人工智能基础高中版.pdf
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2020年12月2日
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《人工智能基础(高中版)》是国内一本关于人工智能技术的教材，对人工智能的历史、发展和应用进行了深入阐述，力求启迪学生了解人工智能相关知识，从而为培养领先的科技创新型人才，壮大人工智能高端人才队伍奠定重要基础。
内容简介
《人工智能基础(高中版)》是面向高中学生的教材。讲授人工智能的发展历史、基本概念以及实际应用，使学生理解人工智能的基本原理，特别是数据、算法与应用之间的相互关系。并结合常见的应用场景，理解人工智能技术(包括感知与决策)的基本工作方式，通过动手实践，更深入地理解人工智能技术的原理、能力，以及在实用中面临的挑战。本书强调人工智能基本理念与原理的传递，注重创造力、想象力、整体思考，以及动手能力的提升。
作者简介
汤晓鸥教授，商汤科技创始人，也是全球人工智能领域有影响力的科学家之一。汤教授目前任香港中文大学信息工程系教授，同时还担任中国科学院深圳先进技术研究院副院长。2005年~2008 年期间，汤晓鸥教授担任微软亚洲研究院视觉计算负责人。汤晓鸥教授曾荣获2009 CVPR(IEEE国际计算机视觉与模式识别会议)佳论文奖。2014年，他的人脸识别技术成为世界上一个超过人眼识别能力的计算机算法。这项技术还于2015年荣获人工智能领域学术会议AAAI首次设立的佳学生论文奖。汤晓鸥教授是IEEE院士，同时还担任ICCV(IEEE国际计算机视觉会议)2009 程序委员会主席、ICCV 2019 大会主席以及计算机视觉领域两大国际期刊之一的 IJCV 主编。汤晓鸥教授于1996年获麻省理工学院博士学位，并拥有美国罗切斯特大学硕士学位和中国科学技术大学学士学位。
陈玉琨，华东师范大学教授，博士生导师，华东师范大学考试与评价研究院院长。主要著作有《教育评估的理论和技术》、《教育学文集教育评价》，《中国高等教育评价论》、《教育评价学》等，论文有《教育质量本质探析》等近百篇。
精彩书摘
第一章 人工智能: 新时代的开启
1.1跨越时空: 铭铭的一天
一天的开始
2028 年的一个早晨, 一缕阳光照进了卧室, 铭铭听到了一个柔和的声音:
“铭铭, 现在是2028 年3 月29 号早上7 点, 新的一天开始了!”
铭铭对这个声音特别熟悉, 它是由智能家居系统所控制的卧室音响发出的。就像一位忠诚的管家, 这个系统日复一日分秒不差地照料着铭铭的生活。
铭铭缓缓地从床上坐起来。在他睁开双眼的时候, 他看到前面的投影屏被点亮了, 屏幕里传来了父亲的问候。
铭铭的父亲是一位著名的人工智能科学家。从小时候开始, 铭铭就从父亲的实验室里接触到早期的人工智能技术。有一次, 铭铭看到自己的照片在父亲的电脑里被分门别类地做成了拼图。他的活泼, 他的欢笑, 他的狡黠, 在这些拼图中如此真切。父亲告诉他这一切都是电脑通过智能技术自动完成的, 这让他感到了莫名的惊喜—这个不经意的瞬间不仅为他打开了一个充满未知的世界, 也让他体会到了一直忙于工作的父亲对他的关爱。
铭铭决心把这份父爱传承下去, 利用人工智能造福更多的人。于是, 他选择成为一名人工智能工程师。
早餐时间: 信息的盛宴
起床后, 铭铭来到餐厅。烹饪机器人已经根据铭铭的口味爱好以及最近几天的健康智能监测系统数据, 准备好了一份营养均衡的早餐: 一杯奶茶, 一盘调配得恰到好处的沙拉, 还有两片他最爱吃的面包。这样一份健康可口的早餐, 让他感到精力充沛, 心情愉悦。
在他吃早餐的时候, 餐厅的屏幕开始播放一天的新闻摘要。这是一个信息爆炸的时代, 这个城市每天产生的信息量比起十年前全世界的加起来的还要多。可是铭铭并没有为此而烦恼。一个高效的个性化信息流系统每天都不断地从海量的新信息中发掘他所关心的部分, 并以方便快捷的方式呈现在他面前。
在这个时代, 搜索引擎已经不那么重要, 新兴的智能网络逐步取代了传统互联网。它们会在合适的时间、合适的地点, 以前所未有的效率把信息传递给每一个人。
上班路上: 车水马龙间的惬意
从家里出来, 铭铭看到他心爱的蓝色电动轿车已经停在了家门前。轿车晚上是在车库里的。智能家居系统一直观察着铭铭的行动, 在他出门之前, 就提前让车子自主地开到家门前等待着。
铭铭来到车子前面的时候, 车门自动打开。上车后,车门又自动关上。在这一系列看似平凡的操作背后是一个自动身份验证和动作识别模块。在车的主人看来, 一切都配合得如此自然。可是当看到一个陌生人靠近时,车子会保持车门紧闭, 并向安全中心发出警报。
在车上, 铭铭听到了一个柔和的声音:“铭铭, 很高兴和您再见面。您现在是要去上班么?”
