第一章 第二节 人工智能与智能机器人 课件 2023—2024学年河大音像版（2020）初中信息技术八年级上册

第二节 人工智能与智能机器人 Artificial Intelligence and Intelligent Robots 第一章 人工智能初步 1、掌握智能机器人的组成。 2、理解智能机器人的含义、分类及应用。 3、了解人工智能的结构化层次与组成。 学习目标 近年来，人工智能得到了较快的发展，涉及的领域越来越多，应用也越来越广，在很多领域发挥着重要作用。 通过“人机比拼谁更强”，让学生讨论什么是人工智能及生活中人工智能的应用，对人工智能及其应用有一个初步的体验。 学生讨论 导学诱思 人工智能 人工智能的结构化层次 基础层 为人工智能发展提供基础设施和资源支持，包括计算能力和大数据。 算法层 用系统的方法描述解决问题的策略机制，主要指目前相对成熟的深度学习、机器学习等算法。 技术层 对人工智能产品的智能化程度起到直接作用，包括赋予机器感知的计算机视觉技术和语音技术、提供理解能力的自然语言处理技术、提供决策能力的规划决策系统和大数据分析技术 应用层 主要利用技术层输出的通用技术实现不同场景的落地应用，为用户提供智能化的产品和服务，使人工智能与产业深度融合，为传统行业的发展带来新的动力。 人工智能的组成 人工智能系统由基本技术要素和三大机构组成，在它们的配合及反馈机制的保障下，人工智能得以快速、健壮地发展。 人工智能系统 基本技术要素 算法 数据 计算能力 机构 感知机构 决策机构 执行机构 Add your Title Here 算法是解决问题的步骤，人工智能的背后是一系列智能算法，如决策算法、聚类算法、分类算法、搜索算法、人工神经网络及深度学习算法等。它从海量数据中学习相关知识，并将学习到的知识运用到解决实际问题中。 人工智能的前期发展较缓慢，其中一个原因是缺乏足够的数据供算法进行学习。 研究人员可以获得大量的数据来训练复杂的智能算法，使其从海量的数据中学习丰富的知识。 算法 数据 计算能力 计算能力的大幅提升使得人工智能的算法得以实现，相关大数据得以处理。我国新一代百亿亿级超级计算机“天河三号”就是典型代表。 人工智能的结构化层次与组成 分析无人驾驶汽车智能系统的机构组成，并尝试用自己的语言进行描述。 小组讨论 车主用语音、触摸输入或手动操作等方式发动无人驾驶汽车后，以计算机系统为主的 智能驾驶仪启动。之后，智能驾驶仪利用“感知机构”一车载传感器（视频摄像头、雷 达传感器、激光测距器等）来了解周围的文通状况，感知车辆周围环境。根据感知所获得 的道路、车辆位置和障碍物等信息，“决策机构”做出车辆行驶速度、转向南度、停止或行 进的信息指令，“执行机构"一汽车的发动机、底盘、车身和电气设备等综合运行，让汽 车完成启停、直行/后退、转向等操作，从而使车辆能够安全、可靠地在道路上行驶。 实践活动1 智能机器人是自动执行工作的机器装置，它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编写的程序，有些还具有学习能力。也就是说，智能机器人可以根据以人工智能技术制定的原则行动，辅助甚至代替人类完成危险、繁重、复杂的工作，提高工作效率与质量，服务人类生活或延伸人的活动及能力范围。 （一）智能机器人 智能机器人有多种分类方法，常用的分类方法是根据应用环境的不同进行分类。 （二）智能机器人的分类和应用 智能机器人及其分类与应用 应用领域 举例 工业领域 雕刻机器人、高空电缆检修机器人、汽车装配机器人、加油机器人等。 服务领域 导盲机器人、传菜机器人、送快递机器人、分拣机器人、保姆机器人、导游机器人、扫地机器人、高空擦窗机器人、教育机器人等。 艺术领域 弹琴机器人、乐队指挥机器人、机器人乐队、会写书法的机器人、会作诗的机器人等 …… …… 工业机器人 雕刻机器人 汽车装配机器人 高空电缆机器人 加油机器人 智能机器人及其分类和应用 服务机器人 智能机器人的分类和应用 导盲机器人 送快递机器人 扫地机器人 教育机器人 艺术机器人 智能机器人的分类和应用 弹琴机器人 乐队指挥机器人 会写书法机器人 会作诗机器人 其他机器人 智能机器人的分类和应用 做手术机器人 防爆侦察机器人 播种机器人 水下机器人 举出一种自己比较熟悉的智能机器人，说说它的作用与功能。 说一说 以扫地机器人为例（不同类型的扫地机器人功用有所不同，这里以常见的有路径规划、 自动充电功能的机器人为例），一般能设定时间预约打扫，自行充电。现在的智能扫地机器 人一般都有路径规划功能，可配合机身设定控制路径，从而在室内反复行走进行打扫。当 电量不足时，机器人能根据既定路线自行回到充电处充电。机器人上安装有传感器，可侦 测障碍物，并根据障碍物情况自行转弯。扫地机器人都配有集尘盒，吸纳灰尘、垃圾，集 尘盒装满后，一般需要手动清理。有些扫地机器人具备拖地功能，甚至能自