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| 編輯推薦： |
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填补国内中小学教材空白，完善人工智能教育体系。人工智能技术入门，培养科技创新型人才，启迪学生了解人工智能相关知识。
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| 內容簡介： |
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《人工智能基础（高中版）》是面向高中学生的教材。讲授人工智能的发展历史、基本概念以及实际应用，使学生理解人工智能的基本原理，特别是数据、算法与应用之间的相互关系。并结合常见的应用场景，理解人工智能技术（包括感知与决策）的基本工作方式，通过动手实践，更深入地理解人工智能技术的原理、能力，以及在实用中面临的挑战。本书强调人工智能基本理念与原理的传递，注重创造力、想象力、整体思考，以及动手能力的提升。
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| 關於作者： |
汤晓鸥教授，商汤科技创始人，也是全球人工智能领域有影响力的科学家之一。汤教授目前任香港中文大学信息工程系教授，同时还担任中国科学院深圳先进技术研究院副院长。2005年~2008 年期间，汤晓鸥教授担任微软亚洲研究院视觉计算负责人。汤晓鸥教授曾荣获2009 CVPR（IEEE国际计算机视觉与模式识别会议）佳论文奖。2014年，他的人脸识别技术成为世界上一个超过人眼识别能力的计算机算法。这项技术还于2015年荣获人工智能领域学术会议AAAI首次设立的佳学生论文奖。汤晓鸥教授是IEEE院士，同时还担任ICCV（IEEE国际计算机视觉会议）2009 程序委员会主席、ICCV 2019 大会主席以及计算机视觉领域两大国际期刊之一的 IJCV 主编。汤晓鸥教授于1996年获麻省理工学院博士学位，并拥有美国罗切斯特大学硕士学位和中国科学技术大学学士学位。
陈玉琨，华东师范大学教授，博士生导师，华东师范大学考试与评价研究院院长。主要著作有《教育评估的理论和技术》、《教育学文集教育评价》，《中国高等教育评价论》、《教育评价学》等，论文有《教育质量本质探析》等近百篇。
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| 目錄：
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第一章 人工智能： 新时代的开启 1
1.1跨越时空： 铭铭的一天 2
1.2光辉岁月： 人工智能简史 5
1.3百花齐放： 人工智能在各行各业的应用 10
1.4初露真容： 人工智能与机器学习 13
1.5本章小结 17
第二章 牛刀小试： 察异辨花 19
2.1初学乍练： 分类任务 20
2.2含英咀华： 提取特征 22
2.3分门别类： 分类器 25
2.4实践出真知： 测试和应用 35
2.5五花八门： 多类别分类 37
2.6大显身手： 二分类在生活中的应用 39
2.7本章小结 42
第三章 别具慧眼： 识图认物 43
3.1温故知新： 基于手工特征的图像分类 44
3.2另辟蹊径： 基于深度神经网络的图像分类 52
3.3网不厌深： 深度神经网络的发展与挑战 60
3.4忽如一夜春风来： 图像分类在日常生活中的应用 66
3.5本章小结 68
第四 耳听八方： 析音赏乐 71
4.1洗耳恭听： 听声的艺术 73
4.2丝竹管弦： 音乐风格分类 78
4.3言听计从： 语音识别技术 82
4.4听声辨曲： 乐曲检索技术 84
4.5本章小结 85
第五章 冰雪聪明： 看懂视频 87
5.1化静为动： 从图像到视频 88
5.2明察秋毫： 视频行为识别 90
5.3基于深度学习的视频行为识别 98
5.4本章小结 103
第六章 无师自通： 分门别类 105
6.1当人工智能未曾听说花的名字 106
6.2物以类聚： 鸢尾花的K 均值聚类 108
6.3人以群分： 相册中的人脸聚类 111
6.4层次聚类与生物聚类 118
6.5本章小结 119
第七章 识文断字： 理解文本 121
7.1任务的特点 122
7.2文本的特征 124
7.3高屋建瓴： 发掘文本中潜在的主题 128
7.4投其所好： 基于主题的文本搜索与推荐 133
7.5本章小结 134
第八章 神来之笔： 创作图画 135
8.1九层之台, 起于累土： 数据空间和数据分布 136
8.2化腐朽为神奇的创作家： 生成网络 140
8.3火眼金睛的鉴赏家： 判别网络 142
8.4在对抗中合作与进步： 生成对抗网络 145
8.5得心应手地创作： 条件生成对抗网络 151
