人工智能基础与应用(第2版)（下篇共上中下3篇）

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。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下图所示。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形式未系安全带红灯图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。7.2人工智能在交通行业的多项应用目前，已经研发成功的无人驾驶汽车有国防科技大学自主研制的红旗HQ3无人车、中国移动与无人驾驶公司轻舟智航一起研制的无人驾驶公交、百度公司研发的百度Apollo无人车、百度和一汽联手打造的中国首批量产的L4级自动驾驶乘用车红旗EV无人车等，如下图所示。红旗HQ3无人车无人驾驶公交百度Apollo无人车红旗EV无人车图

无人驾驶汽车目前，无人驾驶汽车已试运行于无人矿山运矿、无人港口运输、无人停车场泊车、物流园区无人搬运等场合。由此可见，在封闭或半封闭场景中，无人驾驶将发挥越来越大的价值。7.2人工智能在交通行业的多项应用7.2.3智能停车诱导系统伴随着汽车保有量的迅速增加，城市汽车和停车位之间的矛盾也日益突出。在寸土寸金的城市，地下停车场、地面多层停车场等占地少、容量大的场内停车设施越来越多，这无疑是缓解城市停车压力的主要手段。但是，由于人们不熟悉不同区域的停车场位置信息，导致停车场得不到充分的利用，因此智能停车诱导系统应运而生。智能停车诱导系统又称智能停车引导系统，它是通过停车诱导屏（见下图）、无线通信设备等方式向驾驶员提供停车场的位置、使用情况、诱导路线等信息的系统。智能停车诱导系统可以诱导驾驶员寻找到合理的停车位，提高停车服务水平，同时，也能起到避免空驶，降低碳排放的效果。图

停车诱导屏7.2人工智能在交通行业的多项应用常见的停车诱导屏分三级。其中，一个城市主干道上标示停车场位置信息的是一级停车诱导屏，道路枝干道上提示停车场车位信息和位置信息的是二级停车诱导屏，停车场入口显示具体车位信息的是三级停车诱导牌，如下图所示。图

不同级别的停车诱导屏7.2人工智能在交通行业的多项应用7.2.4不停车收费不停车收费一般是指ETC（电子不停车收费系统），它是利用车辆自动识别技术完成车辆与收费站之间的无线数据通信，进行车辆自动识别和有关收费数据的交换，通过计算机网路进行收费数据的处理，实现不停车自动收费的全电子收费系统。ETC是世界上最先进的路桥收费方式，特别适合在高速公路或交通繁忙的桥隧环境下使用，如图1所示。此外，ETC还可以应用于停车场管理（见图2），它不仅可以省去收费人员的支出，实现24小时无人值守，还可以实现无感支付。ETC图1高速公路ETC图2ETC停车场智能体验馆：高德地图037.3智能体验馆：高德地图高德地图（见下图）专注人们的出行导航，为大家提供实时准确的路线导航服务。它拥有精准的地点信息、特色的语音导航、智能的路线规划，具有省流量、耗电低、空间占用小、操作流畅等优点。此外，高德地图不仅可以实现2D导航，还有非常人性化的3D导航，让路痴朋友不再迷茫。高德地图提供了驾车、打车、公交、骑行、步行等多种出行导航方式，可以满足不同场景下用户对导航的需求。下面大家一起体验一下高德地图，感受科技时代为人们的生活带来的便捷。7.3智能体验馆：高德地图步骤一：安装高德地图App。打开手机，在“应用市场”App的搜索框中输入“高德地图”，然后进行安装。步骤二：打开高德地图App。在手机桌面上点击“高德地图”图标，在打开的“高德地图将为您提供以下服务”界面中查看“隐私权政策”和“服务条款”中的所有条款；然后勾选“地图显示、存储”“定位及导航”“语音助手”和“问题诊断”后面的单选钮；接着点击“同意并开启以上权限”按钮；最后点击“进入地图”按钮，如图1所示。图1打开高德地图App7.3智能体验馆：高德地图步骤三：使用高德地图App。点击高德地图App首页搜索框右边的“话筒”图标，语音输入目的地（如“天安门”）；在搜索结果中选择“天安门”，然后在打开的界面中点击“路线”按钮；接着根据自己的实际情况选择出行方式（如“驾车”），并点击“开始导航”按钮（首次使用该App会出现“导航使用提示”，用户认真阅读该内容，并点击“同意”按钮即可）；最后用户可根据该App提供的图示信息和语音提醒行驶至目的地并结束此次导航，若用户想提前结束此次导航，可先点击“退出”按钮，再点击“退出导航”按钮即可，如图2所示图2使用高德地图App人工智能基础与应用第八章AI+零售——促进国民经济发展导读随着人工智能、物联网等技术的出现，以及国民经济水平的提升，人们在购物方面的需求也逐渐提升。早期的零售模式已经无法满足人们的需求，因此，零售行业在智能科技盛行时代的推动下产生变革，朝着智慧零售的方向发展。本章将从智慧零售的概念入手，介绍人工智能在零售行业的应用。学习目标了解零售行业的发展历程，以及什么是智慧零售。了解精准营销、无人零售、智慧门店和智能客服等应用。体验智能科技——淘宝。231素质目标01了解人工智能在零售行业的应用，培养学生学以致用的意识。02普及智慧零售新科技，开阔学生视野，激发学生的创新思维。目录CONTENTSAI+零售的不断逼近0102人工智能打入零售业内部的体现03智能体验馆：淘宝AI+零售的不断逼近018.1AI+零售的不断逼近8.1.1零售行业的发展历程零售是人类最古老的业态之一，它的发展演变具有自身的逻辑，并与社会整体生产水平相适应，这是社会需求、科学技术发展、行业创新力和政府推动等多方面综合作用的结果。人、货、场是零售行业中永恒的要素，无论技术与商业模式如何变革，零售店的基本要素还是离不开这3项要素，而且零售行业的每一次发展和演进，都是人、货、场重构的结果，其发展历程如右图所示。图1我国零售行业的发展历程8.1AI+零售的不断逼近8.1.2认识智慧零售智慧零售是采用人工智能、大数据和物联网等多种新技术进行销售的一种新型零售方式。它可以通过后台系统对消费者的消费习惯进行统计分析，然后在零售的过程中预测用户的消费趋势，从而引导产品的生产与制造，并为消费者提供更符合需求的产品和服务。那么，智慧零售为人们提供了哪些服务呢？场景化服务，即利用差异化的场景提供多样化和个性化的产品和服务。智能化服务，即利用新技术提升用户体验感，满足消费者的个性化需求。个性化服务，即以人为本，以消费者的个性化需求为出发点，以优质服务为中心。高质量的智慧零售是未来销售行业的一个主要发展趋势，所以只要有自己的产品，无论是企业还是个人都能够通过智慧零售销售产品，而对消费者而言智慧零售则是一种使用更方便、体验感更好的消费方式。人工智能打入零售业内部的体现028.2人工智能打入零售业内部的体现零售行业作为竞争激烈的行业，对于技术的发展十分敏感。随着人工智能、大数据、物联网等新技术的涌现与发展，越来越多的零售商使用新技术优化自身的零售业务。因此，将人工智能等技术应用于零售行业逐渐成了社会发展的趋势和潮流。人工智能在零售行业的具体应用如下图所示。人工智能在零售行业的应用8.2人工智能打入零售业内部的体现8.2.1精准营销精准营销就是在精准定位的基础上，依托现代信息技术手段建立个性化的顾客沟通服务体系，实现企业可度量的低成本扩张之路。它也可简单地理解为5个合适，即在合适的时间、合适的地点，将合适的产品或服务以合适的方式提供给合适的人。精准营销相对于一般的网络营销，更加注重精准、可衡量和高投资回报。精准营销的实现需要分析用户的购买、浏览、点击等行为，结合各类静态数据得出用户的全方位画像，然后采用人工智能技术搭建机器学习模型并研发个性化、定制化的产品推荐系统，去预测用户何时会购买什么样的产品，并进行相应的产品推荐。目前，利用人工智能技术进行精准营销的零售平台有天猫、京东等，如下图所示。图

