人工智能算法與實(shí)踐-第1章 人工智能與算法概述

1.4算法在人工智能中的應(yīng)用1.1人工智能1.2

AI算法簡(jiǎn)介1.3人工智能與算法的關(guān)系目錄第一章人工智能與算法概述人工智能算法與實(shí)踐—1

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01人工智能PartONE—2

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人工智能核心要點(diǎn)計(jì)算機(jī)視覺(jué)、機(jī)器學(xué)習(xí)、自然語(yǔ)言處理、機(jī)器人和語(yǔ)音識(shí)別。以上5項(xiàng)技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化，是人工智能產(chǎn)業(yè)化的要素。人工智能將是一個(gè)萬(wàn)億級(jí)的市場(chǎng)，甚至是10萬(wàn)億級(jí)的市場(chǎng)，將會(huì)為我們帶來(lái)一些全新且容量巨大的子產(chǎn)業(yè)，比如機(jī)器人、智能傳感器、可穿戴設(shè)備等，其中最令人期待的是機(jī)器人子產(chǎn)業(yè)。人工智能的定義人工智能也稱作機(jī)器智能，是計(jì)算機(jī)科學(xué)、控制論、信息論、神經(jīng)生理學(xué)、心理學(xué)、語(yǔ)言學(xué)等多種學(xué)科互相滲透而發(fā)展起來(lái)的一門(mén)綜合性學(xué)科。人工智能的應(yīng)用面也非常廣，例如，用計(jì)算機(jī)模擬人腦的部分功能進(jìn)行學(xué)習(xí)、推理、聯(lián)想和決策；模擬醫(yī)生給病人診病的醫(yī)療診斷專家系統(tǒng)；機(jī)器人的研究和應(yīng)用等。1.1.1人工智能的概念—3

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1.1.2人工智能的發(fā)展?fàn)I銷(xiāo)與信息服務(wù)

人工智能通過(guò)用戶畫(huà)像和推薦系統(tǒng)，應(yīng)用的后臺(tái)服務(wù)器可以根據(jù)你的瀏覽行為與相關(guān)數(shù)據(jù)，做到精準(zhǔn)推薦相關(guān)內(nèi)容。生產(chǎn)與制造業(yè)

在現(xiàn)代化的生產(chǎn)和制造業(yè)中，人工智能技術(shù)的應(yīng)用為企業(yè)帶來(lái)更高效的生產(chǎn)效率、更優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品質(zhì)量和更合理的全局調(diào)度，提高企業(yè)的生產(chǎn)效益。交通與運(yùn)輸

教育

“AI+教育”打造了一個(gè)未來(lái)教育領(lǐng)域的典型示范。在課堂上，學(xué)生們可以佩戴虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備去身臨其境般地體驗(yàn)課本上的不同知識(shí)，而不只是面對(duì)文字。1.1.3人工智能的應(yīng)用—5

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在網(wǎng)約車(chē)司機(jī)調(diào)度、餐飲配送、出行路線規(guī)劃等領(lǐng)域，高德、百度、騰訊等企業(yè)利用人工智能實(shí)時(shí)優(yōu)化導(dǎo)航服務(wù)。生物與基因科學(xué)研究利用深度學(xué)習(xí)、知識(shí)圖譜以及大數(shù)據(jù)挖掘等技術(shù)和高性能計(jì)算機(jī)的研發(fā)與使用，甚至可以實(shí)現(xiàn)基因編程，從根本上延長(zhǎng)人類(lèi)的壽命。醫(yī)療衛(wèi)生保健基于大數(shù)據(jù)、深度學(xué)習(xí)以及圖像識(shí)別技術(shù)，醫(yī)生可以獲得更快速準(zhǔn)確的病情診斷，更安全的手術(shù)和及時(shí)的醫(yī)療救助，進(jìn)而提高每個(gè)人的長(zhǎng)期存活率。智能家居客服與政務(wù)系統(tǒng)“AI+教育”打造了一個(gè)未來(lái)教育領(lǐng)域的典型示范智能聊天機(jī)器人能夠快速準(zhǔn)確地定位客戶需求，從而實(shí)現(xiàn)高效率的工作，極大地降低企業(yè)客服運(yùn)營(yíng)成本，提高辦公效率并提升用戶體驗(yàn)。1.1.3人工智能的應(yīng)用—6

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智能家居是人們現(xiàn)在可以直觀感受到的人工智能技術(shù)。借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)，為人們提供更高效、更方便和更安全的生活體驗(yàn)，提升人們的幸福感。02AI算法簡(jiǎn)介PartTWO—7

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什么是算法？“算法”一詞英文為“algorithm”，指的是解題方案的準(zhǔn)確而完整的描述，是一系列解決問(wèn)題的清晰指令，即用系統(tǒng)的方法描述解決問(wèn)題的策略機(jī)制。算法一般可以為數(shù)學(xué)原理、計(jì)算公式和計(jì)算方法，也可以為文字、流程圖或代碼等。通常我們熟知的基本數(shù)學(xué)算法包括求解線性方程的算法、求解最小公倍數(shù)的算法等。而在計(jì)算機(jī)相關(guān)的領(lǐng)域，常用算法包括排序算法、遞歸算法、動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法、貪心算法等。算法對(duì)于人類(lèi)生產(chǎn)生活的各個(gè)領(lǐng)域都起到了巨大的推動(dòng)作用，為人類(lèi)的生活帶來(lái)了諸多便利。1.2.1算法定義—8

