本书以人工智能的广泛应用为核心，深入且系统地介绍了人工智能的基础理论与核心理念。本书与实际应用紧密结合，融入丰富的实训环节，全面而详尽地解析了相关的应用技术。全书共八章，内容涵盖语音识别与处理、计算机视觉、自然语言处理、无人驾驶技术、人工智能应用、生成式人工智能，以及人工智能伦理道德等多个关键领域。本书结合实际案例与实训项目，以通俗易懂的语言深入剖析其应用方法与操作技巧，旨在帮助各专业的学生理解理论知识，通过实训快速掌握人工智能技术的实际应用，从而在人工智能时代提升综合实践能力。
       本书适合作为高职院校人工智能通识课程的教材，也可作为人工智能技术普及的自学读物。

前言
      人工智能技术正以惊人的速度迅猛发展，在诸多关键领域的应用日益广泛且深入，成为推动社会发展的重要力量。从智能手机上的语音助手到自动驾驶汽车，从精准医疗诊断系统到个性化教育推荐平台，再到生成式人工智能在内容创作、图像生成等方面的突破性应用，人工智能正以前所未有的速度和规模深刻改变世界。面对这股席卷全球的科技变革浪潮，对于每一位希望在未来社会中发挥重要作用的大学生而言，深入探索人工智能的基本原理、熟练掌握其核心技能，并敏锐洞察包括生成式人工智能在内的广阔应用前景变得至关重要。这不仅是技术层面的追求，更是时代赋予我们的责任和使命。
      在此背景下，我们精心策划并编写了本书，旨在为学生搭建一座通向人工智能广阔应用领域的桥梁，同时融入思政教育元素，培养学生的爱国情怀和社会责任感。本书专注于人工智能的通识教育，旨在构建一个既全面又深入的通识教学体系，帮助高校各专业学生掌握这一关键技术的核心要素，并引导他们将所学知识与国家发展战略、社会进步和人民福祉相结合。在跨学科交叉融合的时代背景下，人工智能技术已经广泛渗透到各个学科领域。因此，本书不仅系统介绍了人工智能的基础理论，如机器学习、深度学习等关键技术，还特别强调了人工智能在不同实际场景中的广泛应用，并增加了实训环节的设计。通过丰富的案例和实训项目，深入剖析了自然语言处理、计算机视觉、智能语音技术、生成
式人工智能等领域的具体应用，以及人工智能伦理等社会影响，旨在培养学生的科技素养、道德观念和实践能力。
      本书以简洁明了的语言，将复杂的概念和理论深入浅出地呈现出来，增强了可读性，每章均配备了丰富的案例分析与练习题，并增设了实训指导和操作指南。这些实训内容旨在帮助读者在深入理解人工智能技术原理的同时，掌握实际应用技能。本书注重层次递进、化繁为简，从人工智能的基本概念与历史沿革入手，逐步深入至算法原理与实现步骤的细致讲解。借助鲜活案例、直观图表和实训操作有效降低学习难度，激发读者的学习兴趣，引导他们积极投身科技创新实践活动，为实现中华民族伟大复兴的中国梦贡献力量。
      最后，结合当前科技前沿，本书探讨了人工智能技术的未来发展趋势与潜在挑战，并强调了实训在人工智能学习中的重要性。本书旨在引导读者以批判性的视角审视技术进步所带来的机遇与风险，特别是其在各个领域的广泛应用前景，同时鼓励读者通过实训来加深对人工智能技术的理解和掌握。在追求科技进步的同时，也不忘社会责任和道德底线，鼓励读者为构建和谐社会贡献力量。
      本书由周军、王琦和居玮任主编，宋昌统、王辉、于瑞琴和钱莹任副主编。周军、王琦主要负责团队组建、整体策划设计，周军、居玮负责审稿工作。全书共8 章，第1 章由王琦编写，第2 章由于瑞琴编写，第3 章由宋昌统编写，第4 章由钱莹编写，第5 章由居玮编写，第6、7 章由周军编写，第8 章由王辉编写。在编写过程中，编者参阅和引用了大量文献，在此对相关作者表示衷心的感谢！
      由于编者水平有限，书中难免存在不妥和疏漏之处，恳请专家和读者批评指正。我们将不断努力，为培养更多具有创新精神、社会责任感和实践能力的人工智能人才贡献力量。

