林子雨人工智能通識教程廈門大學人工智能概述第2章什么是人工智能0102030405人工智能的發(fā)展歷程人工智能的影響世界各國的人工智能發(fā)展戰(zhàn)略人工智能關鍵技術人工智能應用0607人工智能產(chǎn)業(yè)人工智能思維08目錄01Par

tone什么是人工智能2.1什么是人工智能人工智能的定義什么是智能人工智能的

人工智能的要素

類型2.1.1

什么是智能智能是一個復雜的概念，它涉及到多個方面和層次。一般來說，智能是指生物一般性的精神能力，指人認識、理解客觀事物并運用知識、經(jīng)驗等解決問題的能力，包括記憶、觀察、想象、思考、判斷等。智能也包括一些更高級的能力，如理解、分析、推理、學習、規(guī)劃和自我改進等方面的能力n多元智能理論是由美國教育學家和心理學家霍華德·加德納（Howard

Gardn提出的一種全新的人類智能結構的理論。這一理論認為，智能是一種創(chuàng)造力和解決問題的能力的體現(xiàn)，而智能本身是多元化的，每個人身上都存在著很多種類型的智能。根據(jù)多元智能理論，每個人至少有七種智能語言智能數(shù)理邏輯智能音樂智能空間智能身體運動智能人際關系智能人際關系智能2.1.2

人工智能的定義人工智能目前還沒有統(tǒng)一的定義尼爾遜（Nilsson）認為，人工智能是關于人造物的智能行為，包括知覺、推理、學習、交流和在復雜環(huán)境中的行為麥卡錫（McCarthy）認為，人工智能就是要讓機器的行為看起來像是人所表現(xiàn)出的智能行為一樣2.1.2

人工智能的定義?

巴爾（Barr）和費根鮑姆（Feigenbaum）認為，人工智能屬于計算機科學的一個分支，旨在設計智能的計算機系統(tǒng)，也就是說，對照人類在自然語言理解、學習、推理問題求解等方面的智能行為，設計的系統(tǒng)應呈現(xiàn)出與之類似的特征?

本書認為人工智能是研究、開發(fā)用于模擬、延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術及應用系統(tǒng)的一門新的技術科學。人工智能知識體系涉及多個學科，包括數(shù)學、邏輯學、歸納學、統(tǒng)計學、系統(tǒng)學、控制學、計算機科學等2.1.3

人工智能的要素人工智能的四個要素包括數(shù)據(jù)、算力、算法和場景。人工智能的智能都蘊含在大數(shù)據(jù)中，數(shù)據(jù)量越大，智能程度越高；算力為人工智能提供了基本的計算能力的支撐；算法是實現(xiàn)人工智能的根本途徑，是挖掘數(shù)據(jù)智能的有效方法；大數(shù)據(jù)、算力、算法作為輸入，只有在實際的場景中進行輸出，才能體現(xiàn)出實際價值（1）數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)是人工智能的基礎因為機器學習算法需要大量的數(shù)據(jù)進行訓練和優(yōu)化。數(shù)據(jù)的質量、數(shù)量和多樣性，對人工智能的性能和準確性至關重要。為了獲得更好的結果，需要收集和整合各種來源的數(shù)據(jù)，并進行預處理和清洗，以確保數(shù)據(jù)的準確性和一致性2.1.3

人工智能的要素（2）算力。算力是指計算機的處理能力，包括CPU、GPU、TPU等硬件設備人工智能需要大量的計算資源來處理和分析數(shù)據(jù)，因此，算力是人工智能發(fā)展的重要因素之一。隨著技術的不斷發(fā)展，計算機的算力不斷提高，為人工智能的發(fā)展提供了更好的支持2.1.3

人工智能的要素（3）算法。算法是人工智能的核心，它是指引計算機如何處理和分析數(shù)據(jù)的指令它是指引計算機如何處理和分析數(shù)據(jù)的指令。不同的算法適用于不同的任務和數(shù)據(jù)類型，因此，需要根據(jù)具體的應用場景選擇合適的算法。同時，算法也需要不斷優(yōu)化和改進，以提高人工智能的性能和準確性2.1.3