精准营销的零售平台有8.2人工智能打入零售业内部的体现用户的全方位画像是指将用户信息标签化，通过收集用户的社会属性、消费习惯、偏好特征等各个维度的数据，进而对用户或产品特征属性进行刻画，并对这些特征进行分析、统计，挖掘潜在价值信息，从而抽象出用户的信息全貌，如下图所示。

用户的信息全貌8.2人工智能打入零售业内部的体现天猫是阿里巴巴集团下面的一个综合性网购零售平台，该平台对用户各个维度的数据进行分析，依据分析结果为用户推荐产品（见图1），实现精准营销，从而提高用户的体验感，促进用户消费，增加产品销售量。京东是中国的综合网络零售商，是中国电子商务领域深受消费者欢迎且具有影响力的电子商务平台之一，该平台在线销售家电、数码通信、电脑、图书等多个大类数万个品牌百万种优质产品。京东可以根据用户的需求智能化推荐产品（见图2），实现精准营销，增强用户体验感的同时提升产品销量。图1

天猫产品推荐图2

京东产品推荐8.2人工智能打入零售业内部的体现8.2.2无人零售无人零售是指没有营业员，选购、付款全部由顾客自助完成的零售方式，主要包括自动售货机、无人超市等。自动售货机（见图1）又称24小时营业的微型超市，是零售自动化的常用设备，不受时间、地点的限制，还能够节省人力、方便交易，是一种全新的零售形式。人们生活中常见的自动售货机有饮料自动售货机、药品自动售货机、蔬果自动售货机和综合自动售货机等。自动售货机图1

自动售货机8.2人工智能打入零售业内部的体现无人超市是采用计算机视觉、深度学习算法、传感器定位、图像分析等多种智能技术，实现24小时不间断营业的零售方式。无人超市亚马逊的amazongo（见图2）是一个典的无人超市。它通过自助检测与跟踪系统捕捉并追踪消费者在店内的所有行为，并在入场和消费者身份识别方面采用人脸识别技术确认用户亚马逊帐号身份。在商品位置判断方面，通过货架上的红外传感器、压力感应装置、荷载传感器和摄像头图片对比检索判断货物是否被拿起和放回，以及是否在正确的位置。在结算意图识别和交易方面，以室内定位技术（图像和音频分析，GPS和WiFi信号定位）判断商品和人的关联，然后使用绑定的银行卡或信用卡等支付方式结算。图2

