《图解人工智能》从基础概念、历史沿革、基础算法、代表性应用、**研究进展、跨学科交叉成果等多个方面深入介绍人工智能。为满足不同程度学习者的学习需求，全书以图片为主并辅以少量文字说明，每节配有小清爱提问在线视频，具有初等阅读能力的读者（包括中小学生）可以轻松获得人工智能的基础知识和全局视野；每一节还包括扩展学习资料、深入阅读材料和编程实践资源供高等阅读能力的读者（包括大学生和教师）自学提高。为配合课堂教学，全书每一节都配有PPT课件、附加视频资料、互动演示程序等教学资源。对应不同知识背景的读者，本书有速读、专业、教学3种建议阅读模式。 期待更多人能借此书产生对人工智能学科的探索热情！ 本书封面贴有清华大学出版社防伪标签，无标签者不得销售。版权所有，侵权必究。
《图解人工智能》是一本既介绍人工智能的基本概念、原理，又介绍应用和前沿发展，不断更新，而且图片精美、语言简洁生动、配套资源丰富的书。本书旨在帮助读者养成人工智能的基础素养，把人工智能的知识基础像讲故事一样呈现给读者，使读者更好地理解人工智能，为未来的学习和研究、应用奠定坚实的基础，避免直接学习具体的人工智能技术可能遇到的困难和混淆。本书的两位主编均来自清华大学，多年从事人工智能研究和教学工作，在人工智能领域颇具口碑，并热爱人工智能的科普工作。作者还创立了AI光影社学习社区，即时更新人工智能的最新成果，使本书成为具有成长性、互动性的人工智能学习资料，适合作为终生学习的基础性书籍。本书采用四色印刷，图文设计精美，精装，内文采用FSC森林认证纸张，阅读舒适，有利于激发读者的阅读兴趣。
人工智能是一门既古老又年轻的科学。早在 2000多年前，那些充满智慧和理想主义的古代先贤们就试图制造聪明的机器来帮助人类，然而真正的智能机器直到最近才走进我们的视野。例如 AlphaGO，它曾经击败过人类顶级棋手，创造了历史；还有 ChatGPT，它可以和人类愉快聊天，并且能写会算；又比如 AlphaFold，它可以帮助科学家们解析蛋白质宇宙；甚至还有能让自行车真正自行的天机芯片等，每一项成果都令人惊叹！ 今天，人工智能技术已经渗透到人们生活的各个角落，小到刷脸支付，大到飞船上天。可以预期，未来人工智能的影响会越来越深刻，不仅在听、说、读、写等传统智能领域大显身手，还会与金融、军事、科研等领域广泛交融，为人类的世界带来翻天覆地的变化。我们似乎能够看到一个崭新的智能社会在向人类招手。因此，学习人工智能成为人们跟上时代潮流的必选项。 然而，对于如何学习人工智能，有些人认为是学习编程来控制机器，有些人认为是学习人脸识别、车牌识别等技术。这些技与术的学习显然是重要的，但它们不应该作为人工智能学习的起点，就像学数学不应该以使用计算器作为起点一样。人工智能是一门科学，它的思想可以追溯到两千年前，经过无数科学家的积累与沉淀才有了今天的辉煌。在这些积淀之上，人工智能形成了区别于其他学科的独特思维方式，即用计算手段从数据中学习规律。事实证明，这一新的思维方式正在深刻地改变着人们的生活，不仅在构造智能机器方面取得了巨大成功，而且已经渗入到物理、化学、材料等基础学科，成为和数学一样普适的思想工具。从这个角度讲，人工智能应该作为一门基础学科走进课堂。 基于这样的认知，编者认为学习人工智能的起点不该是具体技术，更不该是编程技巧，而应该是人工智能独特的思维方式以及建立于其上的方法论。当然，这种思维方式不能是灌输的，需要在学习中慢慢培养。从深度上，我们需要学习人工智能的起源、技术变迁以及典型的计算方法；从广度上，我们需要学习人工智能在各个领域带来的深刻变革，理解它作为普适工具的重要意义。经过这样的学习，我们就建立起了对人工智能的深入认知和全局视野，从而具备了人工智能的基础素养，之后再学习编程或具体技术就会水到渠成，学习其他学科时也会有更广阔的视野。 帮助读者养成人工智能的基础素养正是本书的根本目的。我们试图用一种简洁的方 式来实现这一目的：把人工智能的事情像讲故事一样呈现给读者，这部故事的经线是历史纵深，让读者了解这门学科的来龙去脉；纬线是各行各业，让读者打开视野，看到全景。我们借助精美的图片讲故事，让读者不觉得疲乏；我们用生动的小清爱提问视频帮助读者获得更形象的理解。我们不仅把目光投向这门学科的起源之初，去理解人工智能学者们最初 的心理悸动；我们也报告了最新的研究成果，让读者体会科技前沿的风起云涌。同时，我们还希望通过小清这个可爱的机器人形象，为读者带来更丰富的阅读 体验。本书还配套了丰富的在线资源，为读者提供在线更新的学习资料。