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(共26张PPT)
信息技术（拓展模块）
模块6 人工智能技术及其应用
【问题探析】
【问题6-1】 如何理解人工智能的定义和基本特征？
1．人工智能的定义
人工智能是一个模拟人类能力和智慧行为的跨领域学科，是计算机学科的一个重要分支。对于人工智能这个概念，不同领域的研究者从不同的角度给出了各自不同的定义。
中国《人工智能标准化白皮书（2018版）》认为：人工智能是利用数字计算机或者数字计算机控制的机器模拟、延伸和扩展人的智能，感知环境、获取知识并使用知识获得最佳结果的理论、方法、技术及应用系统。
2．人工智能的基本特征
人工智能发展至今，表现出了以下三大基本特征。
（1）以人为本。
（2）能感知环境并做出反应，并且与人类交互、互补。
（3）具备自适应、自学习能力，可以演化迭代。
【问题探析】
【问题探析】
【问题6-2】 人工智能的发展经历了哪些阶段？
人工智能的发展并不是一帆风顺的，在其发展历程中出现了数次低谷期，但很快又再次复兴，这表明人工智能具有强大的生命力和发展潜力。
1．萌芽期（1956年以前）
2．黄金期（1956—1974年）
3．瓶颈期（1974—1980年）
4．繁荣期（1980—1987年）
5．寒冬期（1987—1993年）
6．平稳发展期（1993年至今）
【问题探析】
【问题6-3】 人工智能的发展趋势如何？
从人工智能的产业进程来看，推动产业升级必须要依赖技术突破。人工智能产业正处于从感知智能向认知智能的进阶阶段。
近年来，人工智能发展迅猛，越来越多的企业开始在人工智能领域大力投入，各种人工智能产品层出不穷。在这样的背景下，人工智能的发展呈现出以下发展趋势。
1．智能服务呈现线下和线上的无缝结合
2．人工智能产品更加细分垂直
3．智能化应用场景从单一化向多元化发展
4．人工智能服务带来更高的附加值
5．人机协同模式有望成为主流
6．人工智能和实体经济深度融合进程将进一步加快
7．人工智能相关治理体系将加速出台
8．从人工智能向人机混合智能发展
9．从“人工+智能”向自主智能系统发展
10．人工智能将加速与其他学科领域交叉渗透
【问题探析】
【问题探析】
【问题6-4】 人工智能常用的开放平台有哪些？
人工智能开放平台是一些企业推出的人工智能接口，利用这些平台，开发者可以轻松地搭建基础架构，通过调用相关接口，完成人工智能方向的应用开发。近年来，随着各种开发框架的发展，越来越多的企业和开发者可以接触人工智能。
目前，国内比较知名的人工智能开放平台有百度AI开放平台、腾讯AI开放平台、京东人工智能开放平台、讯飞开放平台和阿里AI开放平台。利用AI开放平台，初学者可以轻松地使用搭建好的基础架构资源，通过调用其相关API（Application Programming Interface，应用程序编程接口），使自己的应用程序获得AI功能。
【问题探析】
1．百度AI开放平台
百度AI开放平台是一个开放的AI使用平台，其提供了图像技术、语音技术、人脸与人体识别技术、视频技术、自然语言处理技术、知识图谱技术、数据智能技术等多项智能平台的接口。
2．腾讯AI开放平台
腾讯AI开放平台依托于腾讯AI Lab、腾讯云、优图实验室及腾讯合作伙伴强大的人工智能技术，提供文字识别、人脸识别、图像分析、自然语言处理、人脸特效、语音识别、人工智能服务平台、人像变换等产品。其中，文字识别包括通用文字识别、卡证文字识别、票据单据识别、汽车相关识别、行业文档识别、智能扫码、营业执照核验、增值税发票核验。
【问题探析】
3．京东人工智能开放平台
京东人工智能开放平台围绕京东在零售电商、金融、物流等领域的核心业务，基于海量精准的大数据基础和明确的应用场景，在包括智能消费、智能供应、智能物流、金融科技、实体零售等在内的多元领域持续投入，满足各行业的智能需求。
4．讯飞开放平台
讯飞开放平台是科大讯飞股份有限公司推出的移动互联网智能交互平台，为开发者免费提供涵盖语音能力的增强型软件开发工具包（Software Development Kit，SDK），以及一站式人机智能语音交互解决方案。
【问题探析】
【问题6-5】 人工智能的常用开发框架有哪些？
人工智能的常用开发框架包括TensorFlow、Caffe、、微软CNTK、Theano、Keras、Torch和Spark MLlib。
