮旗下专为小学家长、教师用户打造的一站式数学作业辅导App。它依托作业帮的大数据库，并结合人工智能技术，上线了拍照检查、口算练习、创建班级、布置作业等多项功能。图

作业帮口算阅卷扫描仪（见左图）是运用计算机网络和图像处理技术，扫描考生的答卷，然后将整张答卷生成电子图像。图

阅卷扫描仪5.2人工智能与教育的完美融合5.2.4自动化考评智能体验馆：小猿搜题035.3智能体验馆：小猿搜题小猿搜题（见下图）是一款中小学学生免费使用的拍照答疑App，隶属于猿辅导在线教育。它的海量题库覆盖小学、初中、高中，包括语文、数学、英语、物理、化学、生物、历史、政治、地理在内的主要学科。当学生遇到不会做的题，使用小猿搜题App轻松一拍，就能秒出详细的答案解析，更有教师视频讲解，帮助解决难题困扰。下面大家一起来体验一下小猿搜题App，感受信息时代背景下个性化学习的魅力。图

小猿搜题App5.3智能体验馆：小猿搜题

步骤一：安装小猿搜题App。打开手机，在“应用市场”App的搜索框中输入“小猿搜题”，然后进行安装。

步骤二：打开小猿搜题App。在手机桌面上点击“小猿搜题”图标，在打开的界面中查看《小猿搜题用户协议》《隐私政策》和《儿童隐私政策》中的所有条款，并点击“同意并开始使用”按钮；接着在打开的“登录查看个人主页”界面中输入手机号并勾选下方的单选钮，然后点击“获取验证码”按钮；最后根据提示输入验证码即可完成登录，如图1所示。图1打开小猿搜题App5.3智能体验馆：小猿搜题点击这里可以切换年级左滑查看更多搜索结果图2小猿搜题App的“拍照搜题”

步骤三：使用小猿搜题App的“拍照搜题”。首次登录小猿搜题App需要先填写信息，即先勾选表示身份的单选钮，如“我是学生”单选钮，再根据需要选择自己所在的年级，如“七年级”，接着点击“确认，进入小猿搜题”按钮便可进入小猿搜题App的首页。点击该App首页中的“拍照搜题”图标，便可利用手机摄像头拍摄待搜索题目的图像（可以拍单题，也可以拍整页），拍照之后手动调整取图框，框选出一道题，然后点击“确定”按钮

，便可得到搜题结果，而且左滑可以查看更多搜索结果，如图2所示。5.3智能体验馆：小猿搜题

步骤四：将错题加入小猿搜题App的“错题本”中。将搜索到的第2个搜索结果加入错题本中，需要上滑该界面，然后点击“加入错题本”按钮，便可成功将题目加入错题本，然后在“做笔记”界面选择学科（如“数学”）、标签（如“方程”），并做笔记，最后点击“保存”按钮即可完成对错题的归类，如图3所示。图3将错题加入小猿搜题App“错题本”5.3智能体验馆：小猿搜题

