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第六章 人工智能及其应用
6.1 认识人工智能
一 、本章情况
学习目标
（1）了解人工智能的概念，了解人工智能的诞生；
（2）了解人工智能的发展历程，体验智能信息处理的过程；
（3）了解人工智能在智能制造、智能家居、智能教育、智能交通、智能安防、智能医疗、智慧物流中的应用。
6.1 认识人工智能
6.2 人工智能的应用
教学内容
二、项目指导
项目情景
思考：
1. 在现实生活中，有哪些领域已经利用了人工智能技术？
2. 人工智能和人类智能有哪些类似的地方？
3. 如何判断在线客服是不是机器人？
4. 智能客服机器人需要具备哪些能力？
二、项目指导
项目选题
思考：
1. 人工智能技术已经在哪些领域解决了一些问题？
2. 选择一个参考主题，分析其技术特点与项目范例的区别是什么？
3. 或自拟主题，可以用人工智能技术解决新的问题。
四、学习新知
6.1.1 人工智能
人工智能是计算机科学的一个分支，是研究计算机模拟人的某些感知能力、思维过程和智能行为（如学习、推理、思考、规划等）的学科。
人工智能与人类智能的区别有哪些？
观看视频资料《什么是人工智能》
四、学习新知
关于安全的思考
人工智能是引领未来的战略性技术，将深刻改变人类生产生活方式。同时会不会给人类带来威胁？可能有哪些风险？
人类要保持对人工智能的控制能力，防范人工智能失控的风险和对人类社会未来发展的潜在威胁。
自然语言处理技术主要有：机器翻译、语义理解、问答系统。
体验：
讯飞机器翻译
九歌（人工智能诗歌写作系统）
智能音箱问答系统体验
思考：智能问答机器人和网络搜索信息的区别是什么？体现了哪些人工智能的技术优势？
自然语言处理
四、学习新知
6.1.2 剖析领域知识智能问答机器人
领域知识智能问答机器人是在某一领域知识范围内实现人机自动问答的智能信息系统。
用户直接向机器人提出问题；
机器人根据相似问题的正确答案，按问句相似度进行排序，把排序后的结果作为答案反馈给用户；
将认为最满意的答案标记为最佳答案。
典型的智能问答系统主要包括常见问题解答（FAQ）、问题理解、信息检索、文档库、答案抽取五大模块。
四、学习新知
6.1.2 剖析领域知识智能问答机器人
1. 常见问题解答模块
问句相似度计算通常采用Jaccard相似度系数算法。
Jaccard相似度系数表示两集合的交集元素个数与两集合的并集元素个数之比，系数越高，两集合的相似度越高。
例如，计算问句A“空调机有什么功能？”与问句B“空调机的功能有哪些？”的Jaccard相似度系数流程如图所示：
四、学习新知
实践活动：Jaccard 相似度
# 计算jaccard系数
def jaccard(p,q):
c = [val for val in p if val in q] #求p和q的交集
return float(len(c))/(len(p)+len(q)-len(c))
#注意：在使用之前必须对两个数据集进行去重
a = ['空调机','有','什么','功能','？']
b = ['空调机','的','功能','有','哪些','？']
print(jaccard(a,b))
更改集合变量a和b的内容，对比计算的系数有何有何区别？
a = ['空调机','有','什么','功能','？']
b = ['空调机','功能','有','哪些','？']
a = ['空调机','什么','功能','？']
b = ['空调机','的','功能','有','哪些','？']
计算下列两个语句的Jaccard相似度系数，并利用Python语言编程求出Jaccard相似度系数,
a=["我","爱","祖国","的","壮丽","山河","。"]
b=["我","爱","祖国","悠久的","历史","和","璀璨的","文化","。"]