无人超市amazongo8.2人工智能打入零售业内部的体现此外，还有天猫无人超市（见图3），它用技术优化消费者的购物体验。首先，通过图像识别技术，对消费者进行快速面部特征识别、身份审核，完成“刷脸进店”；其次，通过物品识别和追踪技术，再结合消费者行为识别，判断消费者的结算意图；最后，通过智能闸门，完成“无感支付”。图3天猫无人超市天猫无人超市8.2人工智能打入零售业内部的体现8.2.3智慧门店智慧门店（见下图）以消费者为中心，通过大数据、云计算、物联网、人工智能等技术手段，对商品的生产、物流、零售进行升级改造，构建线上线下全渠道融合（如会员、商品、订单、库存等）的生态圈，通过智慧中台进行资源打通共享和管控，驱动终端用户数字化运营和后端供应链智能化管理，高效地满足消费者的体验，增效降本，助力企业转型升级。图

智慧门店智慧门店8.2人工智能打入零售业内部的体现认识智慧中台之前，大家先来了解一下什么是中台。中台就像一条“安了缓冲带的桥梁”，连接着灵活的前台（场景）和稳定的后台（技术），同时还能够打破内部隔阂，提供可复用服务，避免重复建设，如下图所示。

图

中台图解在零售行业，智慧中台是连通人群和商品的零售数据供应链，它融合了业务中台（提供复用服务，如统一会员、统一营销、统一订单等）、数据中台（提供数据治理、数据模型搭建、数据资产管理等数据服务，打通部门间的数据阻碍）等不同中台的服务，将智能化渗入整个零售业务流程，带动业务变革，并从根本上解决智慧零售中人、货、场的匹配融合问题。8.2人工智能打入零售业内部的体现欧神诺智慧门店（见下图）完美整合了不同的新技术，设置了具备产品信息、空间案例预览、手机720°瓷砖空间DIY换砖功能的电子价签，提供了3D云设计专属定制服务、VR全屋漫游体验服务等，还配备了人脸识别、共享展厅等区域。欧神诺智慧门店将线上线下零售渠道巧妙地融合在一起，不仅让人们体验到了线上购物的便捷，还让人们在线下真切地感受了商品的质感。图

欧神诺智慧门店8.2人工智能打入零售业内部的体现8.2.4智能客服随着互联网时代的到来，人们的生活节奏逐渐加快，人们有了更高的服务需求，能不能及时、准确地解决生活中遇到的问题是人们评价服务好坏的重要指标。然而，面对大量的服务请求，仅仅依靠传统的人工客服已经无法满足用户的需求。因此，智能客服顺势而生。智能客服借助语音识别、自然语言处理等人工智能新技术，24小时在线为不同用户解决各种问题。它不仅工作效率高，还解决了当下传统人工客服所面临的问题，为公司节省了大量的人工成本。目前，常见的智能客服有很多，如阿里小蜜、京东智能客服等。8.2人工智能打入零售业内部的体现阿里小蜜（见图1）是一款人工智能购物助理虚拟机器人，它依托于用户真实的需求，通过智能和人工结合的方式为用户提供极致的购物体验服务，提升用户留存并创造价值。京东智能客服（见图2）是京东基于自然语言处理、深度神经网络、语音识别、机器学习等人工智能前沿技术自主研发的智能客服系统，能完成全天候、无限量的用户服务，涵盖售前咨询、售后服务等电子商务的多个环节，具备数千个京东客服标准服务技能。图1

阿里小蜜图2

京东智能客服智能体验馆：淘宝038.3智能体验馆：淘宝淘宝（见下图）是亚太地区较大的网络零售平台，由阿里巴巴集团于2003年5月创立。随着淘宝规模的扩大和用户数量的增加，淘宝也从单一的C2C网络集市变成了涵盖C2C、团购、分销、拍卖等多种电子商务模式的综合性零售平台。目前淘宝已经成为世界范围的电子商务交易平台之一。C2C（consumertoconsumer）是电子商务的专业用语，意思是个人与个人之间的电子商务。其中，C指的是消费者（consumer），由于英文中的2与to同音，所以将CtoC简写为C2C。一个消费者通过网络进行交易，将某商品出售给另外一个消费者，此种交易类型就称为C2C电子商务。8.3智能体验馆：淘宝淘宝提供了智能搜索、产品智能推荐、精准营销等多种功能，以提高用户的体验感，促进交易顺利进行。下面大家一起体验一下淘宝，感受科技带来的便利性。步骤一：安装淘宝App。打开手机，在“应用市场”App的搜索框中输入“淘宝”，然后进行安装。步骤二：打开淘宝App。在手机桌面上点击“淘宝”图标，在打开的“温馨提示”界面中查看《隐私权政策》中的所有条款；然后点击“同意”按钮便可进入淘宝App的首页，最后点击“立即登录”按钮，用户便可进行登录（没有账号的用户可根据提示自行注册，此处不再赘述），如图1所示。图1打开淘宝App8.3智能体验馆：淘宝步骤三：使用淘宝App。点击淘宝App首页上方的搜索框，输入“键盘”字样，点击“搜索”按钮，即可看到多个搜索结果；接着随机选择搜索结果中的某一商品（如“HP/惠普真机械手感有线键盘台式电脑笔记本”），向上滑动界面便可查看该商品的评价和详情，还可以查看该App智能推荐的类似商品，如图2所示。图2使用淘宝App8.3智能体验馆：淘宝淘宝App不单单可以通过输入关键字搜索商品，还可以采用图像识别技术进行实物扫描搜索或上传图片搜索，操作方法如下图所示。点击淘宝App首页“搜索”按钮左边的相机图标