在铭铭确认后, 车子开始启动。因为一个巡回嘉年华刚好来到了这个城市, 今天路上的车辆和行人都特别多。可这并没有给铭铭的座驾带来多大的挑战。在车载激光雷达以及各个方位的视频传感器的帮助下, 驾驶系统准确地检测出了道路上每辆车子、每个行人的方位和动向, 精准地调整着行驶的速度和方向。整个车子自如地穿行于车水马龙之间。
参观医院: 智能对生命的关怀
今天铭铭约了一个在医院当主治医生的朋友, 到他的工作现场实地观看人工智能是如何为医生提供帮助的。在这里, 他看到一个危重病例被转介到这里会诊。
病人心脏部位的核磁共振影像显示在大屏幕上。医院里不久前刚升级的智能医疗影像分析系统已经对影像进行了扫描分析, 重点区域都被精细标注。这个系统集成了最新的医疗图像模式识别的成果, 能够准确地检测数百种不同的病变模式。在这个系统的协助下, 医生迅速确定了病因与病情,并和同事们一起设计了两种治疗方案, 一种进取, 一种保守。助手把两种方案分别输入模拟治疗系统进行模拟测试。根据测试报告, 铭铭的朋友和他的同事们很快就判定: 使用进取方案是最优的。
从获得影像到确定治疗方案, 整个过程只花了几个小时。即使在数年前这也是难以想象的。铭铭的朋友感慨说, 这样复杂的病情, 在智能医疗系统被引入之前, 往往需要历时多天的会诊, 对很多不确定因素进行排查, 有时候甚至因此耽误了最佳的治疗时机。智能技术让治疗的效率大大提高了, 治疗的效果也有了显著的改善。
下班以后: 一次便捷的购物之旅
工作顺利完成, 铭铭感到非常愉快。下班后, 铭铭决定给自己买一件新的衬衣。于是他驱车来到一家品牌服装专卖店。
和这个城市的很多商店一样, 这家老牌专卖店在几年前进行了智能化改造, 已经成为一家智能商店。在铭铭进门的时刻, 商店的迎宾系统已经把他认出, 并在屏幕上显示出对他的欢迎。商店的每一排衣服旁边都立着智能试衣镜, 当铭铭拿着衣服来到试衣镜前, 镜子中显示出他穿着新衣服时的三维形象。得益于姿态检测与三维人体重建技术的突破, 智能试衣镜合成出来的影像非常逼真, 而且能自如地配合铭铭摆出的各种姿势, 跟真正试穿的体验没有差别。
铭铭对自己新买的衣服非常满意。离开商店后, 他第一时间把试衣的影像发给父亲。在回家的路上, 铭铭在座驾的挡风玻璃上看到了父亲的回复:
“嗯, 你的品位很有长进, 快赶上爸爸了。”
思考与讨论
同学们, 看完铭铭的故事, 对人工智能是不是有了更直接的印象呢?请谈谈你对未来人工智能生活的想象。
铭铭在十年后的生活是令人憧憬的。这样的生活其实离我们并不遥远。在人工智能浪潮的驱动下, 这一切正在一步步地被实现。为了创造新的智能生活, 让我们一起来了解人工智能的知识吧。
人工智能基础高中版百度云截图
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