信息技術基礎 課件 模塊6 大數(shù)據(jù)與人工智能概述-1

模塊6大數(shù)據(jù)與人工智能概述任務清單任務6.1認識人工智能任務6.2認識大數(shù)據(jù)任務6.1認識人工智能學習目標知識目標：掌握人工智能基本概念掌握人工智能發(fā)展歷程能力目標：能準確描述人工智能的起源能舉例描述人工智能的應用素養(yǎng)目標：樹立人工智能應用領域的安全防范意識培養(yǎng)富于聯(lián)想的創(chuàng)新思維和科學探索精神情境導入

老師：同學們，當我們在戶外遇到不認識的動植物，又想知道它的名字和特性時，你會怎么辦？學生：我們可以用智能手機中的拍照識別軟件去了解它。老師：這確實是當下大家常用的好方法，既便捷又高效。那么大家知道這是怎么做到的嗎？學生：這是人工智能技術的具體應用。老師：對，這就是通過人工智能技術去完成圖像識別的。人工智能從誕生至今，已經(jīng)歷了60多年的發(fā)展歷程，未來將更為深刻的影響和改變?nèi)藗兊纳?、生產(chǎn)方式。任務實現(xiàn)1、了解人工智能的概念人工智能(ArtificialIntelligence，縮寫為AI)是計算機學科的一個分支，是研究使計算機來模擬人的某些思維過程和智能行為（如學習、推理、思考、規(guī)劃等）的學科，其主要包括計算機實現(xiàn)智能的原理、制造類似于人腦智能的計算機，使計算機能實現(xiàn)更高層次的應用。任務實現(xiàn)2、了解人工智能的發(fā)展1950年，計算機科學家艾倫·麥席森·圖靈提出了著名的“圖靈測試”。設想如果有這樣一臺機器，它能夠和人對話確不被發(fā)現(xiàn)其機器的身份，那么這臺機器便擁有了智能。這個想法對人工智能的發(fā)展產(chǎn)生了極為深遠的影響，圖靈也被后人尊稱為“人工智能之父”。到了1956年，“人工智能”一詞在達特茅斯會議上被正式提出，標志著人工智能學科的誕生。任務實現(xiàn)在60多年的發(fā)展中，人工智能大致經(jīng)歷了6大發(fā)展階段：（1）起步發(fā)展階段（1956年-20世紀60年代初）。這一時期的代表性研究成果有機器定理證明、智能跳棋程序等。掀起了人工智能發(fā)展的第一個高潮。（2）反思發(fā)展階段（20世紀60-70年代）。這一時期開始嘗試一些具有挑戰(zhàn)性的研究，比如研究機器翻譯，定理證明等，但結果確不盡人意，致使人工智能的發(fā)展走入了低谷。（3）應用發(fā)展階段（20世紀70年代初-80年代中）。這一時期的代表性研究成果是專家系統(tǒng)，如醫(yī)療專家系統(tǒng)、化學專家系統(tǒng)、地質(zhì)專家系統(tǒng)等。專家系統(tǒng)的出現(xiàn)使人工智能從理論研究走向?qū)嶋H應用。任務實現(xiàn)（4）低迷發(fā)展階段（20世紀80年代中-90年代中）。這一時期因神經(jīng)網(wǎng)絡研究受阻、專家系統(tǒng)問題暴露等發(fā)展緩慢。（5）穩(wěn)步發(fā)展階段（20世紀90年代中-2011年）。隨著因特網(wǎng)應用的不斷普及，推動了人工智能創(chuàng)新研究，促使人工智能技術進一步走向?qū)嵱没?。這一時期的代表性成果有深藍戰(zhàn)勝國際象棋冠軍、IBM提出智慧地球，我國也提出了感知中國。（6）蓬勃發(fā)展階段（2011年至今）。隨著物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)等為代表的新一代信息技術的發(fā)展，推動了以深度神經(jīng)網(wǎng)絡為代表的人工智能的飛速發(fā)展。大幅跨越了科學與應用之間的技術鴻溝，圖像識別、語音識別、自然語言處理、人機對弈等人工智能技術應用獲得突破，人工智能發(fā)展進入爆發(fā)式增長的新階段。