人工智能導論（通識版）

本書主要闡述人工智能的理論、技術、實踐、應用、發展。全書包括5個模塊、18個典型實踐任務。模塊1為理論探究，包括設計圖靈測試、體驗弱人工智能、設計排序算法3個實踐任務；模塊2為技術探究，包括圖說知識表示、測試機器學習、暢談深度學習3個實踐任務；模塊3為實踐探究，包括提取基於專家系統的需求、測試電腦視覺產品、測試自然語言處理軟件、體驗不同的身份識別方式、與機器人親密接觸5個實踐任務；模塊4為應用探究，包括規劃智慧城市、設計智慧醫療產品、提取智慧生活產品、收集智慧工廠案例、設計智慧農業產品5個實踐任務；模塊5為前景探究，包括思辯奇點、我要“立法”兩個實踐任務。 本書取材新穎、內容豐富、結構合理、條理清晰、深入淺出、通俗易懂並融入思政元素，每個模塊均包含視頻導入、拓展資料、思政引領、視頻體驗等二維碼，讓讀者在有限時間內，通過視頻、文字結合的方式學習更多人工智能的知識與技術。此外，本書配有在線課程，支撐教材學習。 本書可作為本科、高職高專院校各專業通識類“人工智能導論”課程的教材，也可作為相關技術人員和培訓機構教師的參考用書。

許春艷
長春職業技術學院軟件技術系教研室主任，中國計算機學會會員，2003年至今從事教學科研工作，具有豐富的教學經驗，省精品在線課程重要成員。

模塊1 理論探究 1
任務1.1 走近人工智能 2
實踐任務：設計圖靈測試 2
視頻導入 2
1.1.1 初識人工智能 2
1.1.2 人工智能發展 7
1.1.3 人工智能的三大學派 13
英語加油站 15
習題 15

任務1.2 人工智能的三個層次 16
實踐任務：體驗弱人工智能 16
視頻導入 16
1.2.1 了解人工智能的三個層次 16
1.2.2 當前階段人工智能產品的發展現狀與不足 18
1.2.3 全球人工智能產業發展現狀比較 21
英語加油站 26
習題 27

任務1.3 人工智能的四要素 27
實踐任務：設計排序算法 27
視頻導入 27
1.3.1 知識 28
1.3.2 數據 29
1.3.3 算法 33
1.3.4 算力 36
英語加油站 38
習題 40

模塊2 技術探究 41
任務2.1 知識表示 42
實踐任務：圖說知識表示 42
視頻導入 42
2.1.1 初識知識表示 42
2.1.2 知識庫 47
2.1.3 搜索策略 50
2.1.4 知識表示應用案例—機器“讀片” 52
英語加油站 54
習題 55

任務2.2 機器學習 56
實踐任務：測試機器學習 56
視頻導入 56
2.2.1 什麼是機器學習 56
2.2.2 機器學習的類型 61
2.2.3 機器學習的常見算法 64
2.2.4 機器學習的應用 66
2.2.5 體驗機器學習 70
英語加油站 72
習題 73

任務2.3 深度學習 74
實踐任務：暢談深度學習 74
視頻導入 75
2.3.1 什麼是深度學習 75
2.3.2 深度學習框架 79
2.3.3 神經網絡 82
2.3.4 深度學習算法案例—AlphaGo和蒙特卡洛算法 85
2.3.5 深度學習應用案例—自動駕駛技術 87
英語加油站 90
習題 91

模塊3 實踐探究 92
任務3.1 專家系統 93
實踐任務：提取基於專家系統的需求 93
視頻導入 93
3.1.1 走近專家系統 93
3.1.2 專家系統的發展 97
3.1.3 專家系統的工作原理 99
3.1.4 專家系統應用案例——花樣滑冰AI輔助評分系統 106
英語加油站 107
習題 108

任務3.2 計算機視覺 109
實踐任務：測試計算機視覺產品 109
視頻導入 109
3.2.1 計算機視覺概述 109
3.2.2 計算機視覺的發展 113
3.2.3 計算機視覺的經典問題 115
3.2.4 計算機視覺應用案例——高德AR與車道級導航技術 118
英語加油站 121
習題 122

任務3.3 自然語言處理 123
實踐任務：測試自然語言處理軟件 123
視頻導入 123
3.3.1 自然語言處理概述 124
3.3.2 自然語言處理髮展史 126
3.3.3 自然語言處理的七大技術 129
3.3.4 自然語言處理應用案例——同聲傳譯機 133
英語加油站 134
習題 135

任務3.4 身份識別技術 136
實踐任務：體驗不同的身份識別方式 136
視頻導入 136
3.4.1 身份識別技術概述 137
3.4.2 人臉識別技術 139
3.4.3 指紋識別技術 142
3.4.4 步態識別技術 144
3.4.5 其他身份識別技術 146
3.4.6 身份識別技術應用案例——銀河水滴步態識別產品 148
英語加油站 150
習題 151

任務3.5 機器人技術 151
實踐任務：與機器人親密接觸 151
視頻導入 151
3.5.1 走近機器人技術 152
3.5.2 機器人技術的發展 154
3.5.3 智能機器人的三要素 156
3.5.4 智能機器人的六大關鍵技術 157
3.5.5 機器人技術應用案例——教育機器人 159
英語加油站 162
習題 163

模塊4 應用探究 164
任務4.1 智慧城市 165
實踐任務: 規劃智慧城市 165
視頻導入 165
4.1.1 什麼是智慧城市 165
4.1.2 智慧城市的三大特點 167
4.1.3 智慧城市應用案例 169
4.1.4 智慧城市與元宇宙 176
英語加油站 177
習題 177

任務4.2 智慧醫療 178
實踐任務：設計智慧醫療產品 178
視頻導入 178
4.2.1 什麼是智慧醫療 178
4.2.2 智慧醫療應用案例 184
英語加油站 187
習題 188

任務4.3 智慧
生活 188
實踐任務：提取智慧生活產品 188
視頻導入 189
4.3.1 什麼是智慧生活 189
4.3.2 智慧生活應用案例 191
英語加油站 198
習題 198

任務4.4 智慧工廠 199
實踐任務：收集智慧工廠案例 199
視頻導入 199
4.4.1 什麼是智慧工廠 200
4.4.2 智慧工廠應用案例 204
4.4.3 有爭議的智慧工廠——黑燈工廠 209
英語加油站 211
習題 211

任務4.5 智慧農業 212
實踐任務：設計智慧農業產品 212
視頻導入 212
4.5.1 什麼是智慧農業 212
4.5.2 智慧農業應用案例 213
英語加油站 217
習題 218

模塊5 發展探究 219
任務5.1 人工智能的前景 220
實踐任務: 思辯奇點 220
視頻導入 220
5.1.1 人工智能三大發展趨勢 220
5.1.2 未來人工智能的轉度 221
5.1.3 認識人工智能奇點 223
英語加油站 226
習題 226

任務5.2 人工智能發展中的道德與法制 227
實踐任務：我要“立法” 227
視頻導入 227
5.2.1 機器人三大法則 227
5.2.2 人工智能與人類安全 228
5.2.3 人工智能與倫理道德 230
5.2.4 人工智能與職業 233
英語加油站 236
習題 237