走近人工智能(职业院校通识教育课程系列教材)

《走近人工智能》是一本关于人工智能的通识读本，在参考了许多较新的同类书籍和文献资料的基础上，简要回顾了人工智能的历史发展，概括性地介绍了人工智能的基本原理，重点分述了人工智能的应用领域。本书共分十二章：*章介绍人工智能的起源；第二章介绍人工智能的基本概念、核心技术和技术方向，如专家系统、机器学习、自然语言处理等和图像、视频技术等；第三至十一章依次介绍了人工智能在各领域的应用，包括智能制造、商业服务、生物技术、自动驾驶、金融科技、医疗、教育、娱乐生活及家居；第十二章介绍人工智能伦理规范方面的内容。人工智能的浪潮席卷全球，本书将带领读者走近人工智能的世界，了解未来社会即将面临的变化。

鲁昕，女，汉族，1955年7月生，辽宁抚顺人，1985年6月入党，1971年参加工作，1994年财政部财政科学研究所财政专业毕业，研究生学历，博士学位。2009年04月至2015年12月，任副部长、党组成员。2015年12月中央新疆工作协调小组办公室副主任。十三届全国政协民族和宗*员会委员，全国中等职业教育教学改革创新指导委员会主任委员。中国共产党第十六次全国代表大会代表，中国妇女第九、十次全国代表大会代表。

“本书能让你发现人工智能不再神秘、遥远和陌生，人工智能及其技术应用与我们息息相关。或许它能为你解开当下的疑惑，全面迎接人工智能社会的到来；或许它能让你了解未来社会即将面临的变化，助你踏入神奇的智能空间，并以此开启你的未来学习和工作模式，带领你走进智慧世界。”

