第六章 人工智能及其应用（知识清单+练习题）-高一信息技术必修1粤教版（2019）

粤教版2019高中信息技术必修1 第六章人工智能及其应用 知识清单 第一部分： 考试内容分析 1、了解人工智能技术。 2、认识人工智能在信息社会中的重要作用。 第二部分： 知识点梳理 1、人工智能的定义： （1）是计算机科学的一个分支。 （2）是研究计算机模拟人的某些感知能力、思维过程和智能行为（如学习、推理、思考、规划等）的学科。 2、领域知识智能问答机器人： （1）作用：实现人机自动问答的智能信息系统。 ①用户：直接向机器人提出自己关心的问题。 ②机器人：根据用户的提问把系统中已有的相似问题的正确答案按问句相似度进行排序，再把排序后的结果作为答案反馈给用户；最后将认为最满意的答案标记为最佳答案。 （2）常见模块： ①常见问题解答（FAQ）：用于提高智能问答系统的效率，在FAQ库中寻找是否有用户问题。 主要技术：问句相似度计算（通常采用Jaccard相似度系数算法）和候选问句的选择。 ②问题理解：理解用户的问题，确定问题的关键词和问题的类型。 主要技术：分析、同义词词典、分类方法 ③信息检索：从互联网或者知识库找到与问题相关的文档作为答案提取的原材料。 主要技术：查询扩展、构建语料库、词汇索引、文档排序 ④文档库：用于存放专家提供的知识。 ⑤答案抽取：利用问题的类型构建相应的答案抽取策略，从信息检索后的文档中对排序靠前的文档进行答案的定位和输出。 主要技术：指定答案抽取模板、模式匹配、聚类 3、图灵测试： （1）人物：阿兰·图灵 （2）测试内容： ①说法1：被测试者的回答中超过30%的答复让测试者无法确定哪个是人、哪个是机器的回答，那么这台机器就通过了测试，并被认为具有人类智能。【这种说法更直接地反映测试的核心思想：即机器的回答是否足以让测试者无法区分其是人类还是机器】 ②说法2：被测机器的回答让测试人做出错误判断的比例超过70%，从而认为机器通过了测试，但是这种方式并不是图灵测试的标准定义。 4、人工智能发展的三个阶段： （1）第一阶段（20世纪50年代—80年代）： ①优势：基于抽象数学推理的可编程数字计算机已经出现，符号主义（Symbolism）快速发展。 ②不足：随着计算任务的复杂性不断加大，计算能力远远不能满足需求，人工智能发展一度遇到瓶颈。 （2）第二阶段（20世纪80年代—90年代末）： ①优势：专家系统得到快速发展，数学模型有重大突破。 ②不足：专家系统在知识获取、推理能力等方面的不足，以及开发成本高等原因，人工智能的发展又一次进入低谷期。 （3）第三阶段（21世纪初至今）：繁荣时期 ①发展模式从过去追求“用计算机模拟人工智能”，逐步转向以机器与人结合而成的增强型混合智能系统。 ②用机器、人、网络结合成新的群智系统。 ③用机器、人、网络和物结合成的更加复杂的智能系统。 5、人工智能的应用 （1）智能制造方面： ①智能制造的描述：是基于新一代信息通信技术与先进制造技术深度融合，贯穿于设计、生产、管理、服务等制造活动的各个环节，具有自感知、自学习、自决策、自执行、自适应等功能的新型生产方式。 ②智能制造对人工智能的需求：一是智能装备；二是智能工厂；三是智能服务。 ③智能装备：自动识别设备、人机交互系统、工业机器人、数控机床。 ④智能工厂：智能设计、智能生产、智能管理以及集成优化。 ⑤智能服务：大规模个性化定制、远程维护以及预测性维护。 （2）智能家居方面： ①智能家居的描述：以住宅为平台，基于物联网技术，是由硬件（智能家电、智能硬件、安防控制设备、家具等）、软件系统、云计算平台构成的家居生态圈，实现人远程控制设备、设备间互联互通、设备自我学习等功能，并通过收集、分析用户行为数据为用户提供个性化生活服务，使家居生活安全、节能、便捷等。 ②智能家居的应用实例：开关窗帘（窗户）、智能家用电器和照明系统、扫地机器人、智能电视、智能门锁。 （3）智能教育方面（智能导师）： ①智能导师是人工智能在教育领域的一个重要应用。 ②通过自然语言处理和语音识别技术，由计算机模拟教师教学的经验和方法，对学生实施一对一的教学。 ③在学生学习过程中实时跟踪、记录和分析学习者的学习过程与结果。 ④为每一名学习者选择合适的学习资源，制定个性化的学习方案。 （4）智能交通方面（智能交通系统ITS）： ①智能交通系统ITS是通信、信息和控制技术在交通系统中集成应用的产物。 ②ITS 借助现代科技手段和设备，将各核心交通元素联通，实现信息互通与共享以及各交通元素的彼此协调、优化配置和高效使用，形成人、车和交通的一个高效协同环境，建立安全、高效、便捷和低碳的交通运输管理系统。 ③智能交通的应用实例： 实例1：交通信息采集系统采集道路中的车辆流量、行车速度等信息，信息分析处理系统处理后形成实时路况，决策系统据此调整道路红绿灯时长，调整可变车道或潮汐车道的通行方向等，信息发布系统将路况推送到导航软件和广播中，让人们合理规划行驶路线。 实例2：不停车电子收费系统（ETC），实现对通过 ETC 入口站的车辆身份及信息自动采集、处理、收费和放行，有效提高通行能力、简化收费管理、降低环境污染。 （5）智能安防方面： ①是一种利用人工智能对视频、图像进行存储和分析，从中识别安全隐患并对其进行处理的技术。 ②通过机器实现智能判断，从而尽可能实现实时的安全防范和处理。 ③智能安防分析技术包括：一是采用画面分割前景提取技术；二是模式识别技术。 （6）智能医疗方面： ①智能医疗在辅助诊疗、疾病预测、医疗影像辅助诊断、药物开发等方面发挥了重要作用。 ②智能语音技术可以实现电子病历的智能语音录入。 ③智能影像识别技术，可以实现医学图像自动读片。 ④借助大数据技术可以进行疫情监测，及时有效地预测并防止疫情的进一步扩散和发展。 （7） 智能物流方面： ①利用条形码、射频识别技术、传感器、全球定位系统等方面优化改善运输、仓储、配送装卸等物流业基本活动，同时也在尝试使用智能搜索、推理规划、计算机视觉以及智能机器人等技术，实现货物运输过程的自动化运作和高效率优化管理，提高物流效率。 ②货物搬运环节，加载了计算机视觉、动态路径规划等技术的智能搬运机器人（如搬运机器人、货架穿梭车、分拣机器人等）得到广泛应用，大大减少了订单出库时间，使物流仓库的存储密度、搬运的速度、拣选的精度均有大幅度提高。 ③应用：搬运机器人、分拣机器人、货架穿梭机 6、生物特征识别技术： （1）通过个体生理特征或行为特征对个体身份进行识别认证的技术。 （2）应用领域： ①指纹识别 ②人脸识别 ③指静脉识别 ④声纹识别 7、拓展： （1）深蓝：1997年，战胜世界象棋冠军 （2）阿尔法狗：2016年，战胜世界围棋冠军 第三部分： 练习题 一、选择题 1. 下面活动中应用了智能语音技术的是（ ）。 A. 当天黑了家里的窗帘自动拉合 B. 下雨天窗户自动关闭 C. 夜间起床说声“开灯”，夜灯就亮了 D. 当宝宝大声哭泣，智能床铃就开始播放音乐 2. 通过交通信息采集系统采集道路中的车辆流量、行车速度等信息，经智能系统分析后调整各路口红绿灯时长属于人工智能在（ ）领域的应用。 A. 智能物流 B. 智能安防 C. 智能控制 D. 智能交通 3. 下面不是应用于智能物流领域的机器人是（ ）。 A. 迎宾机器人 B. 搬运机器人 C. 货架穿梭车 D. 分拣机器人 4. 下面关于人工智能说法错误的是（ ）。 A. 人工智能一定程度上能模仿人类的活动 B. 人工智能可以全面取代人类活动 C. 人工智能的发展将改变人类社会生活 D. 人工智能的发展也会一些负面的社会影响 5. 下面关于企业客服机器人的说法正确的是（ ）。 A. 企业客服机器人是闲聊机器人 B. 企业客服机器人能回答所有用户提出的问题 C. 企业客服机器人属于聊天机器人 D. 企业客服机器人不是以任务目的为导向的机器人 6. 下面不属于领域知识智能问答机器人的是（ ）。 A. 淘宝智能客服机器人 B. 