人工智能——背景知识、知识体系、应用领域_人工智能背景

一、背景知识

1、图灵测试

图灵在1950年提出，指测试者与被测试者（一个人和一台机器）隔开的情况下，通过一些装置（如键盘）向被测试者提问。进行多次测试后，如果有超过30%的测试者不能确定出被测试者是人还是机器，那么这台机器就通过了测试，并被认为具有人类智能。

2、人工智能定义

人工智能科学的主旨是研究和开发出智能实体，在这一点上它属于工程学。也可以说是一门综合性学科，因为其研究领域涉及数学、逻辑学、归纳学、系统学、控制学、工程学、计算机科学，还包括对哲学、心理学、生物学、神经科学、仿生学、经济学、语言学等其他学科的研究。

3、人工智能的层次

• 弱人工智能：擅长于单个方面，如有能战胜围棋世界冠军的人工智能，但只会下围棋。
  
• 强人工智能（通用人工智能）：人类级别的人工智能，各方面和人类比肩，人类能干的脑力活它都能干。到达该层次很难。
• 超人工智能：在几乎所有领域都比最聪明的人类大脑都聪明很多，包括科学创新、通识和社交技能。
  

4、阿西莫夫机器人三定律

• 第一定律：机器人不得伤害人类个体，或者目睹人类个体将遭受危险而袖手不管。
• 第二定律：机器人必须服从人给予它的命令，当该命令与第一定律冲突时例外。
• 第三定律：机器人在不违反第一、第二定律的情况下要尽可能保护自己的生存。
  

5、社会经济影响

• 产业变革：人工智能导致很多商业模式重新洗牌，对创业者来说是机会也是挑战。
• 失业和社会保障问题：可重复性工作将被机器人取代，导致很多人失业，从而带来一系列社会问题。
• 贫富差距问题：利用人工智能，有钱人更有钱，穷人因为失去了工作而更穷。
• 地区发展不平衡问题：人工智能这一高科技产业可以提高生产效率，使得两个科技实力差别较大的区域的经济失衡。
• 产业结构调整：人与机器的分工，会促进产业结构的调整。

二、知识体系

1、数学基础

• 微积分
• 线性代数
• 概率统计
• 信息论
• 集合论和图论
• 博弈论

2、技术基础

• 计算机原理
• 程序设计语言
• 操作系统
• 分布式系统
• 算法基础

3、机器学习算法

• 机器学习基础：估计方法、特征工程
• 线性模型：线性回归
• 逻辑回归
• 决策树模型：GBDT
• 支持向量机
• 贝叶斯分类器
• 神经网络——深度学习：MLP、CNN、RNN（LSTM）、GAN
• 聚类算法：K均值算法

4、机器学习分类

• 监督学习：分类任务、回归任务
• 无监督学习：聚类任务
• 迁移学习
• 强化学习

5、问题领域

• 语言识别
• 字符识别：手写识别
• 机器视觉
• 自然语言处理：机器翻译
• 自然语言理解
• 知识推理
• 自动控制
• 游戏理论和人机对弈：象棋、围棋、德州扑克、星际争霸
• 数据挖掘

6、机器学习架构

• 加速芯片：CPU、GPU、FPGA、ASIC（TPU）
• 虚拟化：容器（Decker）
• 分布式结构：Spark
• 库和计算框架：TensorFlow、scikt-learn、Caffe、MXNET、Theano、Torch、Microsoft CNTK

7、可视化解决方案

8、云服务

• Amazon ML
• Google Cloud ML
• Microsoft Azure ML
• 阿里云ML

9、数据集和竞赛

• ImageNet
• MSCOCC
• Kaggle
• 阿里天池
  

10、其他相关技术

• 知识图谱
• 统计语言模型
• 专家系统
• 遗传算法
• 博弈算法：纳什均衡

三、应用领域

1、互联网和移动互联网应用

• 搜索引擎
• 内容推荐引擎
• 精准营销
• 语音和自然语言交互
• 图像和视频内容理解、检索
• 用户画像
• 反欺诈

2、自动驾驶、指挥交通、物流、共享出行

• 自动驾驶汽车：传感器、感知、规划、控制、整车集成、车联网、高精度地图、模拟器
• 智慧公路网络和交通标志
• 共享出行
• 自动物流车辆和物流机器人
• 智能物流规划

3、智能金融

• 银行业：风控和反欺诈、精准营销、投资决策、智能客服
• 保险业：风控和反欺诈、精准营销、智能理赔流程、智能客服
  
• 证券、基金、投行等：量化交易、智能投顾

4、智慧医疗

• 医学影像智能判读
• 辅助诊断
• 病例理解和检索
• 手术机器人
• 康复智能设备
• 智能制药

5、家用机器人和服务机器人

• 智能家居
• 老幼伴侣
• 生活服务

6、智能制造业

• 工业机器人
• 智能生产系统
  

7、人工智能辅助教育

• 智慧课堂
• 学习机器人
  

8、智慧农业

• 智慧农业管理系统
• 智慧农业设备
  

9、智能新闻写作

• 写稿机器人
• 收集资料机器人
  

10、机器翻译

• 文字翻译
• 声音翻译
  

11、机器仿生

• 动物仿生
• 器官仿生
  

12、智能律师助理

• 智慧法律咨询
• 案例数据库机器人
  

13、人工智能驱动的娱乐业

14、人工智能艺术创造

15、智能客服