，手机摄像头对准物品扫描或点击界面左下角的图标

上传物品图片，即可扫描得到类似的商品。淘宝App搜索商品8.3智能体验馆：淘宝从体验过程中，可以发现淘宝App隐含了许多智能操作，如根据搜索结果智能推荐类似商品、采用图像识别技术精准搜索商品等。此外，淘宝App还可以根据用户的搜索历史和浏览记录，记录用户的喜好，并将用户感兴趣的商品展示在首页，进行精准营销。例如，大家使用淘宝App搜索并浏览了键盘，则淘宝App就会根据大家的喜好将键盘类商品展示在首页，如下图所示。图

首页键盘类商品展示人工智能基础与应用素养篇第九章人工智能伦理与法律导读得益于物联网、云计算、大数据等多种技术的卓越发展，人工智能在安防、教育、医疗、交通、零售、制造和服务业等领域得到了广泛的应用，为人们的生活带来了极大的便捷，但同时也带来了很多触及道德伦理甚至法律的问题。本章将针对人工智能发展过程中引发的伦理和法律问题进行讨论，助力于构建和谐的人工智能发展环境，从而促进人与机器协调发展。学习目标了解人工智能发展中的伦理问题，如“伦理困境”抉择、算法偏见和过度依赖等问题。了解人工智能发展中的法律问题，如责任划分、隐私泄露和著作权保护等问题。21素质目标01了解人工智能发展中的伦理和法律问题，开阔学生视野，提升学生的知识面。02普及人工智能发展中引发伦理和法律问题的事件，培养学生合理使用人工智能产品的意识。目录CONTENTS人工智能发展中的伦理问题0102人工智能发展中的法律问题人工智能发展中的伦理问题019.1人工智能发展中的伦理问题伦理一般是指一系列指导行为的观念，是从概念角度上对道德现象的哲学思考。它不仅包含着处理人与人、人与社会、人与自然关系时遵循的行为规范，还蕴含着依照一定原则规范行为的深刻道理。由于人们缺乏对人工智能设计与使用过程中伦理问题的考量，所以伴随着人工智能的发展，人工智能涉及的伦理问题逐渐凸显出来，如“伦理困境”抉择、算法偏见和过度依赖等问题。9.1.1“伦理困境”抉择问题“一辆载满乘客的无人驾驶汽车正在行驶，遇到行人随意横穿马路的突发状况（见右图），如果紧急刹车可能会翻车伤及乘客，但不紧急刹车可能会撞到行人。这种情况下，无人驾驶汽车该怎么抉择呢？”尽管这样的情景在目前还只存在于设想中，但关于人工智能产品带来的“伦理困境”，让很多专家感到纠结。图