南航智能客服 C. 分拣机器人 D. 电信智能客服 7. 在与智能客服机器人交流时，人们采用的是（ ）。 A. 关键字 B. 自然语言 C. 纯语音 D. 纯文字 8. 属于常见问题解答模块的主要技术的是（ ）。 A. 问句相似度计算 B. 语料库的构建 C. 查询扩展 D. 模式匹配 9. 在测试人与被测试者（一个人和一台机器）隔开的情况下，通过一些装置（如键盘）向被测试者随意提问。经过多次测试后，如果被测试者超过（ ）的答复不能使测试人确认出哪个是人、哪个是机器的回答，那么这台机器就通过了测试，并被认为具有人工智能。 A.70% B.50% C.30% D.100% 10. 不属于当今的人工智能发展方向的是（ ）。 A.以机器与人结合而成的增强型混合智能系统 B.用机器、人、网络结合成新的群智系统 C.用机器、人、网络和物结合成的更加复杂的智能系统 D.用计算机模拟人工智能 11. 生物特征识别技术是指通过个体生理特征或行为特征对个体身份进行识别认证的技术。下列技术不属于生物特征识别技术的是（ ）。 A.人脸识别 B.3D识别 C.虹膜识别 D.声纹识别 12. 人工智能在学习领域有广泛的应用，下列关于人工智能的说法不确定的是（ ）。 A.能模拟教师教学的经验和方法，对同学们实施一对一的教学 B.能跟踪、记录和分析学习者的学习过程和结果，并据此推送、传递知识 C.能利用大数据技术分析学习者的情感、爱好，让学习者戒除各种恶习 D.能利用大数据技术分析学习者的学习情况，为每一名学习者选择合适的学习资源，制定个性化的学习方案 13. 以下关于智能产品的描述，其中体现人工智能技术应用的是（ ） A用智能手机看NBA赛事直播 B.用支付宝扫描二维码支付费用 C.智能水杯提醒用户按时吃药 D.用手机百度扫一扫识别花草的种类 14. 下列日常应用中采用了人工智能技术的有（ ） ①使用手写输人法输入文字 ②使用讯飞语音输入法将语音转换成文字信息 ③利用CS扫描王将纸质课本的内容整理为电子文档 ④在office中输入单词时，软件自动识别出拼写错误的单词并标上红色波浪线 A. ①② B. ③④ C. ①②③ D. ①②③④ 15．智能制造是基于新一代（    ）与先进制造技术深度融合。 A．信息通信技术 B．物联网技术 C．互联网技术 D．新能源技术 16．下列（    ）不是智能制造对人工智能的需求表现。 A．智能装备 B．智能工厂 C．智能服务 D．智能算法 17．专家系统是一个复杂的智能软件，它处理的对象是用符号表示的知识，处理的过程是（     ）的过程。 A．思考 B．回溯 C．推理 D．递归 18．智能制造是基于新一代（    ）与先进制造技术深度融合，贯穿于设计、生产、管理、服务等制造活动的各个环节，具有自感知、自学习、自决策、自执行、自适应等功能的新型生产方式。 A．微电子技术 B．传感技术 C．信息通信技术 D．多媒体技术 19．人工智能是引领未来的战略性技术，将深刻改变人类生产生活方式。以下关于人工智能说法错误的是（  ） A．人工智能技术的发展虽然会使部分人失业，但也会创造出新的就业机会 B．人工智能使我们的生活更加智能和便利 C．人工智能的开发运用要遵守法律法规，防范人工智能失控的风险 D．只要实现了技术突破，人工智能将全面取代人类活动 20．智能教育中的学生模型不包含（    ）。 A．动态模型 B．处理模型 C．静态模型 D．诊断模型 21．美国科学家经过18年的努力，构建了一个无法被击败的西洋跳棋人工智能程序是（    ），就是最顶尖的跳棋选手也只能和它打成平手。 A．Tic-Tac-Toe B．TD-Gammon C．Chinook D．深蓝 22．当前人工智能处于（    ），主要是面向特定领域的专用智能。 A．弱人工智能阶段 B．强人工智能阶段 C．超人工智能阶段 D．前人工智能阶段 二、判断题 1．在与智能客服机器人交流时，人们采用的是自然语言。 