人工智能是一個新興的專業(yè),也是一個發(fā)展極為迅速的專業(yè),其在推動智能型社會發(fā)展中起著十分重要的技術(shù)支撐作用。自溫州大學(xué)2020年開始招收批本科學(xué)生以來,人工智能專業(yè)建設(shè)一直在如火如荼地進(jìn)行。溫州大學(xué)作為浙南閩北贛東的綜合性大學(xué),推進(jìn)人工智能的戰(zhàn)略意義重大。但該專業(yè)屬于尚在不斷發(fā)展之中的新興專業(yè),教材建設(shè)相對滯后,特別是專業(yè)入門教材短缺,遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足該專業(yè)的教學(xué)需求。
從該專業(yè)辦學(xué)伊始,溫州大學(xué)計(jì)算機(jī)與人工智能學(xué)院就十分重視對教學(xué)質(zhì)量的管控?紤]到作者從事人工智能研究的時間相對較長,因此學(xué)院就推薦作者承擔(dān)該專業(yè)入門課程的教學(xué)任務(wù)。
鑒于缺乏教材,因此自從承擔(dān)入門課程的教學(xué)以來,作者便有意留心教材的撰寫工作。雖然人工智能導(dǎo)論屬于大一新生的導(dǎo)論課,是大學(xué)入門級課程,但是同樣適用于不同年齡層次的對人工智能感興趣的入門級讀者。2020年起作者承擔(dān)該入門課程的教學(xué)工作,并采用初步撰寫的教材來進(jìn)行授課,取得了較滿意的教學(xué)效果。
現(xiàn)在,又經(jīng)過一年的不斷改進(jìn)與講授,該課程教材終于能夠出版面世了。相信本書的出版,必將能夠推廣到設(shè)有人工智能專業(yè)的各大學(xué)教學(xué)之中或作為入門課程教材,或作為教學(xué)參考書。應(yīng)該說,對于從未為本科生撰寫過教材的作者來說,能夠?yàn)槿斯ぶ悄軐I(yè)的教材建設(shè)做出一點(diǎn)微薄的貢獻(xiàn),還是感到十分欣慰的。
本書共分為5章。第1章簡述了人工智能發(fā)展史,對人工智能的誕生、發(fā)展、概念以及該專業(yè)的特點(diǎn)進(jìn)行了簡述。之后分別從研究領(lǐng)域和應(yīng)用領(lǐng)域討論了人工智能的特點(diǎn)。后介紹了推動人工智能發(fā)展的主要學(xué)派。第2章重點(diǎn)介紹了人工智能的倫理道德,因?yàn)槿斯ぶ悄芴幱谄鸩诫A段,需要人類的引領(lǐng)和教導(dǎo)。而在人工智能不斷完善的過程中引發(fā)的科技倫理問題以及背后更深層次的思考更值得我們注意。為了防止人工智能在未來走向不正確的階段,我們需要更早地制定合理的法規(guī)并采取措施,以防出現(xiàn)問題時已經(jīng)為時已晚。第3章討論了人工智能的工業(yè)化進(jìn)程,考慮到人工智能在不久的將來需要大規(guī)模地走向產(chǎn)業(yè)化,所以從發(fā)展歷程、產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀與影響、目前工業(yè)界常用的技術(shù)以及態(tài)勢來闡述目前的發(fā)展水平和難題。從第4章開始,我們結(jié)合實(shí)例來介紹人工智能在各個行業(yè)的現(xiàn)狀與主要技術(shù),諸如語音、圖像識別與壓縮、仿生注意力模型、人機(jī)交互、安全駕駛、銀行、機(jī)器人等領(lǐng)域。第5章展望了人工智能的主要問題和對應(yīng)思考,并著重分析了人工智能的未來前景。
從撰寫教材的指導(dǎo)思想來看,基礎(chǔ)性、前瞻性、生動性是撰寫本書主要遵循的宗旨。所謂基礎(chǔ)性,是要求學(xué)生掌握人工智能專業(yè)的基本概念、知識和方法,了解本學(xué)科的研究對象、任務(wù)與歷史。所謂前瞻性,是要求學(xué)生具備獨(dú)立把握學(xué)科發(fā)展趨勢的寬闊視野,并對學(xué)科前沿研究領(lǐng)域和應(yīng)用前景有充分的認(rèn)識。后,所謂生動性,則是要求教材不但思想深刻先進(jìn)、內(nèi)容豐富多彩,而且講述形式生動有趣,能夠激發(fā)學(xué)生對本專業(yè)的興趣和熱愛。
當(dāng)然,目前國內(nèi)人工智能學(xué)科尚未成型,但其蓬勃發(fā)展的趨勢是不可阻擋的。眾所周知,影響社會形態(tài)發(fā)展的核心要素主要有文化、制度和技術(shù)三個層面,其中技術(shù)是社會發(fā)展與變革的動力。當(dāng)今是由信息技術(shù)支撐的信息社會時代,而信息技術(shù)的高級階段是智能技術(shù),因此未來必將進(jìn)入智能社會的時代。實(shí)際上,從智能醫(yī)療、智能手機(jī)、智能機(jī)器人到智慧城市,人工智能的關(guān)鍵技術(shù)在社會發(fā)展中發(fā)揮著越來越重要的作用。因此,作為一部新興學(xué)科的入門教材,本書在人工智能人才的培養(yǎng)中顯得愈加重要。
需要補(bǔ)充說明的是,作為一部智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)本科生入門年級必修課程教材,本教材在編排方面充分考慮了教學(xué)課時安排上的需要。在實(shí)際課堂教學(xué)過程中,講授全書內(nèi)容共需24課時。因此可以按照1.5學(xué)分、24課時來制訂實(shí)際教學(xué)計(jì)劃。
后,衷心感謝溫州大學(xué)計(jì)算機(jī)與人工智能學(xué)院的全體同仁對這門課程教學(xué)工作的支持; 感謝張笑欽院長和胡眾義老師的幫助和指導(dǎo),使得本書蓬蓽生輝。另外,在本書的試講與校正過程中得到了學(xué)院人工智能專業(yè)眾多學(xué)生的意見反饋,在此一并致謝。如果沒有他們的支持和建議,這部教材的出版必將遙遙無期。
本書雖然經(jīng)多輪試講與修改,但由于在教學(xué)過程中經(jīng)過多輪內(nèi)容調(diào)整,且作者學(xué)識淺陋,對于博大精深的人工智能領(lǐng)域僅略知皮毛,因此書中難免存在不足之處,若蒙讀者諸君不吝賜教,將不勝感激!