人工智能的要素（4）場景。場景是指人工智能應用的具體環(huán)境和使用場景不同場景下的人工智能應用需要不同的技術和解決方案。例如，在醫(yī)療領域，人工智能可以用于疾病診斷和治療方案的制定；在交通領域，人工智能可以用于交通管理和優(yōu)化；在教育領域，人工智能可以用于教學輔助和學生評估等。因此，場景的選擇和使用對于人工智能的發(fā)展和應用至關重要2.1.4

人工智能的類型n強人工智能強人工智能是指能夠完全取代人類工作的人工智能，它具有自我思考和學習能力，能夠模仿人類的決策和行為強人工智能的目標是創(chuàng)造能夠像人類一樣思考和感知的智能機器算法和技術特點學習適應性自主性機器學習深度學習創(chuàng)造性自然語言處理計算機視覺處理復雜的問題強人工智能并提供創(chuàng)新的解決方案2.1.4

人工智能的類型n弱人工智能弱人工智能是指不能制造出真正地推理和解決問題的智能機器，這些機器只不過看起來像是智能的，但并不具備真正的智能和自主意識弱人工智能有用，包括問題求解、邏輯推理與定理證明、自然語言理解、專家系統(tǒng)、機器學習、人工神經(jīng)網(wǎng)絡、機器人學、模式識別、機器視覺等在圖像識別領域，基于深度學習的人臉識別、物體識別、行為識別等，在醫(yī)療、交通、教育等行業(yè)都有廣泛的用途，能夠有效提高安全防范水平，打擊犯罪和恐怖主義，懲治交通違法行為，提升交通安全水平等“深度學習+數(shù)據(jù)”模式甚至在文學創(chuàng)作、司法審判、新聞編輯、音樂和美術作品創(chuàng)作等方面，也有驚人的表現(xiàn)，能夠極大地提升工作效率和質量，降低人類的工作強度，激發(fā)人類的創(chuàng)作靈感，創(chuàng)作出更好的作品2.1.4

人工智能的類型n通用人工智能和超級人工智能AGI（Artificial

General

Intelligence），即通用人工智能，是一種能夠執(zhí)行與人類相當或超越人類的廣泛認知任務的人工智能系統(tǒng)。與專注于特定任務的窄人工智能（Narrow

AI，也被稱為“弱人工智能”）不同，AGI的目標是具備廣泛的認知能力，能夠在多種不同的任務和環(huán)境中表現(xiàn)出高度的靈活性和適應性。AGI被認為是強人工智能的一種形式，旨在實現(xiàn)類人智能和自學能力，使其能夠執(zhí)行訓練或開發(fā)目的之外的任務。簡而言之，AGI是人工智能的目前階段追求目標，即創(chuàng)造出一臺能在各種領域思考和學習的機器，讓它像人類一樣聰明。ASI（Artificial

Super

Intelligence），即超級人工智能，是人工智能領域中的巔峰之作。它指的是一種智力水平遠超人類的機器智能，具備前所未有的自主學習、創(chuàng)新能力和問題解決能力。ASI不僅擁有比人類更強大的計算能力、學習能力，還能在創(chuàng)造力、情感理解等方面超越人類。這一概念最早在人工智能技術的發(fā)展過程中被提出，旨在探索并實現(xiàn)機器智能的終極形態(tài)。ASI的實現(xiàn)將意味著機器智能在各個方面都大大超過人類，包括推理、創(chuàng)新、情感理解等，甚至可能具備意識或超越人類的情感理解，并在與人類的互動中發(fā)揮巨大影響。2.1.4

人工智能的類型n不同人工智能類型之間的關系弱人工智能是實現(xiàn)通用人工智能和超級人工智能的基礎。通過設計和訓練弱人工智能系統(tǒng)，可以逐步提高其性能和能力，最終實現(xiàn)更高級別的智能。強人工智能包括通用人工智能和超級人工智能兩個階段。通用人工智能是弱人工智能向超級人工智能過渡的中間階段，它具備了更廣泛的智能能力，但仍未達到超越人類智能的水平。超級人工智能則是通用人工智能發(fā)展的一個可能結果，代表了人工智能技術的最高水平，是人工智能發(fā)展的終極形態(tài)。02Par

ttwo人工智能的發(fā)展歷程2.2

人工智能的發(fā)展歷程人工智能的誕生圖靈測試人工智能的

未來人工智能發(fā)展的五個級別發(fā)展階段2.2.1圖靈測試1950年，“計算機之父”和“人工智能之父”艾倫·圖靈（Alan

M.

