人工智能通識基礎與實踐

曾智勇，福建師範大學，歷任軟件學院學術委員會委員、教學指導委員會委員、數字媒體技術系系主任、專業負責人、數字福建大數據安全技術研究所副所長，副教授，博士，碩士生導師，英國Ulster大學智能系統研究中心做訪問學者。現任中國人工智能學會科普委員會委員，教育部示範性軟件學院數字媒體技術專業編制組專家。主持和參與國家“中國電子政務應用示範工程”863科技攻關項目，“十五”“軍用高科技掃描輸入技術”總裝備部軍事預研項目，福建省省科技廳高校產學合作重大、重點、自然基金等十多項省科研攻關項目，在國內外核心期刊及國際會議上發表學術論文50多篇，其中被SCI或EI收錄30余篇。2022年獲福建省科技進步獎二等獎。    長期從事C語言程序設計課程教學和程序設計教學研究，2017年主持的《C語言程序設計》被評為福建省精品在線開放課程，2019年被評為福建省一流在線開放課程、福建師範大學線上線下混合式“金課”，核心參與福建省精品課程“C及面向對象程序設計”(2/6)課程建設。2020年編著《C語言程序設計，電子工業出版社》教材一部，2025年主編《C語言程序設計（第2版），清華大學出版社》教材一部，主編《C語言程序設計》數字課程一部。

目錄

 

 

第1章緒論1

1.1人工智能的基本概念1

1.1.1什麼是智能1

1.1.2智能的特征2

1.1.3什麼是人工智能4

1.1.4強人工智能與弱人工智能4

1.2人工智能的前世今生5

1.2.1孕育階段5

1.2.2誕生階段5

1.2.3發展階段6

1.3人工智能的主流學派7

1.3.1符號主義學派7

1.3.2行為主義學派8

1.3.3連接主義學派8

1.4人工智能的關鍵技術9

1.4.1機器學習9

1.4.2自然語言處理10

1.4.3計算機視覺11

1.4.4生物特征識別11

1.4.5知識圖譜11

1.4.6人機交互13

1.5人工智能的應用13

1.5.1智能制造13

1.5.2智能家居14

1.5.3智能教育14

1.5.4智能醫療14

1.5.5智能交通15

1.5.6智能辦公15

1.5.7自動駕駛16

1.6人工智能的倫理安全16

1.6.1人工智能倫理安全問題與典型案例17

1.6.2人工智能倫理安全的基本原則18

1.6.3解決人工智能倫理安全的策略19

1.7本章小結20

1.8習題20

 

第2章深度學習23

2.1人工神經網絡23

2.2深度學習概述27

2.3經典神經網絡結構30

2.3.1卷積神經網絡30

2.3.2循環神經網絡33

2.3.3Transformer網絡35

2.4本章小結41

2.5習題42

 

第3章大語言模型44

3.1概述44

3.1.1大模型的概念44

3.1.2大模型的發展歷程及其特點46

3.1.3大模型與人工智能的關系49

3.2大模型的基本原理50

3.2.1計算機理解語言的機制50

3.2.2大模型的原理52

3.3大模型的構建和演化55

3.3.1預訓練階段56

3.3.2指令微調階段58

3.3.3獎勵函數階段58

3.3.4強化學習階段59

3.3.5檢索增強生成技術60

3.3.6大模型訓練數據集61

3.4常見大模型62

3.4.1國外常見大模型62

3.4.2國內常見大模型63

3.4.3大模型的競爭格局64

3.5大模型的應用65

3.5.1多模態的生成與應用65

3.5.2智能體的創建與應用67

3.6大模型風險警示與治理路徑69

3.6.1大模型風險警示69

3.6.2大模型的治理路徑69

3.7本章小結70

3.8習題70

 

第4章提示詞工程73

4.1概述73

4.2提示詞組成元素73

4.2.1任務74

4.2.2角色76

4.2.3上下文80

4.2.4輸出控制82

4.2.5推理模型提示詞84

4.3提示詞優化86

4.3.1優化策略86

4.3.2一鍵優化89

4.4提示詞案例90

4.4.1寫作助理90

4.4.2法律咨詢93

4.4.3學習輔助94

4.5本章小結97

4.6習題97

 

