人工智能通识 课件全套 李方园 第1-36课-定义与发展史-示例3

人工智能的定义与发展史什么是人工智能？人工智能，英文是ArtificialIntelligence，简称AI。是计算机系统模拟人类智能的能力，包括学习、推理、问题解决、感知和语言理解。起步发展期（1943年-1960年代）神经元数学模型生物神经元图灵测试“感知机”神经网络模型K最近邻算法专家系统DENDRAL反思发展期（1970年代）首提反向传播（BackPropagation，BP）应用发展期（1980年代）最早的RNN（循环神经网络）的雏形手写字符识别系统平稳发展期（1990年代-2010年）“深蓝”计算机战胜国际象棋世界冠军动力平衡四足机器狗蓬勃发展期（2011年至今）AlexNet在ImageNet图像识别中完胜Transformer架构诞生GPT-1发布开启预训练模型时代DeepSeek为代表的国产大模型火爆出圈人工智能的分类与典型应用人工智能的三大要素人工智能三大要素数据

全球数据总量（ZB）变化趋势算法自动化机器学习示意算力华为昇腾310架构腾讯觅影的数智医疗影像平台人工智能的应用智能风控示意数字中国建设与安全伦理

人工智能将带来第四次工业革命四次工业革命示意数字中国第一届数字中国建设峰会数字中国新一代人工智能治理“人工智能治理公共服务平台”在2020年中关村论坛发布机器学习入门算法什么是机器学习？机器学习示意回归算法线性回归示意

Sigmoid函数决策树

决策树应用决策树示意

支持向量机机器学习算法切比雪夫距离曼哈顿距离K近邻应用支持向量机朴素贝叶斯示意

随机森林示意

Bagging算法K均值示意机器学习算法深度学习算法什么是深度学习？机器学习与深度学习的区别维度机器学习深度学习数据需求中小规模结构化数据大规模非结构化数据特征工程依赖人工设计特征自动提取特征模型复杂度相对简单（如线性模型）高度复杂（多层网络）计算资源普通

CPU即可需

GPU加速计算适用问题简单模式识别、预测复杂模式（如图像、语言）生物神经元

生物神经网络与人工神经网络从生物神经元到人工神经网络单层神经网络结构图深度神经网络结构图卷积计算第一次计算

最后一次计算卷积计算案例卷积计算第一步卷积计算最后一步CNN算法卷积神经网络的工作流程示意

卷积核中RGB的零填充

RNN算法RNN基础结构组件强化学习算法强化学习定义强化学习示意五个核心要素探索与利用的平衡目标导向的强化学习基于演员-批评家架构的方法示意基于演员-批评家架构的方法学习方式描述主要区别监督学习学习一个映射函数，从输入到输出。数据集中包含输入与输出的对应关系。强化学习没有明确的“正确答案”，通过奖励信号调整行为。强化学习通过智能体与环境的交互，通过奖励来更新策略。强化学习强调学习的目标是最大化累积奖励，且学习过程是试探性的。强化学习和监督学习强化学习与其他机器学习的比较模型评估留出法示意留出法交叉验证法示意交叉验证法

混淆矩阵计算机视觉与图像特征计算机视觉与图像特征计算机视觉涉及的任务示意图像特征提取图像特征提取过程边缘角图像特征抽取方法

RGB颜色空间

HSV颜色空间纹理特征经典CNN图像分类模型图像分类图像分类流程和分类器的训练过程分类网络LeNet-5示意分类运行结果AlexNet图像分类AlexNet的架构Dropout的可视化表示ReLU激活函数VGG图像分类VGG模型ResNet图像分类不同深度的神经网络中迭代次数与训练误差的关系示意残差网络结构

残差单元集成模型目标检测算法什么是目标检测？目标检测示意OBB技术R-CNN的框架R-CNNYOLO目标检测YOLOV1网络结构版本范围骨干网络示例检测层数量锚框引入后处理特点YOLOv122层CNN1否使用NMS，单一尺度检测YOLOv2-v4Darknet-19/533是多尺度检测，NMS优化YOLOv5-v12CSPNet/EfficientNet3或更多是端到端检测（部分版本无NMS）YOLO各个版本的差异DETR目标检测DETR采用传统CNN骨干网络学习输入图像的二维表示图像分割什么是图像分割？FCN图像分割法图3-23FCN示意U-Net图像分割法U-Net工作示意DeepLab图像分割法DeepLabV3+示意

带洞卷积核带洞卷积运算示意

图像生成技术什么是图像生成？VAE图像生成VAE结构GAN图像生成GAN结构自然语言处理的概念自然语言处理的架构自然语言处理的架构自然语言处理的应用场景人机交互搭建人与机器语言沟通桥梁NLP应用场景NLP的技术自然语言处理的技术自然语言处理的方法基于规则的方法基于规则的方法基于机器学习的方法基于机器学习的方法基于深度学习的方法基于深度学习的方法

