第1篇 理论篇
任务1 体验图灵测试 …3
任务导入…3
任务目标…3
任务要求…3
提交形式…3
1.1何为人工智能 …4
1.1.1 观点碰撞 …4
1.1.2 概念辨析 …5
1.2 图灵与图灵测试 …6
1.2.1 艾伦·麦席森·图灵 …6
1.2.2 图灵测试 …6
1.2.3 图灵机 …8
1.3 人工智能的前世今生 …8
1.3.1 人工智能的起源 …8
1.3.2 人工智能发展的三次浪潮…10
1.4 人工智能的学派…11
1.4.1 符号主义…12
1.4.2 联结主义…12
1.4.3 行为主义…12
1.5 人工智能的三级产业链…13
1.5.1 产业链全景…13
1.5.2 产业链各层级…13
1.6 全球人工智能产业发展现状比较…14
1.6.1 全球人工智能产业发展情况…14
1.6.2 我国人工智能产业发展现状与布局…16
小结 …17
习题 …18
任务记录单 …18
任务2 寻找人工智能产品…19
任务导入 …19
任务目标 …19
任务要求…19
提交形式 …19
2.1 人工智能的三个层次…20
2.1.1 弱人工智能…20
2.1.2 强人工智能…20
2.1.3 超人工智能…21
2.2 弱人工智能发展史上的七个重大突破…21
2.2.1 1966年聊天机器人 ELIZA实现首次人机对话 …21
2.2.2 1973年首个人形机器人WABOT-1诞生 …22
2.2.3 1997年“深蓝”战胜人类国际象棋冠军 …23
2.2.4 2009年ImageNET数据库帮助AI认出了猫 …23
2.2.5 2011年“沃森”在智力问答比赛中战胜人类 …24
2.2.6 2016年AlphaGo战胜围棋世界冠军李世石 …25
2.2.7 2018年IBM Project Debater对战人类辩论冠军…25
2.3 当前人工智能发展的现状与不足…26
2.3.1 当前人工智能发展的现状…26
2.3.2 当前人工智能发展中的不足…27
小结 …28
习题 …28
任务记录单 …29
任务3 设计“打折机票”的算法 …30
任务导入 …30
任务目标 …30
任务要求…30
提交形式 …30
3.1 三代人工智能与其要素…31
3.1.1 第一代人工智能与其三要素…31
3.1.2 第二代人工智能与其三要素…31
3.1.3 第三代人工智能与其四要素…31
3.2 知识…32
3.2.1 何为知识…32
3.2.2 大知识与知识图谱…32
3.3 数据…33
3.3.1 数据与大数据…33
3.3.2 数据的价值…33
3.3.5 有效保护自身数据安全…35
3.4 算法…36
3.4.1 何为算法…36
3.4.2 算法的五大特性…37
3.4.3 评定算法优劣的标准…37
3.4.4 人工智能算法的重要性…38
3.4.5 算法体验…39
3.3.6 算法的表示…39
3.5 算力…42
3.5.1 何为算力…42
3.5.2 算力的重要性…42
3.5.3 中央处理器与摩尔定律…42
3.5.4 其他决定算力的因素…43
小结 …44
习题 …44
任务记录单 …45
第2篇 技术篇
任务4 体验知识图谱 …49
任务导入 …49
任务目标 …49
任务要求…49
提交形式…49
4.1 初识知识图谱…50
4.1.1 什么是知识图谱…50
4.1.2 与传统知识表示的区别…51
4.1.3 知识图谱的分类…51
4.2 知识图谱的发展历程…52
4.3 知识图谱的应用领域…53
4.3.1 语义搜索…53
4.3.2 智能问答…53
4.3.3 个性化推荐…54
4.3.4 辅助大数据分析决策…55
4.4 知识图谱构建的关键技术…56
4.4.1 实体命名识别…57
4.4.2 关系抽取…57
4.4.3 实体统一…57
4.4.4 指代消解…58
4.5 知识图谱的存储…58
4.6 知识图谱应用案例——金融应用案例…58
小结 …60
习题 …60
任务记录单 …61
任务5 图说机器学习 …62
任务导入 …62
任务目标 …62
任务要求…62
提交形式…62
5.1 走近机器学习…63
5.1.1 机器学习的概念…63
5.1.2 机器学习的发展历史…63
5.2 机器学习的分类…64
5.2.1 监督学习…65
5.2.2 无监督学习…65
5.2.3 半监督学习…65
5.2.4 强化学习…66
5.3 机器学习的算法…66
5.3.1 线性回归…66
