1、探秘人工智能 第一课时 第 5 单元 5.2 学习目标 了解人工智能技术的相关概念与应用领域。了解人工智能技术发展的新趋势。认识人工智能在信息社会中的重要作用。5.2 走进数据分析 新闻业正在智能化，医学正在智能化，甚至法律也正在智能化。在科技进步的竞赛中，我们听到了人工智能飞奔的声音。本节我们将围绕“人工智能科普营”项目揭开人工智能的“隐身衣”，了解其核心技术及价值。活动1 探问最强大脑“阿尔法围棋”的横空出世激发了全社会研究的热情。恰逢学校“人工智能科普营”活动，请你作为志愿者参与其中，协助搜集信息，并为活动出谋划策。回顾人类智能与人工智能的几次对战，可以感受到人工智能技术的飞速发展。请搜
2、集相关信息，并完善下表。年份 机器 对战实录 1996 深蓝（Depp Blue）战胜国际象棋世界冠军加里卡斯帕罗夫(Garry Kasparov)2011 沃森(IBM Waston)在综艺节目危险边缘中战胜了最高奖金得主和连胜纪录保持者 2016 阿尔法围棋(AlphaGo)战胜世界围棋冠军李世石 2017 准星数学高考机器人(AI-MATHS)2017 Aidam智能教育机器人 2018 在“深蓝”系列计算机中，存放了包括卡斯帕罗夫的棋谱在内的近百年棋谱记录，它的“智能”主要体现在对海量的实战棋谱的启发式搜索上。启发式搜索 根据问题的实际，不断寻找可利用的知识，构造一条推理路线解决问题，
3、这个过程就是搜索。按预定的控制策略进行搜索，而不考虑问题本身特性的搜索，称为盲目搜索，这种搜索一般适用千求解比较简单的问题。另一种搜索方式称为启发式搜索，它在搜索过程中加入估价函数等启发信息，不断自动调整搜索方向，加速求解进程。八数码问题 在33的棋盘上，摆有八个棋子，每个棋子上标有1至8的某一数字。棋盘中留有一个空格，空格用0来表示。空格周围的棋子可以移到空格中。要求解的问题是：给出一种初始布局（初始状态）和目标布局（为了使题目简单,设目标状态为123804765），找到一种最少步骤的移动方法，实现从初始布局到目标布局的转变。1 8 3 2 5 4 7 6 6 8 3 2 5 4 7 1 寻
4、找从初始局面到目标局面移动方案的过程就是一次搜索，控制策略不同，搜索到的解决方案移动的步数也各不相同。迷宫 路径规划也是启发式搜索的一种典型应用，如卫星定位、无人驾驶汽车等。请设计一份迷宫图，并表述自己的启发式搜索方案，看看谁的方案既快又准。人工智能 一般而言，人工智能是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。有人把人工智能分成弱人工智能和强人工智能。弱人工智能一般指实现特定功能的专用智能设备，不能真正实现推理和解决问题。强人工智能是指真正能思考、有知觉、有自我意识的人类级别的智能机器。自动驾驶、车牌
5、识别、刷脸支付以及深入人心的智能机器人，这些生活中常见的技术都属于人工智能的不同应用。人工智能已快速地介入我们的衣食住行，刷新了我们的生活方式。人工智能到底有哪些应用呢？请选择23个领域了解人工智能的应用现状，填写下表并与同学交流讨论。功能 人工智能的体现形式 儿童及病人陪伴 健康伴侣机器人、聊天机器人、家政机器人、智能家居 搬家公司重体力劳动 搬家机器人、环境测试 虚拟现实、增强 现实、混合现实 自动驾驶 工业制作 无人机救援 语音识别可以轻松地将语音音频转成文字。录制一段1分钟以内的语音，下栽并使用语音识别APP,将这段音频转成文字，并对其识别的准确性进行评价。活动2 初探关键算法 回顾任
6、务一所说的人机对战，那些具有“智慧 的机器能战胜人类，是因为它们的脑”中存储了大量的优秀”算法。闪亮登场的“阿尔法围棋 蕴藏了哪些算法呢？机器学习 机器学习是当前人工智能的核心技术之一，目的是使计算机能模拟或实现人类的学习行为，获取新的知识或技能，重新组织已有的知识结构，从而不断完善自身的性能。打开教科书配套资源中的plane.exe，体验智能飞机躲避导弹的过程，近距离地观察机器学习。它们在自我繁衍的过程中优胜劣汰，经过几百代之后，飞机就可以轻松地躲避导弹进攻，生存时间明显改观。神经网络 神经网络是目前人工智能领域的研究热点之一，是一种模仿动物神经网络行为特征，进行并行信息处理的算法模型。人工
7、神经网络无须事先确定反映输入、输出之间映射关系的数学方程，它通过自身的训练，学习某种规则，最终在给定输入时得到最接近期望输出的结果。算法由信息的正向传递与误差的反向传播两部分组成，它们由可修正的权值互连。在正向传播过程中，输入信息从输入层经隐藏层逐层计算传向输出层，当前层神经元的状态只影响下一层神经元的状态。如果输出层没有得到期望的输出，则计算输出层的误差变化值，然后转向反向传播，通过网络将误差信号沿原来的连接通路反传回来，修改各层神经元的权值直至达到期望目标。活动1 探寻强大后盾 在研究各类人工智能软件时，我们经常抱怨“电脑太慢了！”“手机内存太小了，我们总会感觉机器性能跟不上软件需求。算法
8、对硬件的依赖到底有多大？人工智能的核心是算法，基础是数据，本质是计算。在一辆无人驾驶汽车中，一般大约有12TB的数据，这些无人驾驶汽车背后的支撑 就是快速的计算能力。要实现弱人工智能向强人工智能的跨越，必须提高计算机处理速度，使计算机变得更智能。神经元芯片 神经元芯片是一个带有多个处理器、读写/只读存储器（RAM和ROM）以及通信和I/O接口的单芯片系统。2016年中国科学院计算技术研究所发布了寒武纪神经元芯片，用硬件直接绘制”大脑的结构。它采用专门的硬件神经元，并将几百万个神经元连接在一起，使每个神经元都能通过位数众多的路径向其他的神经元发送信息。实验表明，该芯片的速度是普通中央处理器(CP
9、U)的1000倍。智能传感器 智能传感器是具有信息处理功能的传感器。智能传感器带有微处理机，具备采集、处理、交换信息等功能，是传感器集成化与微处理机相结合的产物。智能传感器属千人工智能的神经末梢，用千全面感知外界环境。各类传感器的大规模部署和应用为实现人工智能创造了不可或缺的条件，如智能隐形眼镜、葡萄糖手表等。未来，高敏度、高精度、高可靠性、微型化、集成化将成为智能传感器发展的重要趋势。巩固提升 1.人工智能的核心是算法，基础是数据，本质是（)。A函数B计算C程序D模块 2.(）年的“图灵测试”揭开了人工智能的序幕。A.1950 B.1952 C.1958 D.1960 3.人工智能是利用或者数字计算机模拟、延伸和扩展人的_，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。