行人随意横穿马路9.1人工智能发展中的伦理问题如果司机是人，遇到这种情景时，抉择的瞬间完全取决于人的清醒判断，甚至是人的本能或直觉。可当人工智能陷入“伦理困境”的极端情景时，其每一步都是通过算法设定好的。浙江大学计算机学院吴飞教授曾说过，无人驾驶汽车依靠的是人工智能大脑，它目前只能做人类算法中所设定的行为决策，但是如果将全国每年的交通事故数据“喂”给计算机，人工智能大脑就可以学习海量数据中隐含的各种行为模式。简单地理解，就是无人驾驶汽车会从以往的案例数据库中选取一个与当前情景较相似的案例，然后根据所选案例实施本次决策。当无人驾驶汽车遇到完全陌生的情景时，它该怎么办呢？吴飞教授是这样解答的，无人驾驶汽车首要操作是搜索，即在人工智能大脑中迅速搜索与当前情景相似度大于一定阈值的过往情景，形成与之对应的决策，如果计算机搜索出来的情景相似度小于阈值，即代表找不到相似情景，则人工智能大脑可约束无人驾驶汽车随机选择一种方式处理。总而言之，程序员可通过代码约定无人驾驶汽车如何做，但这种约定始终要遵循普遍的社会伦理。这个过程中，程序员要和伦理学家一同把关，而且程序员要将符合伦理的决策用代码的形式体现出来，并输入到人工智能大脑中。9.1人工智能发展中的伦理问题9.1.2算法偏见问题由于机器采用算法模型对数据进行自主深度学习的过程是不透明的，所以人工智能可能在使用过程中形成无意识、不可预见的偏见，如肤色偏见、性别偏见等。若有偏见的人工智能处于决策地位，则会导致特定人群受到不公正待遇，从而造成社会伦理问题。肤色偏见人工智能领域中，肤色偏见是指某些人工智能算法或产品对某种肤色具有偏见，导致处理结果存在不公平的现象。9.1人工智能发展中的伦理问题COMPAS是一种在美国广泛使用的算法，它通过预测罪犯再次犯罪的可能性指导判刑，而这个算法或许是最臭名昭著且最能凸显肤色偏见问题的算法。早期，美国一家获得普利策奖的非营利新闻机构ProPublica曾在报道中指出，COMPAS算法存在明显的肤色偏见问题，该算法预测的黑人被告再次犯罪的风险要远远高于白人，甚至达到了后者的两倍，如下图所示。COMPAS算法预测结果此外，在人脸识别的应用过程中也出现过肤色偏见的问题。例如，早期一名黑人软件开发人员在某社交平台上说，谷歌的照片服务（GooglePhotos）把他和一个黑人朋友的照片打上了“大猩猩”的标签。9.1人工智能发展中的伦理问题性别偏见除了肤色偏见，人工智能算法或产品也出现过对某种性别具有偏见的问题。例如，亚马逊曾开发过一套用于筛选简历的人工智能工具，在应用过程中就表现出了性别偏见问题，即通过该人工智能程序筛选出的简历中男性远多于女性。不仅如此，该人工智能程序还会降低包含女性字样的简历权重，甚至下调女子学院的毕业生评级。由于性别偏见问题的出现，亚马逊便决定停止使用该人工智能招聘工具。此外，麻省理工学院与微软的研究人员曾联合开展了一项针对机器学习算法是否存在性别与肤色偏见的研究，结果发现当主流面部识别软件面对女性照片时，差错率会变得更高。此外，当对象为皮肤颜色较深的女性时，差错率会进一步上升。为有效地处理算法偏见问题，美国国防高级项目研究计划局投入7000万美元用于“可解释AI”新计划，意在了解深度学习原理，从而为进一步解释人工智能算法“黑箱”，消除算法偏见提供支持。研究人员测试微软、IBM、Facebook三家企业产品中的人脸识别功能，发现它们识别白人男性的正确率均高于99%，但识别肤色较深的黑人女性则错误率在47%左右。9.1人工智能发展中的伦理问题9.1.3过度依赖问题服务型机器人的投入使用，便利了人们的生活，增进了人与机器人的情感联系，但过度沉溺人工智能将带来心理依赖、能力退化、情感异化等问题。例如，陪伴教育机器人（见图1）容易造成儿童过度依赖，导致儿童出现社交障碍、性格孤僻等问题。又如，若医疗人员过度依赖协助医疗的机器人（见图2），则会造成医疗人员医疗能力退化的局面。再如，情侣机器人（见图3）容易使人们对机器人产生异样的情感，从而导致一部分人想要与机器人步入婚姻。图1陪伴教育机器人图2协助医疗机器人图3情侣机器人9.1人工智能发展中的伦理问题为人与人工智能建立健康的相处环境，需要客观地对待服务型机器人带给人的情感体验，避免产生过度依赖。例如，海豹机器人Paro（见图4）虽然可以帮助老年人释放压力，但现有的这些替代伙伴并不能真正地缓解老年人的孤独，对于老年人的心理健康，在很大程度上依然依赖于亲人朋友的关心与照顾，所以人们要对使用服务型机器人有一个正确的认识。图4海豹机器人Paro9.1人工智能发展中的伦理问题当前，人工智能已经展现出巨大的变革力量，只有建立完善的人工智能伦理规范，处理好机器与人之间的新关系，人们才能更多地获得人工智能红利，从而让技术造福人类。如何更好地解决人工智能的伦理问题，需要人们认真思考与提前布局。针对人工智能存在的伦理问题，人们应从人工智能内部和外部两个方面建立合理的伦理约束机制。（1）进行合乎道德伦理的算法设计，将国家的法律规范和人的道德情感规则嵌入人工智能系统设计。（2）建立人工智能群体伦理决策框架，加强对内部算法的监管，规范人工智能产品的研发过程。（3）设立人工智能事前监督和事后评估制度，制定产业研发人员伦理工作标准，强化专业责任意识。（4）针对隐私权建立健全的法律规范体系，切实保护人工智能使用者的隐私。人工智能发展中的法律问题029.2人工智能发展中的法律问题全世界都在呼吁人工智能产品的设计、开发、应用要以维护人类安全、隐私、利益为初衷，从而推动技术发展与人类进步。但是，人工智能作为新兴事物，相应的法律框架比较空白。当人工智能技术造成侵权事件时，不但有悖伦理，同时也无法对相应的法律责任进行合理的评判，这将阻碍人工智能的发展。目前，人工智能发展过程中涉及的法律问题主要有责任划分问题、隐私泄露问题、著作权保护问题等。9.2.1责任划分问题曾有这样一则事件，一辆处于“自动驾驶”状态的特斯拉轿车撞上一辆正在作业的道路清扫车，司机不幸身亡，车主将特斯拉公司告上法庭。该事件包含了设计、制造、销售和用户等多层法律关系，根据现有的法律法规无法确定谁应作为责任主体。9.2人工智能发展中的法律问题现有的法律将人工智能产品当作传统的机器对待，它不具有法律人格属性，所以人工智能产品的责任主体还是人类。对于人工智能带来的责任划分问题，其责任主体可以分为3类。设计、研发人员。若人工智能产品的设计、研发就存在威胁人类安全的问题，事故发生时可追究设计、研发人员。使用者。若事故是因为使用者操作不当造成的，可追究使用者的过错。生产厂商。若产生事故的机器经检测被定性为缺陷产品，可追究生产厂商的责任。伴随着人工智能技术愈发的成熟，未来社会的人工智能产品会具有更多的自主行为。虽然人类设计、制造了它们，但它们的行为会通过深度学习技术进行自主信息分析与判断，其创造者并不能完全预料或提前控制。现行的法律越来越不适用于人工智能的范畴，因此，人工智能产品责任划分问题需要设置新的界定标准。9.2人工智能发展中的法律问题9.2.2隐私泄露问题在海量数据满天飞的时代背景下，隐私泄露问题一直是人们关注的热点话题。容易引起隐私泄露事件发生的原因有后台数据泄露问题、人工智能技术滥用问题和大数据平台漏洞问题等。后台数据泄露问题用户使用网络社交平台时后台会产生大量的数据，为保护人们的财产安全，相关部门实行网络监管与社交平台实名化机制，但这也存在侵犯个人隐私的隐患。2019年央视“3·15”晚会曝光社保掌上通App通过获取用户授权，肆意收集用户隐私信息。晚会现场做了一项测试，主持人准备了一份真实的社保信息，然后通过社保掌上通App进行登录，接着输入姓名、身份证号、社保查询密码等相关信息，查询社保详情。此时，专家则是在旁边通过一台电脑，将主持人现场输入的社保人的信息全部截取了。总而言之，各个软件产品要加强对数据的保护，采用加密传输等技术对隐私信息进行传输，并借助人脸识别、指纹识别、虹膜识别等技术验证登录用户的身份，防止不法分子从网站中窃取用户个人数据。9.2人工智能发展中的法律问题人工智能技术滥用问题浙江某小学为学生佩戴脑机接口头环（见图1），监测学生的脑电波，从而分析学生上课时是否集中注意力，并对学生集中注意力的情况打分，然后将此分数和排名发送给教师和家长。该行为不仅侵犯了学生的隐私，还造成了学生产生“被监控”的心理压力。图1学生佩戴脑机接口头环此外，还有更加过分的人工智能技术滥用问题。DeepNude（见图2）是一款火爆网络的应用软件，其设计之初是用于处理一些不完美的照片，但在网络上遭到滥用，并出现一系列泄露他人隐私，甚至触犯法律的问题。图2DeepNude因此，相关部门要严格监管人工智能产品，完善人工智能产品后台监控机制，加强隐私监管，全面保护公民隐私安全。9.2人工智能发展中的法律问题大数据平台的漏洞问题大数据开放平台拥有大量的用户个人隐私信息，主要包括用户的注册信息、登录信息、浏览痕迹等。人工智能技术的发展与应用离不开大数据的支撑。例如，智能检索利用用户的历史检索数据为用户提供感兴趣的商品，并设置“猜你喜欢”“看了又看”等模块（见右图）智能推荐相关商品。这样做虽然可以提高检索的成功率，但同时也极大可能地泄露了用户的隐私信息。此外，大数据开放平台存在技术漏洞，一旦受到黑客与不法分子的攻击，就会导致用户个人隐私信息泄露。因此，政府部门要进一步完善隐私保护法律体系，培养网络安全人才以减少技术漏洞，从而降低大数据平台漏洞带来的安全隐患。图

