第一章人工智能概述本章目標了解人工智能的定義、分類及應(yīng)用領(lǐng)域熟悉人工智能起源和發(fā)展掌握人工智能的技術(shù)框架

理解發(fā)展人工智能的戰(zhàn)略意義1.1人工智能簡介機器人索非亞獲得沙特國籍AlphaGO戰(zhàn)勝人類最強棋手人臉識別協(xié)助警方抓捕犯人手機多國語言在線翻譯無人駕駛汽車種牙機器人超級震撼人工智能應(yīng)用到城市生活、醫(yī)療、教育、通訊等領(lǐng)域，AI技術(shù)漸漸走進人們生活。1.1.1人工智能的定義

人工智能（AI，ArtificialIntelligence），是模擬實現(xiàn)人的抽象思維和智能行為的技術(shù)，即通過利用計算機軟件模擬人類特有的大腦抽象思維能力和智能行為，如學習、思考、判斷、推理等，以完成原本需要人的智力才可勝任的工作。1.1.2人工智能的分類低于人類智力水平AlphaGo特點：人類可以很好地控制其發(fā)展和運行和人類智力旗鼓相當，能夠進行思考、計劃、學習等特點：在人類設(shè)置的規(guī)則和軌道上發(fā)展超出人類智力水平西部世界（第三季）人工智能獲得自主意識在幾乎所有領(lǐng)域都比最聰明的人類大腦都聰明很多1.1.3人工智能起源和發(fā)展科幻電影中的人工智能人類的好幫手？人類的終結(jié)者？人類的朋友？如何與人工智能相處?60年代，星際迷航80年代，終結(jié)者21世紀，人工智能1.1.3人工智能起源和發(fā)展圖靈測試圖靈（AlanMathisonTuring，1912年6月23日—1954年6月7日）被稱為計算機科學之父發(fā)表了一篇名為《計算機和智能》的論文1950年提出了著名的“圖靈測試”讓一位測試者分別與一臺計算機和一個人進行交談，測試者事先并不知道哪一個是人，哪一個是計算機。如果交談后測試者分不出哪一個被測試者是人和哪一個是計算機，則認為這臺被測試的計算機具有智能。圖靈測試機器能思考嗎？1.1.3人工智能起源和發(fā)展起源：1956年達特茅斯會議提出人工智能定義：使一部機器的反應(yīng)方式就像是一個人在行動時所依據(jù)的智能。1.1.3人工智能起源和發(fā)展AI誕生的標志：1956年“人工智能”的名稱和任務(wù)得以確定1.1.3人工智能起源和發(fā)展人工智能發(fā)展的六個階段1.1.3人工智能起源和發(fā)展1、第一次熱潮（1956-1976）人工智能主要用于解決代數(shù)、幾何問題，以及學習和使用英語程序，研發(fā)主要圍繞機器的邏輯推理能力展開。其中20世紀60年代自然語言處理和人機對話技術(shù)的突破性發(fā)展，大大地提升了人們對人工智能的期望，也將人工智能帶入了第一波高潮。這個階段產(chǎn)生了很多理論基石，這些不僅成為了人工智能的理論基石，還成為了計算機領(lǐng)域的基石。1.1.3人工智能起源和發(fā)展2、第一次寒冬（1976-1982）樂觀的承諾一直無法兌現(xiàn)，而在實際中邏輯證明器、感知器、增強學習等只能做很簡單、非常專門且很窄的任務(wù)。即使最杰出的AI程序也只能解決它們嘗試解決的問題中最簡單的一部分，也就是說所有的AI程序都只是“玩具”。受限于當時計算機算力不足，同時由于國會壓力下美英政府于1973年停止向沒有明確目標的人工智能研究項目撥款，人工智能研發(fā)變現(xiàn)周期拉長、行業(yè)遇冷。1.1.3人工智能起源和發(fā)展3、第二次熱潮（1980-1987）：專家系統(tǒng)專家系統(tǒng)只能模擬特定領(lǐng)域人類專家的技能，但這足以激發(fā)新的融資趨勢。最活躍的是日本政府，意圖創(chuàng)造第五代計算機。間接迫使美國和英國恢復對人工智能研究的資助。但需要一個巨型知識庫。最早的專家系統(tǒng)是1968年由費根鮑姆研發(fā)的DENDRAL系統(tǒng)，可以幫助化學家判斷某特定物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)；DENDRAL首次對知識庫提出定義。1.1.3人工智能起源和發(fā)展3、第二次熱潮（1980-1987）：神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)1982年英國科學家霍普菲爾德幾乎同時與杰弗里·辛頓發(fā)現(xiàn)了具有學習能力的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法。