Turing）發(fā)表了論文《計算機器與智能》，這篇論文被譽為人工智能科學的開山之作。在論文的開篇，圖靈提出了一個引人深思的問題：“機器能思考嗎？”。這個問題激發(fā)了人們無盡的想象，同時也奠定了人工智能的基本概念和雛形在這篇論文中，圖靈提出了鑒別機器是否具有智能的方法，這就是人工智能領域著名的“圖靈測試”。如圖所示，其基本思想是測試者在與被測試者（一個人和一臺機器）隔離的情況下，通過一些裝置（如鍵盤）向被測試者隨意提問。進行多次測試后，如果被測試者機器讓平均每個測試者做出超過30%的誤判，那么這臺機器就通過了測試，并被認為具有人類智能2.2.2

人工智能的誕生人工智能的誕生可以追溯到20世紀50年代。當時，計算機科學剛剛起步，人們開始嘗試通過計算機程序來模擬人類的思維和行為。在這個背景下，一些杰出的科學家和工程師們開始研究如何使計算機具備更高級的功能1956年8月，在美國達特茅斯學院舉辦的人工智能夏季研討會，是人工智能領域具有里程碑意義的一次重要會議。這次會議匯聚了眾多杰出的科學家和工程師，他們共同探討和研究人工智能的發(fā)展和應用前景這次會議的主題圍繞著人工智能的定義、研究方法和應用場景展開。與會者們深入探討了人工智能的基本概念、算法和技術，以及其在各個領域的應用潛力。他們共同認識到，人工智能的研究和發(fā)展將為人類帶來巨大的變革和進步2.2.2

人工智能的誕生在這次會議上，“人工智能”這個詞匯被約翰.麥卡錫（John

McCarthy）首次提出。與會者們不僅對人工智能的研究和應用前景進行了深入探討，還提出了要的觀點和思路，為人工智能的發(fā)展奠定了基礎。這次會議的召開標志著人工智能作為一個獨立學科的正式誕生，因此，達特茅斯會議被稱為“人工智能的開端”，1956年也被稱為“人工智能元年”。這次會議不僅為人工智能的研究和發(fā)展奠定了基礎，還為人類帶來了巨大的變革和進步2.2.3

人工智能的發(fā)展階段從1956年人工智能元年至今，人工智能的發(fā)展歷程經(jīng)歷了漫長的歲月，大致可以劃分為以下6個階段2.2.4

未來人工智能發(fā)展的五個級別DeepSeekR103Par

tthree人工智能的影響2.3

人工智能的影響人工智能對工作、生活等方面的影響人工智能開啟科學研究“第五范式”人工智能開啟“人機共生”新時代2.3.1

人工智能對工作、生活等方面的影響生活方式的變革工作模式的轉變教育領域的革新經(jīng)濟結構的優(yōu)化與產(chǎn)業(yè)升級環(huán)境保護與可持續(xù)發(fā)展社會倫理與隱私保護2.3.1

人工智能對工作、生活等方面的影響會用AI的人會逐漸淘汰不會用AI的人AI將極大提升人類獲取信息的效率自動駕駛成為汽車的標配AI手機開始普及，AI語音助理成為標配AI智能管家走入千家萬戶AI眼鏡會成為最時髦的可穿戴設備A普及，補課不用再去上補習班更多的人開始利用AI創(chuàng)造收入2.3.2人工智能開啟科學研究“第五范式”圖靈獎獲得者、著名數(shù)據(jù)庫專家Jim

Gr觀察并總結人類自古以來，在科學研究上，先后歷經(jīng)了實驗、理論、計算和數(shù)據(jù)四種范式實驗理論計算數(shù)據(jù)2.3.2人工智能開啟科學研究“第五范式”?科學研究第一種范式：實驗伽利略伽利略在比薩斜塔做兩個鐵球同時落地實驗2.3.2人工智能開啟科學研究“第五范式”?科學研究第二種范式：理論幾何理論牛頓三大定律2.3.2人工智能開啟科學研究“第五范式”?科學研究第三種范式：計算2.3.2人工智能開啟科學研究“第五范式”?科學研究第四種范式：數(shù)據(jù)大數(shù)據(jù)時代，以數(shù)據(jù)為中心2.3.2人工智能開啟科學研究“第五范式”在科學研究上，AI