5.3.2 Logistic回归 …67
5.3.3 线性判别分析…68
5.3.4 决策树算法…68
5.3.5 朴素贝叶斯算法…69
5.3.6 K最近邻算法…69
5.3.7 学习向量量化…70
5.3.8 支持向量机…71
5.3.9 袋装法和随机森林…72
5.3.10 Boosting和AdaBoost …72
5.4 走近深度学习…73
5.5 深度学习框架…74
5.5.1 TensorFlow框架 …74
5.5.2 Keras框架 …74
5.5.3 PyTorch框架 …75
5.5.4 MXNet框架…75
5.5.5 CNTK框架 …75
5.5.6 Theano框架 …76
5.6 神经网络…76
5.6.1 神经网络的研究内容…76
5.6.2 神经网络的分类…77
5.6.3 神经网络的特点…77
5.6.4 神经网络的工作原理…77
5.6.5 神经网络的发展历史…78
5.6.6 神经网络的常见工具…79
5.6.7 神经网络的研究方向…79
5.7 机器学习应用案例——商品推荐…80
5.7.1 推荐系统…80
5.7.2 协同过滤算法…80
习题 …81
任务记录单 …82
任务6 寻找专家系统 …83
任务导入 …83
任务目标 …83
任务要求 …83
提交形式…83
6.1 走近专家系统…84
6.1.1 何为专家系统…84
6.1.2 专家系统的特性…86
6.2 专家系统的分类…86
6.2.1 专家系统的类型…86
6.2.2 专家系统的应用…90
6.2.3 专家系统的研究和应用意义…92
6.3 专家系统的结构…92
6.3.1 专家系统的工作原理…93
6.3.2 知识获取和表示…95
6.3.3 推理机制与控制策略…96
6.3.4 专家系统的开发过程…97
·5·
人工智能通识导论…
6.4 专家系统应用案例——智能声纹专家鉴定系统…98
6.4.1 智能声纹专家鉴定系统案例背景…98
6.4.2 智能声纹专家鉴定系统的功能…99
6.4.3 智能声纹专家鉴定系统的推广与应用 …100
小结…101
习题…102
任务记录单…102
任务7 感受计算机视觉产品 …103
任务导入…103
任务目标…103
任务要求…103
提交形式…103
7.1 走近计算机视觉 …104
7.1.1 何为计算机视觉 …104
7.1.2 计算机视觉的工作原理 …105
7.2 计算机视觉发展史 …106
7.2.1 计算机视觉发展历程 …106
7.2.2 发展计算机视觉的必要性 …107
7.3 计算机视觉的经典问题及应用领域 …109
7.3.1 计算机视觉的经典问题 …109
7.3.2 计算机视觉的应用领域 …115
7.4 计算机视觉应用案例——端到端智慧平安社区 …119
7.4.1 端到端智慧平安社区的技术突破 …119
7.4.2 端到端智慧平安社区的应用介绍 …119
小结…121
习题…121
任务记录单…122
任务8 体验自然语言处理产品…123
任务导入…123
任务目标…123
任务要求…123
提交形式…123
8.1 自然语言处理原理 …124
8.1.1 自然语言处理的定义 …124
8.1.2 自然语言处理的流程 …125
8.1.3 自然语言处理的应用 …125
8.1.4 自然语言处理的研究内容…126
8.2 自然语言处理发展史 …126
8.2.1 自然语言处理的发展历程 …127
8.2.2 自然语言处理的难点…128
8.2.3 自然语言处理的发展前景…129
8.3 自然语言处理的七大技术 …129
8.3.1 语音识别 …129
8.3.2 机器翻译 …130
8.3.3 问答系统…131
8.3.4 注意力机制 …132
8.3.5 语义分析 …132
8.3.6 情绪分析 …133
8.3.7 文本分类 …134
8.4 自然语言处理应用案例——同声传译机 …134
8.4.1 同声传译机案例背景 …134
8.4.2 关键技术…135
8.4.3 产品优势 …135
8.4.4 应用场景 …135
小结…135
习题…136
任务记录单…136
任务9 测试生物特征识别技术 …137
任务导入…137
任务目标…137
任务要求…137
提交形式…137
9.1 走进身份识别技术 …138
9.1.1 何为身份识别技术 …138
9.1.2 身份识别技术的特点…139
9.1.3 身份识别技术的应用场景 …140
