1、2020年全国中小学电脑制作活动人 工 智 能 知 识 体 系人 工 智 能 知 识 体 系与项目分析与项目分析2019.12.20深圳优必选科技股份有限公司 胡作目目 录录人人工智能工智能教育教育 应用场景与案例分析应用场景与案例分析活动支持活动支持关于优必选关于优必选人工智能基本知识人工智能基本知识全国中小学电脑制作活动全国中小学电脑制作活动”历程回顾历程回顾20002000年年电脑制作电脑制作20042004年年电脑制作电脑制作机器人机器人20162016年年电脑制作电脑制作机器人机器人创客创客20202020年年电脑制作电脑制作机器人机器人创客创客人工智能人工智能名称未变，名称未变，内
2、涵和外延一直在内涵和外延一直在变，每一次变革都是对新时代人才需求的呼应。变，每一次变革都是对新时代人才需求的呼应。机器人机器人项目项目创客创客项目项目人工智能人工智能项目项目一一、人工智能基本知识、人工智能基本知识1950197519801995推理期1957年F.Rosenblatt等基于神经网络“连接主义”知识期1952年A.Newell等“逻辑理论家”程序机器学习成为可能学习期强化学习统计学习20001950年图灵图灵测试使机器学习存在可能1960年基于逻辑表示“符号主义”E.A.Feigenbaum主持搭建了世界上第一个专家系统DENDRAL(1977年首次提出了知识工程概念)1986
3、年Rummelhart，Hopfield等基于神经网络连接主义学习代表包括：BP算法、离散神经网络模型等从样例中学习代表包括：CBR和MBR等符号主义学习代表包括：决策树和基于逻辑的学习等1998年Willimas等提出了核学习与贝叶斯推理相结合的高斯过程1995年Vapnik提出了基于统计学习理论和核技巧的支持向量机2007年Bengio提出堆叠自动编码器模型2003年LeCun等提出将卷积神经网络用于图像处理与识别2006年Hinton提出了深度信念网络开启了深度学习研究热潮MIT开发了MACSYMA专家系统实现启发式变换数学表达式肖特立夫等研制了MYCIN用于诊治血液感染等疾病1997年
4、Freund等提出Adaboost算法提高弱分类算法准确度2016年DeepMind的AlphaGo战胜李世乭迁移学习深度学习联邦学习盲目乐观：算力不够知识获取瓶颈；缺乏标注数据及有效算法（一）人工智能发展历程人工智能计划和调度专家系统多智能代理系统进化计算模糊逻辑与粗糙集机器学习知识表示推荐系统机器人与感知 监督学习半监督学习无监督学习集成学习深度学习强化学习分类/聚类度量学习因果关系分析异常值检测K-nearest NeighborsLogic/Linear RegressionSupport Vector MachineDecision&Random TreesNeural Networ
5、ksNaive BayesK-MeansPrincipal Component AnalysisGenerative Adversarial NetworksHierarchical Cluster Analysis（二）人工智能技术框架大数据算法大数据与算法的关系，就相当于原料与生产工艺的关系。计算机视觉中的表情识别（三）人工智能主流技术应用1 12 23 3运动控制运动控制机器人根据内外部环境的变化自动调节运动状态。典型应用：人形机器人行走计算机视觉计算机视觉把图片与视频转化为数字信号，并提炼其中的数字特征及内在关系，实现“读懂”图片的目的。典型应用：人脸识别自然语言处理自然语言处理计算机
6、把语音信号转化为数字信号，分析理解数据含义，并给出恰当的回答，核心技术语音识别和语义理解。典型应用：语音交互机器人机器学习机器学习计算机基于大数据与算法模型，利用逻辑推理、数据统计与计算，找出数据的内在关系，实现对未知数据的推测。典型应用：Alpha Zero4 4二二 、人、人工智能教育工智能教育教育总目标：立德树人，培养教育总目标：立德树人，培养符合符合未来人工智能未来人工智能社会需求的社会需求的创新人才。创新人才。创新创新人才人才创新创新能力能力创新创新思维思维创新创新意识意识以终为始以终为始教学目标决定教学形式教学目标决定教学形式学生不是知识的消费者学生不是知识的消费者，而而是问题的解
