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人工智能基礎(chǔ)

作者：王東云
出版社：電子工業(yè)出版社出版時間：2020-09-01
開本： 其他 頁數(shù)： 238
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人工智能基礎(chǔ) 版權(quán)信息

人工智能基礎(chǔ) 本書特色

適讀人群 ：本書可作為高等學(xué)校通識課程的人工智能課程教材，也可適合非電類低年級本科生對人工智能入門知識的學(xué)習(xí)。隨著計算機技術(shù)、大數(shù)據(jù)科學(xué)以及深度計算理論的發(fā)展，人工智能已廣泛應(yīng)用于各行 各業(yè)，把人工智能技術(shù)作為大學(xué)教育的通識課程，已經(jīng)成為各高等學(xué)校的通行做法。但如 何開設(shè)面向所有專業(yè)的人工智能課程，這是一件具有挑戰(zhàn)性的教學(xué)改革課題。本書的作者 們在總結(jié)多年來人工智能相關(guān)領(lǐng)域科學(xué)研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合通識課程的要求，編寫了這本 書。這是一個有意義的嘗試。

人工智能基礎(chǔ) 內(nèi)容簡介

本書主要針本書主要針對大學(xué)低年級學(xué)生，講解人工智能基礎(chǔ)知識，幫助初入校大學(xué)生了解人工智能的概念，掌握人工智能應(yīng)用技術(shù)，進而獨立創(chuàng)作完成.人工智能相關(guān)作品。本書包含了人工智能導(dǎo)引、人工智能基礎(chǔ)知識、燈光的智能控制、交通燈的智能識別、文字的智能處理、圖像的智能辨識、語音的智能辨識、人機的智能交互、無人駕駛、智能3D打印等方面的知識，注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新意識、動手實踐能力，樹立其正確的信息時代社會責(zé)任感。 本書可作為高等學(xué)校通識課程的人工智能課程教材，也可適合非電類低年級本科生對人工智能入門知識的學(xué)習(xí)。 對大學(xué)低年級學(xué)生，講解人工智能基礎(chǔ)知識，幫助初入校大學(xué)生了解人工智能概念，掌握人工智能應(yīng)用技術(shù)，進而獨立創(chuàng)作完成.人工智能相關(guān)作品。本書包含了人工智能導(dǎo)引、人工智能基礎(chǔ)知識、燈光的智能控制、交通燈的智能識別、文字的智能處理、圖像的智能辨識、語言的智能處理、人機的智能交互、無人駕駛、3D打印等方面知識。注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新意識、動手實踐能力，樹立其正確的信息時代社會責(zé)任感。

