人工智能通识基础与应用课件

人工智能通识基础与应用主编李云红数智人才培养AI通识精品系列01第一章绪论目录1.1什么是人工智能1.2大数据和人工智能1.3人工智能的起源与发展历史1.1什么是人工智能？1.1什么是人工智能?发现故事1:电影《人工智能》

电影《人工智能》是由华纳兄弟影片公司于2001年拍摄发行的一部未来派科幻类电影。由史蒂文·斯皮尔伯格（S.A.Spielberg）执导，裘德·洛（J.Law）、海利·乔·奥斯蒙特（H.J.Osment）主演。电影《人工智能》海报如图所示。

影片讲述了21世纪中期，人类的科学技术已经达到了相当高的水平，一个小机器人为了寻找养母，努力为缩短机器人和人类之间的差距而奋斗的故事。1.1什么是人工智能?智能有以下三个特点。(１)有智能的物体可以将新的信息融入自己的知识库。(２)有智能的物体可以利用知识库里的信息推理出新的信息。(３)有智能的物体可以利用知识库里的信息去针对外界刺激做出相应的反应。关于人工智能到底是什么，学术界一直争论不断。为了保持好自己对人工智能的本质理解，去追随自己心中的人工智能，我们有必要了解一下学术界关于人工智能的争论和各个派别之间的根本理念冲突。争论观点１:真正的人工智能，必须要像人一样思考。争论观点２:这个学派的观点也有它的道理。真正的人工智能，我们不需要它像人一样思考，我们只需要它能够思考就可以了。争论观点３:我们只需要让它们的行为看起来像人就行了。争论观点４:我们甚至不需要它们拥有像人一样的行为，我们只需要它们看上去有智能就行了。1.强人工智能(ArtificialGeneralIntelligence，AGI)强人工智能观点认为有可能制造出真正能推理（Reasoning）和解决问题（Problem_solving）的智能机器。并且，这样的机器将被认为是有知觉和自我意识的。强人工智能可以分为两类：类人的人工智能，即机器的思考和推理方式就像人的思维方式；非类人的人工智能，即机器产生了和人完全不一样的知觉和意识，能够使用和人完全不一样的推理方式。2.弱人工智能(ArtificialNarrowIntelligence，ANI）弱人工智能观点认为不可能制造出真正能推理和解决问题的智能机器，这些机器只不过看起来是智能的，但是并不真正拥有智能，也不会有自主意识。1.1.1强人工智能与弱人工智能1.1什么是人工智能?5.人工智能没有社会属性人工智能是人类智慧的放大体现，但体现的仅是人类的智慧，并没有体现人类所具有的社会属性，即人工智能不会直接参与人类的社会活动。6.思维程序和思维深度不同人工智能的一切能力都是人类创造并赋予的，是人类智能思维的体现，只是这种能力通过技术手段得到了放大，以至于人工智能在某些方面的能力超越了人类。4.人工智能没有人类的意识所特有的能动的创造能力人工智能虽然可以存储海量的信息，但是它并没有主观能动性。人类对于外界的变化，总是可以做出相应的调整，使自身处于有利的地位，而人类智能并不是这样的，人类智能能够不断地进行思考，并且对事物进行考量，这些都是人工智能没有的。3.智能活动中的地位不同人类智能在智能活动中依然占据主体地位，当然人类智能将会永久地占据主导地位。而人工智能，到目前为止，在智能活动中，还处于被人类认识与改造的地位，即人类智能活动中的客体地位。人类智能的物质承担者是人的大脑，而人工智能的物质承担者是集成电路、电子管、晶体管等电子元件。人工智能的智能活动都是对人类智能活动的模拟。人脑的智能活动是一个极其复杂的过程，是在生理与心理双重作用下的错综复杂的运动过程。人类智能的进化过程经历了漫长的物理化学进化和社会进化，人类的本质属性体现在人类的社会属性上，人工智能的进化是科技与技术进化的产物，是纯粹的物质进化，所以其本质属性是自然。2.物质承担者不同1.

