人工智能導(dǎo)論(普通高等教育人工智能專業(yè)系列教材)
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人工智能是電子信息技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展為迅速的新興交叉學(xué)科。本書作為人工智能學(xué)科的入門基礎(chǔ),由淺入深、化繁為簡,全方位闡述人工智能相關(guān)理論背景、關(guān)鍵技術(shù)及部分典型應(yīng)用。本書共12 章:第1 章闡述人工智能的定義、發(fā)展史,并展望其發(fā)展趨勢;第2 ~ 4 章是人工智能學(xué)科的理論基礎(chǔ),分別介紹知識的表示與理解方法、感知與連接以及判斷與控制方法;第5 ~ 10 章從人工智能的應(yīng)用領(lǐng)域出發(fā),主要闡述網(wǎng)絡(luò)空間安全、計算機視覺、語音、機器人、自然語言處理、無人駕駛等方面的技術(shù)及方法;第11 ~ 12 章分別從行業(yè)視角,以案例分析的形式詳細介紹人工智能在電子商務(wù)行業(yè)和醫(yī)療行業(yè)的具體應(yīng)用。本書是人工智能學(xué)科的零基礎(chǔ)入門級教材,可以作為高等院校人工智能、計算機科學(xué)與技術(shù)、大數(shù)據(jù)、軟件工程等相關(guān)專業(yè)學(xué)生的教材和參考書,也可以作為人工智能愛好者及相關(guān)研究人員、企事業(yè)單位人員的重要參考資料。
人工智能(Artificial Intelligence,AI)是近年來電子信息技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展為迅速的新興交叉學(xué)科。人工智能以算法為核心,研究智能的表現(xiàn)與實現(xiàn)(以與人類智能相似的方式做出反應(yīng)的智能機器或智慧系統(tǒng))。該領(lǐng)域的研究包括機器人、語音識別、圖像識別、自然語言處理和專家系統(tǒng)等。從2018 年3 月人工智能專業(yè)被列入新增審批本科專業(yè)名單,截至2020 年已有215 所國內(nèi)高校開設(shè)了人工智能專業(yè)。從產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域到教育領(lǐng)域,在移動互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、超級計算、傳感網(wǎng)、腦科學(xué)等新理論新技術(shù)以及經(jīng)濟社會發(fā)展強烈需求的共同驅(qū)動下,人工智能領(lǐng)域加速發(fā)展,呈現(xiàn)出深度學(xué)習(xí)、跨界融合、人機協(xié)同、群智開放、自主操控等新特征,我國已將發(fā)展人工智能提高到國家戰(zhàn)略層面。2020 年人工智能總體技術(shù)和應(yīng)用與世界先進水平同步,人工智能產(chǎn)業(yè)成為新的重要經(jīng)濟增長點,人工智能核心產(chǎn)業(yè)規(guī)模超過1500 億元,帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)規(guī)模超過1 萬億元。人工智能的理論基礎(chǔ)涉及數(shù)學(xué)、控制理論、計算機科學(xué)、電子技術(shù)等專業(yè)領(lǐng)域,讀者理解和掌握有一定的難度。本書編委組織教育領(lǐng)域和產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的相關(guān)專業(yè)博士和專家,對人工智能相關(guān)理論知識點進行分類總結(jié),并結(jié)合其各自在人工智能研究開發(fā)相關(guān)領(lǐng)域的理論研究和實踐經(jīng)驗,由淺入深、化繁為簡,全方位闡述人工智能學(xué)科的發(fā)展現(xiàn)狀、關(guān)鍵技術(shù)及其典型應(yīng)用。本書共12 章,具體內(nèi)容如下:第1 章主要闡述人工智能的定義、發(fā)展史,并展望其發(fā)展趨勢。第2 章介紹知識表示和理解方法,主要從知識表示的方法、推理方式和搜索策略三個方面展開論述,深刻闡述人工智能對操作對象的表示和理解這兩個基本問題。第3 章從人工智能感知功能出發(fā),詳細闡述人工智能迅速發(fā)展的基礎(chǔ)支撐技術(shù)感知技術(shù)、傳輸技術(shù)和計算技術(shù)等的相關(guān)理論。第4 章主要介紹判斷與控制技術(shù)。判斷與控制是人工智能的核心和方向,是實現(xiàn)智能功能承載的具體支撐。本章重點討論了機器學(xué)習(xí)的相關(guān)概念和群體智能算法。第5 章主要闡述人工智能新技術(shù)為網(wǎng)絡(luò)空間安全方面帶來的伴生效應(yīng),包括人工智能安全體系架構(gòu)、人工智能助力安全、內(nèi)生安全和衍生安全問題。第6 章主要介紹智能視覺技術(shù),包括計算機視覺的基本原理、基于深度學(xué)習(xí)的數(shù)字圖像處理技術(shù)、三維視覺技術(shù)以及智能視覺技術(shù)的典型應(yīng)用。第7 章主要介紹智能語音技術(shù),包括智能語音基礎(chǔ)知識、語音信號處理原理、語音公開數(shù)據(jù)集和語音識別工具包等。第8 ~ 10 章從應(yīng)用領(lǐng)域出發(fā),分別對智能機器人、自然語言處理和無人駕駛這三類具體應(yīng)用展開論述,詳細介紹其核心技術(shù)及典型應(yīng)用案例。第11 ~ 12 章從行業(yè)實踐出發(fā),分別闡述人工智能在電子商務(wù)行業(yè)和智能醫(yī)療行業(yè)的具體開發(fā)方法和典型應(yīng)用案例。本書由張翼英、張茜、張傳雷任主編。全書由張翼英組織,張翼英參與了全部章節(jié)的編寫。張翼英、張茜對全書進行了審校。本書具體編寫分工如下:第1 章由張翼英博士等編寫,第2 章由張傳雷博士等編寫,第3 章由張翼英博士、梁琨等編寫,第4 章由王嫄博士等編寫,第5 章由王聰博士、張翼英博士等編寫,第6 章由張茜博士等編寫,第7 章由黨鑫博士等編寫,第8 章由劉堯猛、戴鳳智等編寫,第9 章由周保先、王嫄博士等編寫,第10 章由張亞男博士、于文平博士等編寫,第11 章由張文、李龍等編寫,第12 章由馬興毅博士、李冰博士等編寫。在本書的編寫過程中,中國水利水電出版社給予了大力支持,同時,尚靜、阮元龍、王鵬凱、馬彩霞、張楠、柳依陽、王德龍、羅劍、李英卓、劉晶晶、翟俊武等同學(xué)也參與了本書的編寫工作,在此一并表示感謝。希望本書能夠?qū)﹃P(guān)心人工智能技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的各級領(lǐng)導(dǎo)和行業(yè)監(jiān)管部門人員、高校師生,以及產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)各領(lǐng)域的從業(yè)人員、投融資人士等讀者有所裨益,能夠為我國人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展添磚加瓦。由于編者水平及時間所限,書中難免會有疏漏和不足之處,歡迎廣大專家和讀者不吝指正。編 者2021 年3 月