人工智能通識基礎（慕課版 在線案例實訓版）

楊健，北京理工大學特聘教授，博士生導師。國家級領軍人才計劃入選者，國家新一代人工智能重大項目首席科學家、國家重點研發計劃項目首席科學家，北京理工大學信息與電子學部學部委員，國家一級學科“光學工程”學科責任教授。長期從事醫療手術機器人、醫學圖像處理、虛擬現實與增強現實、智能感知與導航、人機交互、人工智能等方面的教學和科研工作。主持國家2030人工智能重大項目1項、重點研發計劃2項、國家自然科學基金4項，作為核心人員參與國家973、863等項目10余項。在Medical Image Analysis、IEEE Transactions on Medical Imaging等國際著名期刊上發表SCI論文175篇，獲國家發明專利授權64項，其中11項實現轉化應用。

第 1章　初識人工智能　1

課前導學　1

1.1　人工智能基礎　2

1.1.1　人工智能的概念與特征　2

1.1.2　人工智能的發展歷程與現狀　3

1.1.3　人工智能的類型　5

1.1.4　人工智能的產業鏈與商業模式　6

1.1.5　人工智能開放平臺與人工智能開源軟件　8

課堂協作實訓：探索AI開放生態——主流人工智能開源平臺與工具對比分析　9

1.2　人工智能與人才培養　10

1.2.1　人工智能對就業的影響　10

1.2.2　人工智能相關的新職業　11

1.2.3　人工智能對人才的能力與技能要求　12

課堂協作實訓：AI時代的職業畫像——新職業探索與個人能力規劃　15

1.3　人工智能倫理與安全　14

1.3.1　人工智能倫理問題與應對　14

1.3.2　人工智能安全問題與應對　16

課堂協作實訓：AI倫理與安全風險辨識——生成式AI應用場景的合規性分析　19

章節實訓：體驗千帆大模型平臺　20

鞏固提升　21

【課後練習】　21

【任務實訓】　23

實訓1：人工智能產業鏈角色認知與商業模式分析　23

實訓2：AI倫理困境模擬與安全應對策略研討　23

第 2章　人工智能基礎技術　25

課前導學　25

2.1　人工智能的三要素　26

2.1.1　數據　26

2.1.2　算法　28

2.1.3　算力　29

2.1.4　數據、算法、算力的關系　32

課堂協作實訓：人工智能產品三要分析　33

2.2　機器學習　33

2.2.1　機器學習的內涵　34

2.2.2　機器學習的類型　34

2.2.3　機器學習領域中常見的任務與算法　36

2.2.4　機器學習的應用場景　38

課堂協作實訓：根據數據表構建決策樹　39

2.3　深度學習　40

2.3.1　深度學習的內涵　40

2.3.2　深度學習與機器學習的區別　41

2.3.3　深度學習的典型模型　42

2.3.4　深度學習的應用場景　44

課堂協作實訓：深度學習應用案例解析　44

2.4　知識圖譜　45

2.4.1　知識圖譜的內涵　45

2.4.2　知識圖譜的構建　46

2.4.3　知識圖譜的應用場景　48

課堂協作實訓：繪制簡易知識圖譜　49

章節實訓：寫作校園智能垃圾識別分類系統設計方案　49

鞏固提升　51

【課後練習】　51

【任務實訓】　52

實訓1：無監督學習聚類實踐　52

實訓2：卷積神經網絡結構卡片排序　53

第3章　人工智能應用技術　54

課前導學　54

3.1　自然語言處理　55

3.1.1　自然語言理解　55

3.1.2　語義分析　58

3.1.3　情感分析　59

3.1.4　文本生成　60

3.1.5　自然語言處理的應用場景　64

課堂協作實訓：與智能客服機器人進行深度對話　65

3.2　智能語音處理　65

3.2.1　語音識別　66

3.2.2　語音合成　67

課堂協作實訓：體驗與分析智能客服語音交互流程　71

3.3　計算機視覺　71

3.3.1　圖像分割　72

3.3.2　目標識別　73

3.3.3　目標檢測　74

3.3.4　目標跟蹤　77

3.3.5　圖像理解　77

3.3.6　計算機視覺的應用場景　78

課堂協作實訓：撰寫無人便利店智能管理系統設計方案　79

3.4　多模態融合　79

3.4.1　多模態融合的方法　80

3.4.2　多模態融合的應用場景　81

課堂協作實訓：撰寫智能家居交互系統設計方案　82

章節實訓：寫作多模態融合技術創意應用方案　83

鞏固提升　84

【課後練習】　84

【任務實訓】　86

實訓1：解析人形機器人的技術應用　86

實訓2：模擬“看圖說話”理解圖像理解技術　86

第4章　人工智能前沿拓展　88

課前導學　88

4.1　大語言模型　89

4.1.1　大語言模型的概念與運作原理　90

4.1.2　大語言模型的類型　91

4.1.3　大語言模型的主流產品　92

4.1.4　大語言模型的開發　95

4.1.5　大語言模型的部署　97

課堂協作實訓：為企業選擇最佳AI助手——大語言模型部署方案分析　98

4.2　智能體　99

4.2.1　智能體的概念與構成　99

4.2.2　智能體的類型　100

4.2.3　智能體的創建　102

4.2.4　智能體的應用場景　105

課堂協作實訓：打造微博文案生成小助手——任務流智能體創建初體驗　107

4.3　具身智能　108

4.3.1　具身智能的概念　108

4.3.2　具身智能的類型　109

4.3.3　具身智能的應用場景　109

課堂協作實訓：具身智能場景應用方案設計　111

4.4　人工智能創新技術　112

4.4.1　人工智能驅動的科學研究　112

4.4.2　類腦智能與具身小腦模型　113