展現(xiàn)出了令人矚目的應用成果，極大程度幫助了科研工工作的質效，預示著“AI

forScience”（或稱為“智能科學”）正在成為賦能科學研究的“第五范式”（即利用人工智能加速科學發(fā)現(xiàn)的新方法）。與前四種范式（經(jīng)驗、理論、計算和數(shù)據(jù)）不同，AI

for

Science不僅充分運用已有的經(jīng)驗、理論和數(shù)據(jù)，而且生成全新的科學假設和逼真的自然現(xiàn)象，推導出未知的結論，提高科學研究的速度和準確性，探索更廣闊的可能性空間。圖2-52024年諾貝爾獎官方插畫——物理獎及化學獎獲得者2.3.3

人工智能開啟“人機共生”新時代根據(jù)財新智庫聯(lián)合某著名企業(yè)發(fā)布的報告，在人工智能新一輪大發(fā)展的浪潮之下，人們需要建立起新型的“三線”人機關系觀人機協(xié)作是基準線人機共生是趨勢線“人在機器之上”是底線04Par

tfour世界各國的人工智能發(fā)展戰(zhàn)略2.4

世界各國的人工智能發(fā)展戰(zhàn)略美國中國歐盟其他國家2.4.1

美國加大投資力度推動技術創(chuàng)新促進產(chǎn)業(yè)發(fā)展加強人才培養(yǎng)注重倫理治理圖2-62025年1月21日美國特朗普總統(tǒng)宣布“星際之門”計劃2.4.2

中國出臺政策法規(guī)推動產(chǎn)業(yè)融合加強基礎設施建設培養(yǎng)專業(yè)人才注重應用場景2.4.3歐盟制定倫理準則推動技術創(chuàng)新增加投資力度加強國際合作2.4.4

其他國家其他國家的人工智能戰(zhàn)略日本希望通過人工智能解決養(yǎng)老、教育等國家難題，重點布局機器人、類腦科學、自動駕駛等領域俄羅斯強調自主研發(fā)人工智能技術的重1234要性，以維護國家主權和安全韓國希望利用人工智能鞏固和擴大其在信息通信等領域的產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢，加大人工智能芯片研發(fā)投入英國注重數(shù)據(jù)科學、智能能源等領域的研發(fā)，推動人工智能技術在醫(yī)療、教育等領域的應用05Par

tfive人工智能關鍵技術2.5

人工智能關鍵技術機器學習自然語言處理生物特征識別知識圖譜人機交互計算機視覺2.5.1機器學習n機器學習強調三個關鍵詞：算法、經(jīng)驗、性能。在數(shù)據(jù)的基礎上，通過算法構建出模型并對模型進行評估。評估的性能如果達到要求，就用該模型來測試其他的數(shù)據(jù)；如果達不到要求，就要調整算法來重新建立模型，再次進行評估。如此循環(huán)往復，最終獲得滿意的模型來處理其他數(shù)據(jù)2.5.1機器學習機器學習模型的三個發(fā)展階段深度學習模型階段超大規(guī)模深度學習模型階段具有更高的準確率和性能傳統(tǒng)機器學習模型階段大模型的優(yōu)點處理大規(guī)模數(shù)據(jù)能力強處理復雜問題能力強2.5.2知識圖譜知識圖譜（Knowledge

Graph）又稱為科學知識圖譜，在圖書情報界稱為知識域可視化或知識領域映射地圖，是顯示知識發(fā)展進程與結構關系的一系列各種不同的圖形，用可視化技術描述知識資源及其載體，挖掘、分析、構建、繪制和顯示知識及它們之間的相互聯(lián)系2.5.3自然語言處理自然語言處理是計算機科學領域與人工智能領域中的一個重要方向。它研究能實現(xiàn)人與計算機之間用自然語言進行有效通信的各種理論和方法自然語言處理的應用包羅萬象，例如：機器翻譯、手寫體和印刷體字符識別、語音識別、信息檢索、信息抽取與過濾、文本分類與聚類、輿情分析和觀點挖掘等2.5.4人機交互n