智能搜索推荐相关信息9.2人工智能发展中的法律问题2017年6月，微软机器人“小冰”推出“个人”第一部原创诗集《阳光失了玻璃窗》（见下图），随后在华西都市报“宽窄巷”开设专栏刊登“小冰的诗”。同年的“双11”活动中，阿里人工智能设计师“鲁班”，完成了4亿份私人定制的海报。人工智能展现了其无限的可能，同时也引起了人们对其创作物的探讨，即这些创作物是否侵权了，是否受著作权的保护？图“小冰”的第一部原创诗集《阳光失了玻璃窗》9.2.3著作权保护问题9.2人工智能发展中的法律问题智能机器人创作作品之前，要通过一定的程序进行“深度学习”“深度思维”，在这个过程中有可能收集、储存大量的他人已享有著作权的作品，这就有可能出现非法复制他人的作品，从而侵害他人著作权的现象。如果智能机器人利用获取的他人享有著作权的知识和信息创作作品（如创作的歌曲中包含他人歌曲的音节、曲调），就有可能构成剽窃。但对于智能机器人构成侵害知识产权的情形，很难界定究竟应当由谁承担责任。现行《中华人民共和国著作权法》规定作品需要具备两个条件才享有著作权。（1）独创性，能以有形形式复制与传播。（2）主体性，对文学、艺术和科学作品等享有著作权的主体为自然人、法人和其他组织。在人工智能创作物生成过程中，自然人提供了创作思路与素材，人工智能利用算法对其进行整理，并不能完全脱离人类，不具有独创性。而且，人工智能创作物是在自然人的指导下机械承载的“物生物”的过程，不具有人格属性与主体性。因此，就现行《中华人民共和国著作权法》的规定，人工智能创作物明显不符合保护要求，无法受到著作权法的保护。9.2人工智能发展中的法律问题智能机器人、自动驾驶、AI创作、语音识别……当前，人工智能的应用越来越广泛，由此产生的一系列法律问题，尚没有达成广泛共识。但是，面对人工智能，法律应该做些什么呢？（1）利用良好的法律制度促进科技发展。法律不仅承担着行为调控、冲突解决、社会控制、公共管理等职责，而且背负着促进社会发展、引导社会生活的使命。因此，一方面，法律要应用良好的制度设计满足机器人发展的客观要求，积极利用机器人解放人的功能，实现人的全面发展，并积极改善人与自然、人与社会的关系。另一方面，法律要充分发挥对科学研究的引领功能。（2）确立人类优先和安全优先原则。在相关立法中必须确立人类优先的原则和理念，以尊重人的存在、人的生命健康、人的利益、人的安全为根本旨归。（3）谨慎承认机器人的法律主体资格。机器人虽然可能会有思维，但却并没有上升到有生命的状态。因此，从理论上讲，机器人作为一种工业设计，只具有使用寿命而不具有自然生命，当然也不享有以生命为载体的生命权。（4）充分尊重社会公众的知情权。在相关立法中，必须充分保护社会公众的知情权和参与权，重大人工智能技术的应用应广泛征求公众的意见并进行科学的论证，应强调任何人工智能产品的开发和应用都不能以损害自然人利益为代价，不能以损害社会公共利益为代价。（5）建立符合国情的人工智能法律制度体系。法律是为社会服务的，任何法律都必须根植于特定的土壤才能发挥其最大的效用，因此必须制定符合国家需要的人工智能法律制度。人工智能基础与应用第十章人工智能职业规划导读随着人工智能等现代高科技技术的广泛应用，不同职业的发展千变万化。面对挑战与机遇并存的人工智能时代，人们应该具有什么样的素养，以及如何为自己的职业生涯进行规划，才能在动荡的就业形势下稳定长久发展下去呢？本章将针对人工智能对社会的影响，先介绍人工智能时代的新挑战和新机遇，接着介绍人工智能迅速发展的背景下，学生应该具备的人工智能素养，以及职业规划的意义和步骤。学习目标了解人工智能对社会的影响。熟悉人工智能素养与职业规划。21素质目标01了解人工智能时代的新挑战和新机遇，加强学生对时代发展的了解。02介绍人工智能素养，培养学生提升智能型、创造型、复合型和社会型等素养的意识。

