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AI人工智能:发展简史+技术案例+商业应用pdf/doc/txt格式电子书下载

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书名:AI人工智能:发展简史+技术案例+商业应用pdf/doc/txt格式电子书下载

推荐语:人工智能1.0时代到4.0时代,全面历史解说;人工智能的产品案例到工业案例,应有尽有;从传统企业到智能时代,如何专业渗透、转型创新,轻松应对!

作者:谷建阳著

出版社:清华大学出版社

出版时间:2018-05-01

书籍编号:30441909

ISBN:9787302488248

正文语种:中文

字数:85771

版次:1

所属分类:互联网+-人工智能

全书内容:

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前言


■写作驱动


人工智能的快速发展将整个社会带入了一个智能化、自动化的时代,所有生活中出现的产品,从设计、生产、运输、营销到应用的各个阶段都或多或少存在着人工智能的痕迹。人们在享受人工智能带来的便捷生活的同时却缺少对它全面而深入的认识。人工智能这一前沿学科所带来的改变无处不在,熟知它可以使我们更好地了解社会的发展趋势,把握未来更多的发展机会。


本书以人工智能为核心,以技术和应用为根本出发点,以图解的方式深度剖析了人工智能的基本概念、发展阶段、研究价值、市场状况、基础技术、发展前景、营销应用、热门领域和研究成果等,同时结合人工智能的行业应用,如工业领域的工业检查、工业生产、信息智能、工业设计、陶瓷工业,安防领域的交通安防、工业园区安防等,全方位、多角度地解析了20多个行业的70多种产品中的人工智能。


本书通过理论与案例的结合,从纵向知识线和横向案例线两条线全面解析人工智能,让读者对其有更深入的了解。


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■本书特色


本书主要特色:内容全面+案例丰富。


1.内容全面,通俗易懂,针对性强。本书体系完整,以技术和应用为根本出发点详细介绍了人工智能的主要内容,包括基础知识、发展脉络、研究价值、市场状况、智能技术、商业模式、营销场景、热门领域和成果案例等,帮助读者深入了解人工智能。


2.突出实用,案例丰富,真实呈现。本书从技术和应用的各个环节全面解析了20多个领域的70多种人工智能产品,通过图解的方式方便读者快速、详细地了解人工智能技术及其产品。


■图解分析


为方便读者把握重点,全书采取图解的方式对相关内容进行分析。读者通过逻辑推理可以快速了解核心知识,节约大量的阅读成本。读者在阅读过程中需要注意图解的逻辑关系,根据图解的连接词充分理解其想要表达的内容,获得更好的阅读体验。


■读者对象


本书适合对人工智能及其相关技术和产品感兴趣,希望全面了解人工智能的读者阅读。


■作者队伍


本书由谷建阳编著,参与编写的人员包括周玉姣、刘胜璋、刘向东、刘松异、刘伟、卢博、周旭阳、袁淑敏、谭中阳、杨端阳、李四华、王力建、柏承能、刘桂花、柏松、谭贤、谭俊杰、徐茜、刘嫔、苏高、柏慧等人,在此一并表示感谢。由于作者水平有限,书中难免有疏漏之处,恳请广大读者批评、指正。

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学前提示


作为计算机科学的一个分支,人工智能随着时间的推移,从最初概念的提出到如今如火如荼的发展,带给了人们全新的生活体验。


本章将针对人工智能的提出及发展历程进行详细的讲解,希望能对想了解人工智能的读者有所帮助。


要点提示


▲人工智能基本知识概述


▲了解人工智能技术的先行者


▲影视作品中的人工智能


1.1 人工智能基本知识概述


人工智能是什么?这个问题从“人工智能”一词开始出现就一直盘踞在人们的脑海之中。什么是“智能”,一直以来饱受争论。通俗地说,“智能”就是模拟人的思维信息过程。想要了解人工智能不能仅从其定义出发,还需要了解它的研究范畴和它存在的意义。图1-1所示为人工智能示意图。


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图1-1 人工智能示意图


1.1.1 人工智能的定义


人工智能(Artificial Intelligence,AI)属于计算机科学的一个重要分支,主要涉及怎样用人工的方法或技术,让某些自动化机器或者计算机对人的智能进行模拟、延伸和扩展,从而使某些机器设备具备人类的思考能力或实现脑力劳动自动化。

专家提醒


人工智能是一门挑战性极强的科学,从事人工智能相关工作的人员必须懂得计算机知识、心理学和哲学。人工智能涉及的领域又十分宽广,如电信、医疗、教育。总而言之,人工智能研究的重要目的是使机器胜任一些通常需要人类智能才能完成的工作任务。但是人们对于“工作”的理解也是随时代而改变的。

