人工智能导论(第2版)
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前言

写作背景

当前,人工智能仍然处于稳步发展过程中。全社会对人工智能的关注居高不下。人工智能产业对相关专业人才的需求依然旺盛。各类高等院校也在通过专业建设、学科建设、教师队伍建设、产学合作等来构建人工智能、大数据等相关专业的人才培养体系。人工智能是与人类自身,尤其是心智直接紧密联系的学科。人工智能教育应该以引导学生投入人工智能的发展这一终极目标为使命,而不只是传授技能。这样才能真正激发学生的兴趣和创造力。

从高等院校的教育使命出发,高等院校的人工智能教育应对商业意义的人工智能及科学意义的人工智能加以区分,不应一味地以商业或市场需求为导向,忽略人工智能本身的科学价值和终极意义。

人工智能教育不应单纯面向传统理工科、新工科学生,而应面向全专业的学生;不应单纯地让学生学习算法或机器学习技术,而应让学生通过对人工智能的全面理解,树立人工智能理念,培养人工智能素养。本书第1版于2020年7月出版,得到了许多院校师生的肯定,取得了良好的教学效果。为了及时反映人工智能新理论、新方法、新技术和未来发展趋势,深度启发学生的思维,培养学生对人工智能的兴趣、思维和创新精神,编者对第1版的内容进行了修订和更新。

为了使读者能够全面认识和理解人工智能,编者提出了人工智能五维知识体系教育教学理念,这也是本书写作的理念支撑。

本书旨在使读者从智能机制出发来学习和理解人工智能,全面、系统地认识和理解人工智能的本质与内涵,从技术应用到社会影响,从商业价值到伦理道德及法律风险等都有全面、深入的理解。

内容特点

本书按照人工智能五维知识体系组织编写,内容分为 5 大部分共13章。本书内容特点如下。

1.与时俱进的人工智能知识内容

传统、经典人工智能方法与前沿人工智能理论、技术、方法兼收并蓄,与时俱进,能够满足学生对新一代及前沿人工智能理论、技术、方法的学习需求。

2.模块化的人工智能知识结构

本书按照人工智能五维知识体系建立模块化的知识结构。这种知识体系结构清晰,内容充实,组织灵活,读者可以按照实际学习需求对各部分各章节中的知识增删、取舍、搭配。

3.多层次认识人工智能

本书内容隐含认识人工智能本质和内涵的5个层次,即大历史观、哲学思想、社会与文明、多学科交叉、工程技术和应用。每个层次的内容在不同章节中体现,激发读者的学习兴趣、创新思维,培养其人工智能素养和创造能力。

4.全方位解读人工智能

相较于当前以技术为核心的人工智能知识学习,本书从哲学思想、学科基础知识、技术方法应用、伦理与法律等多方位解读人工智能,总体上加深读者对人工智能的系统性、整体性认识和理解。

5.强调人工智能伦理与法律的意义

本书将人工智能伦理与法律作为人工智能知识体系的重要组成部分,目的在于强调人工智能伦理与法律对人工智能发展的基础性意义,启发读者在重视人工智能技术学习的同时,特别关注人工智能伦理与法律对人工智能发展的引导性作用和意义。

学时建议

本书参考学时建议如表0.1所示。

表0.1 参考学时建议

不同专业和领域的读者,可以根据自己的专业和兴趣有选择地学习和阅读有关章节:

人工智能、机器人工程等新工科专业,以及计算机科学与技术等传统理工科专业的学生,在理解智能与人工智能的基本概念基础上,重点通过对机器学习、人工神经网络、感知智能、认知智能、语言智能等技术内容的学习,相对全面地认识和理解人工智能的基本概念、技术、方法和应用,涉及第1~9章、第12章、第13章,第10章类脑智能和第11章混合智能可以作为选学或自学内容;

对于非工科专业的学生,主要从第1章介绍的智能的基本概念出发,了解和认识人工智能的基本概念、方法、应用,以及伦理与法律的意义和作用,可以重点学习第1章、第2章、第3章、第12章、第13章,第4~11章内容,不同专业可以自行选择相关知识点学习。

总体上,本书内容采用模块化设计,各章内容相对独立,可根据实际课程情况(教师、学时、课程类型等),对各章内容自行组合设计,选择性学习。

对于其他读者,学习建议如下:

对人工智能比较有兴趣的初学者可以学习第1章、第4章、第5~12章,通过这些章节的学习可以了解和掌握人工智能基本概念、历史、基本原理和基础技术及方法,以及前沿技术;

社会科学、经济学、哲学、法学等专业领域的初学者,可以学习第1~3章,以及第12章、第13章,学习这些章节可以了解和掌握人工智能基本概念、历史、哲学意义以及行业应用、社会影响与作用,对于其余章节,初学者可根据自身实际情况选择性学习。

配套资源

本书提供了配套学习资源,读者可通过人邮教育社区(www.ryjiaoyu.com)下载本书配套的电子资源,包括教学大纲、教案、教学课件 PPT、习题答案、思政素材、实践案例及其他拓展学习资料。

编者主讲的配套慕课“人工智能导论”获评2021年春夏学期智慧树一流学科建设精品课程、2021年秋冬学期智慧树“混合式精品专业课程TOP100”、2021年首届“智慧树杯”课程思政示范案例教学大赛卓越奖、2021年省级线上一流精品课程、2022年春夏学期智慧树混合式直播专业精品、2022年秋冬学期智慧树双一流高校精品课程(专业课)、2023年国家级本科一流线上课程。

致谢

本书由莫宏伟担任主编,徐立芳担任副主编。莫宏伟编写了第1~3章和第7~13章,徐立芳编写了第4~6章,邵鹏、周宏亮、胡泽强等硕士研究生在图片绘制与修改方面提供了协助,感谢大家的付出。此外,书中还引用了一些国内外公开发表的论文、出版的图书,以及网络资料等公共资源,在此向其著作者致谢!

限于编者水平和经验,书中难免存在疏漏之处,恳请读者朋友和相关领域的专家学者拨冗批评指正。

编者

2023年11月于哈尔滨