人工智能导论
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前言

人工智能作为新一轮科技革命和产业变革的重要驱动力,已上升为国家战略,《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》中明确指出从两个方面发展人工智能:一是加快人工智能支撑体系建设,二是推动人工智能技术在各领域应用。人工智能控制技术是有关多元化、个性化、定制化的智能硬件和智能化系统的一门技术,该技术是推动人工智能在制造、教育、环境保护、交通、商业、健康医疗、网络安全等重要领域规模化应用的一种关键技术。随着“十三五”规划的实施,我国政府双侧发力,推动人工智能与制造业的融合发展。一方面,积极推动人工智能技术为制造业发展注入新动力,在《智能制造发展规划(2016—2020)》《国务院关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》《国务院关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》和《增强制造业核心竞争力三年行动计划(2018—2020年)》等政策文件中均强调推动人工智能等技术在工业制造领域的应用与融合。另一方面,将制造业作为人工智能落地的重点行业,在《互联网+人工智能三年行动实施方案》《新一代人工智能发展规划》和《促进新一代人工智能产业发展三年行动计划(2018—2020年)》等文件中均提出将制造业作为开展人工智能应用试点示范的重要领域之一。企业、事业单位对人工智能控制技术相关的技能型人才和技术培训的需求不断增加,2019年4月人力资源和社会保障部也新增加了人工智能工程技术人员的职业信息,与人工智能相关的技术人员需求量日益增大。为此,2019年6月教育部新增加了为人工智能技术服务的专业,以加大相关技术人才的培养。

本书是针对信息类专业开展人工智能课程教学的教材,是以珠海城市职业技术学院的格力明珠产业学院为平台,在此基础上深化校企合作的成果。编者是来自格力明珠产业学院的一线教师和企业一线的能工巧匠。本书是编者在多年人工智能技术学习及工作经验的基础上,对大量的网络资源、论文和相关书籍进行总结、整理和分析,形成对人工智能技术的独特理解,并将其抽象成易于理解的模型,以更好地理解人工智能为主线编写而成。全书共有5个学习情境,具体如下。

学习情境1 让机器走进您的世界——人工智能概述:由珠海城市职业技术学院的关景新高级工程师负责编写,主要介绍人工智能的定义、人工智能的起源与发展过程、目前人工智能的主流学派、人工智能所研究的范围与应用领域等,并通过案例进一步说明人工智能技术发展对人类社会的促进作用。

学习情境2 让机器具有知识——知识表示技术:由珠海城市职业技术学院的关景新高级工程师和姜源老师负责编写,主要介绍知识表示的基本概念和分类,逻辑、框架、产生式、状态空间、问题归约、面向对象和模糊逻辑的知识表示方法,并通过情境操作加深读者对智能机器人有关知识的构成方式的理解。

学习情境3 让机器使用知识——搜索与推理:由深圳市友福同享信息科技有限公司曾荣耀总经理指导、珠海城市职业技术学院关景新高级工程师负责编写,主要介绍搜索的概念、意义、状态空间的概念、状态空间盲目搜索、启发式状态空间搜索、遗传算法搜索等,并通过情境操作加深读者对智能机器人使用知识求解问题的方法的理解。

学习情境4 让机器习得知识——机器学习:由关景新高级工程师和珠海格力电器股份有限公司肖彪高级工程师负责编写,主要介绍机器学习的定义、机器学习的分类、机器学习的模型、神经网络的原理、线性回归和逻辑回归的应用、深度学习的主流框架,并通过情境操作加深读者对智能机器人自主学习获得知识并解决问题的方法的理解。

学习情境5 让机器成为“社会人”——德才兼备:由深圳市声扬科技有限公司谢基有高级工程师指导、珠海城市职业技术学院的关景新高级工程师和孟真老师负责编写,主要介绍人工智能的自然辩证法、人工智能社会的特点与问题、人类与人工智能的关系、人工智能的伦理问题和法律问题,并通过情境操作加深读者对人工智能伦理研究的必要性的理解。

对于需要学习人工智能技术的读者而言,本书还重点消除读者有关学习人工智能技术需要深度理解大量的数学公式、需要很好的数学基础的疑虑,让读者明白,在大多数情况下,尤其是在应用层面,人工智能技术仅是一种实现技术要求的工具,读者只需要了解各种学习算法的优势、劣势及有效使用的方法,无须详尽地了解人工智能所涉及的自然科学和社会科学的所有学科。

本书在思政方面围绕“爱国精神、崇尚科技、思维模式、乐观进取”,将其与人工智能技术进行“术道融合”,结合“做中学、做中悟”的方式来开展立德树人的工作。

最后,本书得到了珠海格力电器股份有限公司、深圳市声扬科技有限公司、深圳市友福同享信息科技有限公司、深圳联合创新实业有限公司的大力支持,感谢珠海格力电器股份有限公司肖彪高级工程师、深圳市声扬科技有限公司谢基有高级工程师、深圳市友福同享信息科技有限公司曾荣耀总经理在技术上给予的指导,感谢珠海城市职业技术学院马维旻教授、高健教授、朱韶平教授和珠海市技师学院张中洲教授的鼎力支持。书中的核心内容来自广东高校优秀青年创新人才培养计划项目——“珠海线路板产业集群环境监测与失效预防的AI控制技术研究”(2017GkQNCX074)、2019年广东普通高校重点项目(自然科学类)——“基于移动机器人平台的多运动目标识别与跟踪技术研究”等省级项目的研究成果和珠海城市职业技术学院的教学总结,本书对此做了系统的组织和讲解,力求做到通俗易懂,深入浅出。本书在编写过程中参考了CSDN等技术网站和相关图书,在此向原作者表示诚挚的感谢。

由于编者水平有限,书中难免有不足之处,恳请广大读者批评指正。

编者