人工智能应用基础 课件 第1章-人工智能概述

人工智能应用基础第1章

人工智能概述人工智能应用基础Catalogue目录01人工智能的定义与分类02人工智能的发展简史03人工智能的关键技术04人工智能的发展趋势05人工智能大模型应用06课堂小结第1章

人工智能概述人工智能的定义与分类01第1章

人工智能概述人工智能脑科学提供神经元连接方式。心理学帮助优化智能算法。语言学助力自然语言处理。体现了跨学科的综合性。学科交叉性计算机科学的分支，还涉及脑科学、神经生理学、心理学、语言学、逻辑学、认知科学、行为科学、生命科学和数学，以及信息论、控制论和系统论等学科领域。1.1什么是人工智能人工智能的定义ArtificialIntelligence，简称AI**用机器模拟或实现人类智能**强人工智能指能够执行通用任务的人工智能，并且能够进行通常意义上的学习、推理、认知和交流，目前强人工智能还没有实现。弱人工智能指解决特定领域问题的人工智能，如语音识别、图像识别、文字识别、智能写作等，弱人工智能在诸多领域中已实现。*强人工智能*

弱人工智能人工智能的分类1.1什么是人工智能人工智能的发展简史02第1章

人工智能概述图灵机与图灵测试1936年，图灵提出计算机数学模型—图灵机，为电子数字计算机奠定理论基础。1950年，图灵测试理论提出，成为最早的人工智能水平测试理论。01第一阶段—萌芽时期1.2人工智能的发展简史达特茅斯会议1956年，达特茅斯会议首次采用“人工智能”术语，标志着一门新兴学科的诞生。会议聚集了麦卡锡、马文等科学家，讨论用机器模仿人类智能。021950年，图灵测试理论提出，成为最早的人工智能水平测试理论。如果一台机器能够与人类展开对话而不被辨别出其机器身份，

那么称这台机器具有智能。图灵测试艾伦·麦席森·图灵1936年，图灵提出计算机数学模型—图灵机，为电子数字计算机奠定理论基础。一种思想模型，可制造一种十分简单但运算能力极强的计算装置，用来计算所有能想象到的可计算函数。图灵机计算机科学之父人工智能之父图灵1.2人工智能的发展简史第一阶段—萌芽时期达特茅斯会议七侠1956年，达特茅斯会议上，首次采用“人工智能”术语，标志着一门新兴学科的诞生。美国小镇汉诺斯的达特茅斯学院，约翰·麦卡锡、马文·闵斯基、克劳德·香农、艾伦·纽厄尔、赫伯特·西蒙等科学家，聚在一起，历时两个月，讨论：用机器来模仿人类学习以及其他方面的智能。1956年，成为人工智能元年。1.2人工智能的发展简史第一阶段—萌芽时期031968年，斯坦福研究所研发首台人工智能机器人Shakey，能自主感知、分析环境并执行任务。1970年，维诺格拉德开发人机对话系统SHRDLU，能分析指令并完成虚拟方块操作。机器人与人机对话系统011956年，亚瑟·塞缪尔开发的西洋跳棋程序打败其设计者，展示机器学习潜力。1957年，感知器模型提出，成为早期人工神经网络基础。机器学习与专家系统021958年，麦卡锡和明斯基创建MITAI实验室，开发LISP语言，成为人工智能研究的流行语言。1966年，维森鲍姆开发首台聊天机器人ELIZA，实现计算机与人通过文本交流。编程语言与聊天机器人1.2人工智能的发展简史第二阶段—形成时期阿瑟·萨缪尔和他的跳棋程序1.2人工智能的发展简史011956年，亚瑟·塞缪尔开发的西洋跳棋程序打败其设计者，展示机器学习潜力。1957年，感知器模型提出，成为早期人工神经网络基础。机器学习与专家系统第二阶段—形成时期与众不同的LISP维森鲍姆发明第一个机器聊天人ELIZA1.2人工智能的发展简史第二阶段—形成时期021958年，麦卡锡和明斯基创建MITAI实验室，开发LISP语言，成为人工智能研究的流行语言。1966年，维森鲍姆开发首台聊天机器人ELIZA，实现计算机与人通过文本交流。编程语言与聊天机器人shakey机器人用户可以指示SHRDLU在“积木世界”中移动各种物体1.2人工智能的发展简史第二阶段—形成时期031968年，斯坦福研究所研发首台人工智能机器人Shakey，能自主感知、分析环境并执行任务。1970年，维诺格拉德开发人机对话系统SHRDLU，能分析指令并完成虚拟方块操作。机器人与人机对话系统01专家系统的兴起20世纪70年代，人工智能陷入第一次低谷，但专家系统开始出现并取得突破。专家系统模拟人类专家解决特定领域问题，核心是知识库。03分布式人工智能20世纪90年代中期，人工智能转向基于网络环境的分布式研究，神经网络技术发展，技术进入平稳发展时期。02技术瓶颈与低谷20世纪80年代中期，专家系统因应用领域狭窄、知识获取困难等问题，导致人工智能陷入第二次低谷。1.2人工智能的发展简史第三阶段—发展时期ChatGPT的推出2022年，OpenAI推出基于生成式人工智能的对话模型ChatGPT，标志着以大模型为核心的人工智能技术进入新阶段。深蓝与AlphaGo1997年，IBM深蓝战胜国际象棋冠军卡斯帕罗夫，表明人工智能在博弈领域取得非凡成就。2016年和2017年，AlphaGo战胜李世石和柯洁，标志着人工智能在棋类博弈方面超过人类智能。人工智能的广泛应用人工智能在医疗、交通、教育等多个领域广泛应用，推动了社会的智能化发展，成为新一轮科技革命的重要驱动力。1.2人工智能的发展简史第四阶段—突破时期人工智能的主要技术03第1章