03普及职业规划的意义和步骤，培养学生的职业规划意识，提升学生的职业规划能力。目录CONTENTS人工智能对社会的影响0102人工智能素养与职业规划人工智能对社会的影响0110.1人工智能对社会的影响历史上，每一次技术上的突飞猛进都会造成人类社会结构的巨大变革。人工智能的爆炸性发展也必然会深度影响社会的现有形态。那么，假如人工智能产品已经大量普及，进入了千家万户，社会将会发生怎样的变化呢？10.1.1人工智能时代的新挑战随着时代的进步和科学技术的发展，人工智能无疑给人们的生活带来了巨大的便捷，但同时也“威胁”着许多人的生活。众所周知，人工智能能够高效、准确地完成某些工作，所以随着人工智能的不断发展，一些职业将被人工智能取代，并逐渐退出历史舞台。下面，大家一起来看一下在未来的人工智能时代中哪些职业可能会消失。10.1人工智能对社会的影响（1）流水线工人，如图1所示。流水线工人是最容易被机器人取代的职业，他们的工作简单重复，所以只需要设定好机器人的参数系统，机器人就可以不知疲倦地工作。有统计显示，苹果的零配件供应商富士康公司自2014年以来用机器人（见图2）代替了接近一半的流水线工人。图1流水线工人图2流水线机器人10.1人工智能对社会的影响（2）司机，如图3所示。百度公司CEO乘坐无人驾驶汽车（见图4）上路的新闻一度成为人们讨论的热点。当无人驾驶技术变得越发成熟，足以达到商用的程度时，便可以用它代替人工驾驶员。相对于人的情绪化和容易疲劳等特点，无人驾驶汽车正好完美地弥补了这些缺点，它在高精度计算的支撑下会自己识别道路交通规范，实现流量控制，选择最优路径。这样，不仅减少了交通事故的发生率，还能解决城市交通拥堵问题。图3司机图4无人驾驶汽车10.1人工智能对社会的影响（3）快递员，如图5所示。伴随着电子商务的飞速发展，快递员的数量也出现了爆发式增长。但在未来，随着无人机、自动驾驶快递车、智能送货机器人等人工智能产品（见图6）的应用，快递员这个职业将被人工智能产品逐渐取代。图5

