前言


人工智能是計(jì)算機(jī)科學(xué)中涉及研究、設(shè)計(jì)和應(yīng)用智能機(jī)器的一個(gè)分支，是一門研究機(jī)器智能的學(xué)科，作為一門前沿交叉學(xué)科，它的研究領(lǐng)域十分廣泛。人工智能的遠(yuǎn)期目標(biāo)是揭示人類智能的根本機(jī)理，用智能機(jī)器去模擬、延伸和擴(kuò)展人類的智能。人工智能涉及腦科學(xué)、認(rèn)知科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)、控制論等多種學(xué)科，并依賴于它們共同發(fā)展。目前，人工智能仍處于發(fā)展時(shí)期，很多問題解決得還不夠好，甚至不能求解，很多問題的求解還需要一定的條件。人工智能的核心技術(shù)是機(jī)器學(xué)習(xí)算法，尤其是深度學(xué)習(xí)算法，自從2pan>世紀(jì)初獲得突破性研展之后，機(jī)器學(xué)習(xí)算法已經(jīng)成為各研究領(lǐng)域的熱門話題。無論在科研還是工程領(lǐng)域，擁有了機(jī)器學(xué)習(xí)以及深度學(xué)習(xí)算法，就似乎真的找到了如何讓機(jī)器自主獲取智慧的那扇神奇之門。人類想讓機(jī)器獲得并提升智能，媲美甚至人類智慧。物聯(lián)網(wǎng)為機(jī)器提供了豐富的知識(shí)，讓機(jī)器能像人一樣，獲取物理環(huán)境中的豐富信息，制訂計(jì)劃和策略，并做出智能的抉擇，這是機(jī)器學(xué)重要目標(biāo)。無處不在的物聯(lián)網(wǎng)傳感器，為機(jī)器學(xué)習(xí)算法提供了大量豐富的原始數(shù)據(jù)，數(shù)字圖像傳感器如同人的眼睛，聲音傳感器如同人的耳朵，還有數(shù)十億種溫度、壓力、流量、氣體和火焰等傳感器，存在于物聯(lián)網(wǎng)的嵌入式設(shè)備中，實(shí)時(shí)采集海量數(shù)據(jù)。面對(duì)如此龐大的信息，機(jī)器學(xué)習(xí)這個(gè)大腦需要像初生的嬰兒一樣，從海量數(shù)據(jù)和知識(shí)中學(xué)習(xí)智慧，訓(xùn)練高度的特征抽象能力、知識(shí)表示能力和分類預(yù)測(cè)能力，才能做出媲美甚至人類智慧的決策。然而，物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)通過各種復(fù)雜的傳感器收集含大量噪聲，同時(shí)絕大部分物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的存儲(chǔ)和計(jì)算能力有限，如何設(shè)計(jì)有效的機(jī)器學(xué)習(xí)算法，處理物聯(lián)網(wǎng)傳感器采集的粗糙原始數(shù)據(jù)，如何嵌入機(jī)器學(xué)習(xí)算法，尤其是深度學(xué)習(xí)算法，使得物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備擁有真正的智能，是未來機(jī)器學(xué)習(xí)算法在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中面臨的重大挑戰(zhàn)和機(jī)遇。作者本著順應(yīng)時(shí)代，努力為教育建設(shè)添磚加瓦的思想，將多年從事人工智能領(lǐng)域的科研和教學(xué)經(jīng)驗(yàn)加結(jié)，撰寫完成本書。全書分為10章，主要內(nèi)括緒論、機(jī)器學(xué)習(xí)經(jīng)典算法、降維算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與深度學(xué)習(xí)、蒙特卡羅方法、生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)、強(qiáng)化學(xué)習(xí)、集成學(xué)系統(tǒng)、機(jī)器學(xué)應(yīng)用和人工智能的應(yīng)用。本書在撰寫時(shí)，得到了一些專家學(xué)者的幫助和支持，同時(shí)也參考借鑒了一些國(guó)內(nèi)外的相關(guān)理論成果。由于寫作時(shí)間緊加之部分作者來源不詳，導(dǎo)致未能全部列出這些成果的出處，在此向各類文獻(xiàn)的作者表示真摯敬意、歉意和由衷的感謝。書中存在不足之處在所難免，懇請(qǐng)讀者批評(píng)指正。


作者


2020年12月