1.1.2 人工智能研究的领域


近几年,人工智能成为一个热门话题。其研究目的是利用机器模拟、延伸和扩展人的智能,这些机器主要是电子设备。它的研究领域也十分广泛,具体包括如图1-2所示的几个方面。


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图1-2 人工智能的研究领域


其中,模式识别技术是人工智能最基础和最重要的一门技术;而智能机器人在很大程度上解决了劳动力短缺的问题;专家系统则存在无限的商业价值,特别是专家系统与各大行业的深度结合,对工作、生活都产生了重要的影响。


1.1.3 人工智能存在的意义


人工智能的出现并不是偶然的,它是人类社会发展到一定程度的科学技术产物。石器时代,人类学会制造和使用工具,并且利用这些工具改造自己的生活环境;工业革命时期,机器的出现解放了劳动者的双手,缓解了人类本身与劳动对象的矛盾,创造了越来越多的财富。随着科学技术的发展,人们不再满足于只是解放自己的双手,希望创造能够解放大脑的智能工具。为了紧跟当前社会信息化发展的步伐,我们迫切需要进行人工智能的研究。众所周知,信息化的进一步发展需要智能技术的支持,比如互联网,只有应用智能技术,互联网才能发挥更大的作用。


智能化也是自动化发展的必然趋势。目前,自动化已经达到一定水平,若继续发展必然就是向智能化迈进。智能化将会成为机械化、自动化之后的又一个新技术领域。


另外,对人工智能的研究也会促使人类探索自身智能的奥秘,因为计算机可以对人脑进行模拟,对人脑的工作原理进行解释。当下,“智能神经科学”的兴起对于揭示智能活动的机理和规律有着重要的价值。


简单来说,人工智能存在的意义主要表现在以下几个方面,具体如图1-3所示。


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图1-3 人工智能存在的意义


1.2 了解人工智能技术的先行者


麦克杜克(McCorduck)说过:“某种形式上的人工智能是一个遍布于西方知识分子历史的观点,是一个急需被实现的梦想。”其实在古今中外历史上,为了实现人工智能的梦想,人类进行了多次尝试,甚至通过实践——制造机械人偶——来实现自己对人工智能的追求。


1.2.1 传说中的人工智能


古希腊存在诸多传说,内容包括天神和怪兽等。在这些传说中还出现了机械人,比如古代诗人荷马的《伊利亚特》一书中提到的希腊天神赫菲斯托斯的黄金机器人。书中记载,黄金机器人有三条腿,行动自如。除此之外,古希腊神话中还有关于人造人的神话,如皮格马利翁的雕塑伽拉特亚。


19世纪兴起的幻想文学中也出现了人造人和会思考的机器这类写作题材,比如科幻小说之母玛丽·雪莱的《科学怪人》和卡雷尔·恰佩克的戏剧《罗素姆万能机器人》。至今,人工智能仍然是科幻小说中的重要元素。


1.2.2 人偶:最初的尝试


古代,人们不再满足于想象中的机械人偶,而是进行大胆尝试,将机械人偶制造运用于实践中。比如在中国历史上,偃师就是杰出的人偶制造师。图1-4所示为偃师向周穆王进献人偶。


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图1-4 偃师进献人偶

专家提醒


古埃及和古希腊神庙中的神像可以说是“机器人”最初的体现,具体如图1-5所示。


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图1-5 古埃及神像


人们以为工匠为这些神像赋予了人类的思想,使它们具备了人类的智慧和感情。

1.2.3 机械化推理


人工智能是基于机器能够将人类的思考过程机械化的假设而出现。对机械化推理的研究已经有一段漫长的岁月。古中国、古希腊和古印度的许多哲学家、数学家都在公元前提出了有关机械性推理的方法。这些想法为之后的学者进一步研究机械性推理奠定了基础,包括亚里士多德(三段论,最基本的推理形式)、欧几里德(《几何原本》),以及花剌子密(代数之父)等著名学者。图1-6所示为欧几里德的《几何原本》。


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图1-6 欧几里德的《几何原本》


试图通过逻辑方法获取知识的第一人是马略卡哲学家拉蒙·柳利(Ramon LiuLi)。他想通过逻辑方法获得知识,因此发明了一些“逻辑机”。他的“逻辑机”虽然能够将基本的知识进行组合,并生成其他可能的知识,但是还不能普遍运用。尽管如此,柳利的“逻辑机”理论对后世还是产生了重要的影响,特别是对莱布尼兹(Leibniz)产生了很大的影响。