第5章AI智能體100

5.1概述100

5.1.1智能體的概念100

5.1.2智能體的特性101

5.1.3智能體的應用101

5.2智能體的基本原理102

5.3單智能體105

5.3.1智能體的結構105

5.3.2智能體的幾種經典體系結構106

5.4多智能體系統107

5.4.1多智能體系統的概念與結構107

5.4.2優勢與發展趨勢109

5.5智能體設計110

5.5.1設計原則110

5.5.2智能體的構建113

5.6本章小結123

5.7習題124

 

第6章具身智能126

6.1具身智能概述126

6.1.1具身智能的概念126

6.1.2具身智能的發展歷程126

6.2具身智能的核心技術127

6.2.1感知層技術128

6.2.2決策層技術131

6.2.3執行層技術134

6.2.4形態層技術137

6.2.5仿真層技術139

6.3具身智能的應用141

6.3.1醫療領域141

6.3.2娛樂與教育領域143

6.3.3自主系統與導航領域145

6.3.4人機交互與協作領域147

6.4具身智能的技術挑戰與發展前景148

6.4.1技術挑戰149

6.4.2產業與倫理挑戰150

6.4.3發展前景150

6.5本章小結152

6.6習題152

 

第7章數字人154

7.1數字人概述154

7.1.1數字人的概念154

7.1.2數字人的發展歷史155

7.1.3數字人的分類體系156

7.2數字人的核心技術157

7.2.1形象構建技術157

7.2.2動作與表情驅動技術158

7.2.3智能交互技術158

7.2.4實時渲染技術159

7.2.5系統集成與部署技術160

7.2.6前沿輔助技術160

7.3數字人的應用領域161

7.3.1教育實訓161

7.3.2醫療仿真161

7.3.3工業數字孿生162

7.3.4文化領域162

7.3.5政務服務162

7.3.6金融服務162

7.4數字人的挑戰與限制163

7.4.1技術層面: 核心能力的剛性瓶頸163

7.4.2倫理安全: 虛實邊界的風險彌散163

7.4.3商業化落地: 價值轉化的現實梗阻164

7.4.4行業治理: 規範體系的滯後性164

7.5數字人應用實踐164

7.6本章小結167

7.7習題168

 

第8章AI輔助辦公170

8.1概述170

8.2Word文檔設計171

8.3Excel數據分析176

8.4PPT演示設計180

8.5PDF文檔處理185

8.6本章小結189

8.7習題189

 

第9章AI輔助編程192

9.1編程助手的安裝、註冊與登錄193

9.2輔助編程的應用194

9.2.1代碼智能補全194

9.2.2AI智能問答195

9.2.3智能生成指令197

9.2.4問題修復建議198

9.2.5項目集成199

9.3本章小結201

9.4習題201

 

第10章AIGC應用與實踐203

10.1概述203

10.1.1AIGC的概念203

10.1.2AIGC與大模型的關系205

10.1.3AIGC的發展歷程206

10.1.4AIGC的常見應用場景208

10.1.5AIGC對行業、職業與生活的影響212

10.2圖片類AIGC的應用實踐215

10.2.1圖片類AIGC平臺概述215

10.2.2繪圖提示詞工程——與AI有效溝通的藝術219

10.2.3案例101: 兒童繪本插圖創作220

10.2.4案例102: 電商產品場景圖生成224

10.2.5參數調節與質量控制230

10.2.6圖像版權與倫理231

10.3視頻類AIGC的應用實踐233

10.3.1案例103: 使用可靈AI實現文生視頻233

10.3.2案例104: 使用即夢AI實現首幀圖生視頻237

10.3.3案例105: 使用即夢AI實現智能運鏡圖生視頻241

10.3.4案例106: 使用即夢AI實現數字人播報視頻242

10.4語音類AIGC的應用實踐245

10.4.1案例107: 定制個性化語音——生成拜年祝福語音245

10.4.2案例108: 定制個性化語音——設計解說員音色249

10.4.3案例109: 音樂創作251

10.5智能體類AIGC的應用實踐255

10.5.1智能體開發概述255

10.5.2案例1010: 智能體輔助學習256

10.5.3案例1011: 智能體賦能生活261

10.5.4案例1012: 智能體輔助隨堂測驗出題265

10.6本章小結272

10.7習題272

 

參考文獻274