步骤五：查看小猿搜题App的“错题本”。用户想要查看错题时，先选择小猿搜题App首页中的“我”选项卡，然后点击该界面中的“错题本”图标，可以看到不同学科的错题，接着点击“数学”图标，可以看到“数学错题本”，点击题目的文本便可查看“题目详情”，点击“查看答案”按钮可查看答案解析，如图4所示。图4查看小猿搜题App“错题本”再见人工智能基础与应用第六章AI+医疗——提升人类的健康水平导读拥有健康，是人们一生最大的财富，但人的一生难免有疾病。所以，医疗是每个人的刚性需求，也是国家重要的民生领域。近年来，随着信息技术的发展，广大研究人员将人工智能等技术应用于医疗行业，提供了远程医疗、智能医疗、辅助医疗等多项服务，以提高医疗服务的整体质量。本章将从智慧医疗的概念入手，介绍人工智能在医疗行业的应用。学习目标了解什么是智慧医疗，以及智慧医疗的优势和整体结构。了解医疗管理智能化、疾病诊断智能化、疾病预测智能化和药物研发智能化。体验智能科技——讯飞晓医。231素质目标01感受健康的可贵，培养学生良好的生活习惯，并加强他们的运动意识。02体验科技带来的便捷性，培养学生“科技改变生活”的意识。目录CONTENTSAI+医疗迈着大步走来了0102人工智能为医疗行业提供的强大助攻03智能体验馆：讯飞晓医AI+医疗迈着大步走来了016.1AI+医疗迈着大步走来了6.1.1认识智慧医疗党的十八大以来，习近平总书记就医疗卫生事业发展提出了一系列重要论述。习近平总书记指出，“没有全面健康，就没有全面小康”“推进健康中国建设，是我们党对人民的郑重承诺”“要坚持正确的卫生与健康工作方针，以基层为重点，以改革创新为动力，预防为主，中西医并重，将健康融入所有政策，人民共建共享”。由此可见，我国高度重视医疗行业的发展。6.1AI+医疗迈着大步走来了6.1.1认识智慧医疗随着人工智能、物联网、大数据等技术在医疗行业的应用，形成了一种新型的医疗服务模式，即智慧医疗。它在诊断、治疗、康复、支付、卫生管理等多个环节，结合现代医学理念，采用多种智能技术，构建以电子健康档案为中心的区域医疗信息平台，将医院之间的业务流程进行整合，优化区域医疗资源，提升医疗服务。此外，智慧医疗的建设和发展还实现了跨医疗机构的在线预约和双向转诊等，有利于精简相关手续，缩短病患就诊流程，合理化分配医疗资源，缓解医疗资源紧缺的压力，提高医疗服务水平，真正做到以病人为中心。6.1AI+医疗迈着大步走来了6.1.2智慧医疗的优势传统的医疗服务已无法解决医疗行业的痛点。因此，在该背景的推动和国家政策的支持下，智慧医疗得到了快速的发展。图

医疗行业存在三大痛点相较于传统的医疗服务模式，智慧医疗具备多个优势。智慧医疗可以利用多种传感设备和医疗仪器，自动或自助地采集人体生命的各类特征数据，这不仅减轻了医护人员的负担，还能够获取更丰富的数据。智慧医疗可通过无线网络将采集的数据自动传输至医院的数据中心。医护人员能够依靠数据提供远程医疗服务，有效地提升了用户体验感、就医便捷性、医疗诊断效率和准确率等，同时还可以缓解患者排队问题和减少交通成本。智慧医疗可以将数据集中存放管理，实现数据的广泛共享和深度利用，有助于缓解关键病例和疑难杂症带来的困扰。同时，能够以较低的成本为亚健康人群、老年人和慢性病患者等提供长期、快速、稳定的健康监控和诊疗服务，降低发病风险，间接减少了对稀缺医疗资源（如床位、血浆等）的需求。6.1AI+医疗迈着大步走来了6.1.2智慧医疗的优势6.1AI+医疗迈着大步走来了6.1.3智慧医疗的整体结构智慧医疗的整体结构主要由8部分组成，分别为基础层、数据库层、云层、管理服务层、服务层、安全保障体系、标准规范体系和管理保障体系，如右图所示。图

智慧医疗的整体结构HIS表示医院信息系统，LIS表示实验室信息管理系统，PACS表示医学影像的存储和传输系统。人工智能为医疗行业提供的强大助攻026.2人工智能为医疗行业提供的强大助攻随着人工智能技术与医疗行业的不断融合，人工智能在医疗行业的应用场景也越来越广泛，如右图所示。图