人工智能基礎(chǔ) 目錄

第1章 人工智能導(dǎo)引 1
1．1 人工智能的背景 1
1．1．1 什么是人工智能 1
1．1．2 人工智能的誕生：模仿人類行為與思考 2
1．2 人工智能的前世今生 4
1．2．1 人工智能的基礎(chǔ) 4
1．2．2 人工智能的歷史 8
1．2．3 人工智能的研究現(xiàn)狀 9
1．3 人工智能的應(yīng)用 12
1．3．1 人工智能的應(yīng)用問題 12
1．3．2 人工智能的應(yīng)用特征 13
1．3．3 人工智能的應(yīng)用現(xiàn)狀與未來 15
1．4 人工智能的目標 19
思考題 20
第2章 人工智能基礎(chǔ)知識 21
2．1 機器人 21
2．1．1 初識機器人 21
2．1．2 機器人的結(jié)構(gòu)組成 22
2．2 機器學(xué)習(xí) 23
2．2．1 什么是機器學(xué)習(xí) 23
2．2．2 機器學(xué)習(xí)的算法 24
2．3 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 26
2．4 計算機視覺 30
2．5 自然語言處理 32
2．6 群體智能 34
2．7 人機交互 35
2．8 增材制造 36
2．9 大數(shù)據(jù) 38
2．10 虛擬現(xiàn)實 40
思考題 41
第3章 燈光的智能控制 42
3．1 車燈的控制原理 42
3．2 編程環(huán)境的配置 43
3．2．1 硬件模塊的組成 43
3．2．2 軟件環(huán)境的配置 55
3．3 點亮小車車燈 59
3．3．1 什么是程序 59
3．3．2 小車車燈的點亮編程步驟 59
3．3．3 小車車燈的熄滅編程步驟 62
3．4 擴展：制作一個流水燈 63
3．4．1 什么是流水燈 63
3．4．2 流水燈的核心指令 63
3．4．3 制作流水燈的編程步驟 64
思考題 66
第4章 交通燈的智能識別 67
4．1 交通燈的識別原理 67
4．2 顏色傳感器 69
4．3 讓小車智能識別紅綠燈 69
4．3．1 主要材料準備 69
4．3．2 硬件組裝 70
4．3．3 小車識別紅綠燈的編程步驟 70
4．3．4 效果展示 78
4．4 擴展：制作一個顏色辨識器 78
4．4．1 制作顏色辨識器的任務(wù)描述 78
4．4．2 硬件組裝 79
4．4．3 顏色辨識器的編程步驟 79
思考題 84
第5章 文字的智能處理 85
5．1 文本識別原理 85
5．2 文本解析的實現(xiàn) 86
5．3 基于文本信息的小車控制 88
5．3．1 主要材料準備 88
5．3．2 硬件組裝 88
5．3．3 文本信息識別的編程步驟 89
5．4 擴展：多文本信息的連續(xù)控制 94
5．4．1 多文本解析的任務(wù)描述 94
5．4．2 硬件組裝 94
5．4．3 多文本解析的編程步驟 94
思考題 99
第6章 圖像的智能辨識 100
6．1 圖像識別原理 100
6．2 路標形狀識別 101
6．3 讓小車看懂路標 106
6．3．1 材料準備 106
6．3．2 材料組裝 107
6．3．3 小車看懂路標的編程步驟 108
6．4 擴展：智能停車 112
6．4．1 智能停車任務(wù)描述 112
6．4．2 硬件組裝 112
6．4．3 智能停車的編程步驟 112
思考題 116
第7章 語音的智能辨識 117
7．1 語音辨識原理 117
7．2 聲音解析實現(xiàn) 118
7．3 基于聲音的小車控制 120
7．4 擴展：具有交互功能的聲控小車 131
思考題 135
第8章 人機的智能交互 136
8．1 人機交互原理 136
8．2 腦機接口技術(shù) 137
8．2．1 腦機接口組成 137
8．2．2 腦機接口原理 138
8．3 用思維控制小車的啟停 138
8．3．1 什么是信號 139
8．3．2 腦電信號的采集 139
8．3．3 大腦運動意圖的解碼 140
8．3．4 小車的啟？刂瞥绦?qū)崿F(xiàn) 140
8．4 擴展：智能腦控小車 143
思考題 146
第9章 無人駕駛 148
9．1 無人駕駛原理 148
9．2 自動循跡技術(shù) 150
9．2．1 自動循跡原理 150
9．2．2 自動循跡組成 150
9．3 智能小車的自動循跡 151
9．3．1 軌跡的檢測 151
9．3．2 智能循跡小車的實現(xiàn) 152
9．4 擴展：具有避障功能的自動行駛 156
9．4．1 認識超聲波避障 156
9．4．2 超聲波避障的實現(xiàn) 157
9．4．3 具有避障功能的自動行駛小車 159
思考題 164
第10章 智能3D打印 165
10．1 3D打印實現(xiàn)原理 165
10．2 3D打印主流技術(shù) 166
10．2．1 擠出成型（Material Extrusion） 166
10．2．2 粉床熔融成型（Powder Bed Fusion） 168
10．2．3 還原光聚合 169
10．2．4 粘結(jié)劑噴射 170
10．2．5 材料噴射 170
10．2．6 薄板層壓 171
10．2．7 定向能量沉積 171
10．3 3D打印應(yīng)用領(lǐng)域 172
10．3．1 快速原型制作和快速制造 172
10．3．2 汽車 173
10．3．3 航空 173
10．3．4 建筑 173
10．3．5 醫(yī)療 173
10．3．6 教育 174
10．3．7 消費產(chǎn)品 174
10．4 3D打印實現(xiàn)過程 175
10．4．1 3D建模 175
10．4．2 切片 176
10．4．3 打印 176
10．4．4 后期處理 176
10．5 3D打印實操案例 177
10．5．1 SolidWorks設(shè)計軟件基本操作 177
10．5．2 3D打印切片及控制系統(tǒng)基本操作 183
思考題 195
第11章 智能計算技術(shù) 196
11．1 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 196
11．1．1 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)概述 196
11．1．2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí) 197
11．1．3 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)舉例 201
11．2 Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 207
11．2．1 Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu) 208
11．2．2 Hopfield網(wǎng)絡(luò)求解優(yōu)化問題的思想 208
11．2．3 Hopfield網(wǎng)絡(luò)求解FMS調(diào)度問題 209
11．2．4 旅行商問題（TSP）的Hopfield網(wǎng)絡(luò)求解 212
11．3 模擬退火算法 216
11．3．1 模擬退火算法簡介 216
11．3．2 基于Hopfield優(yōu)化模型的模擬退火求解算法 218
11．4 遺傳算法 219
11．4．1 遺傳算法簡介 219
11．4．2 遺傳算法舉例 221
11．5 粒子群算法 226
11．5．1 引言 226
11．5．2 改進的PSO算法優(yōu)化 227
11．5．3 算法性能準則 228
11．5．4 對于有約束優(yōu)化問題的求解算法 230
11．5．5 優(yōu)化問題應(yīng)用 230
11．6 支持向量機 231
11．6．1 支持向量機簡介 231
11．6．2 線性分類器 231
11．6．3 核函數(shù)特征空間 234
11．6．4 軟間隔優(yōu)化問題 235
11．6．5 支持向量機的多類別分類 236
11．6．6 支持向量機的MATLAB應(yīng)用 237
參考文獻 238