7、决者是问题的解决者，更是创新更是创新者、智者、智造造者者。动手动手实践实践链接真实世界跨学科项目式三三、应用场景及案例分析、应用场景及案例分析（一）应用场景AI五大应用场景大数据大数据分析分析无人驾驶无人驾驶自然语自然语言言交互交互图像识别图像识别机器人机器人AI技术：自然语言交互、运动控制、图像识别、大数据分析、无人驾驶自然语言自然语言交互交互图像识别图像识别机器人机器人无人驾驶无人驾驶自然语言交互自然语言交互：智能音箱、手机助理、同声传译图像图像识别识别：公安天网、检票系统、虹膜支付机器人机器人：机器人步态、机械臂无人无人驾驶驾驶：无人车、车联网大大数据分析数据分析：导航、千人千面、信息推
8、送AIAI应用无处不应用无处不在在大数据分析大数据分析图形化/代码编程环境uCode可编程积木式机器人套件uKit环境要求（二）技术、工具与环境说明开源硬件explore+视觉模组Yanshee机器人、Python编程（三）流程说明（八步）开题开题组队组队分工分工问题问题分析分析创意创意计划计划创造创造改进改进展示展示交流交流要解决什么问题？要解决什么问题？可参考哪些方案？可参考哪些方案？限限制条件是什么？制条件是什么？发散发散头脑风暴头脑风暴创创意收集意收集汇聚汇聚选择最优方案选择最优方案制定制定工作计划工作计划创建项目模型创建项目模型模型测试与改进模型测试与改进模型展示模型展示项目汇报项目
9、汇报交交流提高流提高题目题目注：本流程参考了美国波士顿科学博物馆提出的工程设计流程团队成员团队成员能力认知能力认知角角色划分色划分任务分工任务分工STEP1 开题 某小区安防措施薄弱，经常有小偷在夜晚入室盗窃。请应用所学AI技术，赋予Yanshee机器人新的智能，使其胜任家庭保安的职责。本案例摘取自AI的应用与探索主题七“活动课AI生产力”（四）案例STEP2 组队分工 姓名姓名擅长擅长任务任务要求说明要求说明张三思维活跃鬼点子多信息收集创意整理（对具体工作的详细描述，包含时间进度、质量要求等内容。）李四组织能力强善于沟通队长制定计划考核进度鼓舞士气交流展示赵五技术好程序设计验证调试陈六审美能
10、力强语文功底好PPT制作日志整理STEP3 问题分析 1、确定关键问题：Yanshee机器人如何判断有小偷入室？2、小偷入室行为的情景特征是什么？需要用什么传感器来判断？需要用到哪些技术、算法、模型？如：陌生人人脸识别、人体热红外检测、门窗异动检测、夜晚阴影检测.3、有哪些他人的方案和技术可供参考？4、限制条件有哪些？环境、设备、时间.5、检测到小偷入室后，Yanshee机器人要做什么？.STEP4 创意 头脑风暴，收集并记录尽可能多的想法。此阶段遵循以下六条原则：1、暂缓评论2、异想天开3、不要跑题4、一次一人发言5、图文并茂6、多多益善在此环节必须注意聆听，注重以图画的方式展示和记录创意想
11、法。注：头脑风暴六条原则选自IDEO，设计改变一切STEP5 计划 对上一环节收集的创意，结合项目需求和限制条件，遴选出最合适的方案，制定可执行的项目推进计划。团队需要把计划分解为若干子任务，明确每个子任务/阶段的负责人、时间节点与验收标准。子任务子任务负责人负责人完成时间完成时间验收标准验收标准模型训练程序设计与调试项目日志整理项目简述演讲模型操作展示STEP6 创造 产出可基本实现目标的模型当小偷入室时，Yanshee机器人可以检测到并作出反馈。该环节需要对模型的准确度和稳定性有包容心。STEP7 改进 在多场景下对模型进行反复测试和改进，提高模型的稳定性、成功率。本环节需要输出项目改进表
12、。问题点问题点原因分析原因分析改进措施改进措施识别延时采集视频精度太高，耗用太多算力，影响反应速度。调整视频像素为320*240STEP8 展示交流 内容：1、成员特长及分工介绍2、用简短语言概括概括介绍模型特点，说明采用了哪些AI技术，以及优势在哪里；3、演示模型功能；4、说明遇到的困难及应对的方法；5、分析模型不足与改进设想；6、其他四四、活动支持、活动支持（一）应用现场培训 “人工智能小专家”(二)全国交流活动现场设备与服务器支持五五、关、关于优必于优必选选 全全球顶尖的人工智能和人形机器人研发、制造和销售为一体的高科技创新球顶尖的人工智能和人形机器人研发、制造和销售为一体的高科技创新企业。企业。合作高校卡耐基梅隆大学悉尼大学清华大学北京大学华东师范大学首都师范大学华中科技大学南方科技大学基因基因 +态度态度我们对人工智能教育是认真的！我们对人工智能教育是认真的！
