動(dòng)腦思考探索新知

人工智能概念動(dòng)腦思考探索新知8.1人工智能概念

人工智能源于1956年夏季，以麥卡賽、明斯基、羅切斯特和申農(nóng)等為首的一批有遠(yuǎn)見卓識(shí)的年輕科學(xué)家一起聚會(huì)，共同研究和探討用機(jī)器模擬智能問題時(shí)，首次在全球提出了“人工智能”的概念。動(dòng)腦思考探索新知8.1人工智能概念

人工智能就其本質(zhì)而言，是對(duì)人的思維的信息過程的模擬。人工智能是是一門新型交叉型學(xué)科，也是計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)分支。

以人類智能相似的方式作出反應(yīng)的智能無人系統(tǒng)，能夠指揮、操控機(jī)器勝任原來需要普通人類智能才能完成的部分簡單或者復(fù)雜工作。動(dòng)腦思考探索新知8.1人工智能概念

人工智能融?了各個(gè)領(lǐng)域，涉及到了各?各業(yè)，悄然改變這我們的?活?式和我們的?活習(xí)慣：造就了龐大的無人系統(tǒng)應(yīng)用場景：智能家居、智能導(dǎo)航、無人售票、無人運(yùn)輸、無人安防（指紋識(shí)別、人臉識(shí)別、視網(wǎng)膜識(shí)別、虹膜識(shí)別、掌紋識(shí)別）、掃描翻譯（機(jī)器人的視覺）、語音翻譯（機(jī)器人聽力）、工業(yè)機(jī)器人、服務(wù)機(jī)器人、無人工廠（黑燈工廠）、無人槍、無人車、無人機(jī)、反制無人機(jī)、無人船、無人潛艇、控制平臺(tái)、星鏈衛(wèi)星等等。動(dòng)腦思考探索新知8.2無人系統(tǒng)人工智能造就了無人系統(tǒng)，這將是改變未來社會(huì)生活方式、生產(chǎn)模式乃至戰(zhàn)爭形勢(shì)的生力軍。（1）無人系統(tǒng)的應(yīng)用1）隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展,以機(jī)器人、無人駕駛汽車和無人機(jī)為代表無人系統(tǒng)開始代替人類從事各種場景中簡單或者復(fù)雜的工作。動(dòng)腦思考探索新知8.2無人系統(tǒng)

①無人售貨柜和無人銷售機(jī)器人。

②無人汽車、人車對(duì)話、輔助駕駛、智能座艙。

③無人機(jī)測繪、空地協(xié)同。

2）機(jī)器人代替人類從事部分危險(xiǎn)工作：動(dòng)腦思考探索新知8.2無人系統(tǒng)2）機(jī)器人代替人類從事部分危險(xiǎn)工作。①當(dāng)發(fā)生水災(zāi)、地震、火災(zāi)等災(zāi)情時(shí)，無人機(jī)可以前往事故地進(jìn)行空中偵察。②當(dāng)發(fā)生戰(zhàn)爭時(shí)，無人機(jī)、無人戰(zhàn)車、無人戰(zhàn)船可以代替人去前線作戰(zhàn)。動(dòng)腦思考探索新知8.2無人系統(tǒng)

（2）無人系統(tǒng)既可以是：“控制芯片+任務(wù)載荷”等組成的簡單系統(tǒng)，也可以是：“平臺(tái)+任務(wù)載荷+指揮控制系統(tǒng)+天+空+地信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)”等組成的復(fù)雜系統(tǒng)組成。動(dòng)腦思考探索新知8.2無人系統(tǒng)1）6G網(wǎng)絡(luò)將以“地面蜂窩網(wǎng)絡(luò)+衛(wèi)星+無人機(jī)+空中平臺(tái)+多種非地面通信”，實(shí)現(xiàn)“空+天+地一體化通訊網(wǎng)絡(luò)無縫覆蓋”。動(dòng)腦思考探索新知8.2無人系統(tǒng)2）遙感+衛(wèi)星+地面監(jiān)控+移動(dòng)監(jiān)測+在線監(jiān)測+動(dòng)態(tài)監(jiān)測+指揮中心，實(shí)現(xiàn)環(huán)保無鏠監(jiān)測+治理系統(tǒng)，如圖8-1所示。

圖8-1智慧環(huán)保無人系統(tǒng)動(dòng)腦思考探索新知8.2無人系統(tǒng)

