本書是中國科協(xié)新一代信息技術系列叢書之一。本書內(nèi)容包括知識表示、知識獲取、知識應用三部分。其中，知識表示主要介紹概念表示、知識表示、知識圖譜；知識獲取主要介紹搜索技術、群智能算法、機器學習、人工神經(jīng)網(wǎng)絡與深度學習；知識應用涉及計算機視覺、自然語言處理、語音處理、專家系統(tǒng)、規(guī)劃、多智能體系統(tǒng)與智能機器人六部分。力求將人工智能的發(fā)展脈絡、技術理論、產(chǎn)業(yè)成果以翔實的形態(tài)展現(xiàn)于人前。除了必要的知識點與寬泛的知識圖譜，本書還深入淺出地介紹了有關智能搜索技術、機器學習、神經(jīng)網(wǎng)絡、計算機視覺、語言智能、機器人等在內(nèi)的不同領域的應用實踐成果。本書主要面向大學非計算機類的工科專業(yè)的高年級學生與研究生，幫助學生了解人工智能的發(fā)展過程與基本知識，熟悉人工智能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀與市場需求，培養(yǎng)人工智能應用能力。同時，對于計算機相關專業(yè)的學生，本書也可作為人工智能專業(yè)課程的先導學習材料。
20世紀40年代以來，以電子、通信、計算機和網(wǎng)絡技術為標志的第三次技術革命，將人類文明歷帶入信息時代，世界正在進入以信息產(chǎn)業(yè)為主導的新經(jīng)濟發(fā)展時期，越來越多地依靠信息資源的開發(fā)來精確調(diào)控物質資源和能量資源的使用。人工智能作為新一代信息技術的標志，是信息技術發(fā)展和信息社會需求到達一定階段的產(chǎn)物。在政府積極引導和企業(yè)戰(zhàn)略布局等推動下，人工智能產(chǎn)業(yè)從無到有，規(guī)模快速壯大，創(chuàng)新能力顯著增強，服務能力大幅提升，應用范疇不斷拓展，并為云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等新興領域的發(fā)展提供了基礎支撐。與此同時，對人工智能人才的需求也極為迫切。據(jù)國家工信部統(tǒng)計預測，未來3年將是我國人工智能產(chǎn)業(yè)人才需求相對集中的時期，尤其是能將人工智能與應用領域高效融合的跨界型人才極為緊缺。2017年，教育部、人社部、工信部聯(lián)合印發(fā)《制造業(yè)人才發(fā)展規(guī)劃指南》，對制造業(yè)十大重點領域的人才需求作出預測，排在首位的也是新一代信息技術產(chǎn)業(yè)人才。國家教育部正在實施的新工科計劃也倡導打破舊有學科、專業(yè)與課程邊界，在機械、電氣、土木、建筑等各類工程專業(yè)的課程設計中融入新一代信息技術內(nèi)容。在此形勢下，為加速新一代信息技術人才培養(yǎng)，滿足數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展的人才需求，為實現(xiàn)經(jīng)濟高質量發(fā)展提供人才支撐，中國科學技術協(xié)會策劃并組織編制以云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等為代表的新一代信息技術系列叢書，中國科學技術協(xié)會黨組書記、常務副主席、書記處*書記懷進鵬院士主持下，成立了新一代信息技術叢書編制委員會，聘請梅宏院士為叢書編委會主任，李培根院士、李駿院士、李德毅院士、譚鐵牛院士、趙春江院士為叢書編委會委員，統(tǒng)籌編制工作。本書是該系列叢書之一。
本書的編寫匯集了多位專家學者的智慧。本書主編李德毅院士以其睿智深邃的學術思想對全書進行了高屋建瓴的頂層設計，并以嚴謹求實的學者風范引領并全程參與撰寫與審訂工作。本書邀請了陸汝鈐院士、桂衛(wèi)華院士、譚鐵牛院士、吳朝暉院士、戴瓊海院士擔任顧問專家，他們對本書的學術觀點、技術方向以及內(nèi)容組織都提供了極具價值的意見和建議。中國科協(xié)學會學術部對叢書的撰寫、出版、推廣全過程提供了大力支持與具體指導。中國人工智能學會承擔了本書編寫的全部組織工作。
前言 李德毅
第一章 緒論 001
11 人工智能的起源和定義 001
12 人工智能的流派 003
13 人工智能的進展和發(fā)展趨勢 009
第二章 概念表示 012
21 經(jīng)典概念理論 012
22 數(shù)理邏輯 013
23 集合論 017
24 概念的現(xiàn)代表示理論 020
第三章 知識表示 023
31 知識與知識表示的概念 023
32 產(chǎn)生式表示法 026
33 框架表示法 029
34 狀態(tài)空間表示法 032
35 本章小結 036
第四章 知識圖譜 038
41 知識圖譜 038
42 本體知識表示 042
43 萬維網(wǎng)知識表示 043
44 知識圖譜的現(xiàn)狀及發(fā)展 049
45 知識圖譜的應用示例 055
46 本章小結 056
第五章 搜索技術057
51 圖搜索策略 058
52 盲目搜索 059
53 啟發(fā)式搜索 063
54 博弈搜索 067
55 本章小結 070
第六章 群智能算法072
61 群智能算法產(chǎn)生的背景 072
62 遺傳算法 073
63 粒子群優(yōu)化算法及其應用 083
64 蟻群算法 088
65 本章小結 092
第七章 機器學習094
71 機器學習的發(fā)展 095
72 監(jiān)督學習 096
73 無監(jiān)督學習 101
74 弱監(jiān)督學習 104
75 討論 108
76 本章小結 109
第八章 人工神經(jīng)網(wǎng)絡與深度學習111
81 神經(jīng)網(wǎng)絡的發(fā)展歷史 111
82 神經(jīng)元與神經(jīng)網(wǎng)絡 112
83 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡及其學習算法 115
84 卷積神經(jīng)網(wǎng)絡 119
85 生成對抗網(wǎng)絡 126
86 深度學習的應用 128
87 本章小結 131
第九章 專家系統(tǒng) 133
91 專家系統(tǒng)概述 133
92 推理方法 135
93 一個簡單的專家系統(tǒng) 136
94 非確定性推理 142
95 專家系統(tǒng)工具 146
96 專家系統(tǒng)的應用 147
97 專家系統(tǒng)的局限性 148
98 本章小結 148
第十章 計算機視覺 150
101 計算機視覺概述 150
102 數(shù)字圖像的類型及機內(nèi)表示 152
103 常用計算機視覺模型和關鍵技術 153
104 應用實例：人臉識別技術 162
105 本章小結 164
第十一章 自然語言處理 166
111 自然語言處理概述 166
112 機器翻譯 172
113 自然語言人機交互 177
114 智能問答 189
115 本章小結 193
第十二章 語音處理 195
121 語音的基本概念 195
122 語音識別 196
123 語音合成 202
IV
124 語音增強 206
125 語音轉換 208
126 情感語音 210
127 本章小結 214
第十三章 規(guī)劃 216
131 基本概念 216
132 經(jīng)典規(guī)劃 217
133 概率規(guī)劃 221
134 典型應用 227
第十四章 多智能體系統(tǒng)229
141 智能體 229
142 智能體的具體結構 234
143 多智能體協(xié)商 236
144 多智能體學習 242
145 本章小結 244
第十五章 智能機器人246
151 概述 247
152 人工智能技術在機器人中的應用 249
153 智能機器人發(fā)展展望 259
參考文獻262
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