第一课 初识人工智能
开启未来之旅
2019年的一天，小智跟往常一样来到图书馆看书。正津津有味地看着书中描述人工智能的相关内容时，一本书突然从书架上掉落下来，恰巧砸在了小智的脑袋上。还没等他反应过来，落下来的书里发射出一束光，瞬间将小智吸了进去，如图1-2所示。
图1-2 被光吸进去的小智
书页合拢掉在地上，封面上的日期赫然显示着2049年。
“哐啷！”一阵巨响，小智突然从半空中出现，跌落在一张书桌上。“哎哟，真疼！”小智一只手揉着刚刚与桌子面亲密接触过的臀部，另一只手勉强将自己撑起。
周围环境已与刚才的图书馆完全不一样——长长的液晶显示屏挂满墙壁，几个身穿白色长袍的同龄人站在显示屏前滑动屏幕，屏幕上的数据也随之发生变化。一个人边看屏幕上的数据，边和旁边的类人形机器人交流……
这些都是他在书上才看得到的新兴科技。小智环顾着这个充满科技感的场所，目光停在眼前，一只露着两颗硕大门牙并且身上布满红色毛发的河狸吃惊地站在小智面前。
“咦？这怎么还有一只河狸？”
“别叫人家河狸，我是乐乐！”乐乐回过神来，气鼓鼓地说：“算了，也是我先对不起你的。”
“什么情况呀？”
“我刚刚在做实验的时候不小心触动了时空传送按钮，把2019年的你传到2049年来了。”乐乐不好意思地挠挠头，看着小智说：“真是对不起你了，我一定会将你安然无恙地送到2019年的。”
“原来这就是2049年的图书馆呀。”
“嗯嗯，我先带你找我们这儿最聪明的Q博士，他一定知道怎么把你送回去。”
乐乐领着小智来到Q博士的办公室。
“Q博士，我犯错了，”乐乐愧疚地说道，“我在做实验的时候，不小心触动了时空传送按钮，将2019年的这个小男孩带到2049年的世界来了。”
小智也焦急道：“Q博士您好，我叫小智，请问我还能回到2019年吗？”
Q博士推了推眼镜安慰着小智和乐乐：“小智放心，当然可以。最新的传输技术已经可以实现时空穿越帮助你回到2019年了，不过这可能需要几天的时间计算，我可以先带你看看2049年的世界，怎么样？”
小智开心地说道：“好呀，谢谢Q博士。”
小智的脑袋里装满了十万个为什么：“Q博士，你刚刚说到的人工智能我也在书上看到了，但是还不是太清楚，您能给我介绍一下吗？”小智立马展现出科技迷的一面。
Q博士笑着说道：“当然可以！乐乐先为小智介绍一下人工智能是什么吧！”
人工智能是什么
人工智能（Artificial Intelligence，AI），是人类研究、制造并模拟人类行为，为人类生活服务的一种计算机技术，目的是研究出具有自我判断准则并帮助科学家探寻人类智力极限的科技产品。人工智能的研究包括智能机器人、语音技术、图像识别技术和自然语言处理技术等。
人工智能就是人类制造模仿人类行为的智能体呀！
人工智能的诞生
1950年，“计算机之父”图灵提出了著名的图灵测试（The Turing Test）——如果机器能被30%的人误判为是人类，则认为该机器具有“人类智能”。
1956年8月的一天，在美国汉诺斯小镇的达特茅斯学院，几位信息学科学家正聚在一起，讨论着图灵提出的这一神秘而又奇妙的观点：用机器来模仿人类学习以及其他方面的智能。会议时间足足持续了两个月，虽然大家没有达成普遍的共识，但是却为会议讨论的内容起了一个名字：人工智能。
2016年，AlphaGO打败人类围棋世界冠军，自此人工智能的发展势不可当。人工智能的发展过程如图1-3所示。
图1-3 人工智能的发展过程
妙趣生活
小智，你在生活中遇到过人工智能吗？
我想想。人类制造、模仿人类行为，还有智能……
人工智能的定义告诉我们，人工智能不仅指人类制造，还包括模仿人类的行为，当然我们也需要知道，人工智能的使用是为了人们的生活更加便捷。
在生活中，我们在家里看到的扫地机器人、父母在停车时使用的汽车自带的自动停车功能、移动设备上的智能语音助手等都是人工智能发展的结果，如图1-4、图1-5、图1-6所示。
图1-4 扫地机器人
图1-5 自动停车功能
图1-6 智能语音助手
人工智能存在于我们生活中的各个角落。