（3）無人系統(tǒng)技術(shù)

就是無人系統(tǒng)方面的人工智能化的技術(shù)。無人系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展，將使未來的戰(zhàn)爭演變成智能化的戰(zhàn)爭。

低成本無人機(jī)正在改變傳統(tǒng)鋼鐵洪流（坦克+大炮）的作戰(zhàn)模式，朝向以“無人機(jī)+有人機(jī)+無人戰(zhàn)車+無人戰(zhàn)船”等智能化、立體化為主的未來戰(zhàn)爭模式發(fā)展。動(dòng)腦思考探索新知8.3無人系統(tǒng)的人工智能化動(dòng)腦思考探索新知8.3無人系統(tǒng)的人工智能化

無人系統(tǒng)的人工智能化主要研究如何運(yùn)用

人工的方法和技術(shù)，通過各種自動(dòng)化設(shè)備或智

能化機(jī)器（計(jì)算機(jī)）來模仿、延伸和擴(kuò)展人的

智能，在實(shí)際的工作場景中實(shí)現(xiàn)部分設(shè)備、系

統(tǒng)自動(dòng)化運(yùn)行。動(dòng)腦思考探索新知8.3無人系統(tǒng)的人工智能化

人的智力——是人認(rèn)識(shí)、理解客觀事物，并運(yùn)用知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)等解決問題的能力，包括理解、判斷、解決問題，抽象思維，表達(dá)意念以及語言和學(xué)習(xí)的能力。對(duì)人工智能來說：其算力就是智力。動(dòng)腦思考探索新知8.3無人系統(tǒng)的人工智能化

人工智能的四大要素：大數(shù)據(jù)、算力、算法、場景。

人工智能中的智能都蘊(yùn)含在大數(shù)據(jù)中；算力是為人工智能提供了基本的計(jì)算能力；算法是實(shí)現(xiàn)人工智能的基本途徑；作為輸入端的大數(shù)據(jù)、算力、算法，只有輸出到實(shí)際的工作場景，才能體現(xiàn)人工智能的實(shí)際價(jià)值。動(dòng)腦思考探索新知8.3無人系統(tǒng)的人工智能化

人工智能在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)無人化系統(tǒng)時(shí)，

有兩種不同的編程方式：動(dòng)腦思考探索新知8.3無人系統(tǒng)的人工智能化

1）傳統(tǒng)的編程技術(shù)，要讓系統(tǒng)出現(xiàn)智能效果，需要人工詳細(xì)規(guī)定程序的邏輯，如果事件復(fù)雜，角色數(shù)量和活動(dòng)空間增加，相應(yīng)的邏輯會(huì)很復(fù)雜（呈指數(shù)增長），人工編程就很容易出現(xiàn)錯(cuò)誤；一旦出錯(cuò)誤，就必須重新修改原程序，重新調(diào)試。動(dòng)腦思考探索新知8.3無人系統(tǒng)的人工智能化

2）模擬法，要求實(shí)現(xiàn)的方法和人類所用的方法相同或相類似；編程者要為事件的每一個(gè)角色設(shè)計(jì)一個(gè)智能系統(tǒng)來進(jìn)行控制，這個(gè)智能系統(tǒng)開始什么也不懂，就像初生嬰兒那樣懵懂，但它能夠進(jìn)行機(jī)器式的學(xué)習(xí)，漸漸地適應(yīng)環(huán)境，應(yīng)付各種復(fù)雜情況；系統(tǒng)開始時(shí)也常會(huì)犯錯(cuò)誤，但它能吸取教訓(xùn)，下一次運(yùn)行時(shí)就可能改正，至少不會(huì)永遠(yuǎn)錯(cuò)下去，直到完全勝任為止。動(dòng)腦思考探索新知8.4智能機(jī)器人動(dòng)腦思考探索新知8.4智能機(jī)器人

