《第二节 人工智能与智能机器人》参考课件.pptx

第二节

人工智能与智能机器人

河南大学版八上

掌握智能机器人的组成。

理解智能机器人的含义、分类及应用。

了解人工智能的结构化层次与组成。

学习目标

新课导入

人工智能、机器人、大数据、深度学习、云计算、物联网、虚拟现实等科技名词不再是IT行业专用的学术用语，它们已经成为很多青少年日常讨论的话题。曾几何时，那些只有在科幻小说和电影中才会出现的魔法般奇妙的高科技，如今已渐渐走进我们生活的方方面面。

随着计算机、微电子、通信等技术的快速进步，人工智能及机器人技术的发展日新月异，智能化程度愈来愈高，应用范围也得到了极大扩展。人工智能的层次与组成是怎样的？智能机器人又是什么？它们可分为哪些种类？具体有哪些应用呢？

人工智能机器人在人类世界中扮演着越来越重要的角色，在人类的设计和创造中，人和智能机器人助手，正在共同改变着世界…

人工智能的结构化层次与组成

（一）人工智能的结构化层次

基础层

为人工智能发展提供基础设施和资源支持，包括计算能力和大数据。

算法层

用系统的方法描述解决问题的策略机制，主要指目前相对成熟的深度学习、机器学习等算法。

技术层

对人工智能产品的智能化程度起到直接作用，包括赋予机器感知的计算机视觉技术和语音技术、提供理解能力的自然语言处理技术、提供决策能力的规划决策系统和大数据分析技术

应用层

主要利用技术层输出的通用技术实现不同场景的落地应用，为用户提供智能化的产品和服务，使人工智能与产业深度融合，为传统行业的发展带来新的动力。

人工智能的结构化层次与组成

（二）人工智能的组成

人工智能系统由基本技术要素和三大机构组成，在它们的配合及反馈机制的保障下，人工智能得以快速、健壮地发展。

人工智能系统

基本技术要素

算法

数据

计算能力

机构

感知机构

决策机构

执行机构

人工智能的结构化层次与组成

算法：算法是解决问题的步骤，人工智能的背后是一系列智能算法，如决策算法、聚类算法、分类算法、有哪些信誉好的足球投注网站算法、人工神经网络及深度学习算法等。它从海量数据中学习相关知识，并将学习到的知识运用到解决实际问题中。

数据：人工智能的前期发展较缓慢，其中一个原因是缺乏足够的数据供算法进行学习。进入21世纪，由于互联网、物联网、数码设备、移动数字终端等技术和设备的普及，人类进入大数据时代，数据呈现爆炸式增长。研究人员可以获得大量的数据来训练复杂的智能算法，使其从海量的数据中学习丰富的知识。

人工智能的结构化层次与组成

计算能力：据统计，每台在路上行驶的无人驾驶汽车上路之前，测试需要的训练数据量极大。随着芯片技术的进步，计算机计算能力显著提升，特别是GPU（图形处理器）在深度学习上的大规模使用。GPU的架构拥有成千上万的内核，适合多核并行，显著加速了深度学习的计算效率。计算能力的大幅提升使得人工智能的算法得以实现，相关大数据得以处理。我国新一代百亿亿级超级计算机“天河三号”就是典型代表。

人工智能的结构化层次与组成

人工智能系统的三大机构分为感知机构、决策机构和执行机构。

比如智能有哪些信誉好的足球投注网站引擎，在有哪些信誉好的足球投注网站框中输入关键词之后，有哪些信誉好的足球投注网站引擎会根据输入的信息进行检索比对，这个过程可看作是感知过程。提取到初步的信息条文后，有哪些信誉好的足球投注网站引擎对其进一步筛选并排序，最终在人机交互界面上呈现，这一过程是决策过程。有哪些信誉好的足球投注网站引擎在互联网中检索的过程和在显示器上呈现结果，是执行过程。用户根据呈现结果，决定选看哪条信息，这是用户对有哪些信誉好的足球投注网站结果的反馈过程。系统可以根据反馈情况判断用户的偏好，然后调整条目顺序使其更个性化。

智能机器人及其分类与应用

（一）智能机器人

智能机器人是自动执行工作的机器装置，它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编写的程序，有些还具有学习能力。也就是说，智能机器人可以根据以人工智能技术制定的原则行动，辅助甚至代替人类完成危险、繁重、复杂的工作，提高工作效率与质量，服务人类生活或延伸人的活动及能力范围。

智能机器人及其分类与应用

（一）智能机器人的分类和应用

智能机器人有多种分类方法，常用的分类方法是根据应用环境的不同进行分类。

应用领域

举例

工业领域

雕刻机器人、高空电缆检修机器人、汽车装配机器人、加油机器人等。

服务领域

导盲机器人、传菜机器人、送快递机器人、分拣机器人、保姆机器人、导游机器人、扫地机器人、高空擦窗机器人、教育机器人等。

艺术领域

弹琴机器人、乐队指挥机器人、机器人乐队、会写书法的机器人、会作诗的机器人等

……

……

智能机器人及其分类与应用

智能机器人的组成

智能机器人由硬件系统和软件系统组成，其核心部分是一台计算机。

智能机器人

硬件系统

动力源

控制器

传感器

执行器

软件系统

机器人系统软件

机器人应用软件

为了完成某一任务，需要提前将应用程序设计好，然后下载到机器人中，机器人才能智能化地工作。

智能机器人的组成

组成部分

用途

动力源

类似人