编者
2025 年2 月

目录

第１章综述............................................................................................................................ 1 

1.1基本概念 ...........................................................................................................................1 
1.2人工智能发展史 ...............................................................................................................7 
1.3人工智能发展的三大引擎 ..............................................................................................10 
1.4人工智能的技术体系 ......................................................................................................13
习题 .......................................................................................................................................16

第２章语音识别与处理....................................................................................................... 17 

2.1声音的本质 ......................................................................................................................18 
2.2语音识别 ..........................................................................................................................19 
2.3语音合成 ..........................................................................................................................34 
2.4语音交互 ..........................................................................................................................36 
2.5语音识别实训 ..................................................................................................................38
习题 ........................................................................................................................................42

第３章计算机视觉................................................................................................................ 44 

3.1计算机视觉概述 ..............................................................................................................44 
3.2图像分类 ..........................................................................................................................51 
3.3目标检测 ..........................................................................................................................58 
3.4目标分割及其应用 ..........................................................................................................64 
3.5目标分割及其应用 ..........................................................................................................66 
3.6计算机视觉实训 ..............................................................................................................68
习题 ........................................................................................................................................72

第４章自然语言处理............................................................................................................ 73 
4.1自然语言处理概述 ...........................................................................................................73 
4.2自然语言理解.....................................................................................................................75 
4.3自然语言生成........................................................................................................................83 
4.4语言模型实训..................................................................................................................85
习题 ...........................................................................................................................................901

第５章无人驾驶技术............................................................................................................ 91 
5.1概述 ..................................................................................................................................91 
5.2无人驾驶技术原理 ..........................................................................................................95 
5.3无人驾驶汽车的运行系统 ..............................................................................................98 
5.4人工智能在无人驾驶中的应用 ....................................................................................104 
5.5无人驾驶汽车实训 ........................................................................................................107
习题.........................................................................................................................................112

第６章人工智能应用...........................................................................................................113 
6.1智能家居 ........................................................................................................................113 
6.2智能制造 ........................................................................................................................117 
6.3智慧交通 ........................................................................................................................121 
6.4智慧医疗 ........................................................................................................................131 
6.5教育领域 ........................................................................................................................137 
6.6金融领域 ........................................................................................................................142
习题.........................................................................................................................................154

第７章生成式人工智能.......................................................................................................156 
7.1概述 ................................................................................................................................157 
7.2生成式人工智能工作原理 ............................................................................................162 
7.3 GAI实训之豆包 ............................................................................................................166 
7.4 GAI实训之 Kimi...........................................................................................................185 
7.5 GAI实训之 DeepSeek...................................................................................................193
习题.........................................................................................................................................198

第８章人工智能伦理道德...................................................................................................200 
8.1人工智能的道德和社会责任 ........................................................................................200 
8.2人工智能的数据安全和相关法律法规 ........................................................................205 
8.3人工智能的安全和隐私保护技术 ................................................................................210 
8.4人工智能伦理实训项目 ................................................................................................215
习题.........................................................................................................................................218 

周军，工学硕士，高级实验师，高级工程师。目前任职于镇江市高等专科学校，长期从事人工智能导论、原理与方法的课程教学工作，主要研究领域涉及智能系统、神经网络与机器学习、数据挖掘等。主持市厅级科研课题10余项，发表论文10余篇，申请专利4项。王琦，工学硕士，教授，江苏省交通运输行指委委员，江苏省“青蓝工程”优秀教学团队（2020年度）负责人。目前任职于镇江市高等专科学校，主持江苏省教改课题1项，市厅级科研课题10余项，发表论文20篇，申请专利10多项。多次担任全国职业院校技能大赛专家、裁判。居玮，学士，讲师、工程师。目前任职于镇江市高等专科学校，长期从事人工智能导论、原理与方法的课程教学工作，主要研究领域涉及电气自动化、物联网、过程控制、机器人等。主持市厅级科研课题5项，发表论文10余篇，申请专利3项。

本书注重层次递进、化繁为简，从人工智能的基本概念与历史沿革入手，逐步深入至算法原理与实现步骤的细致讲解。借助鲜活案例、直观图表和实训操作有效降低学习难度，激发读者的学习兴趣，引导他们积极投身科技创新实践活动，为实现中华民族伟大复兴的中国梦贡献力量。