人工智能概述学习方法分类1.3人工智能的主要关键技术01机器学习交叉学科，涉及概率论、统计学、模式识别、最优理论、神经网络、脑科学、计算机科学、算法复杂度理论等领域。研究如何使计算机具备人类的学习能力，从已有的知识、经验和数据中找到规律、生成新知识，从而达到重组知识结构、完善自身性能的目的。定义与目标监督学习通过标注数据训练模型，如图像识别无监督学习用于发现数据隐藏模式，如数据聚类传统机器学习依赖特征工程，如决策树深度学习通过神经网络自动提取特征，如卷积神经网络学习模式分类构建阶段1.3人工智能的主要关键技术02知识图谱知识图谱本质上是结构化的语义知识库，用于描述事物之间的概念及相互关系。通俗地讲，知识图谱就是把所有不同种类的信息连接在一起而得到的一个关系网络，提供了从“关系”角度去分析问题的能力。定义与作用知识图谱构建包括信息抽取、知识融合和知识加工三个阶段。信息抽取从文本中提取实体和关系知识融合整合不同来源的知识知识加工对知识进行推理和验证知识图谱广泛应用于智能搜索、推荐系统和智能问答等领域，为用户提供更精准的信息和更智能的服务，提升用户体验。应用场景1.3人工智能的主要关键技术03自然语言处理NLP研究人与计算机之间用自然语言进行沟通的理论和方法。定义与目标自然语言处理的应用包括机器翻译、语义理解、语音识别和问答系统。机器翻译实现多语言互译语义理解理解文本含义语音识别将语音转为文字问答系统回答用户问题主要应用领域1.3人工智能的主要关键技术04人机交换人机交互技术主要研究人和计算机之间的信息交换，包括人到计算机和计算机到人的两部分信息交换。人机交互是与认知心理学、人机工程学、多媒体技术、虚拟现实技术等密切相关的综合学科。主要交互方式有：语音交互、情感交互、体感交互、脑机交互。语音交互通过语音命令控制设备；情感交互感知用户情绪并做出反应；体感交互通过肢体动作操作设备；脑机交互通过脑电波控制设备。定义与目标人机交互技术广泛应用于智能家居、智能办公和智能教育等领域。如智能音箱通过语音交互播放音乐，智能教室通过情感交互调整教学内容。应用场景1.3人工智能的主要关键技术05机器视觉01定义与目标机器视觉是使用计算机模仿人类视觉系统的科学，简单说就是用机器代替人眼来做测量和判断。03

技术挑战机器视觉面临光照变化、遮挡和复杂背景等挑战。光照变化影响图像质量。遮挡导致目标部分缺失。复杂背景干扰目标检测和识别。02分类与应用分类：计算成像学、图像理解、三维视觉。计算成像学用于图像生成。图像理解用于图像内容分析。三维视觉用于三维空间测量。应用于工业检测、自动驾驶等领域。1.3人工智能的主要关键技术06生物识别特征01定义与目标生物特征识别技术是计算机科学中利用：人体所固有的生理特征（指纹、虹膜、声纹、面部特征、DNA等）行为特征（步态等）进行个人身份鉴定的技术。03