8.6本章小结 152
第九章 运筹帷幄： 围棋高手 153
9.1初窥门径： 阿尔法狗的走棋网络 155
9.2远见卓识： 阿尔法狗的大局观 158
9.3成就非凡： 阿尔法元 161
9.4本章小结 163
后记 165
参考文献 167
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| 內容試閱：
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致同学
亲爱的同学：
人工智能Artificial Intelligence 正在全球迅速崛起, 已经影响了我们生活的方方面面, 你感受到了吗? 2016 年与2017 年由于阿尔法狗AlphaGo 与阿尔法元AlphaGo Zero 以无可争辩的能力战胜了李世乭、柯洁等人类围棋高手而名噪一时; 在无人驾驶等领域, 人工智能也大显身手, 且显示出越来越强的能力; 图像识别、语音识别技术的日益成熟已给人们的生活带来极大的便利。由此, 人们才感受到人工智能的时代已经到来了, 而且, 改变我们生活的步伐会越来越快。
人类生活在自然之中, 自然是我们的母亲, 与自然和睦相亲是人类唯一的生存之道。母亲帮助我们将手从爬行中解放出来, 从此, 人类就有了极大的自由发展空间。当然, 人类不会满足于手的解放,在数千年的发展中, 一直在试图发展机械能以突破人类体力的局限; 发展各种感知器件, 以实现人类在感知觉方面的突破; 也一直试图解开大脑的秘密, 寻求大脑解放之途。
经过数千年的努力, 人类在这些方面已经取得了巨大的成就。在劳动中, 我们的祖先发明了各种工具, 大大地解放了人类的体力, 提高了劳动的效率。然而, 人类并没有满足这些成就, 在体力得到一定程度解放的同时, 人工智能由此应运而生。
人工智能是从图灵提出图灵测试开始的。艾伦图灵Alan Turing, 英国著名的数学家和逻辑学家, 被称为计算机科学之父、人工智能之父, 是计算机逻辑的奠基者, 曾协助英国军方破解德国的著名密码系统谜Enigma, 帮助盟军取得了二战的胜利。他提出的图灵机和图灵测试等概念, 是计算机科学和人工智能发展的重要基石, 为纪念其在计算机领域的卓越贡献, 人们以他的名字设立了图灵奖。以图灵为代表的先驱科学家们开创了一个创新的学科人工智能。
风云际会, 潮起潮落, 在数十年的发展中, 人工智能有过高潮, 也有过低谷, 但是, 人类的希望之火从未熄灭。在21 世纪的第二个十年, 人工智能终于迎来了指数式的增长。2017 年7 月, 我国国务院发布《新一代人工智能发展规划》, 特别强调加快人工智能创新应用。文件要求： 利用智能技术加快推动人才培养模式、教学方法改革, 构建包含智能学习、交互式学习的新型教育体系; 开展智能校园建设, 推动人工智能在教学、管理、资源建设等全流程应用; 广泛开展人工智能科普活动, 实施全民智能教育项目, 在中小学阶段设置人工智能相关课程; 支持开展人工智能竞赛,开发立体综合教学场、基于大数据智能的在线学习教育平台。这就对人工智能教育提出了新的
任务。
商汤科技是我国人工智能领域的独角兽, 在该领域有着丰富的积累。2017 年11 月, 商汤与上海市政府签订战略合作协议, 目标是使上海成为全球人工智能发展的战略高地。作为有着高度社会良知与责任担当的企业, 商汤深知普及人工智能的价值, 也在2017 年11 月, 商汤决定与华东师范大学慕课中心合作, 邀请华东师范大学二附中、上海交大附中、上海七宝中学、上海格致中学、上海市西中学、上海晋元中学教师共同编写人工智能的教材高中版。
与你读到过的其他教材不同, 本教材以手脑结合为主要学习方式, 在给你提供必要的基础知识之后, 就需要你动手做一些实验, 特别希望你发挥独特的想象力, 设计在你高中阶段有限的时间中有可能完成的项目, 并动手将其转化为独具特色的作品。相信你在这一过程中能够享受到创造的无穷乐趣。
当然, 人工智能是一技术含量极高的领域, 尤其是一些用到高等数学的算法, 可能已经超出了你已学过的范围, 有些甚至超出了大学本科的范围, 为使你能深入了解人工智能的原理, 本教材对这些算法只做定性的介绍, 其定量的部分留待你以后再学。商汤已将这些算法开放在其教学实验平台之中, 供你在动手时调用。
作为实验教材, 错误与不当之处在所难免, 欢迎同学们在使用过程中提出批评与改进建议。本教材的目标是： 让同学们学会像科学家一样思考。纠错是科学取得进展的基本途径, 美国著名心理学家马斯洛A.H.Maslow 说过： 要做的唯一有气魄的事似乎就是不要害怕错误, 投身进去, 尽力而为, 以期能从大错到纠正它们的过程中学到足够的东西。?本教材的编者深以为然, 更期盼着阅读本教材的同学能以更大的勇气去创新与创造。
编者
2018 年3 月
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