這使得神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)一路發(fā)展，在后面的90年代開始商業(yè)化，被用于文字圖像識別和語音識別。1986年出現(xiàn)了人工智能數(shù)學模型方面的重大發(fā)明，包括著名的多層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和反向傳播算法等,出現(xiàn)能與人類下象棋的高度智能機器。

1.1.3人工智能起源和發(fā)展4、第二次寒冬（1987-1997）1987年，個人電腦變得比人工智能多年的研究成果——專家系統(tǒng)（Lisp機器）更強大。專家系統(tǒng)最初取得的成功是有限的，它無法自我學習并更新知識庫和算法，維護起來越來越麻煩，成本越來越高。1.1.3人工智能起源和發(fā)展5、復蘇期（1997-2010）：機器學習1997年國際商業(yè)機器公司（簡稱IBM）深藍超級計算機戰(zhàn)勝了國際象棋世界冠軍卡斯帕羅夫。2001年，布雷曼博士提升隨機森林2006年深度學習算法的提出2007年，在斯坦福任教的華裔科學家李飛飛，發(fā)起創(chuàng)建了ImageNet項目、2012年AlexNet在ImageNet訓練集上圖像識別精度取得重大突破，直接推升了新一輪人工智能發(fā)展的浪潮。機器學習是一種人工智能技術(shù)，它可以讓計算機從數(shù)據(jù)中學習，并自動改進算法，以提高性能。這個時期的代表性機器學習算法包括決策樹、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和遺傳算法。1.1.3人工智能起源和發(fā)展6、增長爆發(fā)期（2010-）：深度學習2016年，李世石與AlphaGo總比分1比4告負，將公眾的視注意力也大量投向了人工智能，真正地將人工智能推向了研究和公眾視野的中心，人工智能收獲了空前的關(guān)注度。1.1.3人工智能起源和發(fā)展6、增長爆發(fā)期（2010-）：深度學習2020年代，自然語言處理和計算機視覺的技術(shù)得到了進一步的發(fā)展。自然語言處理方面，出現(xiàn)了一系列新的技術(shù)，如BERT、GPT和T5等預訓練模型，以及GPT-3、GPT-4等生成式模型。計算機視覺方面，出現(xiàn)了一系列新的技術(shù)，如目標檢測、圖像分割和圖像生成等。2022年11月底，人工智能對話聊天機器人ChatGPT推出，迅速在社交媒體上走紅。ChatGPT是人工智能技術(shù)驅(qū)動的自然語言處理工具，它能夠基于在預訓練階段所見的模式和統(tǒng)計規(guī)律，來生成回答，還能根據(jù)聊天的上下文進行互動，真正像人類一樣來聊天交流，甚至能完成撰寫郵件、視頻腳本、文案、翻譯、代碼，寫論文等任務(wù)。1.1.3人工智能起源和發(fā)展人工智能發(fā)展的應(yīng)用方面近期重要事件1950年圖靈測試1956年達特茅斯會議提出“人工智能”概念……2011年蘋果語音助手Siri2012年Google無人駕駛汽車2014年微軟智能助理小娜2016年AlphaGo戰(zhàn)勝世界圍棋冠軍（2017年最強版AlphaGoZero）2020年GPT-3問世最先進的自然語言處理模型2022年多輪對話聊天機器人ChatGPT1.1.3人工智能起源和發(fā)展思政小課堂：向科學家們致敬人工智能之父有四個人，他們分別是艾倫·麥席森·圖靈、約翰.麥卡錫、馬文·明斯基、西摩爾·帕普特。具體貢獻：（1）艾倫·麥席森·圖靈，奠定了人工智能的邏輯，并且提出了圖靈測試，計算機在5分鐘之內(nèi)回答的問題中，超過百分之三十被認為是人類做出的解答，讓人工智能初步得到人們的認可。（2）約翰.麥卡錫，將批處理方式改進成了能夠同時允許多人使用的分時方式。（3）馬文·明斯基，發(fā)明了能夠模擬人類活動的機器人，也是最早的能夠模擬人類的機器人。