基于大模型的方法

基于大模型的方法自然语言处理的统计模型马尔科夫模型一阶马尔可夫链二阶马尔可夫链某状态序列隐马尔科夫模型双重随机过程HMM实验N元语法模型N元语法模型的算法思想选择不同的N对应的参数数量自然语言处理的深度学习模型Seq2Seq模型Seq2Seq模型示意翻译案例Transformer模型Transformer模型示意

Transformer模型结构编码组件和解码组件Transformer模型Transformer模型的核心架构自然语言处理的应用

机器翻译基于RNN的seq2seq架构翻译模型观点提取基于Roberta模型的观点提取模型词云可视化词云示意客服机器人工作示意语音发音与智能语音基础发音器官示意语音发音语音Source-Filter模型语音频谱图和语谱图时域内的语音频域内的语音频谱图语谱图音频文件格式音频信号获取与播放常见音频文件格式

智能语音发展经历智能语音处理流程智能语音认知阶段智能语音起步阶段智能语音发展应用阶段自动语音识别ASR算法的基本原理

ASR算法的核心流程预处理阶段和特征提取阶段ASR算法的发展历程ASR技术发展历程当下语音识别技术发展噪声环境下的语音识别优化谱减法降噪前后语音频谱倒谱MFCC计算过程框图音识别开源工具MFCC计算过程示意GLM-4-Voice的架构设计语音合成技术语音合成技术发展语音合成中文的语音合成技术原理语音合成基本流程图基于深度学习的技术语音合成技术的发展现状语音合成技术的发展现状智能语音技术典型应用离线语音库Vosk离线语音库pyttsx3离线语音库GLM-4-Voice大模型定义与特点大模型的分类大模型的分类大模型训练大模型训练流程大模型的特点大模型预训练预训练基本概念预训练在大模型应用中的位置Transformer架构预训练预训练Transformer架构大模型预训练压缩通道数剪枝示意知识蒸馏基于等级化语义聚集的对比度自监督学习盘古大模型预训练大模型微调LoRA微调LoRA微调原理三种不同的Lora微调Prompt-Tuning微调模型微调和Prompt-Tuning微调Prefix-Tuning微调Prefix-Tuning工作示意通过多层感知机（MLP）对前缀进行重参数化AI智能体AI智能体的体系架构AI智能体架构AI智能体的分类AI智能体的分类智能体技术谱系AI智能体的训练方法强化学习培养智能体AI智能体工作流的核心设计模式链式工作流

并行式工作流路由式工作流AI智能体工作流的核心设计模式规划式工作流评估优化式工作流协作式工作流大模型典型应用知识库与大模型结合的智能问答系统智能问答系统通义千问及API调用调用通义千问API模型在用户咨询服务场景中的应用大模型在用户咨询服务场景中的应用架构

智能机器人定义与结构智能机器人的体系结构智能工厂中的机器人关节型工业机器人结构人机协作机器人机器人操作系统ROS2的分层架构智能机器人关键技术机器人视觉系统专为视觉任务优化的智能硬件机器人仿人眼视觉系统

机器人仿人眼视觉系统示意智能机器人定位导航技术智能机器人定位导航示意SLAM系统框架激光视觉惯性紧耦合系统架构红外线定位导航示意任务调度与客户端智能机器人任务调度系统任务调度与客户端移动机器人移动机器人粒子群算法障碍物形状处理图

相邻元素斜线连通相邻元素直线连通相邻元素中间连通移动机器人粒子群算法相邻元素无法连通相邻元素无法上下迂回连通相邻元素无法左右迂回连通移动机器人蚁群算法初始状态蚂蚁随机挑选路径寻找食物经过一段时间后蚂蚁成功避开障碍物找到一条合适路径移动机器人蚁群算法蚁群算法找到的最短路径人形机器人硬件与技术架构人形机器人硬件无框力矩电机结构行星减速器人形机器人技术架构人形机器人技术架构机器人运动控制系统工作原理整体移动能力轨迹规划的控制示意人工智能在生产制造中的应用

人工智能技术深入参与制造业的创新升级制造业的创新升级制造业智能化技术的逻辑架构制造业应用人工智能典型场景智能调度与计划“人-机”协同的递进过程示意

炼焦系统的智能控制电池生产线质量检测的智能控制人工智能在智能家居应用智能家居中人工智能的多元场景智能家居中人工智能应用智能语音助手智能语音助手工作示意猫精灵智能家居控制示意智能家居交互设计流程空间智能Agent智能家居交互设计流程人工智能在智能汽车应用智能化构筑中国汽车产业整车核心技术变革汽车电子电气架构服务分层体系架构示意中国的自动驾驶标准汽车驾驶自动化分级智能驾驶技术数据闭环与算法迭代体系智能驾驶技术的数据全生命周期管理与算法开发闭环常见传感器及其波长

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