我爱祖国人民的勤劳、智慧与勇敢。
我更爱祖国那生生不息、辉煌雄壮的民族魂！
四、学习新知
6.1.2 剖析领域知识智能问答机器人
2. 问题理解模块
该模块主要实现计算机理解用户的问题，确定问题的关键词和问题的类型，为后面的信息检索和答案提供服务。
问题理解模块的实现过程一般包括问题预处理、问题分类、关键词提取和关键词扩展等。
问题分类主要确定问题的类别，以方便信息检索和答案抽取。问题理解模块主要运用的技术有分词、同义词词典、分类方法等。
3. 信息检索模块
该模块主要从互联网或者知识库中找到与问题相关的文档作为答案提取的原材料。
信息检索的方法一般有两种，一种是直接利用搜索引擎检索信息；另一种是建立特定的知识库，然后根据知识库建立索引模块，从而可以方便、快速地找到相关文档，并根据特点的排序算法对文档进行排序。
信息检索模块运用的技术主要包括查询扩展、语料库的构建技术、词汇索引、文档排序等。
四、学习新知
6.1.2 剖析领域知识智能问答机器人
4. 文档库模块
文档库用于存放专家提供的知识，其内部含有大量某个领域的常识性知识和专家水平的知识与经验总结，且能够利用专家的知识和解决问题的方法来处理该领域问题。
知识的表示形式有产生式、框架、语义网络等，运用得较为普遍的知识是产生式规则。
产生式规则以“if...then...”的形式出现，即如果前提条件得到满足，就产生相应的动作或结论。
5. 答案抽取模块
该模块主要利用问题的类型构建相应的答案抽取策略，从信息检索后的文档中对排序靠前的文档进行答案的定位和输出，所用技术主要有答案抽取模板的制定、模式匹配、聚类等。
四、学习新知
6.1.3 人工智能的诞生与发展
人工智能是通过智能机器延伸、增强人类改造自然和治理社会能力的新兴技术。
怎样才能判断一台机器是否具备了思维能力呢？
阿兰·图灵提出：在测试人与被测试者（一个人和一台机器）隔开的情况下，通过一些装置（如键盘）向被测试者随意提问。
经过多次测试后，如果被测试者超过70%的答复不能使测试人确认出哪个是人、哪个是机器的回答，那么这台机器就通过了测试，并被认为具有人类智能。
四、学习新知
6.1.3 人工智能的诞生与发展
调查了解：调查人工智能发展历史上发生的重大事件，并阐明其意义。
四、项目实施
实践
各小组根据项目选题及拟订的项目方案，结合本节所学知识，开展以下活动。
1. 体验相应的智能客服机器人服务过程，完成对智能客服机器人的剖析工作。
2. 总结归纳智能客服机器人的技术原理以及采用的方法和步骤。
各小组根据项目选题及拟订的项目方案，结合本节所学知识，开展以下活动。
1. 探索相应领域智能客服机器人的发展过程。
2. 总结归纳领域智能客服机器人发展过程所采用的技术方法。
六、课程评价
（1）下面关于人工智能说法错误的是( )。
A. 人工智能一定程度上能模仿人类的活动
B. 人工智能可以全面取代人类活动
C. 人工智能的发展将改变人类社会生活
D. 人工智能的发展也会产生一些负面的社会影响
（2）下面不属于领域知识智能问答机器人的是( )。
A.电子商务智能客服机器人
B.航空公司智能客服
C.物流公司智能分拣机器人
D.通讯服务商智能客服
B
C
六、课程评价
（3）典型的智能问答系统中，主要负责知识的存储的模块是( )。
A. 文档库模块
B. 信息检索模块
C. 答案抽取模块
D. 常见问题解答模块
A
（4）属于常见问题解答模块的主要技术的是( )。
A.问句相似度计算
B.语料库的构建
C.查询扩展
D.模式匹配
A
七、相关附件
附件：
第六章项目报告模板.docx
第六章项目报告实例.docx
第六章项目活动记录手册.docx
什么是人工智能.mp4
计算jaccard系数.ipynb
谢谢观看！

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