人工智能导论课件第2章第1-2节

人工智能导论Introductiontoartificialintelligence第2章人工智能+领域应用【导读案例】动物智能：聪明的汉斯讨论：1关于智慧地球2智慧城市+智慧交通3智能家居、智慧医疗4智慧教育、智慧新零售5智能客户服务第1节2.1关于智慧地球2008年，IBM公司首席执行官彭明盛在《智慧地球：下一代领导议程》中首次提出“智慧的地球”概念。他指出，智能技术正应用到生活的各个方面，如智慧的医疗、智慧的交通、智慧的电力、智慧的食品、智慧的货币、智慧的零售业、智慧的基础设施甚至智慧的城市，这使地

球变得越来越智能化。图2-2智慧地球2.1关于智慧地球IBM对“智慧地球”的良好愿景是：借助新一代信息技术（如传感技术、物联网技术、移动通讯技术、大数据分析、3D打印等）的强力支持，让地球上所有东西实现被感知化、互联化和智能化。“智慧地球”战略的主要内容是，把新一代IT技术充分运用在各行各业之中，即把传感器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中，并且被普遍连接，形成所谓“物联网”。通过超级计算机和云计算将物联网连接起来，实现人类社会与物理系统的整合。在此基础上，人类可以以更加精细和动态的方式管理生产和生活，从而达到“智慧”状态。2.1关于智慧地球IBM提出的“智慧地球”愿景勾勒出世界智慧运转之道的三个重要维度：第一，我们需要也能够更透彻地感应和度量世界的本质和变化。第二，我们的世界正在更加全面地互联互通。第三，在此基础上所有的事物、流程、运行方式都具有更深入的智能化，人类也获得更智能的洞察。当这些智慧之道更普遍，更广泛地应用到人、自然系统、社会体系、商业系统和各种组织，甚至是城市和国家中时，“智慧地球”就将成为现实。这种应用将会带来新的节省和效率——但同样重要的是，提供了新的进步机会。2.1关于智慧地球向“更智慧”发展，智慧地球需要关注的四个关键问题是：新锐洞察：面对无数个信息孤岛式的爆炸性数据增长，需要获得新锐的智能和洞察，利用众多来源提供的丰富实时信息，以做出更明智的决策；智能运作：需要开发和设计新的业务和流程需求，实现在灵活和动态流程支持下的聪明的运营和运作，达到全新的生活和工作方式；动态架构：需要建立一种可以降低成本、具有智能化和安全特性并能够与当前的业务环境同样灵活动态的基础设施；绿色未来：需要采取行动解决能源、环境和可持续发展的问题，提高效率、提升竞争力。1什么是智慧城市2智慧城市与数字城市3智慧城市与智能城市4智慧城市与智慧农业第2节2.2智慧城市随着人工智能技术研究与应用的持续和深入发展，人工智能对传统行业的带动效应已经显现，AI+的系列应用生态正在形成。人工智能已广泛应用到制造、医疗、交通、家居、安防、网络安全等多个领域。从全球范围来看，发达国家在人工智能部分应用领域的生态构建、政策支持、基础建设等方面拥有先发优势；而我国加紧步伐，在国家、行业等层面纷纷发力，为跻身世界前列积极准备。例如在智慧安防领域（见图2-3），我国的海康威视和大华的相关产品已经在全球市场总体占有率位列第一和第二。2.2智慧城市图2-3智能安防监控2.2.1什么是智慧城市随着人类社会的不断发展，未来城市将承载越来越多的人口。目前，我国正处于城镇化加速发展的时期，为解决城市发展难题，实现城市可持续发展，建设智慧城市已成为不可逆转的历史潮流。所谓“智慧城市”就是运用信息和通信技术手段感测、分析、整合城市运行核心系统的各项关键信息，从而对包括民生、环保、

公共安全、城市服务、工商业活动在内的各种需

求做出智能响应，其实质是利用先进的信息技术，

实现城市智慧式管理和运行，进而为城市中的人

创造更美好的生活，促进城市的和谐、可持续成长。2.2.1什么是智慧城市建设智慧城市，也是转变城市发展方式、提升城市发展质量的客观要求。通过建设智慧城市，及时传递、整合、交流、使用城市经济、文化、公共资源、管理服务、市民生活、生态环境等各类信息，提高物与物、物与人、人与人的互联互通、全面感知和利用信息能力，从而能够极大地提高政府管理和服务的能力，极大地提升人民群众的物质和文化生活水平。建设智慧城市，会让城市发展更全面、更协调、更可持续，会让城市生活变得更健康、更和谐、更美好。2.2.1什么是智慧城市针对“智慧的城市”愿景，IBM的研究认为，城市由关系到城市主要功能的不同类型的网络、基础设施和环境六个核心系统组成：组织（人）、业务/政务、交通、通讯、水和能源。这些系统不是零散的，而是以一种协作的方式相互衔接。而城市本身，则是由这些系统所组成的宏观系统。对城市居民而言，智慧城市的基本要件就是能轻松找到最快捷的上下班路线、供水供电有保障，且街道更加安全。如今的消费者正日益占据主导地位，他们希望在城市负担人口流入、实现经济增长的同时，自己对生活质量的要求能够得到满足。2.2.1什么是智慧城市智慧城市的应用体系，包括智慧物流体系、智慧制造体系、智慧贸易体系、智慧能源应用体系、智慧公共服务、智慧社会管理体系、智慧交通体系、智慧健康保障体系、智慧安居服务体系、智慧文化服务体系等一系列建设内容。2.2.2智慧城市与数字城市智慧城市经常与数字城市、感知城市、无线城市、智能城市、生态城市、低碳城市等区域发展概念相交叉，甚至与电子政务、智能交通、智能电网等行业信息化概念产生重叠。一些城市信息化建设的先行城市认为，智慧不仅仅是智能，不仅仅是物联网、云计算等新一代信息技