我们 相信，通过这样的方式，读者将更好地理解人工智能，并为未来的学习和研究 奠定坚实的基础。 为了照顾不同知识背景的读者，我们对内容进行了难易分级，对那些相对困难的知识点标了星号。希望快速了解人工智能知识的读者可以略过这些带星号的内容。为了启发读者思考，每一节还设计了一个动动脑筋栏目，给出一些思考题。很多思考题是发散型的，没有确切答案，但我们会在网站资源中给出一些提示和思考，读者可以登录网站获得这些信息。 本书使用有三种建议模式。速读模式：仅限阅读本书内容，忽略带星号内容；重点阅读第一篇概述，略过第二篇基础，对第三篇、第四篇仅关注基础概念，略过技术内容。速读模式所需时间约为两天，适合人工智能零基础的读者。教学模式：根据教学需要选择相关内容和知识点，阅读教学资料扩展阅读等在线资源；下载教学 PPT，结合视频展示演示链接中的资源设计教学流程。专业模式：以本书知识为基础，选择感兴趣的课题，深入阅读在线资源中高级读者一栏中列出的参考资料，阅读开发者资源中的技术资料并尝试复现相关代码。不论哪种模式，我们都建议读者关注AI光影社公众号，获取人工智能前沿的科普视频。 总之，本书只是一个知识索引，希望这本有趣的书及丰富的补充资料满足不同层次读者的人工智能自学和教学需求，也希望读者们能搭载这一叶小舟，驶向更为浩瀚的海洋。 本书的出版汇聚了太多人的辛勤劳动。感谢编写组成员蔡云麒、王依然、李蓝天、利节、石颖、杜文强、黄晓薇，前后五易其稿。感谢黄晓薇、刘夏、赵冠城、方媛、杨艳铮的美术设计。感谢教育专家组的王依然、利节、刘靖、胡菊萍、李沛聪、张敏、余津京等老师对本书的可学习性进行了审查。感谢小读者组的王思瑶、韩牧言、熊柳雁、黄晓薇、李颖、利恩一、马乐怡、蔡牧宁、董侨、东煜博、徐梓昊等同学对内容的可读性提出的宝贵意见。感谢人工智能学会的组织和指导，感谢 AI光影社提供的视频资料，感谢卜辉和语音之家在图片制作和在线资源建设上的贡献。 鉴于编者本身知识所限，书中难免有不足之处，恳请读者批评、指正。 编者 2023年2月
王东，英国爱丁堡大学博士，清华大学副研究员，清华人工智能研究院听觉研究中心副主任，亚太信息与信号处理联盟杰出讲师，在人工智能、语音信息处理等方面发表学术论文150余篇，获最佳论文奖四次，出版《人工智能》《机器学习导论》等著作，主持多项国家自然科学基金项目，研究成果获北京市科技进步二等奖。王东老师发起的AI光影社致力于人工智能科普工作，与中国人工智能学会联合制作AI科普短视频100余期，为国家的人工智能战略做出了贡献。
马少平，清华大学计算机系教授，博世知识表示与推理冠名教授，现任清华大学天工智能计算研究院常务副院长，人工智能研究院信息 获取研究中心主任，中国人工智能学会副监事长，中国中文信息学会副理事长，长期从事智能信息处理工作，在信息检索、推荐系统方面 取得了优秀成果。同时，马少平教授从事人工智能导论的教学工作长达20多年，在人工智能教育领域有丰富经验。
人工智能概述 1 什么是人工智能2 人类智能3 人类的智能是如何产生的4 人工智能的起源5 图灵：人工智能之父6 达特茅斯会议7 人工智能的发展历程8 让人惊讶的 AI9 人工智能的风险 第二篇人工智能基础 10 基于知识的人工智能11 基于学习的人工智能12 机器学习基本流程13 学习方法14 学习策略☆15 人工神经元网络16 典型网络结构17 深度学习☆18 深度学习前沿☆19 深度学习面临的挑战 第三篇人工智能应用 20 人脸识别21 车牌识别22 AI美颜23 AI绘画大师24 AI鉴伪 目.录 25 语音识别 56 26 声纹识别 58 227 语音合成 60 428 机器作家 62 629 人工智能诗人 64 830 机器翻译 66 1031 围棋国手 68 1232 AI游戏 70 1433 扫地机器人 72 1634 搜索引擎 74 1835 商品推荐 76 第四篇人工智能前沿 2136 破解蛋白质结构之谜 79 2337 重构材料微观三维结构 81 2538 预测化学反应类别 83 2939 生物拟态证据 85 3140 听声辨位 87 3341 检测炭疽芽孢 89 3542 太空探索 91 3743 AI谱曲 93 3944 和数学家做朋友 95 4345 机器做梦 9746 天文学家的助手 9947 预测新冠病毒传染性 10148 开发癌症疫苗 103 4649 AI增强显微镜 105 4850 走向未来 107 50 52 54参考文献 109
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