5.2 探秘人工智能课件-2025～2026学年教科版高中信息技术必修一

专题——人工智能 高中信息技术必修一 认识人工智能 人工智能的应用与影响 课堂导入 学习目标 1.认识人工智能的产生与发展。 2.了解人工智能技术，感受人工智能的魅力。 3.了解人工智能技术在不同领域的应用。 4.感受人工智能技术对人类的影响。 课堂导入 视频中的大白做了什么？ 人机扫描 诊断分析 语音对话 课堂导入 什么是人工智能? 人工智能(Artificial Inteligence)，英文缩写为AI，是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。 认识人工智能 认识人工智能 图灵，是发明计算机的先驱者，被称为计算机之父、人工智能之父。为了纪念他，计算机界的最高奖项被命名为“图灵奖” 人工智能的产生 认识人工智能 人机交互技术 图像识别与生物特征识别技术 自然语言处理 机器学习 深度学习 人工智能技术有哪些？ 认识人工智能 一、人机交互技术 人 计算机 键盘、鼠标、话筒、操纵杆、压力笔、数据手套或服 装、眼动跟踪器、位置跟踪器、语音识别、手势识别 打印机、绘图仪、显示器、头盔式显示器和音箱 图形交互 语音交互 情感交互 体感交互 脑机交互 基本交互 认识人工智能 语音交互技术 语音交互是一种高效的交互方式，是人以自然语音或机器合成语音同计算机进行交互的综合性技术。语音交互过程包括四部分：语音采集、语音识别、语义理解和语音合成。 认识人工智能 语音交互技术 语音采集——音频的获取、采样及编码 语音识别——语音信息→机器可识别的文本信息 语义理解——根据语音识别转换后的文本字符或命令完成相应的操作 语音合成——文本信息→音频信息 图像识别技术 图像识别是利用计算机对图像进行处理、分析和理解，以识别各种不同模式的目标和对象的技术。图像识别技术是以图像的主要特征为基础的。图像识别技术是人工智能技术的一个重要领域。 停车场识别进出车牌 购物软件扫描实体商品 生物特征识别技术是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，主要是对生物特征进行取样，从中提取其唯一特征。 在利用识别系统进行身份识别时，识别系统将获取的生物特征与具有代表性特征的模板进行比对，以确定是否匹配，从而给出判断。 生物特征识别技术 指纹签到 人脸门禁 自然语言处理 自然语言处理 机器翻译 问答系统技术 语义理解 （机器阅读理解） 机器翻译的一般过程包括源语言文字的输入、识别与分析、生成与综合和目标语言的输出。 语义理解（机器阅读理解）则是利用计算机技术实现对文本篇章的理解，并且回答与篇章相关的问题。语义理解更注重对上下文的理解及对答案精准程度的把控。 问答系统技术指让计算机像人类一样用自然语言与人交流的技术，人们可以向问答系统提交用自然语言表达的问题，系统会返回关联性较高的答案。 机器学习 机器学习是人工智能的核心研究领域之一，它研究计算机怎样模拟或实现人类的学习行为，以获取新的知识或技能，重新组织已有的知识结构，从而不断改善自身的性能。 机器学习 训练 历史数据 模型 新的数据 输入 预测 未知属性 机器学习的实现是通过在计算机中存储历史数据，应用机器学习算法对这些数据进行处理，这个过程在机器学习中称为“训练”，处理的结果可以被用来对新的数据进行预测，这个结果一般称之为“模型”。对新数据的特性进行推测的过程在机器学习中称为“预测”。“训练”与“预测”是机器学习的两个过程，“训练”产生“模型”，“模型”指导“预测”。 机器学习 和一般计算机程序中的算法不同的是，学习算法具有不断改善自身性能的能力，从而使机器的能力变得越来越强。特别是在大数据的背景下，用大量长期积累的数据学习得到的模型，已经表现出了优越的性能。 近年来，机器学习在许多应用领域中均发挥了重要作用，极大地推动了社会的进步： 深度学习 《ALPHAGO的超强学习能力》 深度学习 深度学习其实是“深度神经网络的学习”，是机器学习的一个重要领域。