任務實現(xiàn)3、了解人工智能的應用領域近年來，人工智能與各行各業(yè)深度融合，成為了產(chǎn)業(yè)升級發(fā)展的新動能，不僅帶動了大數(shù)據(jù)、云服務、物聯(lián)網(wǎng)等新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，也對金融、醫(yī)療、安防、零售、制造業(yè)等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生了重大的影響。任務實現(xiàn)（1）人機對話人機對話在人工智能應用領域有著明顯的成效。每年的“雙十一購物節(jié)”，后臺公司要承擔500萬次以上的客服服務，需要至少3萬多服務人員才能應對，采用計算機智能客服后，解決了90%以上的詢問，剩下不足10%的詢問由人工客服完成?；谌藱C對話技術的產(chǎn)品還有蘋果公司的Siri、亞馬遜的Echo音箱、百度的小度等。人機對話系統(tǒng)經(jīng)歷了語音助手、聊天機器人和面向場景的任務執(zhí)行3個階段。任務實現(xiàn)（2）智能醫(yī)療智能醫(yī)療在輔助診療、疾病預測醫(yī)療影像鋪助診斷、藥物開發(fā)、精神健康、可穿戴設備等方面逐步發(fā)揮出重要作用，讓有限的醫(yī)療資源以共享方式惠及更多人。IBM公司是最早將人工智能技術應用于醫(yī)療健康領域的科技公司之一，IBM收購了一些醫(yī)療健康大數(shù)據(jù)提供商和分析商，選擇腫瘤精準治療作為主玫領域，利用人工智能系統(tǒng)沃森(Watson）快速分析各種數(shù)據(jù)，協(xié)助醫(yī)生診斷腫瘤，并根據(jù)患者的腫瘤基因提供適當?shù)膫€性化治療方案。任務實現(xiàn)（3）智能金融人工智能技術在金融業(yè)中可以用于服務客戶，支持授信、各類金融交易和金融分析中的決策，并用于風險防控和監(jiān)督，將大幅改變金融現(xiàn)有格局，金融服務將會更加個性化與智能化。百度、阿里巴巴和騰訊都是智能金融應用起步較早、技術較為成熟的代表。它們不僅開展人工智能技術的基礎性研究工作，而且本身具備強大的智能金融應用場景。阿里巴巴己將人工智能運用于互聯(lián)網(wǎng)小貸、保險、征信、智能投顧、客戶服務等多個領域。任務實現(xiàn)（4）智能安防安防行業(yè)是智慧城市建設中的重要力量，從公共場所的監(jiān)控到個人電子設備的保護，從平安城市建設到居民住所的守護，智能安防技術已得到深入廣泛應用。利用人工智能對視頻、圖像進行存儲和分析，進而從中識別安全隱患并對其進行處理是智能安防與傳統(tǒng)安防的最大區(qū)別。2015年起，我國多個城市都在加速推進平安城市創(chuàng)建，部署了大批公共安全視頻監(jiān)控體系，安防系統(tǒng)在城市中隨處可見，它就像無聲的“保鏢”守護著人們?nèi)松砗拓斘锏陌踩?。任務實現(xiàn)（5）自動駕駛隨著科學技術的不斷發(fā)展和進步，一批互聯(lián)網(wǎng)高科技企業(yè)紛紛進軍到自動駕駛領域，目前無人駕駛功能還未完全實現(xiàn)，只能稱之為自動鋪助駕駛。2011年7月14日，依托人工智能技術，由國防科技大學自主研制的紅旗HQ3無人駕駛汽車首次完成從長沙到武漢全程286公里的全程高速無人駕駛實驗，這標志著中國無人車在環(huán)境識別、智能行為決策和控制等方面實現(xiàn)了新的技術突破。任務實現(xiàn)4、了解人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢從人工智能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展來看，產(chǎn)業(yè)正處于從感知智能向認知智能的進階階段技術突破是其關鍵。(1)智能服務呈現(xiàn)線下和線上的無縫結合分布式計算平臺的廣泛部署和應用，增大了線上服務的應用范圍。