【问题探析】
【问题6-6】 如何理解机器学习及其算法？
机器学习是一门涉及概率论、统计学、逼近论、算法复杂度理论等学科的交叉学科，是一门研究机器模拟人类学习活动、自动获取知识和技能以改善系统性能的一门学科，是使机器智能化、实现人工智能的一个途径。
机器学习需要通过大量的数据进行“训练”，使用各种算法从数据中学习如何完成任务，然后对现实世界中的事件做出预测和决策。
根据训练方法的不同，机器学习的算法可以分为监督学习、无监督学习、半监督学习和强化学习四大类。
【问题探析】
【问题6-7】 如何理解人工神经网络？
人工神经网络是基于生物学中神经网络的基本原理，在理解、抽象人脑结构和外界刺激响应机制后，以网络拓扑知识为理论基础，模拟人脑的神经系统对复杂信息的处理机制的一种数学模型。
人工神经网络实际上是一个由大量简单元件（人工神经元）相互连接而成的复杂网络，通过调整内部大量人工神经元之间相互连接的关系，从而实现对信息的处理，并表现出较强的自适应学习能力。
【问题探析】
1．人工神经网络的主要特征
人工神经网络的主要特征包括非局限性、非线性、非凸性、非常定性。
2．人工神经网络的主要分类
根据不同的标准，可以对人工神经网络进行不同的主要分类。
（1）按照网络结构区分，人工神经网络可以分为前向网络和反馈网络。
（2）按照学习方式区分，人工神经网络可以分为有教师学习网络和无教师学习网络。
【问题探析】
（3）按照网络性能区分，人工神经网络可以分为连续型与离散型网络、随机型与确定型网络。
（4）按照接触性质区分，人工神经网络可以分为一阶线性关联网络和高阶非线性关联网络。
（5）按照生物神经系统的层次模拟区分，人工神经网络可以分为神经元层次模型、组合式模型、网络层次模型、神经系统层次模型和智能型模型。
【操作训练】
【任务6-1】探析人工智能在互联网及各传统行业中
的典型应用
人工智能技术已经渗透到人们日常生活的各个方面和各行各业，如游戏、新闻、媒体、金融等，并被运用于各种领先的研究领域，如量子科学。人工智能并不是触不可及的，Windows 10操作系统的Cortana、小米的小爱、苹果的Siri等智能助手和智能聊天类应用，都属于人工智能的范畴，甚至一些简单的、带有固定模式的资讯类新闻，也由人工智能来完成。
【问题探析】
近年来，人工智能技术已经被广泛应用于各行各业，并为各行各业的发展升级注入了新的动力。未来人工智能相关技术的发展，不仅将带动大数据、云服务、物联网等产业的升级，还将全面渗透金融、医疗、安防、零售、制造业等传统产业，应用前景广阔，也为这些行业带来了新的发展机遇。
【问题探析】
1．人机对话
2．人工智能客服
3．智慧医疗
1）智能预问诊
2）智能推荐开方
3）语音电子病历
4）精准外科手术
4．智慧物流
5．无人零售
6．人工智能+教育
7．智能家居
8．智能金融
9．智能安防
10．自动驾驶
【操作训练】
【任务6-2】探析智能家居的应用
智能家居是以住宅为平台，基于物联网技术，由硬件（智能家电、安防控制设备、家具等）、软件系统、云计算平台构成的家居生态圈，实现人为远程控制设备、设备间互联互通、设备自我学习等功能，并通过收集、分析用户行为数据为用户提供个性化生活服务，使家居生活安全、节能、便捷等，全屋智能家居系统如图6-14所示。
【操作训练】
【操作训练】
智能家居不仅能够使各种设备互相连接、互相配合、协调工作，形成一个有机的整体，而且可以通过网关与住宅小区的局域网和外部的互联网连接，并通过网络提供各种服务，实现各种功能，智能家居的主要功能如图6-15所示。
【操作训练】
1．智能灯光控制
2．智能家电控制
3．安防监控
4．信息服务自动化
智能家居总控系统如图6-16所示。
【操作训练】
【操作训练】
【任务6-3】应用百度AI开放平台实现应用程序的
AI功能
在使用百度AI开放平台的功能之前，需要事先完成一些准备工作，并学会查看相关帮助文档。
1．注册与认证
2．创建应用
3．获取密钥
4．SDK下载及安装
【操作训练】
单击左侧导航栏中的“SDK下载”按钮，选择提供的Java SDK、Python SDK或C++SDK等中的一个，下载并完成安装，才能通过相应的编程语言采用SDK方法使用百度AI提供的产品服务。
快乐学习、高效学习

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