4.1认识人工智能 课件(共20张PPT)2022—2023学年人教_中图版（2019）高中信息技术必修1

(共20张PPT)
4.1 认识人工智能
学习目标：
1.了解人工智能的产生与发展，体会人工智能对社会发展的影响。
2.通过典型实例理解人工智能技术，感受人工智能的魅力。
4.1.1 人工智能的产生与发展
体验探索：
超级计算机“深蓝”击败国际象棋世界冠军轰动世界。相比之下，围棋计算机程序的发展非常缓慢，其原因在于围棋的落子位置多且布局多变，其复杂程度要远远高于国际象棋等其他棋类游戏。因此，计算机要想在围棋上战胜职业选手极为困难。阿尔法围棋程序之所以能够大获成功，机器学习功不可没，这也使得机器学习成为当前人工智能领域的一个研究热点。
阿尔法围棋程序的学习方式分为离线学习和在线学习，离线学习一方面基于现有的海量历史棋谱，另一方面通过自我对弈，不断强化学习，在学习中进步。
4.1.1 人工智能的产生与发展
图灵测试（The Turing test）由艾伦·麦席森·图灵提出，指测试者与被测试者（一个人和一台机器）隔开的情况下，通过一些装置（如键盘）向被测试者随意提问。
进行多次测试后，如果机器让平均每个参与者做出超过30%的误判，那么这台机器就通过了测试，并被认为具有人类智能。
4.1.1 人工智能的产生与发展
思考活动：图灵测试与人工智能
可从图灵测试结果百分比，智能机器能否给出具有综合性分析的答案等方面判定；了解人工智能相关知识，结合机器学习、深度学习及程序算法等内容进行回答。
4.1.1 人工智能的产生与发展
人工智能的定义：
利用数字计算机或者数字计算机控制的机器模拟、延伸和扩展人的智能，感知环境、获取知识并使用知识获得最佳结果的理论、方法、技术及应用系统。
——《人工智能标准化白皮书（2018版）》
4.1.1 人工智能的产生与发展
我国在人工智能领域的发展：
1.吴文俊院士提出了几何定理证明的“吴氏方法” 。
2.语音识别技术、视觉识别技术
3.自适应自主学习、直觉感知、综合推理、混合智能、群体智能
4.中文信息处理、智能监控、生物特征识别、工业机器人、服务机器人、无人驾驶
4.1.2 感受人工智能的魅力
1.人机交互
人机交互技术主要是研究人与计算机之间的信息交换，包括人到计算机和计算机到人的信息交换两部分。
人机交互技术除了传统的基本交互（键盘、鼠标等）和图形交互外，还包括语音交互、情感交互、体感交互及脑机交互等技术，其中语音交互是一种高效的交互方式，是人以自然语音或机器合成语音同计算机进行交互的综合性技术。
4.1.2 感受人工智能的魅力
1.人机交互
语音交互过程包括四部分：语音采集、语音识别、语义理解和语音合成。
语音采集完成音频的获取、采样及编码；
语音识别完成语音信息到机器可识别的文本信息的转换；
语义理解根据语音识别转换后的文本字符或命令完成相应的操作；
语音合成完成文本信息到音频信息的转换。
4.1.2 感受人工智能的魅力
实践活动：体验“语音识别”
了解人工智能相关知识，结合机器学习、深度学习及程序算法等内容进行回答。
4.1.2 感受人工智能的魅力
2.图像识别与生物特征识别
图像识别是利用计算机对图像进行处理、分析和理解，以识别各种不同模式的目标和对象的技术。图像识别技术是以图像的主要特征为基础的。
生物特征识别技术是通过个体生理特征或行为特征对个体身份进行识别认证的技术，主要是对生物特征进行取样，从中提取其唯一特征，并转换成相应的代码，并进一步将这些代码组合成具有代表性的特征模板。
4.1.2 感受人工智能的魅力
实践活动：体验“图像识别”
上网查找图像识别工具或结合实际学习和生活实例进行交流。
4.1.2 感受人工智能的魅力
3.自然语言处理
自然语言处理技术是计算机科学和人工智能领域中的一个重要方向，主要研究实现人与计算机之间用自然语言进行有效通信、交流的各种理论和方法。
它涉及的领域很多，包括机器翻译、语义理解（机器阅读理解）和问答系统等。
4.1.2 感受人工智能的魅力
3.自然语言处理
机器翻译利用计算机技术实现从一种自然语言到另外一种自然语言的翻译，机器翻译的一般过程包括源语言文字的输入、识别与分析、生成与综合和目标语言的输出。
语义理解（机器阅读理解）则是利用计算机技术实现对文本篇章的理解，并且回答与篇章相关的问题。语义理解更注重对上下文的理解及对答案精准程度的把控。
问答系统技术指让计算机像人类一样用自然语言与人交流的技术，人们可以向问答系统提交用自然语言表达的问题，系统会返回关联性较高的答案。
4.1.2 感受人工智能的魅力
3.自然语言处理
4.1.2 感受人工智能的魅力
实践活动：体验“机器翻译”技术
机器翻译的优势：高速、不断扩充的资料库和低成本。
机器翻译的不足：当文本的语法结构较为复杂，或个性因素较多时，机器翻译难以给出令人满意的结果。另外，在对文学作品和影视作品等进行翻译时，往往需要综合情感认知、文化背景、环境氛围等因素进行灵活处理，还要注意写作技巧的运用与上下文的连贯性和一致性，目前机器翻译在这些方面的表现还远远比不上人工翻译。
4.1.2 感受人工智能的魅力
4.机器学习
机器学习研究计算机怎样模拟或实现人类的学习行为，以获取新的知识或技能，重新组织已有的知识结构使之不断改善自身的性能，是人工智能技术的核心。
机器学习的实现是通过在计算机中存储历史数据，应用机器学习算法对这些数据进行处理，这个过程在机器学习中称为“训练”，处理的结果可以被用来对新的数据进行预测，这个结果一般称之为“模型”。对新数据的特性进行推测的过程在机器学习中称为“预测”。
4.1.2 感受人工智能的魅力
4.机器学习
历史数据
新的数据
模型
未知属性
训练
输入
预测
机器学习示意图
4.1.2 感受人工智能的魅力
4.机器学习
深度学习其实是“深度神经网络的学习”，是机器学习的一个重要领域。它通过能逐步发现原始数据中的特征与待求解问题之间对应和关联的算法模型，把原始数据转变成更高层次的、更加抽象的表达。
深度学习的实质是通过构建具有较多隐层的网状学习模型和海量的训练数据来学习更有用、更高阶的特征，从而提升分类和预测的准确性。
“练习提升”解析
课后的两道习题都是针对智能客服展开的。许多学生在网络平台上使用过“客服”功能，对此并不陌生，但可能没有注意过这些“客服”是人还是机器。通常，刚进入“客服”界面的时候，基本上都是一些简单的问答，比如对于提问商品的简单介绍等，这时机器客服是可以应付的，甚至比人工客服回答得还要快，有时还会提供更多相关问题的详细解答。但随着问题的深入，尤其是出现个性化的问题时，机器客服就回答不了了，这时系统可能自动转到人工客服继续交流或由用户输入“人工客服”进行转接。两种“客服”的功能各有千秋，因此，大家可以根据自己的需求进行正确的选择。