项目五 人工智能的前世今生

信息技术与人工智能基础项目5人工智能的前世今生01项目背景02思维导图03思政聚焦04项目相关知识05项目小结与展望目录CONTENTS06项目任务01项目背景问题：想象一下作为一名普通的上班一族，人工智能是如何使你的生活变得更加美好的？

清晨，悠悠（荣耀Magic2的全新一代AI系统，智能语音助手）转醒的你，通过简单的语音指令拉开了窗帘和打开了房间的灯（智能家居），通过人脸或指纹识别解锁手机，各式各样的社交、新闻App已经准备好为你推送你感兴趣的信息。早餐后，你坐上了自己的车准备出发去上班，智能导航App已经根据当时的路况筛选出了最便捷的路径，音响中也开始自动播放你喜爱的歌曲，自动驾驶或辅助驾驶功能也让开车的过程变得愈发的轻松，智能交通信号“绿波带”更让你的心情变得愉悦起来。课堂讨论你刷脸进入了公司的大楼，电梯门像先知先觉似的在你到达的时候开启，你无需按楼层按键，电梯按默认记忆将你送达办公楼层，通过生物识别你进入了办公室，照明和空调系统已根据你的习惯和当天的天气情况打开，在舒适的办公环境中你开始了一天的工作。工作的繁忙可能让你没空去餐厅享用午餐，贴心的送餐机器人会将经过智能营养配餐的午饭准时送到你的办公室。以前下班的你，可能会站在大厦数层的巨大停车场前茫然地回忆早上究竟把车停在哪儿了，而现在在智能寻车系统的帮助下，这样的情形早已不复存在。回到家中你发现，智能扫地机器人

也已经完成了每天的清洁工作，花园里的植物在智能浇灌系统的照料下不需要你过多的操心，不善厨艺的你，甚至可以问问智能冰箱

有关营养搭配和烹饪技巧的问题。躺在床上随着逐渐变暗的灯光渐入梦乡的你，更会对人工智能的未来充满了期待。02思维导图本项目思维导图03课程思政中国智能科学研究的领军人-吴文俊院士吴文俊获得首届国家最高科学技术奖中国人工智能学会2011年发起主办“吴文俊人工智能科学技术奖”拓展知识中国智能科学研究的领军人-吴文俊院士吴院士开创了数学机械化研究领域，提出的用计算机证明几何定理的方法在国际上被誉为“吴方法”，人工智能、模式识别等诸多领域背后都有数学机械化的广泛应用。美国人工智能协会前主席W.Bledsoe等人主动写信给中国主管科技的领导人，称赞“吴关于平面几何定理自动证明的工作是一流的，他使中国在自动推理领域进入国际领先地位”。04项目相关知识目录人工智能的迭起兴衰中国人工智能的发展人工智能元年（1956）人工智能的萌芽和早期发展2345何谓人工智能15.1何谓人工智能什么是智能？智能是知识与智力的总和，其中智力是获取知识并应用知识求解问题的能力，智能体现在感知能力、记忆与思维能力、学习能力、行为能力等方面。什么是人工智能？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。人工智能的目标就是用机器实现人类的部分智能，使机器能听、能说、能看、能写、能思考、能学习、能适应环境变化、能解决面临的实际问题。5.2人工的萌芽和早期发展1.人工智能发展的思想、理论与物质基础010203040506公元前384-公元前322年，亚里士多德在他的名著《工具论》中提出提出了演绎推理的基本依据：三段论英国哲学家培根系统地提出了以观察和实验为基础的归纳法—科学归纳法德国数学家和哲学家莱布尼茨(G.W.Leibniz)提出了万能符号和推理计算的思想英国数学家艾伦·麦席恩·图灵(A.M.Turing)在1936年提出了一种理想计算机数学模型，即图灵机英国逻辑学家布尔(C.Boole)在《思维法则》一书中首次用符号语言描述了思维活动的基本推理法则美国神经生理学家麦克洛奇与匹兹(W.Pitts)在1943年建成了第一个神经网络模型(M-P模型)。5.2人工的萌芽和早期发展1.科幻作品中的人工智能（1）19世纪科幻小说（2）20世纪科幻小说（3）科幻小说中的“机器人”（4）电影作品中的“机器人”早期文学作品中的机器人——“机器人小滴答”-“Tik-Tok”《绿野仙踪全集—机器人小滴答》封面