9.2 人脸识别技术 …141
9.2.1 认识人脸识别技术 …141
9.2.2 人脸识别技术的影响因素 …142
9.2.3 人脸识别技术的应用 …143
9.3 指纹识别技术 …143
9.3.1 何为指纹识别技术 …144
9.3.2 指纹识别技术的特点 …144
9.3.3 指纹识别技术的应用领域 …145
9.4 步态识别技术 …146
9.4.1 何为步态识别技术 …146
9.4.2 步态识别技术的特点…147
9.4.3 步态识别技术的应用领域 …147
9.5 其他识别技术 …147
9.5.1 虹膜识别 …147
9.5.2 声纹识别…148
9.5.3 人耳识别 …148
9.5.4 静脉识别 …148
9.6 身份识别技术应用案例——步态识别 …149
9.6.1 案例背景 …149
9.6.2 发展现状 …149
9.6.3 产品介绍 …150
9.6.4 原理和关键技术 …151
9.6.5 步态识别技术的优势…152
小结…153
习题…153
任务记录单…154
任务10 寻找机器人 …155
任务导入…155
任务目标…155
任务要求…155
提交形式…155
10.1 走进机器人技术…156
10.1.1 初识机器人…156
10.1.2 机器人的分类…157
10.1.3 机器人的组成…158
10.2 机器人技术发展史…159
10.2.1 机器人的发展阶段…159
10.2.2 机器人领域的十大前沿技术…162
10.2.3 机器人技术的未来发展趋势…165
10.3 智能机器人…167
10.3.1 智能机器人的组成…167
10.3.2 智能机器人的三大要素…167
10.3.3 智能机器人的六大关键技术…168
10.4 机器人应用案例——智能人形跳舞机器人…170
10.4.1 智能人形机器人…170
10.4.2 硬件平台…171
10.4.3 主要功能…172
10.4.4 关键技术…174
小结…175
习题…175
任务记录单…176
任务11 体验“AR道具”…177
任务导入…177
任务目标…177
任务要求…177
提交形式…177
11.1 走近虚拟现实…178
11.1.1 何为虚拟现实…178
11.1.2 虚拟现实的特征…179
11.1.3 虚拟现实的分类…179
11.1.4 虚拟现实的关键技术…180
11.1.5 虚拟现实的主要应用领域…182
11.2 走近增强现实…186
11.2.1 何为增强现实…186
11.2.2 增强现实的关键技术…186
11.2.3 增强现实的主要应用领域…189
11.3 VR与AR的比较 …191
11.4 虚拟现实应用案例——VR驾校 …192
11.4.1 VR驾校案例背景 …192
11.4.2 VR驾校的功能…192
小结…193
习题…193
任务记录单…194
第3篇 应用篇
任务12 展示智慧城市 …197
任务导入…197
任务目标…197
任务要求…197
提交形式…197
12.1 初识智慧城市…198
12.1.1 智慧城市的建设历程…198
12.1.2 各国智慧城市建设步伐…199
12.1.3 智慧城市和元宇宙…199
12.1.4 未来城市构想…201
12.2 智慧城市理念的三层内涵…203
12.2.1 经济上健康、合理、可持续…203
12.2.2 生活上和谐、安全、更舒适…203
12.2.3 管理上科技、智能、信息化…203
12.3 智慧城市的应用…204
12.3.1 智慧交通…204
13.3.2 智慧公共服务…206
13.3.3 智慧环保…208
12.4 智慧城市案例——智慧厦门、智慧阿德莱德…211
12.4.1 我国智慧城市典范——智慧厦门…211
12.4.2 世界智慧城市——阿德莱德…213
小结…216
习题…216
任务记录单…217
任务13 设计智慧医疗产品…218
任务导入…218
任务目标…218
任务要求…218
提交形式…218
13.1 何为智慧医疗…219
13.1.1 智慧医院系统…219
13.1.2 区域卫生系统…220
13.1.3 家庭健康系统…220
13.2 智慧医疗现状…222
13.2.1 人口老龄化…222
13.2.2 慢性病患病率的增加…223
13.2.3 医疗资源的发展不均衡…224
13.2.4 公共卫生突发事件的挑战…224
13.2.5 现代医疗发展方向…225