同時，人工智能技術的發(fā)展和產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)，如智能家居、智能機器人、自動駕駛汽車等，為智能服務帶來新的渠道或新的傳播模式，使得線上服務與線下服務的融合進程加快，促進多產(chǎn)業(yè)升級。任務實現(xiàn)(2)智能化應用場景從單一向多元發(fā)展人工智能的應用領域目前還多處于專用階段，覆蓋范圍有限，產(chǎn)業(yè)化程度整體不高，如人臉識別、視頻監(jiān)控、語言識別等具體任務。隨著智能家居、智慧物流等產(chǎn)品的出現(xiàn)，人工智能的應用將朝著面向復雜場景并處理復雜間題、提高社會生產(chǎn)效率和生活質(zhì)量的方向發(fā)展。任務實現(xiàn)(3)人工智能和實體經(jīng)濟深度融合發(fā)展黨的二十大報告提出：構建新一代信息技術、人工智能、等一批新的增長引擎。構建優(yōu)質(zhì)高效的服務業(yè)新體系，推動現(xiàn)代服務業(yè)同先進制造業(yè)、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)深度融合。一方面，隨著全面建設社會主義現(xiàn)代化國家，將促進人工智能等新一代信息技術產(chǎn)品發(fā)展和應用，助推傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，推動戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)整體性突破。另一方面，隨著人工智能底層技術的開源化，傳統(tǒng)行業(yè)將有望加快掌握人工智能基礎技術并依托其積累的行業(yè)數(shù)據(jù)資源實現(xiàn)人工智能與實體經(jīng)濟的深度融合創(chuàng)新。小組討論：

人工智能的應用案例有哪些？相關知識1、人工智能核心技術人工智能的核心技術包括機器學習和人工神經(jīng)網(wǎng)絡。機器學習(MachineLearning)是一門多領域交叉學科，涉及概率論、統(tǒng)計學、逼近論、算法復雜度理論等多門學科。它是一門研究機器如何模擬人類學習活動、自動獲取知識和技能以改善系統(tǒng)性能的一門學科，是人工智能的核心，是使機器具有智能的根本途徑。根據(jù)訓練方法不同，機器學習的算法可以分為監(jiān)督式學習、無監(jiān)督式學習、半監(jiān)督式學習和強化學習四大類。相關知識人工神經(jīng)網(wǎng)絡(ArtificialNeuralNetworks)是由大量處理單元經(jīng)廣泛互連而組成的人工網(wǎng)絡，用來模擬人腦神經(jīng)系統(tǒng)的結構和功能。一般把這些處理單元稱為人工神經(jīng)元。1943年，心理學家麥卡洛克(W.McCulloch)和數(shù)學家皮茨(W.Pitts)根據(jù)生物神經(jīng)元生物電和生物化學的運行機理提出三值神經(jīng)元的數(shù)學模型，即著名的MP模型。人工神經(jīng)網(wǎng)絡的主要特征包括：能夠模擬人的形象思維；具有大規(guī)模并行協(xié)同處理能力；具有較強的學習能力；有較強的容錯能力和聯(lián)想能力；是一個大規(guī)模自組織、自適應的非線性動態(tài)系統(tǒng)。相關知識2、強人工智能與弱人工智能①強人工智能又稱多元智能，它是指能真正推理和解決問題的智能機器，這樣的機器被認為是有知覺、有自我意識，可以獨立思考并制定解決方案的，它有著自己的價值觀和世界觀體系，有和生物一樣的各種本能，如生存需求、安全需求等。強人工智能大體歸結為有兩類：一類是類人的人工智能，即機器的思考和推理與人的思維近似。另一類是非類人的人工智能，即機器產(chǎn)生了與人完全不一樣的知覺、意識，以及推理方式。相關知識