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1、第一单元 感受人工智能的魅力课题：第一课 敲开人工智能之门【学习目标】1知识与技能：了解人工智能的基本概念和发展历程；了解AI广泛的应用领域；结识聊天机器人小Q；体会解析AI的方法。2过程与方法：通过聊天机器人小Q，初步体验AI智能，参与智能机器人教学演示实验，加深对AI含义的较全面了解。3情感态度与价值观：在认识和体验AI应用的过程中，激发对AI学科的兴趣，并体会科学的发展中总要经历的曲折；体会AI与智能机器之间的关系；了解我国科学家的贡献；培养学生质疑问题、不盲从、独立思考、关注科学前沿动态的科学素质，增强民族自豪感。【知识要点】了解AI知识，体会智能机器，畅想未来AI。AI概念与特点人工
2、智能AI发展历程AI应用领域 AI未来展望小Q / 智能机器人演示【教学难点】符号运算、机器证明等理解；人工智能概念的建立。【教学方法】着重分析传统程序与智能系统的区别，引导学生根据兴趣体验各种应用，引导学生讨论人类与计算机谁更强大？等热点问题，*提供网络环境，指导学生完成实践与思考。【教学课型】授新课【教学过程】一 导言Can Computer Reason?一百年前谁敢提这样的问题准会被耻笑。20世纪六十年代的一天，大学生奥茵闯进了麻省理工学院AI实验室。一段对话：盒子里有什么？对话的是SHRDLU程序！人工智能是计算机科学的一个重要分支，是一门正在发展中的综合性前沿学科。它与空间技术、原
3、子技术一起誉为21世纪三大科学技术成就。二 新授Artificial Intelligence1会思考的机器（介绍）1950年英数学家Alan Turing 阿兰图灵划时代之作“Computing Machinery and Intelligence计算机能思考吗”论文，以 “机器能思维吗“开始论述，并提出了。图灵测试，他被认为是人工智能之父。图灵测试是一个模仿游戏：人和机器（计算机）被分隔在不同的屋子，同时通过打字机问答测试题，如果提问者不能辨别人还是机器，就可认为计算机达到了人类智能的水平。现在是衡量机器智能的准则。 1956年美国数学家麦卡锡John McCarthy等美国年轻学者发起A
4、I研讨会，公认为该学科诞生。1960年他研制出了人工智能语言LISP。 也有人认为他是人工智能之父。阿兰.图灵（Alan Turing ,19121954)”； 麦卡锡（John McCarthy,1927-1957） 2人工智能定义（概念研讨）什么是智能？智能的本质是什么？至今还未搞清楚，定义也不精确未公认，以至被列为自然界四大奥秘（物质的本质，宇宙的起源，生命的本质，智能的发生）之一。用人工的方法和技术，研究制造机器系统，模拟、延伸和扩展人类智能的科学。智能是知识与智力的总和。传统程序=数据结构+算法智能系统=知识+推理主要研究内容：知识表示计算机能识别与处理的形式常识性推理观云预报天气知
5、识获取能学习，不断获得新知智能系统开发人工智能语言，专家系统外壳等3AI的发展（简述）早在古希腊哲学家亚里士多德的形式逻辑称为三段论演绎推理，对AI的产生发展有重大影响和贡献。英国哲学家培根归纳法，及警句“知识就是力量”。英国逻辑学家G . Boole布尔代数，符号语言描述思维活动，为逻辑代数之父。形成阶段定理证明，GPS通用问题求解程序：General Problem Solving,下棋程序，模式识别，LISP语言。成长阶段符号逻辑，形式推理，只能解决智力游戏（过河，九宫图，积木），降温；有机化合物结构和MYCIN人血液疾病诊断系统，赋予了新生命力。发展阶段80中期后，稳步成长期。充满风雨
6、曲折。4AI应用领域（成果讨论）AI问题难度排列：智力游戏，国际象棋，定理证明，专家系统，自然语言理解，口语识别，机器视觉。博弈国际象棋。1996年由IBM公司设计制造的电脑机器人“Deep Blue深蓝”与卡斯帕罗夫展开交锋，结果卡斯帕罗夫以4比2宣告胜利。1997年，“深蓝”凭借每秒搜索2亿步棋的记忆能力，以3.5比2.5的总比分让这位世界冠军在6局较量中败下阵来。 但围棋博弈，100年后机器也赢不了大师。传统AI基本假设“思维等价于计算“已经受到挑战，90年代研究人脑单一神经元，需要32个Intel386芯片组成的超立方计算机才能有效模拟。 自动定理证明PQ永真，反证法。地图四色专家系统
7、最有成就，最活跃的研究领域。基于知识系统。American Express 公司的信用卡认证辅助决策专家系统，应对恶性透支和欺骗每年损失1亿美元，90秒内审卡获巨大成功。医疗专家系统MYCIN，能识别51种病菌，正确使用23种抗菌素，已成功治疗血液病数百例。地矿勘探专家系统，天气预报系统自然语言理解能看懂，听懂，会说汉语、英语、法语，涉及复杂的编码和解码技术。机器人学类人机器人，配备了感觉器官，有一定思维能力。机器学习知识是智能的基础。研究如何使计算机具有类似人的学习能力，自动获得知识，不断自我完善。自动程序设计自动生成程序和程序正确性验证两方面。人工神经网络由大量简单处理单元联接成的人工网络