智能機(jī)器人可以模仿人的手臂，如機(jī)器臂機(jī)器人；

可以模仿人的行走，如人型機(jī)器人；可以模仿人

類的視覺，如人臉識(shí)別技術(shù)；可以模仿人的聲音：

如語音機(jī)器人；可以模仿人類的學(xué)習(xí)：如AlphaGo(阿爾法狗)等。動(dòng)腦思考探索新知8.4智能機(jī)器人

智能機(jī)器人具有五大感知系統(tǒng)：

視覺系統(tǒng)，聽覺系統(tǒng)，傳感器系統(tǒng)，

本地系統(tǒng)，云端大腦系統(tǒng)。動(dòng)腦思考探索新知8.5視覺系統(tǒng)動(dòng)腦思考探索新知8.5.1機(jī)器視覺系統(tǒng)1）機(jī)器視覺——人工智能的眼睛，使用機(jī)器視覺來代替人眼進(jìn)行識(shí)別、檢測和判斷。動(dòng)腦思考探索新知8.5.1機(jī)器視覺系統(tǒng)2）機(jī)器視覺系統(tǒng)由工業(yè)相機(jī)或攝像機(jī)（獲取圖像）+圖像采集卡+計(jì)算機(jī)（圖像處理、分析）組成。動(dòng)腦思考探索新知8.5.1機(jī)器視覺系統(tǒng)3）

機(jī)器視覺系統(tǒng)的工作原理：工業(yè)相機(jī)的感光元器件CCD、CMOS和輔助照明；→獲得檢測目標(biāo)→模擬圖像信號(hào)→圖像處理系統(tǒng)（轉(zhuǎn)化為目標(biāo)的形態(tài)信息——像素分布和亮度、顏色等）→轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號(hào)→圖像系統(tǒng)對(duì)信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算→提取圖像特征→圖像分割→圖像辨識(shí)→判別結(jié)果，如圖8-2所示。動(dòng)腦思考探索新知8.5.1機(jī)器視覺系統(tǒng)

圖8-2機(jī)器視覺系統(tǒng)動(dòng)腦思考探索新知8.5.2主要應(yīng)用（1）識(shí)別1）人體。

①人臉識(shí)別——機(jī)器視覺系統(tǒng)能夠直接識(shí)別到每個(gè)人面部11個(gè)以上的特征點(diǎn)或關(guān)鍵點(diǎn)，把識(shí)別到的人臉特征點(diǎn)或關(guān)鍵點(diǎn)與人臉庫進(jìn)行比對(duì)，確定人的性別、年齡及身份，如圖8-3所示；人臉識(shí)別在單位考勤、社區(qū)出入門禁等應(yīng)用場景中較為普及。動(dòng)腦思考探索新知8.5.2主要應(yīng)用（1）識(shí)別

②指紋識(shí)別——機(jī)器視覺系統(tǒng)能夠在讀取指紋和比對(duì)指紋時(shí)，確定的人的身份；指紋識(shí)別在指紋鎖、單位指紋考勤機(jī)等應(yīng)用場景中較為普及，如圖8-4所示。動(dòng)腦思考探索新知8.5.2主要應(yīng)用圖8-3人臉識(shí)別

圖8-4指紋識(shí)別動(dòng)腦思考探索新知8.5.2主要應(yīng)用（1）識(shí)別

③虹膜識(shí)別——虹膜識(shí)別通過對(duì)人眼虹膜5個(gè)特征點(diǎn)或關(guān)鍵點(diǎn)的識(shí)別，與人眼的虹膜庫進(jìn)行比對(duì)，確定人的性別、年齡及身份，如圖8-5所示；虹膜識(shí)別常用于高級(jí)安防系統(tǒng)。動(dòng)腦思考探索新知8.5.2主要應(yīng)用

2）物體

①物體識(shí)別——行駛中的無人車輛裝有機(jī)器視覺系統(tǒng)，在行駛過程中，機(jī)器視覺系統(tǒng)可以自動(dòng)識(shí)別到道路上行人、車輛及交通信號(hào)燈顏色，通過圖像處理，迅速作出判斷和處理，如圖8-6所示。動(dòng)腦思考探索新知8.5.2主要應(yīng)用圖8-5虹膜識(shí)別圖8-6行駛中的車輛自動(dòng)識(shí)別紅綠燈動(dòng)腦思考探索新知8.5.2主要應(yīng)用

②二維碼（能儲(chǔ)存數(shù)字、字符、漢字、圖像）識(shí)別——通過二維碼掃描器（如圖8-7所示），掃描二維碼，能準(zhǔn)確、自動(dòng)識(shí)別二維碼或條形碼內(nèi)含的二進(jìn)制數(shù)據(jù)，可以獲取二維碼中包含的信息，如圖8-8所示。動(dòng)腦思考探索新知