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人工智能基礎(chǔ) 作者簡介

王東云，教授，博士，黃淮學(xué)院副校長兼智能制造學(xué)院院長。全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽河南賽區(qū)組委會主任、專家組組長；生物計算國際會議，程序委員會委員、特約審稿人、群智能分會主席；河南省高？萍紕(chuàng)新人才；駐馬店市政府特殊津貼專家；河南省重點學(xué)科控制理論與控制工程學(xué)科帶頭人；中原工學(xué)院自動化***特色專業(yè)負責(zé)人；河南省精品課程、雙語教學(xué)示范課程《自動控制原理》課程負責(zé)人；“自動化專業(yè)控制類課程”省級教學(xué)團隊負責(zé)人。自1984年參加工作以來，一直從事主要從事智能計算、智能控制和智能制造理論的研究與應(yīng)用的教學(xué)與科研。先后主持完成科技部中日合作項目《基于燃料電池和珀耳帖冷卻技術(shù)的節(jié)能與減少溫室氣體排放相結(jié)合的環(huán)保系統(tǒng)的研究》1項、國家自然科學(xué)基金《考慮災(zāi)害時生產(chǎn)機能維持的先進安全過程控制系統(tǒng)的研究及應(yīng)用》等3項；《智能制造系統(tǒng)中智能調(diào)度技術(shù)的研究》、《服裝CIMS關(guān)鍵技術(shù)的研究》等河南省重點攻關(guān)項目、河南省自然科學(xué)基金項目等科研項目10項。其中《高檔棉織物的開發(fā)》獲河南省科技進步二等獎、《基于CDIO工程教育模式的高級應(yīng)用型人才培養(yǎng)研究與實踐》獲河南省優(yōu)秀教學(xué)成果特等獎。出版專著《智能計算在計算機服裝集成制造系統(tǒng)中》等3部。近年來共發(fā)表論文共23篇，其中被SCI、EI收錄13篇，在專業(yè)核心期刊上發(fā)表20篇。2007年獲“河南省優(yōu)秀教師”稱號、2010年獲“紡織之光”優(yōu)秀教師稱號、2015年獲“河南省教學(xué)名師”稱號。

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