2021年4月
第1章人工智能發(fā)展史
1.1人工智能的誕生
1.2人工智能的發(fā)展
1.3廣義人工智能及其研究特點(diǎn)
1.3.1廣義人工智能的概念含義和學(xué)科體系
1.3.2廣義人工智能的科學(xué)方法和科學(xué)意義
1.3.3廣義人工智能的研究特點(diǎn)
1.4人工智能的研究領(lǐng)域
1.5人工智能的應(yīng)用領(lǐng)域
1.6人工智能的主要學(xué)派
參考文獻(xiàn)
第2章人工智能的倫理道德
2.1挑戰(zhàn)倫理道德:人工智能的擔(dān)憂
2.2人工智能的潛在危險:人機(jī)大戰(zhàn)
2.3人工智能的潛在危險:軍用化
2.4機(jī)器人與情感依賴
2.5人工智能倫理委員會的責(zé)任
參考文獻(xiàn)
第3章人工智能的工業(yè)化進(jìn)程
3.1發(fā)展與歷程
3.2產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀與影響
3.3人工智能的主要技術(shù)
3.3.1機(jī)器學(xué)習(xí)
3.3.2深度學(xué)習(xí)
3.3.3知識圖譜
3.3.4自然語言處理
3.3.5人機(jī)交互
3.3.6計(jì)算機(jī)視覺
3.3.7生物特征識別
3.3.8虛擬現(xiàn)實(shí)與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)
3.4態(tài)勢與思考
3.4.1人工智能與人的智能對比
3.4.2未來發(fā)展方向與思考
3.5本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第4章人工智能的實(shí)例應(yīng)用
4.1人工智能與語音識別
4.1.1語音識別的基礎(chǔ)背景
4.1.2語音識別的研究歷史
4.1.3國內(nèi)研究歷史及現(xiàn)狀
4.1.4語音識別的幾種基本方法
4.1.5語音識別系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
4.1.6突出成果
4.1.7語音識別主要的難題和解決方法
4.1.8語音識別技術(shù)的前景與應(yīng)用
4.2人工智能與圖像識別
4.2.1圖像識別技術(shù)的原理
4.2.2圖像識別技術(shù)的過程
4.2.3圖像識別技術(shù)的分析
4.2.4圖像識別技術(shù)的應(yīng)用以及前景分析
4.2.5展望
4.3人工智能與圖像壓縮
4.3.1靜態(tài)圖像壓縮技術(shù)
4.3.2圖像質(zhì)量評價
4.3.3智能圖像壓縮與質(zhì)量評價的未來展望
4.4人工智能與仿生視覺注意力
4.4.1仿生視覺注意力模型的主要類型
4.4.2視覺注意力模型的發(fā)展近況
4.4.3仿生視覺注意力模型在智能駕駛中的應(yīng)用
4.4.4人工模擬視覺注意力的解決方案
4.4.5仿生視覺在人工智能領(lǐng)域的研究意義與展望
4.5人工智能與交互式設(shè)計(jì)
4.5.1駕駛環(huán)境與駕駛員的智能交互
4.5.2智能體感技術(shù)
4.5.3虛擬現(xiàn)實(shí)與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)
4.5.4智能交互式醫(yī)療診斷
4.5.5智能交互式家居設(shè)計(jì)
4.5.6展望未來智能交互
4.6人工智能與安全駕駛
4.6.1國內(nèi)外智能交通安全發(fā)展近況
4.6.2智能交通安全的關(guān)鍵技術(shù)
4.6.3智能交通安全的主要問題及原因
4.6.4智能交通安全的解決方案
4.6.5交通大數(shù)據(jù)智能分析技術(shù)
4.6.6交通安全應(yīng)急預(yù)警技術(shù)
4.7人工智能與銀行金融
4.7.1人工智能在金融領(lǐng)域的應(yīng)用途徑與應(yīng)用場景
4.7.2人工智能在金融領(lǐng)域的應(yīng)用
4.7.3人工智能對未來金融市場主體的影響
4.7.4人工智能在金融行業(yè)的核心競爭力
4.7.5智能金融系統(tǒng)
4.7.6人工智能與未來銀行
4.8人工智能與機(jī)器人
4.8.1機(jī)器人發(fā)展史
4.8.2國內(nèi)外智能機(jī)器人的發(fā)展近況
4.8.3機(jī)器人系統(tǒng)中的人工智能
4.8.4智能機(jī)器人的未來展望
4.9本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第5章人工智能的未來發(fā)展
5.1人工智能現(xiàn)存的主要問題
5.2關(guān)于主要問題的思考和反饋
5.3科學(xué)研究方向與產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景
5.3.1科學(xué)研究方向
5.3.2產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景
5.4未來展望
參考文獻(xiàn)