人工智能的现状
随着信息技术的发展，人工智能已是热点话题，受到大家的广泛关注。人工智能领域包括计算机视觉、自然语言处理、智能语音和算法等方面，了解人工智能的现状是认识人工智能的前提。
人工智能在这些方面的应用是什么？
计算机视觉
人工智能在计算机视觉方面的应用体现在赋予计算机“看”和“辨”的能力。计算机通过摄像设备获取外界图像信息，计算机视觉技术可以在图像信息中识别出需要的数据，比如可以根据上传的照片辨别出人的模样。计算机视觉技术的应用主要有人脸识别、自动驾驶、图像识别等。人工智能在计算机视觉方面的发展尤为迅速。
计算机视觉技术的应用便是模仿了人类的眼睛和大脑呀！
自然语言处理
人工智能在自然语言处理方面的应用体现在赋予计算机“识别语言与人机对话”的能力。计算机可对语言做出一定的判断，比如可以根据语言文字判断出使用者的情绪。自然语言处理技术的应用主要有自然语言转译、文本检索、文本分类等。
自然语言处理模仿的是人类对语言和文本的处理！
智能语音
人工智能在智能语音方面的应用体现在赋予计算机“听”和“说”的能力。计算机可以通过收音和播音设备对接收到的语音进行判断和反馈。比如可以记忆一个人的说话声音，从而通过声音记住一个人。智能语音技术的应用主要有语音识别、语音合成、语音翻译等。
智能语音技术模仿的是人类的耳朵、大脑和嘴巴的功能！
算法
人工智能在算法方面的应用体现在赋予计算机“思考”的能力。计算机可以对收集到的数据使用不同的计算方法，通过合理的计算方法做出最优解。比如一个放置在迷宫内的智能机器人可以通过不断地试错，最终找到出口。常见的人工智能算法主要有人工神经网络和深度学习等。算法的发展决定了人工智能中智能的发展。人工智能的应用如图1-7所示。
算法对于人工智能就相当于大脑的思维能力！
图1-7 人工智能的应用
AI课堂
我们身边出现越来越多的人工智能，我们如何判断机器是否具有人工智能呢？机器如果能够通过图灵测试，则认为该机器具有人工智能。
图灵测试指测试者在与被测试者（一个人或一台机器）隔开的情况下，通过一些装置（如键盘）向被测试者随意提问，测试者根据回答，判断被测试者是机器（回答者A）还是人（回答者B）。进行多次测试后，如果测试者的误判率达到30%以上，那么这台机器（回答者A）就通过了测试，并被认为具有人类智能。如图1-8所示。
图1-8 图灵测试
（一）活动主题：模仿“图灵测试”
（二）活动人数：2人／组
（三）活动流程
（1）两名同学为一个小组。将两个人分别安排在实验室A、B内，实验室A内的同学作为提问者，提出10个问题。实验室B内的同学作为问题回答者，与此同时，给实验B内的同学配备一台机器，该同学在回答问题时可选择是否让机器代替他给出答案。
（2）实验室A的提问者根据实验室B的回答者给出的答案，判断、记录他认为是机器给出答案的次数。
（3）通过以下计算公式，可计算出机器回答问题的比率。将比率结果与30%进行对比，如果比率低于30%，我们可以认为这个机器是智能的。
机器回答问题的比率=判断回答者是机器的回答次数／问题的总次数×100%
例
问：“小明对小红谢了又谢，因为她伸出了援手”。是谁伸出了援手？
答：这问题真有趣。
问：34957加70764等于多少？
答：（停30秒后）105721。
问：你会下国际象棋吗？
答：是的。
问：我在我的K1处有棋子K；你仅在K6处有棋子K，在R1处有棋子R。轮到你走时，你应该下哪步棋？
答：（停15秒钟后）棋子R走到R8处，将军！
请同学们开动脑筋，想一想有哪些问题能够更好地分辨出回答问题的是机器还是人类呢。
大展身手
人工智能变得更聪明，相应地也会给我们提供更多的便利。我们一起来看一下当今社会都有哪些人工智能吧！
登录网站（https://ai.baidu.com/——百度大脑），在网站的“开放能力”选项下拉列表，查看里面的人工智能技术是否都能理解，想想这些技术实现了哪些功能。
百度大脑页面如图1-9所示。
图1-9 百度大脑页面