——李建求

*章 人工智能的起源与简史......................... 1

一、朦胧时期：人工智能技术溯源............... 2

（一）漫长历史萌芽............................. 2

（二）形式逻辑推理............................. 3

（三）计算机的出现............................. 4

（四）大话人工智能............................. 6

二、概念形成：人工智能的早期发展........... 6

（一）人工智能标准的提出.................. 7

（二）人工智能术语的确定.................. 8

（三）人工智能的黄金时期.................. 10

三、此起彼伏：人工智能的徘徊期............... 11

（一）AI的*次低谷期...................... 11

（二）专家系统的开发浪潮.................. 12

（三）AI的第二次低谷期...................... 13

（四）人工神经网络的复兴.................. 14

四、时代召唤：人工智能的广泛应用........... 15

（一）AI采用科学方法......................... 16

（二）人机大赛AI获胜......................... 17

（三）谷歌公司的其他AI产品............... 18

（四）开放平台百度大脑...................... 19

（五）其他AI产品................................. 21

第二章 人工智能概述........................................ 25

一、内涵外延：人工智能的基本概念........... 25

（一）人工智能的定义......................... 25

（二）人工智能的分类与学派............... 27

（三）人工智能的三个层次.................. 29

（四）人工智能的未来趋势.................. 31

二、三大支撑：人工智能的核心技术........... 33

（一）人工智能的“芯片”.................. 33

（二）人工智能的“算法”.................. 36

（三）人工智能的“数据”.................. 38

三、技术方向：人工智能的技术方向........... 40

（一）机器学习与深度学习.................. 40

（二）专家系统与知识工程.................. 43

（三）语音、语言处理技术.................. 45

（四）图像处理和图像融合.................. 48

（五）机器视觉和视频分析.................. 51

四、智慧体现：智能机器人......................... 54

（一）机器人的由来............................. 54

（二）智能机器人的出现...................... 56

（三）智能机器人的关键技术............... 57

（四）智能机器人的应用...................... 60

（五）智能机器人的未来...................... 63

第三章 人工智能技术应用之一——智能制造.... 65

一、历史由来：智能制造的前世今生........... 66

（一）何谓制造？................................. 66

（二）“工业4.0”的由来.................... 67

（三）智能制造的内涵与要素............... 68

二、人工智能与智能制造：智能制造的赋能技术 71

（一）云计算........................................ 72

（二）物联网........................................ 73

（三）大数据........................................ 73

（四）移动互联.................................... 73

（五）高档数控装备............................. 73

（六）增材制造.................................... 73

（七）虚拟制造.................................... 75

三、关注当下：人工智能在智能制造中的应用场景 75

（一）智能工厂.................................... 76

（二）个性化定制................................. 78

（三）人机协作.................................... 81

（四）设备诊断和预警......................... 82

四、展望未来：智能制造的现状、问题与趋势 83

（一）现状：我国智能制造产业发展报告 83

（二）问题：智能制造落地存在的困难 84

（三）趋势：人机融合协同制造........... 85

第四章 人工智能技术应用之二——商业服务.... 87

一、历史由来：商业的前世今生.................. 89

（一）商业的由来................................. 89

（二）商业的社会价值......................... 89

（三）零售业的发展演进...................... 89

二、关注当下：人工智能在商业中的应用场景 91

（一）精准顾客画像下的精准营销....... 91

（二）个性化的商品智能............... 92

（三）智能门店管理............................. 92

（四）智能化供应链管理...................... 94

三、展望未来：人工智能在商业中应用的问题与瓶颈 95

（一）存在的问题................................. 95

（二）应用瓶颈.................................... 97

（三）发展趋势.................................... 98

第五章 人工智能技术应用之三——生物技术.... 99

一、理清思绪：关于人工智能和生物技术不能不说的那些事 100

（一）不解之缘.................................... 100

（二）探究生物技术............................. 102

（三）生物技术发展历程...................... 103

（四）生物科学与人体结构.................. 105

（五）人工智能用于生物技术的必然性 107

二、无处不在：改变生活的生物技术........... 109

（一）舌尖上的生物技术...................... 110

（二）拯救生命的生物技术.................. 111

（三）缓解能源危机的生物技术........... 114

（四）穿在身上的生物技术.................. 114

（五）永葆青春的生物技术.................. 115

三、关注当下：人工智能在生物技术中的应用场景 116

（一）基因测序.................................... 116

（二）药物研发.................................... 117

（三）生物“智”造............................. 118

（四）生物过程控制............................. 120

（五）人造生命.................................... 120

四、展望未来：人类从“智人”进化到了“神人”么？ 122

（一）全新的“造物时代”.................. 122

（二）未来的生命科学与生物技术畅想 122

第六章 人工智能技术应用之四——自动驾驶.... 127

一、历史由来：自动驾驶的前世今生........... 128

（一）自动驾驶的起源（2004年以前） 128

（二）自动驾驶的孕育（2004年—2009年） 130

（三）自动驾驶的成长（2010年—2015年） 131

（四）自动驾驶的春天（2016年—2021年） 133

二、人工智能与自动驾驶：全新认识自动驾驶 137

（一）自动驾驶汽车的构成和类型....... 138