（4）西摩爾·帕普特，將兒童和人工智能以非常有趣的方式結(jié)合在了一起，從這里開始，科技與教育開始融合，對后來的教育影響非常大。LOGO語言創(chuàng)始人。1.1.4人工智能應(yīng)用領(lǐng)域1.2人工智能技術(shù)領(lǐng)域1.2人工智能技術(shù)領(lǐng)域腦：機器學習(神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)…)、專家系統(tǒng)、情景感知計算眼：計算機視覺、視頻識別、圖像識別耳：語音識別、自然語言處理、實時翻譯身：智能機器人口：自然語言處理、實時翻譯1.2.1人工智能四要素人工智能的四個維度(四要素)1.2.2人工智能技術(shù)框架人工智能的技術(shù)框架按照產(chǎn)業(yè)生態(tài)通?？梢詣澐譃榛A(chǔ)層、技術(shù)層、應(yīng)用層三大板塊?；A(chǔ)層提供了支撐人工智能應(yīng)用的基礎(chǔ)設(shè)施和技術(shù)，包括存儲和處理大規(guī)模數(shù)據(jù)的能力，以及高性能的計算和通信基礎(chǔ)設(shè)施；技術(shù)層提供了各種人工智能技術(shù)和算法，用于處理和分析數(shù)據(jù)，并提取有用的信息和知識；應(yīng)用層是人工智能技術(shù)的最終應(yīng)用領(lǐng)域，將技術(shù)層提供的算法和模型應(yīng)用到具體的問題和場景中，實現(xiàn)智能化的決策和優(yōu)化。1.2.2人工智能技術(shù)框架1.2.2人工智能技術(shù)框架1.2.3人工智能技術(shù)發(fā)展趨勢l框架：更易用的開發(fā)框架l算法：性能更優(yōu)，體積更小的算法模型l算力：端-邊-云全面發(fā)展的算力l數(shù)據(jù)：更完善的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)服務(wù)產(chǎn)業(yè)，更安全的數(shù)據(jù)共享l場景：不斷突破的行業(yè)應(yīng)用1、更易用的開發(fā)框架各種AI開發(fā)框架都在朝易用、全能的方向演進，不斷降低人工智能的開發(fā)門檻。1.2.3人工智能技術(shù)發(fā)展趨勢2、體積更小的深度模型性能更優(yōu)的模型往往有著更大的參數(shù)量，大的模型在工業(yè)應(yīng)用時會有運行效率的問題。越來越多的模型壓縮技術(shù)被提出，在保證模型性能的同時，進一步壓縮模型體積，適應(yīng)工業(yè)應(yīng)用的需求。1.2.3人工智能技術(shù)發(fā)展趨勢3、端-邊-云全面發(fā)展的算力應(yīng)用于云端、邊緣設(shè)備、移動終端的人工智能芯片規(guī)模不斷增長，進一步解決人工智能的算力問題。1.2.3人工智能技術(shù)發(fā)展趨勢4、更安全的數(shù)據(jù)共享聯(lián)邦學習在保證數(shù)據(jù)隱私安全的前提下，利用不同數(shù)據(jù)源合作訓練模型，進一步突破數(shù)據(jù)的瓶頸。1.2.3人工智能技術(shù)發(fā)展趨勢5、不斷突破的應(yīng)用場景隨著人工智能在各個垂直領(lǐng)域的不斷探索，人工智能的應(yīng)用場景將不斷被突破：p緩解心理問題：人工智能聊天機器人結(jié)合心理學知識，幫助緩解孤獨癥等心理健康問題。p自動車險定損：人工智能技術(shù)幫助保險公司實現(xiàn)車險理賠優(yōu)化，通過圖像識別等深度學習算法完成車險定損。p后端辦公自動化：AI正在自動化管理工作，但數(shù)據(jù)的不同性質(zhì)和格式使其成為一項具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)。盡管每個行業(yè)和應(yīng)用都有其獨特的挑戰(zhàn)，但不同的行業(yè)正在逐步采用基于機器學習的工作流程解決方案。p……1.2.3人工智能技術(shù)發(fā)展趨勢1.3人工智能的意義及挑戰(zhàn)人工智能是引領(lǐng)未來的戰(zhàn)略性技術(shù)人工智能是開啟未來智能世界的密匙是未來科技發(fā)展的戰(zhàn)略制高點是推動人類社會變革的第四次工業(yè)革命誰掌握人工智能，誰就將成為未來核心技術(shù)的掌控者。