人工智能在医疗行业的应用场景人工智能在医疗行业的应用场景医疗管理智能化疾病诊疗智能化快速就诊医保控费智能导诊与分诊医患沟通医疗机器人精准医疗医疗智能决策虚拟助手医学影像智能诊断疾病预测智能化药物研发智能化健康管家疾病预测靶点药物研发药物挖掘化合物筛选药物品型监控慢性病管理疾病预防干预6.2人工智能为医疗行业提供的强大助攻6.2.1医疗管理智能化医疗管理智能化是指采用人工智能、大数据、物联网等技术对医院的各项工作进行智能化管理，也可以将其理解为集智能导诊与分诊、快速就诊、医保控费、医患沟通等多项功能为一体的智能化管理系统，如北京大学第一医院、北京医院等医院管理系统。北京大学第一医院针对使用群体的不同，将医院管理系统划分为面向公众的平台和面向内部员工的平台。6.2人工智能为医疗行业提供的强大助攻6.2.1医疗管理智能化图1北京大学第一医院面向公众的平台面向公众的平台中提供了就医导航、诊疗中心、患者服务、医院新闻、健康科普等多种服务，如图1所示。图2北京大学第一医院面向内部员工的平台面向内部员工的平台需要登录才可以使用（见图2），它包含病理结构化、分级诊疗、诊断相关的分类智能系统和支持医院决策的专家系统等模块，以此管理医院内部、医院之间的多项工作。同样，北京医院也将医院管理系统分为两个平台。图3北京医院面向公众的平台图4北京医院面向内部员工的平台面向内部员工的平台（见图4）需要使用账号和密码登录，该平台可提供病人费用追踪、医疗质量管理和特殊用药监控等多种服务。6.2人工智能为医疗行业提供的强大助攻6.2.1医疗管理智能化同样，北京医院也将医院管理系统分为两个平台。图3北京医院面向公众的平台其中，面向公众的平台（见图3）包括就诊须知、就医流程、专家介绍、预约挂号等多种服务；6.2人工智能为医疗行业提供的强大助攻6.2.1医疗管理智能化图4北京医院面向内部员工的平台面向内部员工的平台（见图4）需要使用账号和密码登录，该平台可提供病人费用追踪、医疗质量管理和特殊用药监控等多种服务。6.2人工智能为医疗行业提供的强大助攻6.2.2疾病诊疗智能化疾病诊疗智能化可理解为利用人工智能等技术实现智能诊断、辅助治疗等功能，如医学影像智能诊断、医疗机器人等。医学影像智能诊断是指基于图像数据集，采用计算机视觉、机器学习等技术识别并标注病灶，辅助医生诊断病情，增强诊断准确性，提升诊断效率的医学影像诊断设备，如啄医生阅片机器人（见图1）等。图1啄医生阅片机器人啄医生阅片机器人☞点击播放微课医疗机器人主要是指辅助医生对患者进行治疗的设备，如手术机器人（见图2）、康复机器人（见图3）等。6.2人工智能为医疗行业提供的强大助攻6.2.2疾病诊疗智能化图2手术机器人手术机器人☞点击播放微课图3康复机器人康复机器人☞点击播放微课6.2人工智能为医疗行业提供的强大助攻6.2.3疾病预测智能化疾病预测智能化是通过某些智能设备监测人们的一些基本身体特征（如心率、血压等），或通过某些健康检查，对人们的身体素质进行简单的评估，预测疾病发生的风险性，提醒人们注意自己的身体健康。专业的疾病智能预测设备有安顿疾病预警手表、超微AI生命预警手表等。安顿疾病预警手表（见图1）可以24小时高频次采集用户的心率、血压、血氧饱和度等体征数据，并实时上传分析，同时记录用户的运动状态，监测器官的休息状态等。此外，紧急情况下用户长按该手表的求助键（约10秒），它会自动发出求助信号，安顿心脑监测预警中心接到求助信号后会以电话和短信的方式与用户或用户紧急联系人取得联系，并实时锁定用户位置。图1安顿疾病预警手表超微AI生命预警手表（见图2）是超微健康自主研发的系列智能穿戴设备之一，适用于心脑血管疾病患者、慢性病人群和亚健康人群。图2超微AI生命预警手表

