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人工智慧基礎(高中版)

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內容簡介

填補國內中小學教材空白,完善人工智慧教育體系。人工智慧技術入門,培養科技創新型人才,啟迪學生瞭解人工智慧相關知識。

《人工智慧基礎(高中版)》是面向高中學生的教材。講授人工智慧的發展歷史、基本概念以及實際應用,使學生理解人工智慧的基本原理,特別是資料、演算法與應用之間的相互關係。

並結合常見的應用場景,理解人工智慧技術(包括感知與決策)的基本工作方式,通過動手實踐,更深入地理解人工智慧技術的原理、能力,以及在實用中面臨的挑戰。本書強調人工智慧基本理念與原理的傳遞,注重創造力、想像力、整體思考,以及動手能力的提升。
 
 

作者介紹

湯曉鷗教授,商湯科技創始人,也是全球人工智慧領域有影響力的科學家之一。湯教授目前任香港中文大學資訊工程系教授,同時還擔任中國科學院深圳先進技術研究院副院長。2005年~2008 年期間,湯曉鷗教授擔任微軟亞洲研究院視覺計算負責人。湯曉鷗教授曾榮獲2009 CVPR(IEEE國際電腦視覺與模式識別會議)佳論文獎。

2014年,他的人臉識別技術成為世界上一個超過人眼識別能力的電腦演算法。這項技術還於2015年榮獲人工智慧領域學術會議AAAI首次設立的佳學生論文獎。湯曉鷗教授是IEEE院士。湯曉鷗教授于1996年獲麻省理工學院博士學位,並擁有美國羅切斯特大學碩士學位和中國科學技術大學學士學位。
 
 

目錄

第一章 人工智慧:新時代的開啟
1.1跨越時空:銘銘的一天
1.2光輝歲月:人工智慧簡史
1.3百花齊放人工智慧在各行各業的應用
1.4初露真容人工智慧與機器學習
1.5本章小結

第二章 牛刀小試:察異辨花
2.1初學乍練:分類任務
2.2含英咀華:提取特徵
2.3分門別類:分類器
2.4實踐出真知:測試和應用
2.5五花八門:多類別分類
2.6大顯身手:二分類在生活中的應用
2.7本章小結

第三章 別縣慧眼:識圖認物
3.1溫故知新:基於手工特徵的圖像分類
3.2另闢蹊徑:基於深度神經網路的圖像分類
3.3“網”不厭深:深度神經網路的發展與挑戰
3.4忽如一夜春風來:圖像分類在日常生活中的應用
3.5本章小結

第四章 耳聽八方:析爵賞樂
4.1洗耳恭聽:聽聲的藝術
4.2絲竹管弦:音樂風格分類
4.3言聽計從:語音辨識技術
4.4聽聲辨曲:樂曲檢索技術
4.5本章小結

第五章 冰雪聰明:看懂視頻
5.1化靜為動,從圖像到視頻
5.2明察秋毫視頻行為識別
5.3基於深度學習的視頻行為識別
5.4本章小結

第六章 無師自通:分門別類
6.1當人工智慧未曾聽說花的名字
6.2物以類聚:鳶尾花的K均值聚類
6.3人以群分:相冊中的人臉聚類
6.4層次聚類與生物聚類
6.5本章小結

第七章 識文斷字:理解文本
7.1任務的特點
7.2文本的特徵
7.3高屋建瓴發掘文本中潛在的主題
7.4投其所好基於主題的文本搜索與推薦
7.5本章小結

第八章 神來之筆:創作圖面
8.1九層之台,起於累土:資料空間和資料分市
8.2化腐朽為神奇的創作家:生成網路
8.3火眼金睛的鑒賞家:判別網路
8.4在對抗中合作與進步:生成對抗網路
8.5得心應手地創作條件生成對抗網路
8.6本章小結

第九章 運籌帷幄:圍棋高手
9.1初窺門徑:阿爾法狗的走棋網路
9.2遠見卓識:阿爾法狗的大局觀
9.3成就非凡:阿爾法元
9.4本章小結

後記
參考文獻
 
 

後記
 
致同學
親愛的同學:

人工智慧(ArtificialIntelligence)正在全球迅速崛起,已經影響了我們生活的方方面面,你感受到了嗎?2016年與2017年由於阿爾法狗(AlphaGo)與阿爾法元(AlphaGoZero)以無可爭辯的能力戰勝了李世乭、柯潔等人類圍棋高手而名噪一時;在無人駕駛等領域,人工智慧也大顯身手,且顯示出越來越強的能力;圖像識別、語音辨識技術的日益成熟已給人們的生活帶來極大的便利。由此,人們才感受到人工智慧的時代已經到來了,而且,改變我們生活的步伐會越來越快。