1.3.1發(fā)展人工智能的戰(zhàn)略意義1.3.1發(fā)展人工智能的戰(zhàn)略意義1.人工智能的戰(zhàn)略意義表現(xiàn)在其對經(jīng)濟發(fā)展的推動作用。2.人工智能的戰(zhàn)略意義還表現(xiàn)在其對社會生活的改變和提升作用。3.人工智能的戰(zhàn)略意義還體現(xiàn)在其對國家安全和國防建設(shè)的重要作用。4.人工智能的戰(zhàn)略意義還體現(xiàn)在其對全球競爭力的提升作用。思政小課堂：中國“1+N”政策體系十九大以來，國家陸續(xù)出臺了“1+N”政策體系，為人工智能發(fā)展提供政策依據(jù)和制度保障。其中，“1”是指2017年國務(wù)院發(fā)布的《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，這是我國在人工智能領(lǐng)域中的首個系統(tǒng)部署的文件，也是面向未來打造我國先發(fā)優(yōu)勢的頂層設(shè)計文件，將人工智能正式上升為國家戰(zhàn)略，提出了面向2030年我國新一代人工智能發(fā)展的指導思想、戰(zhàn)略目標、重點任務(wù)和保障措施?！癗”是頂層設(shè)計出臺之后，部委層面陸續(xù)出臺的關(guān)于人工智能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展規(guī)劃、行動計劃、實施方案等落地政策，其中工信部、科技部發(fā)布的政策主要涉及數(shù)實融合、場景創(chuàng)新、區(qū)域創(chuàng)新等內(nèi)容，國家標準委、發(fā)改委圍繞標準體系、倫理規(guī)范、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等內(nèi)容開展工作。1.3.1發(fā)展人工智能的戰(zhàn)略意義1.3.2人工智能的挑戰(zhàn)1、數(shù)據(jù)隱私和安全性問題2、人工智能的倫理和道德問題3、就業(yè)問題隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，人們越來越關(guān)注人工智能的倫理和社會問題。在2020年代，研究人員和政策制定者也開始探討如何確保人工智能的公正性、透明性和責任性，以及如何保護個人隱私和數(shù)據(jù)安全等問題。同時，人工智能的發(fā)展也帶來了一些新的社會問題，如人工智能對就業(yè)和教育的影響，以及人工智能的道德和法律問題等。1.3.2人工智能的挑戰(zhàn)隨著計算機視覺的發(fā)展，圖像及視頻的可行信也越來越低?，F(xiàn)在我們可以通過PS，GAN（生成對抗網(wǎng)絡(luò)）等技術(shù)制作假圖像，讓人難分真?zhèn)巍通過PS，把犯罪嫌疑人P在一個從未去過的地方或?qū)⑺c從未見過的人放在一起，以此來制造假證據(jù)。p通過PS，很多減肥藥廣告可以改變?nèi)宋锏耐庥^以達到減肥前后的對比。p如Lyrebird是一個可以從幾分鐘錄音樣本中自動模仿人聲音的工具，也可能會被不法分子利用。p利用GAN網(wǎng)絡(luò)生成家居圖像發(fā)布在租房和訂酒店的平臺。還能眼見為實嗎？1.3.2人工智能的挑戰(zhàn)從人類的發(fā)展進程上看，我們一直在尋求提高效率的途徑，即以更少的資源獲得更多。我們用尖銳的石頭，更高效地狩獵和采集食物；用蒸汽機，減少了對馬匹的需求。實現(xiàn)自動化的每一步都會改變工作生活。在AI的時代，哪些工作會被AI取代呢？AI會取代那些重復性強、創(chuàng)造性低，弱社交的工作。大家都會失業(yè)嗎？1.4人工智能初體驗EasyDL是百度大腦推出的零門檻AI開發(fā)平臺，提供從數(shù)據(jù)采集、標注、清洗到模型訓練、部署的一站式AI開發(fā)能力。EasyDL支持6大技術(shù)方向:（1）EasyDL圖像：圖像分類、物體檢測、圖像分割（2）EasyDL文本：文本分類-單標簽、文本分類-