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AI算法定義人工智能算法，即通過(guò)計(jì)算機(jī)來(lái)模擬人的思維和智能，在一定的輸入前提之下，按照設(shè)定程序運(yùn)行，由計(jì)算機(jī)來(lái)完成特定功能的輸出，解決特定問(wèn)題的方法的準(zhǔn)確描述或清晰的有限指令。人工智能算法的本質(zhì)就是按照其自身邏輯展開(kāi)一系列對(duì)用戶和數(shù)據(jù)的抓取，通過(guò)技術(shù)邏輯設(shè)定的方向?qū)С瞿硞€(gè)結(jié)果。例如利用人工智能算法實(shí)現(xiàn)的商品推薦就是在深度分析用戶個(gè)人數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，為其推送符合其偏好的信息。1.2.2

AI算法定義—9

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神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)類(lèi)(反向傳播、波爾茲曼機(jī)、卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等)，貝葉斯類(lèi)(樸素貝葉斯、高斯貝葉斯等)，決策樹(shù)類(lèi)(分類(lèi)和回歸樹(shù)等)，線性分類(lèi)器類(lèi)(Fisher的線性判別、線性回歸、邏輯回歸等)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)類(lèi)(生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)，前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等)

，關(guān)聯(lián)規(guī)則學(xué)習(xí)類(lèi)(先驗(yàn)算法、Eclat算法、FP-Growth算法等)

，分層聚類(lèi)算(單連鎖聚類(lèi)，概念聚類(lèi)等)

，聚類(lèi)分析(K-means算法、K均值聚類(lèi)、K-medians聚類(lèi)等)

，異常檢測(cè)類(lèi)(K最鄰近算法，局部異常因子算法等)

生成模型、低密度分離、基于圖形的方法、聯(lián)合訓(xùn)練等。Q學(xué)習(xí)、狀態(tài)-行動(dòng)-獎(jiǎng)勵(lì)-狀態(tài)-行動(dòng)、DQN、策略梯度算法、基于模型強(qiáng)化學(xué)習(xí)、時(shí)序差分學(xué)習(xí)等。1234按照訓(xùn)練方式分類(lèi)1.2.3

AI算法分類(lèi)—10

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監(jiān)督學(xué)習(xí)無(wú)監(jiān)督學(xué)習(xí)半監(jiān)督學(xué)習(xí)類(lèi)強(qiáng)化學(xué)習(xí)類(lèi)按照任務(wù)類(lèi)型分類(lèi)多分類(lèi)聚類(lèi)異常檢測(cè)回歸二分類(lèi)二分類(lèi)支持向量機(jī)，二分類(lèi)平均感知器，二分類(lèi)決策森林等多分類(lèi)邏輯回歸，多分類(lèi)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，多分類(lèi)決策森林等排序回歸，泊松回歸，線性回歸等層次聚類(lèi)，K-means算法，模糊聚類(lèi)FCM算法等一分類(lèi)支持向量機(jī)，基于PCA的異常檢測(cè)等1.2.3

AI算法分類(lèi)—11

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03人工智能與算法的關(guān)系PartTHREE—12

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人工智能與算法人工智能的三大基石—算法、數(shù)據(jù)和計(jì)算能力，算法作為其中之一，是非常重要的。人工智能發(fā)展需要算法，算法的優(yōu)劣直接導(dǎo)致了人工智能的水平高低。目前，掌握人工智能領(lǐng)域中使用最廣泛的編程語(yǔ)言Python。對(duì)于AI項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，算法幾乎是靈魂。在人工智能看來(lái)，人的所有行動(dòng)都只是一種算法，是一種數(shù)據(jù)隨意組合之后的可能性結(jié)果。人工智能與算法的關(guān)系，大致可以理解為人工智能與機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)的關(guān)系。人工智能是最早出現(xiàn)的，也是最大的，其次是機(jī)器學(xué)習(xí)、最后是深度學(xué)習(xí)。1.3人工智能與算法的關(guān)系

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人工智能機(jī)器學(xué)習(xí)深度學(xué)習(xí)1人工智能是為機(jī)器賦予人的智能早在1956年夏天那次會(huì)議，人工智能的先驅(qū)們就夢(mèng)想著用當(dāng)時(shí)剛剛出現(xiàn)的計(jì)算機(jī)來(lái)構(gòu)造復(fù)雜的、擁有與人類(lèi)智慧同樣本質(zhì)特性的機(jī)器。2機(jī)器學(xué)習(xí)是一種實(shí)現(xiàn)人工智能的方法機(jī)器學(xué)習(xí)最基本的做法，是使用算法來(lái)解析數(shù)據(jù)、從中學(xué)習(xí)，然后對(duì)真實(shí)世界中的事件做出決策和預(yù)測(cè)。3深度學(xué)習(xí)是一種實(shí)現(xiàn)機(jī)器學(xué)習(xí)的技術(shù)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ArtificialNeuralNetworks）是早期機(jī)器學(xué)習(xí)中的一個(gè)重要的算法，歷經(jīng)數(shù)十年風(fēng)風(fēng)雨雨。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的原理是受我們大腦的生理結(jié)構(gòu)——互相交叉相連的神經(jīng)元啟發(fā)。1.3人工智能與算法的關(guān)系

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04算法在人工智能的應(yīng)用PartFOUR—15

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….金融領(lǐng)域汽車(chē)領(lǐng)域圍棋領(lǐng)域隨著社會(huì)的發(fā)展，時(shí)代的進(jìn)步，人工智能的發(fā)展也越來(lái)越迅速，同時(shí)算法在人工智能里扮演者至關(guān)重要的角色，人工智能在圖像語(yǔ)音識(shí)別、機(jī)器人科技、金融科技等各個(gè)領(lǐng)域里已經(jīng)取得了巨大的成就。AlphaGo2017年5月份在杭州烏鎮(zhèn)人工智能技術(shù)以AlphaGo為載體與圍棋世界冠軍柯潔進(jìn)行了世紀(jì)大戰(zhàn)，最終以3：0的比分取得了毫無(wú)