2．人工智能是让机器能够完全代替人的大脑，以实现脑力劳动的机械化。 3．人工智能的到来说明机器人已经拥有人的智能。 4．在智能问答系统中，文档库模块相当于百度文库，任何人都可以对其进行修改完善。 5．测试机器是否具有人类的智能通常采用“图灵测试”。 6．人工智能的发展历史大致可分为四个阶段。 7．某输入法独家推出方言语音输入，支持粤语、四川话、上海话等十几种方言识别，这其中用到的人工智能技术是模式识别。 8．通过不停车电子收费系统（ETC），可以实现对通过ETC入口站的车辆身份及信息自动采集、处理、收费和放行，有效提高通行能力、简化收费管理、降低环境污染。 9．智能手机上利用指纹识别来鉴定人的身份从而解锁手机，这属于人工智能的一个应用。 10．随着人工智能的发展，人工智能将比人类聪明。  11．智能手机的语音输入采用了人工智能技术中的语音识别技术。 练习题参考答案： 一、选择题 1. C 【详解】关键词是语音技术，C选项中说声“开灯”，这里是语音。 2. D 【详解】红绿灯属于智能交通领域。 3. A 【详解】迎宾机器人不属于物流领域。 4. B 【详解】人工智能不能全面取代人类活动。 5. C 【详解】企业客服机器人属于聊天机器人，但不是闲聊机器人，不能回答用户的任何问题，同时也是有一定的任务目标的。 6. C 【详解】分拣机器人属于物流领域。 7. B 【详解】人们采用自然语言和智能客服机器人交流。 8. A 【详解】教材第131页，常见问题解答模块的主要技术是问句相似度计算和候选问句的选择。 9. C 【详解】教材第132页，被测试者超过30%的答复不能使测试人确认出哪个是人、哪个是机器的回答，那么这台机器就通过了测试，并被认为具有人类智能。 10. D 【详解】教材第133页，人工智能发展方向：（1）发展模式以机器与人结合而成的增强型混合智能系统。 （2）用机器、人、网络结合成新的群智系统。（3）用机器、人、网络和物结合成的更加复杂的智能系统。 11. B 【详解】教材第139页，生物特征识别主要有：指纹识别、人脸识别、指静脉识别、声纹识别。 12. C 【详解】教材第137页，智能教育的好处：模拟教师教学的经验和方法，对学生实施一对一的教学，并向具有不同需求和特征的学习者传递知识；实时跟踪、记录和分析学习者的学习过程和结果，了解其个性化的学习特点，根据特点为每一名学习者选择合适的学习资源，制定个性化的学习方案。 13. D 【详解】用手机百度扫一扫识别花草的种类，体现图像识别技术在生活中的应用，在这个过程中，人工智能技术、特别是深度学习、计算机视觉灯领域的技术，发挥了核心作用，是计算机能够模拟人类的视觉系统，对图像进行高效、准确的识别和处理。智能水杯题型用户按时吃药，这个功能本身并不直接体现最复杂或最前沿的人工智能技术，但是融入了一些智能和自动化的元素，可以看作是人工智能技术在日常生活中的一种简化应用。 14. D 【详解】在office中输入单词时，软件自动识别出拼写错误的单词并进行标注，这个功能确实应用了人工智能技术的某些方面，准确来说，是依赖于自然语言处理（NLP）技术中的拼写检查算法，自然语言处理是人工智能领域的一个重要分支。手写输入法输入文字，涉及到自然语言处理（NLP）和计算机视觉（CV）技术的结合，捕捉用户在触摸屏或手写板的笔记，将其转化成可识别的文字，这个过程中，计算机对手写输入进行复杂的分析和处理，包括笔画的识别、字形的匹配、上下文的理解等，在自然语言处理方面，需要具备一定的语言模型和词库，以便在识别出单个字或词后，能够结合上下文进行修正和优化，提高识别准确率，在计算机视觉方面，依赖于图像识别技术来解析用户的笔记，江图像数据转化为数字信号，并通过一系列算法识别出其中的笔画、形状和特征。 15. A 【详解】 16. D 【详解】 17. C 【详解】 18. C 【详解】 19. D 【详解】 20. B 【详解】 21. C 【详解】 22. A 【详解】 二、判断题 1．