本書《人工智能(下)》重點闡述AI基本概念、基本知識和應(yīng)用場景,培養(yǎng)學(xué)生智能化時代的思維方式、科技視野、創(chuàng)新意識和科技人文素養(yǎng),使學(xué)生理解培養(yǎng)學(xué)生對人工智能的正確認知,幫助青少年了解AI技術(shù)的應(yīng)用場景,體驗AI技術(shù)給人帶來的獲得感,消除陌生感和畏懼感,做人工智能時代的主人。
學(xué)習(xí)人工智能需要有一定的高等數(shù)學(xué)和計算機科學(xué)知識,學(xué)習(xí)機器人技術(shù)也同樣需要有足夠的數(shù)學(xué)、控制、機電等領(lǐng)域的知識。顯然,所有這些知識內(nèi)容都遠遠超出中小學(xué)生(即使是高中生)的認知能力。過早地將多學(xué)科、多領(lǐng)域交叉的高層次知識呈現(xiàn)在基礎(chǔ)知識遠不完備的中學(xué)生面前,試圖用學(xué)生聽不懂的術(shù)語解釋陌生的技術(shù)原理,這樣的學(xué)習(xí)是很難取得效果的。因此,如何設(shè)計中小學(xué)人工智能教材的教學(xué)內(nèi)容?如何定位該課程的教學(xué)目標(biāo)?這是在中小學(xué)階段設(shè)置人工智能相關(guān)課程必須解決的共性問題,需要從事人工智能教學(xué)與科研的相關(guān)組織進行深入研究并給出可行的解決方案。
我們認為,相比于向?qū)W生傳授人工智能知識和技術(shù)本身,應(yīng)該更注重加深學(xué)生對人工智能各個方面的了解和體驗,讓學(xué)生學(xué)習(xí)和理解重要的人工智能基本概念,熟悉人工智能編程語言,了解人工智能的最佳載體——機器人。因此,本套叢書中的《人工智能》(上下冊)一書重點闡述AI的基本概念、基本知識和應(yīng)用場景;《Python與AI編程》(上下冊)講解Python編程基礎(chǔ)和人工智能算法的編程案例;《智能機器人》(上下冊)論述智能機器人系統(tǒng)的構(gòu)成和各構(gòu)成模塊所涉及的知識。這幾本書相輔相成,共同構(gòu)成中學(xué)人工智能課程的學(xué)習(xí)內(nèi)容。
本系列教材的定位為:以培養(yǎng)學(xué)生智能化時代的思維方式、科技視野、創(chuàng)新意識和科技人文素養(yǎng)為宗旨的科技素質(zhì)教育讀本。本系列教材的教學(xué)目標(biāo)與特色如下。
1. 使學(xué)生理解人工智能是用人工的方法使人造系統(tǒng)呈現(xiàn)某種智能,從而使人類制造的工具用起來更省力、省時和省心。智能化是信息化發(fā)展的必然趨勢!
2. 使學(xué)生理解人工智能的基本概念和解決問題的基本思路。本系列教材注意用通俗易懂的語言、中學(xué)相關(guān)課程的知識和日常生活經(jīng)驗來解釋人工智能中涉及的相關(guān)道理,而不是試圖用數(shù)學(xué)、控制、機電等領(lǐng)域的知識講解相關(guān)算法或技術(shù)原理。
3. 培養(yǎng)學(xué)生對人工智能的正確認知,幫助學(xué)生了解AI技術(shù)的應(yīng)用場景,體驗AI技術(shù)給人帶來的獲得感,使學(xué)生消除對AI技術(shù)的陌生感和畏懼感,做人工智能時代的主人。
韓力群,北京工商大學(xué)教授,工學(xué)博士,曾任中國人工智能學(xué)會副理事長、智能產(chǎn)品與產(chǎn)業(yè)工作委員會主任、生物信息學(xué)專業(yè)委員會副主任;中國計算機用戶協(xié)會仿真應(yīng)用分會副理事長。長期從事智能系統(tǒng)、模式識別、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域的前沿學(xué)術(shù)研究,發(fā)表論文128篇,出版學(xué)術(shù)著作10部,主持各類科研課題30余項,獲國家發(fā)明專利3項。
目錄
第六章 知識表示與推理 1
第一節(jié) 知識表示 4
第二節(jié) 知識推理 13
第三節(jié) 狀態(tài)空間搜索策略 20
第四節(jié) 推理案例:傳教士與野人渡河問題 24
第五節(jié) 拓展閱讀:知識圖譜 29
第七章 機器學(xué)習(xí)的基本原理 35
第一節(jié) 人類學(xué)習(xí)與機器學(xué)習(xí) 37
第二節(jié) 機器學(xué)習(xí)系統(tǒng)的基本構(gòu)成 43
第三節(jié) 機器學(xué)習(xí)的基本方法 49
第八章 機器學(xué)習(xí)的經(jīng)典算法 61
第一節(jié) 線性回歸算法 63
第二節(jié) 決策樹算法 71
第三節(jié) K-均值算法 79
第四節(jié) 主成分分析算法 85
第九章 群體智能算法 93
第一節(jié) 優(yōu)化與群體智能算法的概念 95
第二節(jié) 蟻群算法 98
第三節(jié) 蜂群算法 104
第四節(jié) 個體協(xié)同產(chǎn)生的群體智能 111
第十章 進化智能 119
第一節(jié) 常規(guī)尋優(yōu)方法的瓶頸 121
第二節(jié) 來自生物進化與基因遺傳學(xué)說的啟發(fā) 126
第三節(jié) 遺傳算法 128
第四節(jié) 體驗遺傳算法 134
后記 138