快递员图6快递人工智能产品无人机自动驾驶快递车智能送货机器人10.1人工智能对社会的影响（4）收银员，如图7所示。随着人工智能收费方式的普及，消费者可以跳过烦琐的人工收费过程，进行自动付费，如图8所示。随着智能收费方式的广泛应用，超市、商场和收费站等收银员将面临失业的风险。图7收银员图8自助结账10.1人工智能对社会的影响（5）人工客服，如图9所示。随着语音识别、自然语言处理等人工智能技术的不断进步，机器人与人之间的交互越来越真实，服务也越来越人性化，因此智能客服（见图10）的应用也越来越广泛，并逐渐取代人工客服。图9人工客服图10智能客服10.1人工智能对社会的影响（6）保安，如图11所示。随着市场上各种人工智能技术（如人脸识别、车牌识别等）的成熟应用（见图12），保安这种职业的存在感就会越来越低。图11保安图12智能门禁10.1人工智能对社会的影响（7）仓库管理员，如图13所示。目前，物流行业已经开始采用分拣机器人（见图14），相较于人工分拣与配送，它们的分拣和配送效率更高、错误率更低。因此，智能化的分拣机器人将逐渐替代仓库管理员的工作。图13仓库管理员图14分拣机器人10.1人工智能对社会的影响（8）服务员，如图15所示。服务员是替代性很高的职业，其技术含量较低，机器人（见图16）也可以轻易做到，而且机器人永远不知疲惫。图15服务员图16服务员机器人此外，随着人工智能技术的逐渐成熟，未来可能消失的职业还有翻译人员、会计、保险业务员、人事、门诊医生等。10.1人工智能对社会的影响10.1.2人工智能时代的新机遇技术进步，必然会造成部分传统就业机会的消失，但新技术的普及应用，也必然引发一批新的产业链繁荣发展，衍生出人们此前从来不曾想到过的职业，为人们带来新的就业机遇。2019年，人力资源社会保障部与国家市场监管总局、国家统计局联合向社会发布了人工智能工程技术人员、物联网工程技术人员、大数据工程技术人员、云计算工程技术人员、数字化管理师、建筑信息模型技术员、电子竞技运营师、电子竞技员、无人机驾驶员、农业经理人、物联网安装调试员、工业机器人系统操作员、工业机器人系统运维员13个新职业信息。这是自2015年版《中华人民共和国职业分类大典》颁布以来发布的首批新职业。其中，一半以上的新职业（见图

1）与人工智能密切相关，有的则完全是由人工智能技术和行业应用衍生而来的。图12019年发布的与人工智能密切相关的新职业10.1人工智能对社会的影响2020年，人力资源社会保障部与国家市场监管总局、国家统计局联合向社会发布了智能制造工程技术人员、工业互联网工程技术人员、虚拟现实工程技术人员、人工智能训练师、全媒体运营师、无人机装调检修工等16个新职业。这是自2015年版《中华人民共和国职业分类大典》颁布以来发布的第二批新职业。其中，与人工智能密切相关的新职业如图2所示。图22020年发布的与人工智能密切相关的新职业10.1人工智能对社会的影响之后，在我国发布的第三批和第四批新职业中依然含有与人工智能密切相关的新职业，如区块链工程技术人员、区块链应用操作员、服务机器人应用技术员等。它们的详细介绍如图3所示。图3与人工智能密切相关的新职业人工智能素养与职业规划0210.2人工智能素养与职业规划近年来随着科学技术的发展，人们已经进入了人工智能时代，社会对高校人才的需求不再是单一的专业化人才，而是具备了专业的知识与技术，并拥有创新意识可以利用人工智能进行价值创造的复合型人才。下面针对大学生应该具备的人工智能素养进行探讨。10.2.1人工智能素养随着社会的发展，以及人工智能技术的进步，社会上相关的岗位需求必然会逐渐增多，而人们想要从事该行业，成为社会需要的人才，不仅要熟悉人工智能技术，还要具备人工智能素养。只有这样才能利用人工智能技术解决问题，才能做到与时俱进。人工智能素养包括学习与探究的智能型素养、人机协同发展的创造型素养、多学科交融的复合型素养、“智”“德”兼备的社会型素养等。10.2人工智能素养与职业规划信息技术的发展使学生们的学习不再局限于学校所发放的教材，学习的时间与空间限制已经被打破，可以说各种知识的获取门槛都非常低，这给人才的培养带来了极大的便利，但是同样也隐藏着挑战。知识聚合简单来说就是要在发现本质目标的前提下，利用自身的理性思维将原本分散的、无秩序的知识点凝聚起来，并形成一个多维度的、有秩序的知识结构。然后，再利用各个知识点之间的关系，从数据表面和共同关联点的基础上构建框架或者进行实证研究。学习与探究的智能型素养人工智能技术的快速发展，要求学生不但要具备主动学习知识的意识与能力，还要具有将所学知识技能快速聚合的能力。这样才能在大数据背景下，良好地应对快速迭代