13.3 智慧医疗应用案例——智慧医院解决方案、AI医疗机器人、
AI助力药物研发、AI导辅诊助力医疗 …225
13.3.1 西门子智慧医院解决方案…225
13.3.2 AI医疗机器人 …226
13.3.3 AI助力药物研发 …227
13.3.4 AI导辅诊助力医疗 …228
小结…230
习题…230
任务记录单…231
任务14 提取智能生活产品需求 …232
任务导入…232
任务目标…232
任务要求…232
提交形式…232
14.1 何为智能生活…233
14.2 智能生活的分类…234
14.2.1 衣——可穿戴智能设备…234
14.2.2 食——智慧食堂(餐厅)…234
14.2.3 住——智能家居…235
14.2.4 行——智慧交通、无人驾驶…235
14.3 智能生活的应用案例——新加坡城市生活规划、智慧社区样本、机器人餐厅…236
14.3.1 新加坡城市生活规划…236
14.3.2 智慧社区样本…239
14.3.3 机器人餐厅…241
小结…243
习题…243
任务记录单…243
任务15 设计智能工厂 …245
任务导入…245
任务目标…245
任务要求…245
提交形式…245
15.1 工业4.0时代…247
15.1.1 概念解读…247
15.1.2 工业4.0三大主题…247
15.2 智能工厂的特征…248
15.3 智能工厂体系架构…249
15.3.1 基础设施层…249
15.3.2 智能装备层…250
15.3.3 智能生产线层…250
15.3.4 智能车间层…251
·11·
人工智能通识导论…
15.3.5 工厂管控层…251
15.4 智能工厂应用案例——智慧车间、智能巡检、智能汽车生产线…251
15.4.1 智慧车间…251
15.4.2 智能巡检…253
15.4.3 智能汽车生产线…254
小结…256
习题…257
任务记录单…257
任务16 搜集智慧农业案例…258
任务导入…258
任务目标…258
任务要求…258
提交形式…258
16.1 何为智慧农业…259
16.1.1 智慧农业的概念…259
16.1.2 智慧农业发展趋势…259
16.2 智能农业管理系统架构…261
16.3 智能农业应用案例——台湾省智慧农业、垂直农场…263
16.3.1 台湾省智慧农业…263
16.3.2 垂直农场…265
小结…267
习题…267
任务记录单…267
第4篇 探索篇
任务17“奇点”主题辩论赛…271
任务导入…271
任务目标…271
任务要求…271
提交形式…272
17.1 颇有争议的人工智能“奇点”论 …272
17.1.1 人工智能“奇点”论的提出 …272
17.1.2 人工智能“奇点”论的理论支柱——摩尔定律 ……272
17.1.3 人工智能“奇点”论的支持派与反对派之争 …273
17.1.4 如何科学地看待“奇点”论 …274
17.2 人工智能的发展趋势…274
17.2.1 十大最有前景的人工智能发展领域…274
17.2.2 未来人工智能的转变…275
17.3 人工智能时代的就业…276
17.3.1 人工智能将改变就业格局…276
17.3.2 人工智能时代需要怎样的职业人…277
小结…278
习题…278
任务记录单…279
任务18 为“AI”立法…280
任务导入…280
任务目标…280
任务要求…280
提交形式…280
18.1 何为人工智能伦理…281
18.1.1 人工智能伦理的提出——阿西莫夫三定律…281
18.1.2 人工智能伦理的重要性…282
18.1.3 人工智能技术与伦理的矛盾…282
18.2 人工智能伦理的风险来源…283
18.2.1 技术伦理风险…283
18.2.2 社会伦理风险…284
18.3 人工智能伦理的治理路径…285
18.3.1 确立人工智能发展的基本价值原则…285
18.3.2 建立人工智能发展的具体伦理规范…285
18.3.3 健全人工智能发展的制度保障体系…285
小结…286
习题…286
任务记录单…287
参考文献…288
习题答案 …289

许春艳，女，1979.04-:吉林大学硕士研究生，副教授职称。现任长春职业技术学院人工智能教研室主任。“2022年职业教育国家在线精品课程”负责人。2023年获“吉林省优秀技术指导专家”、“吉林省技能竞赛专家库人才”。主编：《MySQL数据库实用技术》等6部计算机专业教材。