美国儿童文学作家莱曼·弗兰克·鲍姆(1856-1919)在1914年创作了《机器人小滴答(Tik-TokofOZ)》。这个叫做“Tik-Tok”的机器人角色在作者的想象中，是一个非常具有责任心、有想象力能够流利使用人类语言的人形机械（mechanicalman），它能思考会说话，可以做到一切人类能做到的事情。“Tik-Tok”被广泛地认为是人类文学作品中最早的比较完善的“机器人”角色，是机器人这个概念的“原型机”。科幻小说中的“机器人”——罗素姆万能机器人《罗素姆万能机器人》中的机器人形象故事发生在罗素姆万能机器人制造工厂，该厂生产的机器人身强力壮、老实听话，适合干各种体力活，销路甚广。但好景不长，机器人身上迸发出了理性和情感，不再甘愿为人奴役，发动战争消灭了人类。2.启蒙与发展——图灵机与图灵测试图灵机的基本构造

人工智能历史上的第一座里程碑，便是图灵机。在1936年，被称为计算机科学之父、人工智能之父的英国数学家艾伦·麦席恩·图灵提出了一个抽象的计算模型的构想-图灵机。

左图便是图灵机的基本构造，我们可以简单地将其理解为三部分：纸带、程序和处理盒。图灵机的设计思想：将人们使用纸笔进行数学运算的过程进行抽象，由一个虚拟的机器替代人类进行数学运算。工作原理：有一条无限长的纸带，纸带分成了一个一个的小方格，每个方格有不同的颜色。有一个机器头在纸带上移来移去。机器头有一组内部状态，还有一些固定的程序。在每个时刻，机器头都要从当前纸带上读入一个方格信息，然后结合自己的内部状态查找程序表，根据程序输出信息到纸带方格上，并转换自己的内部状态，然后进行移动。图灵机图灵测试

1950年，艾伦·麦席恩·图灵发表了一篇划时代的论文，这也为他正式获得了“人工智能之父”这一桂冠。图灵提出了一个测试方法，这个方法就是通常说的“图灵测试”。测试的具体形式采取问与答的模式，观察者通过打字机与两个被测试对象（一人类一机器）通话，观察者不断提出问题，通过被测试对象的回答来辨别其是人还是机器，如果机器使30%以上的观察者对其身份产生了误判，那么这个机器就可以被认定为具备智能。图灵测试为人工智能的概念与方向做出了进一步的解释与分析，也为人工智能做出了基本的标准。为纪念图灵对计算机科学和人工智能领域的贡献，美国计算机协会（ACM）于1966年设立了计算机奖项“A.M.图灵奖（ACM

A.MTuringAward）”，简称“图灵奖（TuringAward）”。5.3人工智能元年（1956年）在人工智能发展历史上称得上里程碑式的会议就是1956年8月在在美国的达特茅斯学院召开的达特茅斯会议，又称为达特茅斯夏季人工智能研究计划（DartmouthSummerResearchProjectonArtificialIntelligence）。在这个会议上人工智能（ArtificialIntelligence）这个词被正式使用和广泛接受，因此1956年被普遍称为人工智能元年。达特茅斯会议介绍

达特茅斯会议的主题是“用机器来模仿人类学习以及其他方面的智能”，包括七个相关的基础议题：自动计算机AutomaticComputer如何通过编程使计算机使用自然语言HowCanaComputerbeProgrammedtoUseaLanguage神经元网络NeuronNets计算规模理论TheoryoftheSizeofaCalculation自我提升Self-Improvement抽象概念Abstraction随机性和创造力RandomnessandCreativity5.4人工智能的迭起兴衰ABCDEF第一次繁荣（1956-1974）第一次“寒冬”（1974-1980）重振旗鼓（1980-1987）第二次寒冬（1987-1993）稳健时代（1993-2011）走向新的繁荣（2012-今）人工智能的迭起兴衰-大事记第一次繁荣期（1956-1974）Unimate机器人