8、，用来模拟大脑神经系统的结构和功能。模式识别语音、模式、触摸屏等，应用于刑侦、智能人机交互、网络信息安全等。60年代明期基和麦卡锡的自动车，实现自动户外导航，避开障碍物行驶，目前已能崎岖山路行进，执行海底勘探任务，军用侦察。智能检索应对“知识爆炸”。如搜索引擎baidu,yahoo etc.5中国在人工智能领域的贡献1978年开始“智能模拟“课题研究，1981年成立的CAAI中国智能学会，在模式识别、机器人学、汉语机器理解等方面取得了成果。机器证明。美籍华人数理逻辑学家王浩在计算机上证明了数学原理命题演算全部220条定理，谓词演算150条定理的85%.北京专家翻译网。喷漆智能机器人.军用智能机
9、器人.棋后诸宸与紫光之星对弈0：2，总教练叶江川。唯一获得过“计算机领域诺贝尔奖”“图灵奖”的华人科学家、清华大学教授姚期智马教授 GPS车载导航系统GPS是英文Global Positioning System的缩写,意即全球定位系统。是一个全球性、全天候、全天时、高精度的导航定位和时间传递系统。GPS定位精度可达15米,测速精度0.1米/秒,是一个军民两用系统,提供两个等级的服务。 三展望未来AI西游记中的孙悟空;三国演义中的木牛流马;阿童木;数码宝贝等.斯皮尔博格AI人工智能电影片段I展播。 长江七号科幻片段2展播。 四拓展：智能机器人1950年，美国作家埃萨克阿西莫夫在他的科幻小说I，
10、Robot中首次使用了“Robotics”，即“机器人学”。阿西莫夫提出了“机器人三原则”：1、 机器人不应伤害人类，且在人类受到伤害时不可袖手旁观；2、 机器人应遵守人类的命令，与第一条违背的命令除外；3、 机器人应能保护自己，与第一条相抵触者除外。机器人学术界一直将这三原则作为机器人开发的准则，阿西莫夫因此被称为“机器人学之父”。 火星探路者机器人 机器人乐队 中学生制作“机器鱼”国产机器人喷漆流水线在一汽及东风汽车正式运行。 国产“灵蜥B”反恐排爆机器人 胡夫金字塔“金字塔行者”（1）工业机器人。（2）极限作业机器人。主要应用在人们难以进入的场所和环境，例如在核电站、海底、宇宙空间等进行
11、作业的机器人。也包括建筑、农业机器人等。（3）娱乐机器人。有弹奏乐器的机器人、舞蹈机器人、宠物机器人等，宠物机器人。（4）医疗机器人、灾难救援机器人、乒乓球机器人一类机器人。由德国工程师莱纳尔格茨恩发明的微型机器人，可直接由针头注射进入人体血管、尿道、胆囊或肾脏。它依靠微型磁铁驱动器前进，由医生通过遥控器指挥，当这种微型机器人工作完成后，医生可以像抽血那样用针头将它抽出来。 在21世纪，能进入工业上的小管道或裂缝进行检测与维护的工业用微型机器人，在军事上小如蝴蝶的飞行器用于侦察敌情；装有自动驾驶系统，能在海底航行数年的微型潜艇2、智能机器人，智力最高也只相当于两三岁幼儿的智力水平。20世纪90
12、年代后期，日本、韩国等国家相继发起举行机器人足球世界杯赛，机器人足球赛涉及多机器人的动作协调、系统控制等前沿的课题。可以说，每一场机器人足球赛实际上都是世界各国机器人发展水平的一场较量。灭火的机器人。检修汽车机器人。边防机器人。海洋开发机器人。 中国机器人大赛是我国智能机器人领域的一项顶级赛事，是国际机器人足球锦标赛(RoboCup)、国际机器人足球联盟(FIRA)两大机器人竞赛组织在国内唯一授权举办的国际性机器人赛事。大赛以“发展机器人技术，普及机器人文化”为宗旨。RoboCup中国公开赛是国际机器人足球锦标赛(RoboCup)五大公开赛之一。与FIRA Cup系列比赛一起被称为机器人足球“
13、 世界杯”。近80个国家300多机器人球队参与，在全球范围内影响巨大。RoboCup的目标是：到2050年，建立一支全自主的类人型机器人足球队，战胜当时人类的足球世界杯冠军队！有科学家预言：生物机器人将在20年后问世；而智能机器人的发展使机器人具有自我学习的功能，它会自己作出判断，发出指令五归纳总结 AI概念与特点人工智能入门AI发展历程AI应用领域 AI未来展望小Q / 智能机器人演示1会思考的机器Alan Turing 阿兰图灵 “会思考的机器“图灵测试。 麦卡锡John McCarthy 1956 2人工智能定义当前未统一定义。用人工的方法模拟人类智能的科学。传统程序=数据结构+算法智能
14、系统=知识+推理3AI的发展历程形成阶段；成长阶段；发展阶段。曲折。4AI应用领域博弈国际象棋。自动定理证明；专家系统；自然语言理解；机器人学；机器学习；自动程序设计；人工神经网络；模式识别；智能检索。六 实践与思考1、 到Internet上查找QQ聊天机器人，安装到本机。同学互动。 小Q,号码是615050000 直接加她就可以聊天。2、 智能机器人的相关网站，了解更多机器人知识。如 http:/www.iroc.org用自己的方式表达，你心目中的智能机器人应该是什么样的？3、观看AI人工智能科幻电影；长江七号。4、讨论“人类与计算机谁更强大？”“机器能否超越人类？”七板书设计AI概念与特点人工智能AI发展历程AI应用领域 AI未来展望小Q / 智能机器人演示八课后反思加装SETIhome屏保到本机。分布式人工智能DAI, Distributed Artificial Intelligence. Agent.