超微AI生命预警手表搭载着新一代的生物芯片传感器，只要用户在进行吃饭、睡觉、运动、出游等活动时佩戴着该手表，它便能对用户身体健康指标实施24小时不间断远程监测。此外，它通过将收集的回传曲线数据，与高科技研发成果“心脑血管疾病大数据监测预警线性核心算法”进行自主实时比对，可以提前发现风险系数，预警心梗、脑卒中等心脑疾病，真正实现实时守护佩戴者的身体健康，也因此人们形象地将它称为“手腕上的生命管家”。6.2人工智能为医疗行业提供的强大助攻6.2.3疾病预测智能化生活中，人们常见的健康预测智能手表有AppleWatch（见图3）、华为手表（见图4）等，但是这些智能手表的监测数据类别较少，不能全面监测用户的身体特征数据。图3AppleWatch图4华为手表6.2人工智能为医疗行业提供的强大助攻6.2.3疾病预测智能化6.2人工智能为医疗行业提供的强大助攻6.2.4药物研发智能化药物研发是人工智能技术应用的重要场景之一。药物研发的过程要经历靶点的发现与验证、先导化合物的发现与优化、候选化合物的挑选与开发和临床研究等多个阶段。传统的药物研发耗时耗力，成功率低。但是，得到人工智能技术助力的药物研发，不仅可以大大缩短药物研发时间、提高研发效率，还可以控制研发成本。图人工智能技术在药物研发过程中的应用右图展示了人工智能技术在药物研发过程中的应用。ADMET是Absorption（吸收）、Distribution（分配）、Metabolism（代谢）、Excretion（排泄）和Toxicity（毒性）的首字母缩写，它是当代药物设计和药物筛选中十分重要的药物动力学方法，主要是对药物的吸收、分布、代谢、排泄和毒性进行全面的研究。6.2人工智能为医疗行业提供的强大助攻6.2.4药物研发智能化智能体验馆：讯飞晓医036.3智能体验馆：讯飞晓医讯飞晓医是一款由科大讯飞旗下公司开发的人工智能健康助手产品，它提供了多种健康管理功能，包括症状自查、用药查询、报告解读等。在讯飞晓医中，用户可以通过与其对话（输入文字或语音）来描述自身的症状，讯飞晓医会对用户描述的症状进行询问和分析，并给出病情分析和处置建议，方便用户就医时参考。下面大家一起体验一下讯飞晓医，了解它的使用方法。步骤1：安装、注册并登录讯飞晓医App。在手机的“应用市场”App（或其他类似App）的搜索框中输入“讯飞晓医”，然后进行安装，安装之后根据提示注册账号并登录。6.3智能体验馆：讯飞晓医步骤2：在讯飞晓医的“对话”页面底部的文本框中输入具体症状。此处输入“最近总是感觉头部隐隐作痛，疼痛不是特别剧烈，但持续时间较长”，点击“”（发送）按钮，等待一段时间，讯飞晓医生成的回答如图1所示。图1生成的回答（部分）步骤3：如果需要获取更详细的分析，那么可以进行多轮问诊。此处选择本次生成的回答下方的“什么原因？”选项，继续问诊，如图2所示。等待一段时间，讯飞晓医将生成更具针对性的回答，如图3所示。图2继续问诊

图3生成的更具针对性的回答6.3智能体验馆：讯飞晓医6.3智能体验馆：讯飞晓医步骤4：针对讯飞晓医的回答继续问诊，获得更详细的分析和建议。此处输入“疼痛主要集中在前额和太阳穴，长时间使用电子产品后会更严重，没有其他症状，只是感觉有点疲惫，请给出诊断结果”，点击“”（发送）按钮，等待一段时间，讯飞晓医生成的症状自查结果如图4所示。图4生成的症状自查结果（部分）讯飞晓医生成的结果仅供参考，并不能替代专业医生的诊断，若需治疗应及时就医。再见人工智能基础与应用第七章AI+交通——提升人们的幸福感导读交通行业是国民经济的基础产业。随着人们经济水平的提升，车辆数量逐渐增加，这不仅加大了交通管理的难度，还导致越来越多的城市出现了交通拥堵的现象。为了解决这些难题，国家政府部门利用人工智能等新技术大力发展智慧交通，这不仅能够有效节能降耗、合理配置资源、提高运输效率，还能有助于促进“互联网+”便捷交通的发展，让人民群众出行更便捷，从而提升人们的幸福感。本章将从智慧交通的概念入手，介绍人工智能在交通行业的应用。学习目标了解什么是智慧交通，以及智慧交通的发展历程。了解电子警察、无人驾驶汽车、智能停车诱导系统和不停车收费等应用。体验智能科技——高德地图。231素质目标01了解违章行为智能化管理方法，加强学生遵守交通规则的意识。02普及智慧交通新科技，开阔学生视野，增强学生的生活技能。