它通过能逐步发现原始数据中的特征与待求解问题之间对应和关联的算法模型，把原始数据转变成更高层次的、更加抽象的表达。深度学习的实质是通过构建具有较多隐层的网状学习模型和海量的训练数据来学习更有用、更高阶的特征，从而提升分类和预测的准确性。 人工智能的应用 工业领域 工业机器人：替代人类完成单调、重复或危险作业（如高温、高辐射环境）。智慧港口案例（上海洋山深水港）： “大脑”：智能生产管理系统，衔接大数据平台，实现作业计划与调度自动化。 “神经”：智能控制系统，指挥自动导引车（AGV）通过磁钉导航运输集装箱，全程无人化。 工业 AI 整合物联网（传感器） 大数据（设备运维数据） 图像识别（故障检测） 人工智能的应用 农业领域 智能化农业：基于物联网的种植 / 养殖监测，结合 AI 算法优化生产决策。 应用场景： 智能机器人：识别农作物生长状态（如间距、病虫害），自动除草、施肥，减少农药与人力投入。 病虫害监测平台：农民上传作物照片，系统通过图像识别确诊病虫害并提供防治方案。 精准农业：AI 通过分析土壤湿度、光照等数据，实现 “按需灌溉 / 施肥”，节水节肥 30% 以上。 人工智能的应用 医疗卫生领域 辅助诊疗：AI 系统分析患者电子档案，快速匹配病理特征，辅助医生诊断。 医疗影像分析：智能化系统提取 CT/MRI 图像特征，提升癌症等疾病早期筛查率。 案例：智能机器人通过千万级病历训练，可在 10 分钟内完成传统医生 30 分钟的诊断流程。 ⚠伦理问题：AI 诊断结果需医生复核，避免误诊；数据隐私（患者病历）需通过区块链等技术加密。 人工智能的应用 安全保卫行业 智能安防（天网系统）：通过人脸识别、视频分析实现嫌疑人追踪，提升破案效率。 案例：贵阳模拟测试中，警方通过 AI 人脸识别在 5 分钟内定位 “嫌疑人”。 技术原理：实时视频流接入 AI 算法，与黑名单库比对，触发预警；结合 GIS 地图实现路径预测。 争议点：公众隐私与安防需求的平衡，需明确监控范围与数据使用权限。 人工智能的影响 （一）积极影响 生产力变革：替代高危 / 重复性劳动（如煤矿巡检机器人），提升生产效率。 生活品质提升： 智能家居（语音控制家电）、智能医疗（远程手术机器人）。 拓展人类能力：深海探测机器人、太空探测器辅助科研。 （二）挑战与问题 隐私安全：数据采集滥用（如人脸信息泄露）、算法偏见（信用评估歧视特定群体）。 案例：国外 “打击犯罪机器人” 误判导致少年受伤，引发责任归属争议。 就业冲击：低端重复性岗位被替代，需加强劳动者技能培训。 （三）应对原则与规范 机器人三定律（1950 年）： 第一定律：不得伤害人类或见危不救。 第二定律：服从人类命令，除非与第一定律冲突。 第三定律：在不违反前两条的前提下保护自身。 人工智能的影响 我国规范： 人类利益原则：AI 技术以服务人类为终极目标，禁止研发致命性自主武器。 责任原则：明确开发者与使用者责任（如自动驾驶事故中，车企与车主的责任划分）。 走进智能时代 人工智能技术 图像识别与 生物特征识别 人机交互 自然语言处理 机器学习 认识人工 智能 图灵测试 人工智能定义 人工智能的 应用与影响 人工智能应用 人工智能影响 课后小结 课后练习 1.下列哪种技术不属于人机交互技术？ （ ） A. 图形交互 B. 语音交互 C. 图像识别 D. 情感交互 课后练习 2.自然语言处理（NLP）是人工智能领域的一个重要分支，主要研究如何让计算机能理解和生成人类语言。下列哪项不属于自然语言处理的研究范畴（） A.机器翻译 B.情感分析 C. 图像识别 D. 语音识别 课后练习 3.以下哪个技术不属于图像识别技术？ （） 卷积神经网络 B. 光学字符识别 C. 自然语言处理 D. 目标检测 “人工智能是我们人类正在从事的最为深刻的研究方向之一，甚至要比火与电还更加深刻。” ——桑德尔·皮猜(Sundar Pichai) Lavf58.46.101 Lavf59.27.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.20.100 $