人類生活在自然之中,自然是我們的母親,與自然和睦相親是人類的生存之道。母親幫助我們將手從爬行中解放出來,從此,人類就有了極大的自由發展空間。當然,人類不會滿足于手的解放,在數千年的發展中,一直在試圖發展機械能以突破人類體力的局限;發展各種感知器件,以實現人類在感知覺方面的突破;也一直試圖解開大腦的秘密,尋求大腦解放之途。

經過數千年的努力,人類在這些方面已經取得了巨大的成就。在勞動中,我們的祖先發明了各種工具,大大地解放了人類的體力,提高了勞動的效率。然而,人類並沒有滿足這些成就,在體力得到一定程度解放的同時,人工智慧由此應運而生。

人工智慧是從圖靈提出“圖靈測試”開始的。艾倫·圖靈(AlanTuring),英國著名的數學家和邏輯學家,被稱為電腦科學之父、人工智慧之父,是電腦邏輯的奠基者,曾協助英國軍方破解德國的著名密碼系統“謎”(Enigma),幫助盟軍取得了二戰的勝利。他提出的“圖靈機”和“圖靈測試”等概念,是電腦科學和人工智慧發展的重要基石,為紀念其在電腦領域的卓越貢獻,人們以他的名字設立了“圖靈獎”。以圖靈為代表的先驅科學家們開創了一個創新的學科—人工智慧。

風雲際會,潮起潮落,在數十年的發展中,人工智慧有過高潮,也有過低谷,但是,人類的希望之火從未熄滅。在21世紀的第二個十年,人工智慧終於迎來了指數式的增長。2017年7月,我國國務院發佈《新一代人工智慧發展規劃》,特別強調“加快人工智慧創新應用”。檔要求:“利用智慧技術加快推動人才培養模式、教學方法改革,構建包含智慧學習、互動式學習的新型教育體系”;“開展智慧校園建設,推動人工智慧在教學、管理、資源建設等全流程應用”;“廣泛開展人工智慧科普活動”,“實施全民智慧教育專案,在中小學階段設置人工智慧相關課程”;“支持開展人工智慧競賽,開發立體綜合教學場、基於大資料智慧的線上學習教育平臺”。這就對人工智慧教育提出了新的任務。

商湯科技是我國人工智慧領域的“獨角獸”,在該領域有著豐富的積累。2017年11月,商湯與上海市政府簽訂戰略合作協定,目標是使上海成為全球人工智慧發展的戰略高地。作為有著高度社會良知與責任擔當的企業,商湯深知普及人工智慧的價值,也在2017年11月,商湯決定與華東師範大學慕課中心合作,邀請華東師範大學二附中、上海交大附中、上海七寶中學、上海格致中學、上海市西中學、上海晉元中學教師共同編寫人工智慧的教材(高中版)。

與你讀到過的其他教材不同,本教材以“手腦結合”為主要學習方式,在給你提供必要的基礎知識之後,就需要你動手做一些實驗,特別希望你發揮獨特的想像力,設計在你高中階段有限的時間中有可能完成的項目,並動手將其轉化為獨具特色的作品。相信你在這一過程中能夠享受到創造的無窮樂趣。

當然,人工智慧是一技術含量極高的領域,尤其是一些用到高等數學的演算法,可能已經超出了你已學過的範圍,有些甚至超出了大學本科的範圍,為使你能深入瞭解人工智慧的原理,本教材對這些演算法只做定性的介紹,其定量的部分留待你以後再學。商湯已將這些演算法開放在其教學實驗平臺之中,供你在動手時調用。

作為實驗教材,錯誤與不當之處在所難免,歡迎同學們在使用過程中提出批評與改進建議。本教材的目標是:讓同學們學會像科學家一樣思考。糾錯是科學取得進展的基本途徑,美國著名心理學家馬斯洛(A.H.Maslow)說過:“要做的有氣魄的事似乎就是不要害怕錯誤,投身進去,盡力而為,以期能從大錯到糾正它們的過程中學到足夠的東西”。?本教材的編者深以為然,更期盼著閱讀本教材的同學能以更大的勇氣去創新與創造。

編者
2018年3月
 

詳細資料

  • ISBN:9787567575615
  • 規格:平裝 / 169頁 / 28.2 x 21.1 x 1.8 cm / 普通級 / 單色印刷 / 初版
  • 出版地:中國

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