立心之约——中学生AI微课十讲

、 本书作者主编朱松纯是人工智能领域的战略科学家，曾三度问鼎计算机视觉领域最高荣誉Marr奖。本书是专门为中学生及人工智能爱好这编写的人工智能科普读物，有助于读者人工智能方面素质的快速提升。本书有以下特点：1. 充分体现“为机器立心，为人文赋理”的理念。2. 在选材上注重准确启蒙、突出重点、兼顾研究实践和眼界拓展、强化启迪效应。3. 内容涵括了人工智能研究的六大核心领域。4. 例子丰富、典型、有趣且富有启发性，力求使人工智能的相关知识变得通俗易懂。

本书是关于人工智能（AI）是什么、研究什么及其应用与发展现状的科普读物，分十讲进行编写：第一讲，人工智能的现状、趋势与战略；第二讲，机器眼中的大千世界——计算机视觉；第三讲，语言与机器的火花碰撞——自然语言处理；第四讲，认知科学与AI世界的邀约——认知推理；第五讲，机器自我成长进步——机器学习；第六讲，未来生活离不开的伙伴——智能机器人；第七讲，机器世界不孤单——多智能体；第八讲，机器生活的世界——物理世界仿真模拟；第九讲，舞动科技的音符——人工智能音乐；第十讲，人工智能在北大。 本书可作为人工智能的的科普读物，也可作为中学校本课教材或大学通识教育课教材。

朱松纯 ---------------------------- 朱松纯，北京通用人工智能研究院院长，北京大学讲席教授，北京大学智能学院、人工智能研究院院长，清华大学基础科学讲席教授，第十四届全国政协委员。朱松纯因其在计算机视觉与模式识别领域的贡献而获得过许多奖项，包括三度问鼎计算机视觉领域最高荣誉国际计算机视觉大会马尔奖（2003年获奖，1999和2007年获荣誉奖）、2008年国际模式识别协会阿加沃尔奖（J.K. Aggarwal Prize）、2013年国际计算机视觉大会亥姆霍兹奖（Helmholtz Prize）、2017年国际认知科学学会计算建模奖等。

第一讲　人工智能的现状、趋势与战略........................朱松纯1 　1.1　从物到人的演化.................................................................2 　1.2 　人工智能的发展历史与趋势...........................................7 　1.3　人工智能战略...................................................................14 　1.4　迈向通用人工智能...........................................................17 　1.5　北京大学通班...................................................................25 　思考题........................................................................................26 第二讲　机器眼中的大千世界 　　　　—— 计算机视觉..............................................刘腾宇29 　2.1　神奇的视觉.......................................................................30 　2.2　人类视觉与计算机视觉...................................................41 　2.3　计算机视觉的起源与挑战..............................................46 　2.4　两类计算机视觉任务.......................................................55 　2.5　计算机视觉前沿技术.......................................................57 　思考题........................................................................................65 第三讲　语言与机器的火花碰撞 　　　　——自然语言处理...........................................赵东岩67 　3.1　语言：简洁的复杂...........................................................68 　3.2　文字：符号的演绎...........................................................73 　3.3　语义：理解的奥秘...........................................................81 　3.4　交流：心智的博弈...........................................................87 　思考题........................................................................................932 第四讲　认知科学与人工智能世界的邀约 　　　　——认知推理...................................................朱毅鑫95 　4.1　从感知到认知...................................................................96 　4.2　理解婴儿：违反预期法...................................................99 　4.3　认知一窥：从静态物体到动态场景............................102 　4.4　物理认知：从特征编码到物理理解............................104 　4.5　社会认知：从无生命到有生命....................................115 　4.6　心智理论：意图的理解与预测....................................119 　思考题......................................................................................123 第五讲　机器自我成长进步 　　　　——.机器学习................................................林宙辰125 　5.1　一个例子.........................................................................126 　5.2　人类学习与机器学习.....................................................126 　5.3　机器学习简介.................................................................130 　5.4　有趣的应用例子.............................................................149 　5.5　机器学习的重大理论问题............................................152 　思考题......................................................................................154 第六讲　未来生活离不开的伙伴 　　　　——智能机器人.............................................刘航欣157 　6.1　机器人：科幻与现实.....................................................158 　6.2　空间定位：场景理解背后的挑战................................164 　6.3　场景重建：机器人“局限”的视角............................168 　6.4　规划控制：行动中的机器人........................................171 　6.5　交互问题：与环境和人类共存....................................178 　思考题......................................................................................184 第七讲　机器世界不孤单 　　　　——多智能体.................................................綦思源187 　7.1　自然界中的多智能体系统............................................188 　7.2　游戏模拟的多智能体系统............................................190 　7.3　博弈论：合作与竞争.....................................................194 　7.4　为机器赋予社会智能.....................................................198 　7.5　多智能体前沿研究.........................................................205 　思考题......................................................................................206 第八讲　机器生活的世界 　　　　——物理世界仿真模拟................................陈宝权209 　8.1　实践出真知.....................................................................210 　8.2　物理世界仿真模拟.........................................................215 　8.3　仿真模拟与智能应用.....................................................233 　8.4　从数字生成到智能理解.................................................237 　思考题......................................................................................239 第九讲　舞动科技的音符 　　　　——音乐人工智能.........................................许　多241 　9.1　引言：人工智能续写的贝多芬《第十交响曲》........242 　9.2　科学技术驱动音乐发展.................................................244 　9.3　音乐的特点.....................................................................246 　9.4　音乐人工智能及其挑战.................................................247 　9.5　音乐人工智能的一些研究内容....................................248 　9.6　音乐人工智能的技术展示............................................256 　9.7　音乐人工智能的应用及其前景....................................259 　思考题......................................................................................260 第十讲　人工智能在北大.............................................罗定生263 　10.1　智能学科.......................................................................264 　10.2　人工智能在北大...........................................................268 　10.3　选择智能学科的理由...................................................276 　思考题......................................................................................279