应用场景生物特征识别应用于安防、金融和医疗等领域，如：指纹识别用于手机解锁。虹膜识别用于边境通关。提高身份认证的安全性和便捷性。02应用流程注册阶段：对人体的生物特征进行采集，如指纹、人脸、声纹等信息，采集得到的数据经过预处理和特征提取后进行存储入库。识别阶段：先对被识别人进行信息采集，将提取的特征与库内信息对比，完成识别。人工智能的发展趋势04第1章

人工智能概述百度、腾讯、阿里等互联网企业在搜索、驾驶、购物和交通等领域广泛应用人工智能技术，推动了行业的智能化发展。互联网企业的应用科技企业的突破智能装备企业的崛起1.4人工智能的发展趋势中国人工智能发展科大讯飞在智能语音技术、商汤科技在智能图像识别技术等领域取得重大突破，提升了国内人工智能的技术水平。大疆、新松等新型智能装备企业市场占有率稳步上升，华大基因、阿里健康等在基因测序和医疗健康等领域助力社会发展。实现生产过程的自动化、智能化，提高生产效率和产品质量，如智能机器人在生产线上的应用。智能制造辅助医生进行疾病诊断、治疗方案推荐，提高医疗效率和准确性，如医学影像分析、智能诊断系统。智能医疗实现农作物生长监测、病虫害预测，提高农业生产效率和产量，如智能灌溉系统、农业机器人。智慧农业实现个性化学习、智能辅导，提高教学效果和学习体验，如智能教育平台、虚拟教师。智慧教育实现交通流量预测、自动驾驶，缓解交通拥堵，提高交通安全，如智能交通管理系统、自动驾驶汽车。智慧交通实现商品推荐、智能客服，提升用户体验和购物效率，如个性化推荐系统、智能客服机器人。智慧电商1.4人工智能的发展趋势人工智能应用领域未来人工智能将从专注于特定领域的专用智能向具备更广泛认知和学习能力的通用智能发展，能够处理多种复杂任务，如通用人工智能在医疗、教育、金融等领域的深度融合。充分发挥人类和机器的优势，结合人类的智慧和机器的高效计算能力，做出更准确的决策。自主智能系统将逐渐成为主流，能够自主学习和决策，在无人干预的情况下完成任务，提高效率和安全性，如自动驾驶汽车、智能机器人。从专用智能向通用智能发展从人工智能向人机混合智能发展从“人工+智能”向自主智能系统发展1.4人工智能的发展趋势人工智能发展趋势人工智能大模型应用05第1章

人工智能概述1.5人工智能的大模型应用国内外大模型介绍国内大模型国内，出现了文心一言、Deepseek等大模型，在自然语言处理、文本生成等领域表现出色，为各行业提供了强大的技术支持。国际大模型国际上，OpenAI的ChatGPT等大模型引发了广泛关注，其强大的语言生成能力和多语言支持为全球用户提供了便捷的智能服务。AI绘画《太空歌剧院》长久以来，艺术被认为是最“安全”、最不易被AI“入侵”的领域，1.5人工智能的大模型应用大模型的应用领域AI绘画《太空歌剧院》荣获了美国科罗拉多州博览会艺术比赛中数字艺术类别冠军‌‌。AI制图工具Midjourney创作，并经过Photoshop润色生成。评委认为该作品“懂得讲述故事以及有灵魂”。该奖项的授予，引起了很大争议，艺术被认为是最“安全”、最不易被AI“入侵”的领域。文生文文生图文生音乐文生视频数字虚拟人课堂小结06第1章