人機交互是一門研究系統(tǒng)與用戶之間的交互關系的學科。系統(tǒng)可以是各種各樣的機器，也可以是計算機化的系統(tǒng)和軟件n

人機交互界面通常是指用戶可見的部分。用戶通過人機交互界面與系統(tǒng)交流，并進行操作n人機交互是與認知心理學、人機工程學、多媒體技術、虛擬現(xiàn)實技術等密切相關的綜合學科2.5.4人機交互n人機交互具有廣泛的應用場景，比如，我國某高校已經(jīng)成功研發(fā)了大指令集、高速、無創(chuàng)“腦-機接口打字系統(tǒng)”，使用者只需頭戴腦電帽，雙眼盯著電腦屏幕，就能用意念打字n

在國內，杭州強腦科技也在腦機接口領域取得了顯著進展，成為比肩Neuralink的全球知名腦機接口企業(yè)，并且已經(jīng)成功研制出了智能頭環(huán)、智能康復系統(tǒng)、智能仿生手、新型智能膝關節(jié)假肢等產(chǎn)品，這些產(chǎn)品整合了腦機接口技術與人工智能算法，能夠實時監(jiān)測用戶腦電波信號，并將其轉化為控制指令強腦科技——杭州“六小龍”之一2.5.5計算機視覺計算機視覺是一門研究如何使機器“看”的科學，更進一步地說，是指用攝影機和電腦代替人眼對目標進行識別、跟蹤和測量的機器視覺，并進一步做圖形處理，成為更適合人眼觀察或傳送給儀器檢測的圖像2.5.6

生物特征識別生物特征識別技術涉及的內容十分廣泛，包括指紋、掌紋、人臉、虹膜、指靜脈、聲紋、步態(tài)等多種生物特征，其識別過程涉及到圖像處理、計算機視覺、語音識別、機器學習等多項技術06Par

tsix人工智能應用2.6.1智能制造智能制造（Intelligent

Manufacturing，IM）是一種由智能機器和人類專家共同組成的人機一體化智能系統(tǒng)，它在制造過程中能進行智能活動，諸如分析、推理、判斷、構思和決策等2.6.2智能家居智能家居通過物聯(lián)網(wǎng)技術將家中的各種設備（如音視頻設備、照明系統(tǒng)、窗簾控制、空調控制、安防系統(tǒng)、數(shù)字影院系統(tǒng)、影音服務器、影柜系統(tǒng)、網(wǎng)絡家電等）連接到一起，提供家電控制、照明控制、電話遠程控制、室內外遙控、防盜報警、環(huán)境監(jiān)測、暖通控制、紅外轉發(fā)以及可編程定時控制等多種功能和手段2.6.3

智能金融智能投資顧問智能獲客身份識別大數(shù)據(jù)風控智能客服金融云2.6.4智能交通智能交通是未來交通系統(tǒng)的發(fā)展方向，它是將先進的信息技術、數(shù)據(jù)通訊傳輸技術、電子傳感技術、控制技術及計算機技術等有效地集成運用于整個地面交通管理系統(tǒng)而建立的一種在大范圍內、全方位發(fā)揮作用的，實時、準確、高效的綜合交通運輸管理系統(tǒng)2.6.4智能交通問界M9采用華為全自動駕駛技術2024年，百度公司無人駕駛出租車“蘿卜快跑”開始上路運行2.6.5智能安防n

智能安防是兼顧了某省市管理系統(tǒng)、環(huán)保監(jiān)測系統(tǒng)、交通管理系統(tǒng)、應急指揮系統(tǒng)等應用的綜合體系n

特別是車聯(lián)網(wǎng)的興起，在公共交通管理上、車輛事故處理上、車輛偷盜防范上可以更加快捷準確的跟蹤定位處理n還可以隨時隨地的通過車輛獲取更加精準的災難事故信息、道路流量信息、車輛位置信息、公共設施安全信息、氣象信息等等信息來源2.6.6智能醫(yī)療借助于物聯(lián)網(wǎng)/云計算技術、人工智能的專家系統(tǒng)、嵌入式系統(tǒng)的智能化設備，可以構建起完善的物聯(lián)網(wǎng)醫(yī)療體系，使全民平等地享受頂級的醫(yī)療服務，解決或減少由于醫(yī)療資源缺乏，導致看病難、醫(yī)患關系緊張、事故頻發(fā)等現(xiàn)象2.6.6智能醫(yī)療圖某著名企業(yè)AI醫(yī)院上線2.6.7

智能物流使用智能搜索、推理規(guī)劃