正确 【详解】在与智能客服机器人交流时，人们采用的是自然语言。 2．错误 【详解】人工智能不可能完全代替人的大脑。 3． 错误 【详解】人工智能的到来标志着计算机系统和机器人在处理信息、学习、推理和解决问题等方面取得了显著进展，但这并不意味着机器人已经拥有了和人类完全相同的智能，人工智能是一种模拟、延申和扩展人类智能的技术，它是计算机和机器人能够执行一些通常需要人类智能才能完成的任务。然而，这种智能是有限的、专用的，并且主要依赖于大量的数据和算法，相比之下，人类的智能是全面的、灵活的，并且具有高度的创造性和适应性。 4．错误 【详解】第一个方面：文档库和百度文库比较。文档库模块是一个更广泛的概念，它可能包含各种类型的文档和知识，用于支持智能问答系统的运作。百度文库是一个具体的、公开的文档分享平台，用户可以在上面上传、分享和下载文档。将文档库模块直接等同于百度文库可能不太准确，因为两者的功能、使用场景和目的可能有所不同。第二个方面，修改和完善权限方面。在智能问答系统中，文档库模块的修改和完善权限通常受到严格控制。这是因为文档的质量和准确性对于系统的性能至关重要。允许任何人随意修改文档库可能会导致信息混乱、错误传播和安全问题。因此，通常只有经过授权的用户或管理员才能对文档库进行修改和完善。综上所述，文档库模块在智能问答系统中扮演着关键角色，但其管理和访问权限通常受到严格控制，以确保信息的准确性和安全性。 5．正确 【详解】图灵测试是一种有效的评估机器智能的方法，侧重于机器的语言交互能力。 6．错误 【详解】人工智能的发展历史分为三个阶段。 7．正确 【详解】模式识别技术是指利用计算机和数学统计方法，自动地识别、分类和提取数据中特定规律或模式的一种技术。在方言语音输入这一应用场景中，模式识别技术发挥了关键作用。输入法通过收集大量的方言语音数据，并对其进行训练和学习，从而建立起方言语音与文本之间的映射关系。当用户说出方言时，输入法能够利用模式识别技术，自动地将语音信号转换为文本信息，实现方言语音输入的功能。 8．正确 【详解】不停车电子收费系统（ETC）在提高通行能力、简化收费管理和降低环境污染方面具有显著优势。这一系统已经在全球多个国家和地区得到广泛应用，并受到了广大车主的欢迎和认可。 9．错误 【详解】指纹识别是一种生物识别技术，用于通过比较指纹的特征来验证身份。在智能手机上，这种技术常用于解锁手机或进行身份验证。人工智能（AI）涉及使计算机模拟人类的智能行为，包括学习、推理、问题解决等。AI技术广泛应用于各个领域，包括身份验证和安全性。第一，指纹识别技术确实在智能手机上用于身份验证，这是其应用之一。第二，指纹识别技术本身并不涉及复杂的学习、推理或问题解决等人工智能的核心功能。它主要依赖于预先存储的指纹数据与实时扫描的指纹数据之间的匹配。第三，尽管智能手机中的某些功能（如面部识别、语音识别）可能涉及更高级的人工智能技术，但指纹识别主要基于模式匹配，并不属于典型的人工智能应用。综上所述，虽然指纹识别技术在智能手机上是一个重要的身份验证手段，但它本身并不构成人工智能的一个典型应用。它更多是基于生物特征的模式匹配技术，而非涉及复杂智能处理的人工智能技术。 10．正确 【详解】虽然人工智能在某些方面已经表现出超越人类的能力，但它仍然无法与人类智能的全面性和复杂性相媲美。因此，说“人工智能将比人类聪明”是一个过于简化和片面的观点。实际上，人类和AI各自具有独特的优势，它们之间的合作与互补可能是未来发展的主流趋势。所以，这句话“随着人工智能的发展，人工智能将比人类聪明”是不完全正确的。 11．错误 【详解】智能手机上的语音输入功能正是基于语音识别技术，允许用户通过语音与手机进行交互，而无需使用键盘或触摸屏，从而大大提高了输入效率。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$