4.4.3　全模態大模型　113

4.4.4　超級智能體　114

4.4.5　世界模擬器　115

4.4.6　納米機器人　116

4.4.7　OPC　117

4.4.8　OpenClaw　117

課堂協作實訓：探討AI創新技術在日常生活中的應用前景　118

章節實訓：創建微信公眾號文章生成助手智能體　119

鞏固提升　120

【課後練習】　120

【任務實訓】　122

實訓1：大語言模型原理理解與部署策略分析　122

實訓2：創建短視頻腳本生成智能體　123

第5章　人工智能工具實踐　124

課前導學　124

5.1　AIGC基礎認知　125

5.1.1　AIGC的概念與功能　126

5.1.2　AIGC的應用場景　128

5.1.3　主流AIGC工具　130

課堂協作實訓：AIGC典型應用場景方案設計　131

5.2　提示詞工程　131

5.2.1　提示詞工程與提示詞　132

5.2.2　提示詞設計原則與註意事項　132

5.2.3　提示詞常用結構化框架　133

課堂協作實訓：提示詞工程實戰——結構化提示詞設計與優化　135

5.3　AIGC工具輔助文本處理　136

5.3.1　文本處理提示詞設計技巧　137

5.3.2　改寫與優化微信公眾號文章　137

5.3.3　寫作與修改小紅書筆記　138

5.3.4　梳理與撰寫工作總結匯報　139

5.3.5　文本校對和內容合規管理　140

課堂協作實訓：AIGC賦能文本處理——多場景內容創作與優化　141

5.4　AIGC工具輔助圖像編輯　142

5.4.1　圖像編輯提示詞設計技巧　142

5.4.2　處理商品圖片與制作展示圖　143

5.4.3　制作與優化營銷海報　144

5.4.4　照片修復與風格遷移　145

課堂協作實訓：AIGC圖像編輯實戰——從商品圖到營銷海報的智能創作　146

5.5　AIGC工具輔助視頻與音頻編輯　146

5.5.1　視頻與音頻編輯提示詞設計技巧　147

5.5.2　生成視頻素材　147

5.5.3　智能剪輯視頻　148

5.5.4　生成數字人　150

5.5.5　文本語音合成　153

5.5.6　語音克隆與捏聲音　153

5.5.7　音頻分離　153

5.5.8　作詞與作曲　154

課堂協作實訓：AIGC賦能音視頻創作——全流程智能內容生產實踐　154

5.6　AIGC工具輔助辦公　155

5.6.1　輔助制作PPT　156

5.6.2　輔助處理Excel工作表　156

5.6.3　輔助數據分析　157

課堂協作實訓：借助AIGC工具制作京劇主題PPT　158

5.7　AIGC工具拓展應用　158

5.7.1　輔助編寫代碼　159

5.7.2　輔助獲取信息　159

5.7.3　輔助寫作文獻綜述　160

5.7.4　輔助求職面試　161

5.7.5　輔助制作思維導圖　162

課堂協作實訓：AIGC賦能學習與職業發展——多場景智能輔助應用實踐　163

章節實訓：策劃漢服品牌中秋直播營銷活動　164

鞏固提升　165

【課後練習】　165

【任務實訓】　167

實訓1：AIGC輔助撰寫職場工作總結匯報　167

實訓2：AIGC輔助構建思維導圖框架與知識體系梳理　168

第6章　人工智能學科場景　170

課前導學　170

6.1　人工智能+理工　171

6.1.1　人工智能+制造業　171

6.1.2　人工智能+航空航天　172

6.1.3　人工智能+城市建設　173

6.1.4　人工智能+公共交通　174

課堂協作實訓：AI賦能理工場景——典型行業應用方案設計　174

6.2　人工智能+農醫　175

6.2.1　人工智能+農業　175

6.2.2　人工智能+醫療　176

課堂協作實訓：AI賦能農醫場景——智慧農業或智慧醫療　應用方案設計　178

6.3　人工智能+經管　178

6.3.1　人工智能+公共管理　179

6.3.2　人工智能+金融　180

6.3.3　人工智能+零售　180

課堂協作實訓：AI賦能經管場景——公共管理、金融或零售應用方案設計　182

6.4　人工智能+文法　183

6.4.1　人工智能+教育　183

6.4.2　人工智能+司法　184

6.4.3　人工智能+生活與服務　185

課堂協作實訓：AI賦能文法場景——教育、司法及生活服務應用方案設計　186

6.5　人工智能+藝體　187

6.5.1　人工智能+文化傳媒　187

6.5.2　人工智能+藝術設計與保護　188

6.5.3　人工智能+體育　189

課堂協作實訓：AI賦能藝體場景——文化傳媒、藝術設計與保護或體育應用方案設計　190

章節實訓：設計未來智能穿戴設備　191

鞏固提升　192

【課後練習】　192

【任務實訓】　194

實訓1：智慧農業中的AI應用方案設計與效益評估　194

實訓2：AI賦能基層公共法律服務的可行性探究　195

第7章　人工智能課程實驗　196

課前導學　196

7.1　AIGC單工具應用實驗　197

7.1.1　寫作南京雲錦微信公眾號文章　197

7.1.2　制作公益主題插畫　199

7.1.3　制作個性化背景音樂　200

7.1.4　制作數字人景點講解視頻　201

7.1.5　創建新聞資訊助手智能體　202

7.2　AIGC工具鏈應用實驗　204

7.2.1　制作知識科普播客節目　204

7.2.2　制作網店商品詳情頁　205

7.2.3　制作茶葉品牌推廣物料　208

7.2.4　創作傳統節日宣傳短視頻　210

7.2.5　輔助農產品直播營銷　212