机器人WABOT-1人工智能的迭起兴衰-大事记重振旗鼓期（1980-1987）专家系统卡耐基梅隆大学（CMU）1978年研发的XCON，在1980年正式投入工厂使用，XCON是一款能够帮助顾客自动选配计算机配件的软件程序，这是个完善的专家系统，包含了设定好的超过2500条规则，在后续几年处理了超过80000条订单，准确度超过95%，每年节省超过2500万美元。这成为一个新时期的里程碑。日本的第五代计算机系统日本研发的第五代计算机

日本尝试使用大规模多CUP并行计算来解决人工智能计算力问题，并希望打造面向更大的人类知识库的专家系统来实现更强的人工智能。人工智能的迭起兴衰-大事记稳健时代（1993-2011）1997年5月，“深蓝”以3.5-2.5正式击败国际象棋世界冠军卡斯巴罗夫，成为了首个在标准比赛时间内击败国际象棋世界冠军的计算机系统。人工智能在某个领域正式超越人类的消息广为传播，引起了世界的轰动。

超级计算机“深蓝”的其中一个机组人工智能的迭起兴衰-大事记走向新的繁荣（2012-今）阿尔法狗（AlphaGo）

同样是下棋，对于计算机来说，围棋的难度要远高于国际象棋，因为围棋的落子点太多，分支因子也远多于其他游戏。AlphaGo通过数万盘的自我对弈进行练习强化，于2016年3月以4：1击败了韩国最强的职业棋手李世石。人工智能的迭起兴衰-大事记走向新的繁荣（2012-今）

波士顿动力学公司机器狗和机器人的演进大狗机器人（Bigdog）

大狗机器人（Bigdog）因形似机械狗被命名为“大狗”。大狗机器人由波士顿动力学工程公司研制，1992年MarcRaibert与他人一起创办了波士顿动力学公司。他首先开发了全球第一个能自我平衡的跳跃机器人。左图所示是波士顿动力学公司机器狗和机器人的演进。5.5中国人工智能的发展20141978年20世纪80年代初19842006邓小平发表了“科学技术是生产力”的重要讲话科技事业迎来了春天钱学森等主张开展人工智能研究人工智能研究进一步活跃邓小平批示批示“计算机普及要从娃娃抓起”研究境遇有了极大改善人工智能学科诞生50周年，东北大学的“棋天大圣”象棋软件获得机器博弈冠军人工智能科技取得了长足的进步人工智能成为国家发展战略进入快速发展通道起步阶段发展阶段应用爆发阶段中国人工智能应用的领军企业

人工智能等新技术的进步极大地推动了中国制造向高端制造领域发展，近些年来，我国也诞生许多与人工智能相关的世界级品牌产品。以华为，小米，OPPO，VIVO为代表的智能手机，已形成中国智能手机集群优势，在全球占有极大的市场份额。研发大疆无人机的深圳市大疆创新科技有限公司，创立于2006年，短短的十五年时间，大疆创新的业务从无人机系统拓展至多元化产品体系，在无人机、手持影像系统、机器人教育等多个领域成为全球领先的品牌，以一流的技术产品重新定义了“中国制造”的内涵。MavicAir2型号大疆无人机04项目任务任务1今昔对比看发展任务描述：2014年以来，我国人工智能应用出现了爆发式增长，各种智能系统和智能设备步入了寻常百姓家，已从通信、生活、工作、购物等方面融入了我们的生活，改变了我们的工作和行为方式。作为时代新青年和新时代的建设者，你是否注意到人工智能带来的巨大变化呢？请你以人们日常行为为例（表5-1列出了6种行为），通过回顾、调查和讨论等方式分析这些日常行为中存在的人工智能应用及其引入后带来的各种变化，例如为人们工作和生活带来的便利，并谈谈你的想法。任务2以图搜图，让搜索更简单任务描述：你是否遇到过这样的情况？当碰巧收到或拍到一些照片，你很感兴趣且还想知道与照片相关的更多资讯。此时你可能会根据自己的理解在百度搜索、腾讯搜搜等搜索引擎中通过搜索照片内容的关键字来进行查找。然而，很多时候查到的资料并不是你需要的，其原因很可能是你所使用的关键字不够准确。学习完本项目的内容后，请想一下是否有人工智能的工具可让你