余萍,博士,南京大学副教授。多年来一直从事面向开放环境下的软件开发方法及动态演化技术方面的研究。曾主持国家自然科学基金青年基金一项，作为骨干人员参加了国家973项目、863项目、国家重点研发计划等多项科研项目。在《Pervasive and Mobile Computing》《Lecture Notes in Computer Science》《Science China Information Sciences》《软件学报》《计算机学报》等国内外重要刊物以及ASE、SEKE、UIC、APSEC、COMPSAC等国际会议上发表论文四十余篇。
近些年人工智能学科发展火热，这将对整个社会的发展带来根本性的改变。当前人工智能已经开始渗透到各行各业，改变着人们的工作和生活方式，如车辆识别、行人检测、自动分拣、故障预警、手术机器人、辅助诊断等。人工智能技术在快速发展的同时，也遇到了最大的障碍，即人才短缺。根据市场统计，国内人工智能领域专业技术人才缺口数达到500万。鉴于此，国家和地方陆续颁发了各项政策来推动高校人工智能人才的培养。2018年，教育部已批准35所本科高校开设了人工智能专业，教育部已批准385个人工智能专业。2020年高职院校也将开设人工智能技术服务专业。这种形势下，迫切需要适应当前发展要求的人工智能基础性教材，包括理论与实验两方面，以帮助读者全面、深入地理解人工智能相关理论知识与开发应用操作，敲开人工智能学习的大门。2019年，徐洁磐编著的《人工智能导论》教材已在中国铁道出版社有限公司出版。为此，我们编写了《人工智能导论实验》来配合使用。本书是从开发应用操作角度出发而编写的实验性教材，它与理论性教材相配合，使人工智能导论的理论性与实验性进行有机结合，为人工智能的学习打下坚实的基础。人工智能的实验性教材与计算机实验性教材有所不同，它需要有一个完整的实验平台。这主要是由于人工智能的实验需要有特殊的基础平台、专用的程序设计语言、专用的知识库、多种专用算法工具以及大量的数据包来支撑。本书以南京飞灵智能科技有限公司开发的Feeling AI LabIntro为实验平台，共安排11个实验，22个例题，组成实验的全部环境。本书特点（1）本书是一本人工智能导论的实验性教材，可与市面上的大部分《人工智能导论》教材相匹配，内容难度适中，可以让读者全面掌握人工智能主要开发工具的应用性操作。（2）书中采用了适用于人工智能开发的Python程序设计语言，以及人工智能领域最流行的开源工具（如TensorFlow、PyTorch等）、算法（如决策树、关联学习等），讲解了专家系统工具Prolog、搜索空间等相关知识，还提供了实验所需的大量数据包。（3）书中实验可直接在人工智能教学实验平台——Feeling AI LabIntro（私有云、公有云）上成功运行，这避免了复杂的环境配置，降低了人工智能学习的门槛。（4）本书出版后，一个“人工智能导论”课程的完整体系也就构建完成了，它包括：“人工智能导论”课程理论教材——《人工智能导论》（徐洁磐编著，中国铁道出版社有限公司出版）。“人工智能导论”课程实验教材——《人工智能导论实验》（余萍主编，中国铁道出版社有限公司出版）。“人工智能导论”课程实验平台——Feeling AI LabIntro（南京飞灵智能科技有限公司开发）。本书结构全书内容按照自下而上的顺序介绍基础平台、基本程序设计语言、基本AI开发工具、数据包与实验等若干部分，组成的整体架构图如下：根据整体架构图，本书分为平台与实验两部分，共5章内容。第1章实验平台，介绍如何利用人工智能教学实验平台——Feeling AI LabIntro快速创建AI开发环境，从而省去复杂的环境搭建环节，有效降低读者学习人工智能的门槛。第2章Python程序设计及机器学习软件包，包含Python、Numpy、Pandas和Matplotlib等软件包的基础知识，并通过实际代码操作帮助读者加强对软件包的认识与理解。第3章常见的人工智能工具，包含目前业界最流行的TensorFlow、PyTorch、Keras、Prolog等工具，详细介绍每个工具的基本概念与用法，可帮助读者快速利用这些工具来解决实际问题。第4章实验数据，介绍了每个实验所对应的实验数据及存放地址，方便读者获取源数据以进行实验操作。第5章实验，共包含知识获取之搜索策略、知识获取之推理方法、人工神经网络、决策树、关联学习、聚类学习、强化学习、深度学习、知识图谱、计算机视觉、自然语言处理11个实验。这些实验覆盖了人工智能的多个方面，且每个实验均同步提供完整的源代码与课后习题，读者可亲自动手完成书中所有的实验。实验设计原则1.操作性“人工智能导论”课程主要讲解理论，而人工智能实验主要讲解操作。读者可通过操作实现对理论的掌握要求。2.解释性实验是对理论的有效解释与说明，读者可通过人工智能实验的操作对理论知识有进一步的认知和理解。3.趣味性实验例题及课后习题均具有实际应用背景，可引起读者对应用的兴趣，提高学习积极性，调剂理论课程的枯燥性。本书适合作为高等院校人工智能、计算机类专业及相关专业“人工智能”实验课程的教材及相关培训用教材，也可作为人工智能应用、开发人员的基础操作实践参考书籍。本书由南京大学余萍、南京飞灵智能科技有限公司组织编写，由南京大学余萍担任主编，南京飞灵智能科技有限公司顾艳华担任副主编，南京飞灵智能科技有限公司陆迁、丁炜参与编写。南京大学徐洁磐教授审稿。本书在编写过程中还得到了亚马逊公司徐舒的支持，在此特表感谢。因作者水平和成书时间所限，本书难免存在疏漏和不当之处，敬请各位读者指正。本书所用的实验平台由南京飞灵智能科技有限公司研发，联系人：顾艳华，联系方式：guyanhua5@163.com。编者2020年2月
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