（二）自动驾驶汽车的原理与系统....... 142

（三）自动驾驶汽车的优势和挑战....... 145

三、关注当下：人工智能在自动驾驶中的应用场景 148

（一）自动驾驶卡车............................. 150

（二）自动驾驶出租车......................... 150

（三）智能公交大巴............................. 150

（四）百度无人驾驶汽车...................... 151

四、展望未来：自动驾驶的发展趋势构想.... 153

（一）互联空间.................................... 154

（二）远程控制.................................... 155

（三）智慧道路.................................... 155

（四）智能交通.................................... 156

（五）智能出行.................................... 157

第七章 人工智能技术应用之五——金融科技.... 162

一、金融科技——金融行业变局的决定性变量 163

二、金融科技1.0阶段：金融 IT................ 165

（一）计算机的使用提高了金融机构的基本账务处理能力 165

（二）ATM的使用解决了银行前台服务难题 166

（三）POS机的使用便利了客户的交易支付 166

三、金融科技2.0阶段：金融 互联网........... 167

（一）互联网金融概况......................... 167

（二）互联网银行................................. 168

（三）互联网证券................................. 169

（四）互联网保险................................. 170

（五）互联网创新金融......................... 171

四、金融科技3.0阶段：金融 人工智能....... 174

（一）量化交易——金融自动化交易的开端 174

（二）天造地设——金融碰上人工智能 177

（三）金融人工智能应用场景举例....... 179

（四）金融人工智能典型应用场景——智能投顾 181

五、人工智能技术对金融业的影响............... 183

（一）强化了对金融科技跨界人才的需求 183

（二）促进无现金社会的早日到来....... 183

（三）金融机构进一步强化数据处理能力 184

（四）金融机构的“无人化”............... 184

（五）金融监管的手段更加完备........... 185

（六）金融人工智能也有消极作用....... 185

第八章 人工智能技术应用之六——医疗........... 188

一、历史由来：人工智能与医疗的发展史你了解多少？ 188

（一）医学的发展历程......................... 188

（二）人工智能与医疗的前世今生....... 189

（三）人工智能医疗如何在国内生根发芽 189

二、人工智能与医疗：颠覆传统的AI医疗.... 191

（一）颠覆传统医药生产制造行业....... 191

（二）颠覆传统医院诊治模式............... 192

（三）颠覆传统的医生诊治方式........... 192

（四）颠覆病人治疗效果与诊疗体验.... 193

三、关注当下：人工智能在医疗领域的应用场景 193

（一）医疗助手：医生护士的“新同事” 193

（二）医学影像：发现不一样的“美” 195

（三）药物研发：我是“药神”........... 196

（四）助你一臂之力：康复机器人....... 197

（五）基因工具：预测“生老病死”.... 198

（六）养老界之星：护理机器人........... 199

四、展望未来：人工智能医疗技术的未来影响及挑战 201

（一）趋势：人工智能医疗的新兴领域 201

（二）影响：人工智能会取代医护人员吗？ 202

（三）直面挑战：推动智能医疗健康发展 203

第九章 人工智能技术应用之七——教育........... 205

一、历史由来：从“乔布斯之问”说起....... 206

（一）教育的改变：为什么那么难？.... 206

（二）教育的变革：不是因为人工智能的到来才开始 207

（三）教育的变与不变......................... 208

二、人工智能与教育：概念、冲击与变革.... 210

（一）怎么有这么多“教育XX”和“XX教育”？ 210

（二）人工智能对教育可能的冲击....... 212

（三）人工智能时代的教育变革........... 215

三、关注当下：人工智能在教育中的应用场景 217

（一）教学中的应用场景：VR/AR教学与教育机器人 218

（二）学习中的应用场景：智能导学、自适应学习与拍照搜题 220

（三）教学评价中的应用场景：学习分析与自动化测评 222

（四）学校管理中的应用场景：分层排课与学情监测 223

（五）学习环境的智能化改变：智慧校园和智慧教室 225

四、展望未来：孔子的教育理想能实现吗？ 226

（一）因材施教和个性化教育时代的到来 226

（二）未来的教育可能是这样的........... 227

（三）人工智能让教育回归本质：实现人的全面发展 234

第十章 人工智能技术应用之八——娱乐生活.... 236

一、理清思绪：光影流转，娱乐变迁........... 237

（一）娱乐，点中人性的“死穴”....... 237

（二）缺少娱乐的世界会如何？........... 241

（三）草根网红的崛起......................... 242

二、人工智能与娱乐：重构娱乐产业生态圈 242

（一）娱乐“强档”背后的故事........... 243

（二）超级粉丝群体分析...................... 244

（三）超级IP生产体系化...................... 244

（四）人工智能如何赋能娱乐？........... 246

三、关注当下：AI赋能，人机共娱............... 246

（一）人机共育：打破次元壁，让孩子走进童话故事 246

（二）人机共产：花椒直播.................. 247

（三）人机共选：AI选女之必然........... 249

（四）人机共谱：AI作曲...................... 249

（五）人机共制：AI制作预告片........... 251

第十一章 人工智能技术应用之九——家居....... 252

一、历史由来：人类居住环境的变迁........... 253

（一）传统的家居环境......................... 253

（二）家居环境的自动化...................... 254

（三）家居环境的智能化...................... 256

（四）智能家居进入中国...................... 256

二、人工智能与家居：智能家居的概念、结构与功能 257

（一）智能家居概念与人工智能........... 257

（二）智能家居发展的三个阶段........... 259

（三）智能家居的组成与工作原理....... 261

（四）智能家居的功能和特点............... 263

三、关注当下：人工智能在家居中的应用场景 264

（一）人工智能服务机器人进入家庭.... 264

（二）人工智能家电产品越来越多....... 265

（三）人工智能的家居控制管理平台.... 266

（四）人工智能助力家庭安全与健康.... 267

（五）人工智能推动家居绿色环保....... 267

四、展望未来：智能家居的未来发展趋势.... 268

（一）智能家居的市场发展趋势........... 268

（二）智能家居的技术发展趋势........... 271

（三）智能家居的产品发展趋势........... 275

第十二章 人工智能伦理规范............................. 279

一、角色变化：人工智能的三种角色........... 279

（一）过去：人工智能只在电影中吸引人类目光 279

（二）现在：人工智能在部分领域可替代人类 280

（三）未来：人工智能或在奇点之后领导人类 283

二、危机所在：人工智能的危险.................. 285

（一）人工智能改变战争形态............... 285

（二）人工智能*小化道德责任........... 286

（三）人类应审慎对待人工智能的安全性 287

三、伦理规范：人工智能伦理法则............... 288

（一）阿西莫夫“机器人三定律”....... 288

（二）机器人新定律............................. 289