03紧跟科技发展的步伐，扩宽学生的知识领域，激发学生的创新思维。目录CONTENTSAI+交通的飞速发展0102人工智能在交通行业的多项应用03智能体验馆：高德地图AI+交通的飞速发展017.1AI+交通的飞速发展7.1.1认识智慧交通智慧交通是基于智慧城市的大框架提出的，强调如何将交通系统全面地融合到城市总体发展和建设中，发挥其对城市各个要素的连接、传导和交换功能，是智慧城市建设的重要组成部分。智慧交通是一种新的服务体系。它在交通领域充分运用人工智能、物联网、云计算、移动互联网等新一代技术，以全面感知、深度融合、主动服务、科学决策等为目标，建设实时的动态信息服务体系。同时，深度挖掘交通的相关数据，形成问题分析模型，从而提升行业资源配置的优化能力、公共决策能力、行业管理能力、公众服务能力等，推动交通更安全、更高效、更便捷、更经济、更环保、更舒适地运行和发展，同时带动交通的相关产业实现转型和升级等。7.1AI+交通的飞速发展7.1.2智慧交通的发展历程纵观全球智慧交通行业的发展历程，不难发现大多数国家的智慧交通行业都是从智能交通演化而来的。例如，在智慧交通行业中走在前列的美国、日本，以及部分欧洲的发达国家，它们探索用先进的信息技术改进道路交通管理，探索的主要领域包括道路监控系统、交通信号自动控制系统、电子诱导系统、汽车定位系统和汽车导航系统等。7.1AI+交通的飞速发展7.1.2智慧交通的发展历程相较于发达国家，我国智慧交通的起步时间较晚，发展时间较短，但发展速度却不容小觑。我国智慧交通的发展历程大致可以概况为4个阶段，如右图所示。图

我国智慧交通的发展历程人工智能在交通行业的多项应用027.2人工智能在交通行业的多项应用随着全球经济的发展，交通行业得到了迅速的发展，但同时也出现了交通拥堵、交通事故频发和交通管理困难等多种问题。智慧交通是实现创新型交通体系的具体形式，它作为将多种先进技术融为一体的交通管理体系，可以有效解决交通行业中存在的问题。其中，人工智能在交通行业的应用如右图所示。图

人工智能在交通行业的应用7.2人工智能在交通行业的多项应用7.2.1电子警察电子警察是指智能交通违章监摄管理系统，它通过图像识别、机器学习、车辆检测等人工智能技术，对大量的机动车行驶图像进行智能识别，并自主判断机动车的违章行为。电子警察执法过程中，使用电子眼（见图1）进行全天候监视，自主判断机动车闯红灯、逆行、越线行驶和未系安全带等违章行为，并捕捉违章车辆的图像（见图2），智能识别车辆的信息和违章行为的类型，并根据违章信息进行事后处理。图1电子眼7.2人工智能在交通行业的多项应用闯红灯逆行越线行驶未系安全带红灯图2违章行驶7.2人工智能在交通行业的多项应用7.2.2无人驾驶汽车无人驾驶汽车是集人工智能、物联网、云计算、自动控制等众多技术于一体，通过车载传感系统感知道路环境，自动规划行车路线并控制车辆到达预定目的地的智能汽车。它是人工智能、计算机科学和智能控制等技术高度发展的产物，也是衡量一个国家科研实力和工业水平的重要标志，在国防和国民经济领域都具有广阔的应用前景。百度Apollo无人车☞点击播放微课7.2人工智能在