莱布尼兹在柳利的理论基础上进一步思考,研究能否将人类思想进行机械计算。17世纪中叶,莱布尼兹、霍布斯和笛卡儿先后尝试将人类的理性思考转化为代数学或几何学那样的推理模式。


莱布尼兹说:“哲学家之间,就像会计师之间一样,不再需要争辩。他们只需要拿出铅笔放在石板上,然后向对方说:‘我们开始算吧。’”他设想了一种用于推理的普适语言,能够把推理通过计算的方式表达出来。莱布尼兹和17世纪的哲学家们提出的一些假设对AI研究具有重要的指导作用。


1.2.4 计算机科学


计算工具经历过以下4个阶段。


第一阶段,手动式计算工具,以中国古代算盘(见图1-7)为代表。


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图1-7 中国算盘


第二阶段,机械式计算工具,如1642年法国哲学家和数学家帕斯卡发明的加减法计算机(见图1-8)。


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图1-8 帕斯卡发明的加减法计算机


帕斯卡加法器是世界上最早出现的计算器。为了纪念这位伟大的先驱者,后人将一种计算机程序语言——PASCAL——以他的名字命名。


第三阶段,机电式计算机,如1886年霍勒瑞斯制造的制表机(见图1-9)。


霍勒瑞斯的制表机参加了美国1890年的人口普查,让原本需要10年才能完成的普查工作仅用了1年7个月就完成了,这是人类历史上第一次利用计算机进行大规模的数据处理。


第四阶段,电子计算机,如1946年诞生的ENIAC(见图1-10)。


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图1-9 霍勒瑞斯和制表机


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图1-10 电子计算机ENIAC


ENIAC是世界上第一台电子计算机,它的出现意味着人类开始步入电子计算机时代。


第一批现代计算机是第二次世界大战期间创建的大型译码机,如Z3、ENIAC和Colossus等。其中,ENIAC与Colossus的理论基础是图灵与约翰·冯·诺伊曼(John von Neumann)提出和发展的学说。


约翰·冯·诺伊曼在1945年6月发表了EDVAC草案,草案中指出计算机的基本组成部分是运算器、控制器、存储器、输入与输出设备,并对这几个部分之间的关系进行了相关论述。约翰·冯·诺伊曼对于现代计算机基本结构的确立,成为后世计算机遵循的法则。

专家提醒


现代计算机经历了以下4个发展阶段:


●第一代(1946—1957年),电子管为计算机使用的主要元器件;


●第二代(1958—1964年),晶体管是这个时期计算机主要的逻辑部件;


●第三代(1965—1970年),晶体管被中小规模集成电路所代替;


●第四代(1971年至今),使用大规模或超大规模集成电路。

1.3 影视作品中的人工智能


人工智能是什么?从理论上人们可能很难理解这个概念。但是关于人工智能,我们还可以从影视中去寻找它的身影。


1.3.1 《大都会》:开启科幻电影的大门


第一部科幻电影是1927年美国拍摄的《大都会》。该电影是对未来社会的设想,内容涉及机器人、可视电话等技术,该电影打开了机器人科幻电影的大门。图1-11所示为《大都会》的搜索信息。


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图1-11 《大都会》的搜索信息


继《大都会》之后科幻电影陆续袭来,冲击着观众的大脑,也提供给人们了解人工智能的窗口。图1-12所示为《大都会》电影中的机器人。


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图1-12 《大都会》中的机器人


《大都会》中还出现了先进的通信工具,比如图1-13所示的可视电话。


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图1-13 《大都会》中的可视电话


1.3.2 《终结者》:计算机系统具备思想,对战人类


故事发生在公元2029年,全球被名为“天网”的计算机统治,人类也接近灭亡,人类与“天网”展开了殊死搏斗。


电影中,终结者机械师T-800(见图1-14)是一个被人类皮肤和肌肉包裹着的超合金钢铁机器人。


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图1-14 终结者机械师T-800


“天网”原本是美国研制的一套计算机防御系统,它可以对整个互联网进行控制。启用之初,研究人员认为“天网”的稳定性还不是特别高,因此就将它暂且搁置。


在研制的过程中,“天网”不再是纯粹的防御系统,它具备了自己的意志和思想,并且将人类视为自己最大的威胁,因此它要消灭这些阻碍。图1-15所示为“天网”示意图。


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图1-15 “天网”示意图


1.3.3 《黑客帝国》:人类与机器人大战


该影片描述的是22世纪机器人统治世界,与人类爆发战争。人类数次战败,不得不切断机器人的能源(太阳能)。图1-16所示为此电影中的章鱼机器人。


机器人为了获得能源就创造并使用一种新的能源——生物能源。生物能源就是通过基因工程不断

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