1.2 AI 伙伴的工作过程——AI伙伴的输入、处理与输出（教学课件）-六年级信息科技下册同步备课系列（清华版（贵州）·2024）

AI 伙伴的工作过程 —AI伙伴的输入、处理与输出 目 录 1.科学思维:通过观察、分析和模拟，初步建立Al工作的逻辑框架，理解“输入-处理-输出”的流程，培养初步的逻辑推理能力。 2.信息意识:知道Al工作需要硬件和技术支撑，感知技术与应用的关联，了解我国人工智能平台的发展。 AI 伙伴已走进大众生活中，陪伴人们聊天，帮助人们控制各种设备，提高人们的学习效率，等等。它们的形态也多种多样，人们可以根据个人喜好选择自己的AI伙伴。那么，你是否了解自己的AI伙伴是如何工作的呢？本节课，我们不妨一起来深入了解AI伙伴的工作过程。 和小伙伴一起思考：AI伙伴都有什么共同的功能呢？AI伙伴的功能之间是如何联系的呢？ AI伙伴的主要工作过程 AI 伙伴有多种不同的形态，但工作过程基本相同。AI伙伴在工作过程中主要涉及两个部分——输入端、执行端。以AI伙伴中最为常见的智能音箱为例，它的主要工作过程如图所示。 与AI伙伴交互的输入端 在输入端，人们向AI伙伴发出语音信息，AI伙伴的主要工作是收集语音信息，在这一部分，硬件的优劣将直接影响信息采集的质量。现在我们使用的硬件，品质已有很大提高。如图1.2.2所示，人们常使用由一定数目的麦克风组成的麦克风阵列，而非单个的麦克风，其优势是当人们距离音箱较远时，依然能够正常地收集用户的语音指令甚至推断出人声的方位。 与AI伙伴交互的信息处理 在与人的交互过程中，AI伙伴要正常理解人的意图并作出回应，其“大脑”需要进行一系列的智能信息处理，而这一个过程涉及多种语音技能及提供语音技能的服务平台。 与AI伙伴交互的信息处理 接入AI服务平台 AI 服务平台能加快实施人工智能技术基础设施的整合，以及各种数据资源的汇聚应用，为国内各AI团队提供安全、先进、标准和开放的实验环境，助力人工智能的技术产业化，同时，国内已成立多个领先的人工智能开放创新平台。 这些平台为要开发或使用人工智能技术的人们或企业提供了很多帮助。  算力资源。具备高性能服务器，提供更先进的AI模型训练能力。例如，AI伙伴要使用语音相关技术时，接入AI平台便可以借助平台上的计算资源快速处理语音信息。  海量数据。数据就像人工智能产品的粮食，喂养得越多，产品就越智能。例如，AI伙伴可利用平台海量的数据不断自学习进行训练，以及直接从这些数据中获取人们想要的信息进行反馈等。在人们与AI伙伴交流的过程中也能产生数据；AI伙伴还能从这些数据中了解更多与人们友好交流的方法，提高智能性。  低门槛学习。平台提供高质量算法、模型、AI应用服务等，更加便于人们对AI应用的体验和学习。例如，人们可以直接通过百度智能云平台，自由创建语音识别、语音合成等语音应用。 与AI伙伴交互的信息处理 与AI伙伴交互的信息处理 与AI伙伴交互的信息处理 语音技能 AI 伙伴处理信息时，需在平台中使用智能语音技能服务。智能语音技能是指机器在与人的交互中，使用的各种语音方面的技术。在处理不同语音信息及需求时，需要用到不同的语音技能，如图1.2.4所示。AI伙伴要识别人说的话就得使用语音识别技术，要理解人所说话的意思就要使用语义分析技术，要说话就得使用把文字合成语音再播放的技术，等等。 与AI伙伴交互的信息处理 与AI伙伴交互的信息处理 接口 在计算机世界中，接口可以使计算机系统中两个独立的部件进行信息交换。AI伙伴在处理信息的过程中，使用不同的语音技能时，调用的是服务平台中不同的服务资源。当需要通过编程获取某平台上的资源和服务时，人们就需要先找到平台提供的对应的接口，像这种能实现软件之间的数据共享的接口叫应用程序接口（API）。例如，通过编程要获取百度智能云平台的语音识别和语义理解服务时，调用的就是平台上不同的API接口，如图1.2.5所示。 与AI伙伴交互的信息处理 与AI伙伴交互的信息反馈 语音合成 机器能通过合成语音表达自己的意思，是促进人机交互情感的重要因素。语音合成是让机器把文本信息转变成语音的技术，语音范围包括歌唱语音、耳语语音、方言、动物叫声等，其中，文本—语音转换（Text To Speech, TTS）技术是指把文字转化为流利汉语输出的技术，相当于给机器装上了嘴巴。语音合成的基本实现过程如图1.2.6所示。 AI 伙伴的反馈主要有语音信息反馈和设备操作反馈。 文本 文本分析 语音合成 语音波形 分词 词性标注 韵律结构预测 多音字消歧 …… 语音声学参数建模 韵律建模 参数生成 波形生成 …… 图1.2.6 语音合成的基本实现过程 与AI伙伴交互的信息反馈 与AI伙伴交互的信息反馈 智能设备的接入 为支持AI伙伴能在我们的生活和工作中发挥更大的价值，人们不断充实AI 伙伴的技能，结合其他硬件设备拓展开发工具型技能，如控制智能家居、连接手机执行通话短信服务及其他生活服务等。 各种智能设备的接入，使万物互联的物联网技术及模拟人类智慧的人工智能技术的价值都得到了延续和拓展。例如，在智能家居的环境中，各种家庭设备与AI伙伴相连接后，AI伙伴可以通过人们发出的语音指令控制某个设备的动作执行，如图1.2.7所示。 与AI伙伴交互的信息反馈 实践 了解了AI伙伴及其相关技术，相信同学们也非常欢迎人类能有这样一位朋友。请大家展开想象，AI伙伴还能进化成什么样的形态？还能结合什么技术？在学习和生活中扮演什么样的角色呢？可在班级举办一场畅想会，积极分享，促进创新。 AI伙伴的应用场景 管理控制 人们在生活中不断寻找更多可解放双手或者节省动手操作时间的方法，于是产生了很多具有相应功能的技术或产品，如刷脸支付节省了寻找纸币的时间和动作，网络搜索节省了购买报纸书籍等材料来查找天气或新闻等信息的时间，语音输入节省了打字的时间和动作，等等。 AI 伙伴在人们生活中是一个非常优秀的小帮手，因为其具有先进的人工智能和大数据等技术的支撑，能直接通过简单的说话交流迅速获取最新资讯，或化身生活助理，代替人们管理各种电子设备等，让人们获得更多自由的时间。 AI伙伴的应用场景 自主学习 学习是每个时代不变的主题，学习会发生在任意年龄段，但学习往往会遇到很多难题。同学们在解决这些难题的时候，通常需要翻阅大量书籍或询问经验丰富的人，而在信息共享意识强烈又有先进技术加持的当今社会，无须再像以前一样艰难地孤军奋战、突破学习中的道道关卡，只要AI伙伴在身边，仿佛身边总有一位导师陪伴，随时给予谆谆教导，又能及时帮助我们解决难题。 拓展阅读 拓展阅读 谢 谢 观 看 $