进化途径和本质属性不同1.1.2人工智能与人类智能人工智能是对人类智能进行模仿来实现的，而人类智能能够工作和思考。为了让机器拥有这两种能力，人们开始进行人工智能的开发。人工智能和人类智能的本质区别包括六个方面：1.1什么是人工智能?1.2大数据和人工智能发现故事2

:水下搜救机器人过去在发生沉船事件之后，受船体内部结构等方面的影响，潜水员贸然下水存在着较大的危险。早期的水下搜救机器人（如左图）是由人远程操控的，这种操作方式需要利用线缆进行远程控制，在较为复杂的环境中容易出现线缆磨损、断裂等问题，搜救效率普遍较低。而基于大数据技术的人工智能水下搜救机器人在获取沉船模型后，可根据船体倾斜姿态，确定自身所在位置，利用视频图像处理、水下动态建模、实时定位等技术，在无人操作的情况下对沉船内部进行检查，并通过实时数据对比技术记录沉船内部情况。人工智能水下搜救机器人在完成检查工作后，还可根据自身记录的路线返回。搜救人员导出水下搜救机器人内部数据之后，根据对应的动态建模信息，从而确定下一步的搜救方案，大大提高搜救效率。1.2大数据和人工智能发现故事3

:智能建筑在智能建筑（左图）门禁系统方面也用到了大数据与人工智能技术。某些高端写字楼，重要位置禁止外来人员进入，为此，写字楼管理方设计了基于大数据技术的智能门禁系统。对于符合要求的人员，管理方将其面部特征信息，指纹信息录入数据库，当其进入身份识别区时，计算机图像识别软件录取其面部特征信息，在获取对应人员的指纹信息之后，由数据库进行信息比对，在与数据库信息相吻合的情况下，允许其进入。否则，门禁系统将自动报警，并将非法进入人员的面部信息发送给安保人员，以便于对其进行必要的询问和盘查。

1.2大数据和人工智能1.2.1大数据的概念1.大数据的特点大数据的特点不仅在于数据量大，更在于其应用范围广泛。（1）综合来看，大数据技术具有数据体量大、数据类型多、数据价值密度低和数据处理快四个主要的特点。（2）从数据体量方面来看，截至目前，一般计算机容量为TB级别,许多大企业和工业计算机的容量接近EB量级,大数据的数据体量之大可见一斑。（3）从数据类型方面来看，由于大数据类型的多样性，可以将数据划分为结构化数据和非结构化数据两种。2.大数据的优势在大数据时代之前，我们只能通过抽样调查的方式分析问题，找出事物的因果关系。而在大数据时代，我们能通过全样本方式来分析和解决问题，从而更好地认识和了解世界，不仅能够研究事物的因果关系，还能够处理事物的相关关系。1.2大数据和人工智能1.智能化2.速度快

3.结果精确性高人类社会已经进入了智能经济时代，借助大数据能够实现信息的智能化，利用有效工具来挖掘和处理数据，通过数据的“加工”来实现数据“增值”，从而盈利。具体来说，一方面借助大数据能够实现信息收集和分析的智能化，另一方面可以实现用户需求与数据之间匹配的智能化。相较于以往，在大数据时代，人工智能的数据获取和数据分析更加快速、及时，能够通过互联网大数据分析快速呈现结果，从而提升效率。传统的数据分析难以精确调研用户的行为习惯，精准性不足。而相较于其他技术，利用大数据分析能够有效挖掘用户的真实想法和行为习惯，呈现出的分析结果更准确，大大提升了人工智能的精确性。1.2.2大数据在人工智能中的应用优势1.2大数据和人工智能大数据技术与人工智能技术的结合能够让机器人像人类一样思考和决策，通过传感器传递海量信息，通过模式识别引擎对大数据进行系统化分析，通过数据学习算法或数据反馈来深化智能机器人技能的设定，由此能够优化人工智能机器人的应用。智能制造是未来制造业重要的发展趋势，通过对工程的智能化改造赋予生产系统智能决策能力，实现工厂对整个产品生产过程中各项复杂环节的自主管理，并基于数据和算法制定效率最高的产品生产方案。大数据时代以高效、智能化为重要特征，这不仅体现在产品生产的过程中，还体现在产品运输的人工智能通识基础与应用过程