术的应用，智慧城市还包括人的智慧参与、

以人为本、可持续发展等内涵。2.2.2智慧城市与数字城市数字城市是数字地球的重要组成部分，是传统城市的数字化形态。数字城市是应用计算机、因特网、多媒体等技术将城市地理信息和城市其他信息相结合，数字化并存储于计算机网络上所形成的城市虚拟空间。数字城市建设通过空间数据基础设施的标准化、各类城市信息的数字化整合多方资源，从技术和体制两方面为实现数据共享和互操作提供基础，实现了城市一体化集成和各行业、各领域信息化的深入应用。数字城市的发展积累了大量的基础和运行数据，也面临诸多挑战，包括城市级海量信息的采集、分析、存储、利用等处理问题，多系统融合中的各种复杂问题以及技术发展带来的城市发展异化问题。2.2.2智慧城市与数字城市对比数字城市和智慧城市，我们可以发现以下六方面的差异：（1）当数字城市通过城市地理空间信息与城市各方面信息的数字化在虚拟空间再现传统城市，智慧城市则注重在此基础上进一步利用传感技术、智能技术实现对城市运行状态的自动、实时、全面透彻的感知。（2）当数字城市通过城市各行业的信息化提高了各行业管理效率和服务质量，智慧城市则更强调从行业分割、相对封闭的信息化架构迈向作为复杂巨系统的开放、整合、协同的城市信息化架构，发挥城市信息化的整体效能。2.2.2智慧城市与数字城市（3）当数字城市基于因特网形成初步的业务协同，智慧城市则更注重通过泛在网络、移动技术实现无所不在的互联和随时随地随身的智能融合服务。（4）当数字城市关注数据资源的生产、积累和应用，智慧城市更关注用户视角的服务设计和提供。（5）当数字城市更多注重利用信息技术实现城市各领域的信息化以提升社会生产效率，智慧城市则更强调人的主体地位，更强调开放创新空间的塑造及其间的市民参与、用户体验及以人为本实现可持续创新。2.2.2智慧城市与数字城市（6）当数字城市致力于通过信息化手段实现城市运行与发展各方面功能，提高城市运行效率，服务城市管理和发展，智慧城市则更强调通过政府、市场、社会各方力量的参与和协同实现城市公共价值塑造和独特价值创造。2.2.3智慧城市与智能城市智能城市是科技创新和城市发展的深度融合，通过科技和前瞻性的城市发展理念赋能城市，以生态融合升级的方式推动城市智能化进程，实现普惠便捷的民众生活、高效精准的城市治理、高质量发展的产业经济、绿色宜居的资源环境和智能可靠的基础设施，是支撑城市服务的供给侧结构性改革，满足城市美好生活需要的城市发展新理念、新模式和新形态。2.2.3智慧城市与智能城市智能城市是在城市数字化和网络化发展基础上的智能升级，是城市由局部智慧走向全面智慧的必经阶段。智能城市应是当前智慧城市发展的重点阶段。通过智能技术赋能城市发展，实现惠民服务、城市治理、宜居环境和基础设施的智能水平提升；同时智能城市建设最重要的内容是推进产业经济的智能化，一方面包括智能技术和传统产业融合，以推进传统产业变革，实现转型提升；另一方面要通过科技成果转化和示范性应用，加速推进智能产业突破发展。2.2.3智慧城市与智能城市未来智能城市通过信息技术支持，将分割的城市功能融合，将产业经济、惠民服务、政府治理、资源环境和基础支撑五大体系关联起来，使城市从“条块分割”状态逐渐进化为“有机生命体”。伴随着智能城市的发展，智能技术逐渐实现物理城市空间、虚拟城市空间和社会空间的深度融合，三者互动协同，使城市逐渐具备越来越强的推演预测和自动决策的能力，预测并干预未来可能出现的问题，城市可以持续升级进化。所以智能城市是智慧城市发展的重点阶段。2.2.4智慧城市与智慧农业有人把智慧城市简单解释为智能化的城市或者数字城市，其实不尽准确。智慧城市要实现智慧技术的高度集成、智慧产业的高端发展、以人为本的高度创新、市民智慧高效的生活状态。然而，不管城市怎么“智能化”，最后智慧城市的工作难点还会落在农业上，城市居民的吃喝用，绝大多数产品或者说原材料是来自农业，而中国的农业自动化和智能化程度较低，实现智慧城市关键在智慧农业的普及应用（见图2-6）。2.2.4智慧城市与智慧农业图2-6智慧农业2.2.4智慧城市与智慧农业“智慧农业”就是充分应用现代信息技术成果，集成应用计算机与网络技术、物联网技术、音视频技术、传感器技术、无线通信技术及专家智慧与知识平台，实现农业可视化远程诊断、远程控制、灾变预警等智能