粤教版高中信息技术必修课件：人工智能及其应用

第六章人工智能及其应用

知识点梳理

一、知识框架

二、知识点归纳

（一）认识人工智能

1、人工智能的概念：是计算机科学的一个分支，是研究计算机模拟人的某些感知能力、思维过程和智能行为（如学习，推理，思考、规划等)的学科。

2、人工智能的影响：

（1）积极影响：有利于人类生产、生活、学习等方式。（例如：灭火机器人、机械臂操作、疲劳检测&驾驶行为识别预警系统、智慧校园等）

（2）消极影响：容易泄露隐私、黑客容易入侵、导致人失业，人与机器人相处有危险、容易引发战争。

3、面对人工智能的消极影响，我们的做法：

（1）保持对人工智能控制能力

（2）防范人工智能失控风险

（3）防范人工智能对人类社会未来发展的潜在威胁

3、人工智能研究领域：

（1）模式识别（特征提取、特征匹配）：

①语音识别②人脸识别③指纹识别④光电字符识别（扫描）OCR

⑤手写识别

⑥眼膜识别⑦步态识别⑧声音识别

（2）自然语言理解：

①搜索引擎②人机对话③机器翻译MT

（3）其他：

①机器人灭火②机器人踢足球③专家交流④机器证明

4、剖析领域知识智能问答机器人

1、概念：某一领域知识范围内实现人机自动问答的智能信息系统，是一种新颖的信息检索系统。

2、技术手段：自然语言处理技术

3、五大模块介绍：

（1）常见问题解答模块：在FAQ库中寻找是否有用户问题。

①主要技术：问句相似度计算和候选问句的选择。

②Jaccard相似度系数表示两级和的交集元素个数之比。系数越高，两集合的相似度越高。

③Jaccard相似度系数计算=交集/并集

（2）问题理解模块：理解用户问题，确定问题的关键字和问题类型。

①主要技术：分词、同义词词典、分类方法

（3）信息检索模块：从互联网或文档库中找到与问题答案相关的材料。

①主要技术：查询扩展、构建语料库、词汇索引、文档排序

（4）文档库模块：存放专家提供的知识。

（5）答案抽取模块：根据问题类型构建答案抽取策略。

①主要技术：制定答案抽取模板、模式匹配、聚类

5、人工智能的诞生与发展

（1）阿兰·图灵测试：超过70%的人不能确定哪个是人，哪个是机器的回答。（2）人工智能发展三阶段：

①阶段一：20世纪50-80年代

➱1956年，达特茅斯会议约翰·麦卡提出“人工智能”，确定人工智能的概念和发展目标。

➱1959年，Arthur Samuel提出机器学习。（这是第一次繁荣期）

➱1976年，机器翻译等项目失败，人工智能研究经费减少，人工智能遭受第一

次低谷期。

②阶段二：20世纪80-90年代

➱1980年，卡基梅隆大学设计了“专家系统”，这是一种模拟人类专家解决问题的计算机程序系统。

➱1985年，出现了更强可视化效果的决策树模型和突破早期感知机局限的多层人工神经网络。（这是第二次繁荣期）

➱1987年，LISP机市场崩塌，基于符号处理的模型遭到反对，人工智能遭受了第二次低谷期。

③阶段三：21世纪初至今

➱1997年，“深蓝”战胜世界国际象棋冠军。

➱2006年，Hinton和他的学生开始研究深度学习。

➱2010年，大数据时代到来。

➱2016年，AlphaGo以4：1战胜世界围棋冠军李世石。

（二）人工智能的应用

1、智能制造

（1）智能制造的概念：是基于新一代信息通信技术和先进制造技术深度融合，贯穿于设计、生产、管理、服务等制造活动的各个环节，具有感知、自学习、自决策、自执行、自适应等功能的新型生产方式。

（2）智能装备：自动识别设备、人机交互系统、工业机器人、数控机床。

➱关键技术：跨媒体分析推理、自然语言处理、虚拟显示只能建模、自主无人系

统。

（3）智能工厂：智能设计、智能生产﹑智能管理以及集成优化。

➱关键技术：跨媒体分析推理、大数据智能、机器学习。

（4）智能服务：大规模个性化定制、远程维护以及预测性维护等。

➱关键技术：跨媒体分析推理、自然语言处理、大数据智能、高级机器学习

2、智能家居：

（1）智能家居的概念：以住宅为平台，基于物联网技术，是由硬件、软件系统、云计算平台构成的家居生态圈，实现人远程控制设备、设备间互联互通、设备自我学习的功能，并通过收集、分析用户行为数据为用户提供个性化生活服务，是家居生活安全、节能、便携。

（2）借助语音技术：开关窗帘（窗户）、操控家用电器和照明系统、扫地机器人。

（3）借助机器学习技术：智能电视。

（4）借助大数据技术：智能家电、指纹锁。

3、智能教育：

➱应用：智能导师。

通过自然语言处理和语音识别技术，由计算机模拟教师教学的经验和方法，对学生实施一对一的教学，并向具有不同需求和特征的学习者传递知识。

4、智能交通：

➱智能交通系统（ITS）：是通信、信息和控制技术在交通系统中集成应用的产物。

5、智能安防：

（1）智能安防技术的概念：利用人工智能对视频，图像进行存储和分析，从中识别安全隐患并对其进行处理的技术。

（2）采用画面分割前景提取方式：区域入侵分析、打架检测、人员聚集分析、交通事件检测。

（3）利用模式识别技术：车辆检测、人脸检测、人头检测（人流统计）。

6、智能医疗：主要在辅助诊疗，疾病预测，医疗影像辅助诊断，药物开发等方面发挥了重要作用。

➱应用：电子病历的智能语音录入、医学图像自动读片、辅助诊疗系统、疫情监测。

➱生物特征识别技术:指纹识别、人脸识别、指静脉识别、声纹识别。

7、智能物流：搬运机器人、分拣机器人、货架穿梭机...

（1）智能物流的概念：利用条形码、射频识别技术、传感器、全球定位系统等方面优化改善运输、仓储、配送等物流基本活动。

➱应用：搬运机器人、分拣机器人、货架穿梭机。

三、练习题

1、典型的智能问答系统中，主要负责知识的存储的模块是（A ）。

A、文档库模块

B、信息检索模块

C、答案抽取模块