人工智能概述0102人工智能的关键技术本节课介绍了人工智能的关键技术，包括机器学习、知识图谱、自然语言处理、人机交互、机器视觉和生物特征识别等，这些技术是人工智能发展的核心支撑。人工智能大模型的初步认识本节课介绍了国内外主要的人工智能大模型，如文心一言、ChatGPT等，以及它们在文生文、文生图、文生音乐等领域的应用。课堂小结课程内容回顾0102深入学习关键技术建议学生深入学习人工智能的关键技术，掌握其原理和应用方法，通过实践项目加深理解，提高解决实际问题的能力。关注大模型发展动态关注国内外大模型的最新发展动态，了解其技术突破和应用创新，积极参与相关研究和应用实践，为人工智能技术的发展贡献自己的力量。课堂小结课程内容回顾01课堂练习一、单选题1．人工智能AI是（）的缩写。A．AutomaticIntelligence B．ArtificialIntelligenceC．AutomaticInformation D．ArtificialInformation2．人工智能写作属于（）。A．强人工智能 B．弱人工智能C．专用人工智能 D．辅助人工智能3．目前，机器人可以实现与人对话，承担接待、服务、家务等工作，主要采用了（）。A．人工智能技术 B．虚拟现实技术C．物联网技术 D．人机交换技术4．智能手机具有指纹解锁功能，只有当使用者的指纹与手机中注册的指纹一致时手机才能解锁，主要采用了（）。A．生物特征识别技术 B．传感技术C．机器视觉技术 D．通信技术5．在智能手机上，有一些阅读类的APP可以将文本形式的小说用语音朗读出来，主要采用了（）。A．虚拟现实技术 B．语音合成技术C．人工智能技术 D．云计算技术01课堂练习一、单选题答案1．人工智能AI是（）的缩写。A．AutomaticIntelligence B．ArtificialIntelligenceC．AutomaticInformation D．ArtificialInformation2．人工智能写作属于（）。A．强人工智能

B．弱人工智能C．专用人工智能 D．辅助人工智能3．目前，机器人可以实现与人对话，承担接待、服务、家务等工作，主要采用了（）。A．人工智能技术 B．虚拟现实技术C．物联网技术 D．人机交换技术4．智能手机具有指纹解锁功能，只有当使用者的指纹与手机中注册的指纹一致时手机才能解锁，主要采用了（）。A．生物特征识别技术 B．传感技术C．机器视觉技术 D．通信技术5．在智能手机上，有一些阅读类的APP可以将文本形式的小说用语音朗读出来，主要采用了（）。A．虚拟现实技术

B．语音合成技术C．人工智能技术 D．云计算技术01课堂练习二、多选题1．下列选项中，属于人工智能关键技术的是（）。A．机器学习 B．知识图谱C．机器视觉 D．自然语言处理2．下列关于机器学习的描述中，正确的是（）。A．机器学习仅涉及脑科学和计算机科学两个研究领域B．根据学习模式将机器学习分为监督学习和无监督学习C．监督学习和无监督学习都需要训练样本和人工标注数据D．根据学习方法将机器学习分为传统机器学习和深度学习3．下列选项中，属于人机交互技术的是（）。A．键盘输入 B．语音识别C．脑电波控制 D．无线网络通信4．下列选项中，属于机器视觉主要应用领域的是（）。A．智能手机 B．刷脸支付C．无人驾驶 D．基因检测5．下列关于人工智能发展趋势的描述中，正确的是（）。A．人工智能将会取代人类所有职业B．从专用智能向通用智能发展C．从人工智能向人机混合智能发展D．从“人工+智能”向自主智能系统发展01课堂练习二、多选题答案1．下列选项中，属于人工智能关键技术的是（

）。A．机器学习 B．知识图谱C．机器视觉 D．自然语言处理2．下列关于机器学习的描述中，正确的是（

）。A．机器学习仅涉及脑科学和计算机科学两个研究领域B．根据学习模式将机器学习分为监督学习和无监督学习C．监督学习和无监督学习都需要训练样本和人工标注数据D．根据学习方法将机器学习分为传统机器学习和深度学习3．下列选项中，属于人机交互技术的是（

）。A．键盘输入 B．语音识别C．脑电波控制

D．无线网络通信4．下列选项中，属于机器视觉主要应用领域的是（

）。A．智能手机

B．刷脸支付C．无人驾驶 D．基因检测5．下列关于人工智能发展趋势的描述中，正确的是（

）。A．人工智能将会取代人类所有职业B．从专用智能向通用智能发展C．从人工智能向人机混合智能发展D．从“人工+智能”向自主智能系统发展01课堂练习三、填空题1．图灵测试是关于计算机的（

）的测试。2．（

）年，在美国达特茅斯学院召开的讨论有关机器智能

问题的会议上，首次采用了（

）这一术语。3．知识图谱的构建主要包含（

）（

）（

）三个阶段。4．1956年，亚瑟·塞缪尔开发了首个自学习程序（

）