课程

中国大学MOOC,为你提供一流的大学教育

认证学习
为你提供认证成绩和证书,以及AI高效学习服务
查看详情
hi,小mooc
期末考试会员
SPOC学校专有课程
高级人工智能原理与技术
第4次开课
开课时间: 2023年10月14日 ~ 2024年01月12日
学时安排: 3
当前开课已结束 已有 262 人参加
老师已关闭该学期,无法查看
spContent=人工智能是解决复杂工程问题的重要工具,是许多高新技术产品中的核心技术。通过学习本课程能够掌握人工智能的基本内容,了解人工智能研究的一些最新的前沿内容,为深入研究与应用人工智能技术奠定基础。
人工智能是解决复杂工程问题的重要工具,是许多高新技术产品中的核心技术。通过学习本课程能够掌握人工智能的基本内容,了解人工智能研究的一些最新的前沿内容,为深入研究与应用人工智能技术奠定基础。
—— 课程团队
课程概述

课程概述:高级人工智能原理与技术是计算机科学与技术、软件工程、计算机技术等理工科专业研究生的一门学位必修课程。课程主要研究如何利用计算机来模拟人脑所从事的感知、推理、学习、思考、规划等人类智能活动,解决需要用人类智能才能解决的问题。通过课程学习,使学生掌握人工智能的基本概念、基本原理、知识表示、推理机制和求解技术,以及相关研究领域的技术方法。启发学生对人工智能领域的兴趣,培养知识创新和技术创新能力以及用人工智能方法和技术解决复杂工程问题的能力,为今后在相关领域的研究与工作打下坚实的基础。本课程采用线上与线下相结合的教学方式,灵活使用“翻转课堂”组织教学。在教学方法上,打破传统型以老师讲授为主的讲授型模式,改变为以学生学为主导的小组协作化探究学习模式。充分利用信息化教学手段,全程采用多媒体授课,理论与实践相结合、教与学同步的教学方法。通过课堂教学模式的改革,促进学生积极主动地进行自主学习,探索学习,提高学生对所学知识的理解和解决复杂工程问题的能力。

 

课程目标

1.了解人工智能的起源与发展历史,了解新一代人工智能各领域的研究方向和进展;

2.理解知识表示和知识推理在人工智能中的重要地位,掌握基于一届谓词逻辑和基于产生式的知识表示方法;掌握经典逻辑推理方法,重点理解基于可信度和基于模糊集合的不确定推理方法。

3.理解和掌握搜索问题的形式描述,熟练掌握状态空间和与或树的盲目搜索算法和启发式搜索算法,掌握A*算法及各类启发式函数的定义;

4.理解和掌握遗传算法、进化算法和群智能算法的基本原理及使用方法。

5.理解和掌握神经网络的基本原理,能够使用常用的神经网络模型进行问题求解。

6.综合应用所学知识去解决一些实际的应用问题。能够把所学的原理应用到具体的实践中去,如能利用搜索算法、智能算法等编写程序解决一些具体的问题,培养学生发现、分析和解决复杂工程问题的能力。


授课目标

1.了解人工智能的起源与发展历史,了解新一代人工智能各领域的研究方向和进展;

2.理解知识表示和知识推理在人工智能中的重要地位,掌握基于一届谓词逻辑和基于产生式的知识表示方法;掌握经典逻辑推理方法,重点理解基于可信度和基于模糊集合的不确定推理方法。

3.理解和掌握搜索问题的形式描述,熟练掌握状态空间和与或树的盲目搜索算法和启发式搜索算法,掌握A*算法及各类启发式函数的定义;

4.理解和掌握遗传算法、进化算法和群智能算法的基本原理及使用方法。

5.理解和掌握神经网络的基本原理,能够使用常用的神经网络模型进行问题求解。

6.综合应用所学知识去解决一些实际的应用问题。能够把所学的原理应用到具体的实践中去,如能利用搜索算法、智能算法等编写程序解决一些具体的问题,培养学生发现、分析和解决复杂工程问题的能力。


成绩 要求

单元测验(30%):本课程一共有8次单元测验,每次测验包括10道题,均为客观题,每次测验允许尝试2次,30分钟内完成,取最高成绩;


单元作业和互评(40%):学员在第16周结束之前提交作业,并在第17周完成互评;


注意:本期课程提交三次单元作业和一次课程论文,参与一次互评,每次作业互评最少个数为5个。互评完成度的奖惩计分规则为,未参与互评的学生将给予所得分数的70%,未完成互评的学生将给予所得分数的90%,全部完成互评的学生将给予所得分数的100%。系统默认互评下的学生作业成绩,所得分数为取去掉最小和最大值后的平均值之和。

课程论文: 撰写1篇人工智能研究领域内的研究综述报告。要求:

                             1、不少于10个page(A4)。

                             2、格式按照发表论文要求。

                             3、参考文献不少于20篇,外文文献不少于10篇。以近3年的文献为主。

                             4、严禁互相抄袭,一旦发现按零分处理。

                             5、可以但不局限与以下方向:知识图谱、计算智能、差分进化算法及应用、卷

                                   积神经网络生成式对抗网络(GAN)、图神经网络与图计算、大模型、蒙特卡

                                   洛博弈树搜索研究、蚁群算法、粒子群优化算法等。


课程讨论(20%):每讲都会指定讨论题目,可根据兴趣选择参与,学员在课件的“课程交流区”中回帖数量总共达20条及以上,即可获取满分;


考试(10%):期末考试包含20道题,每道题2分,均为客观题,60分钟内完成,测试机会只有一次;

课程大纲
第1章 绪论
课时目标:从学科和能力的角度深刻理解人工智能的定义,初步了解人工智能的起源及其发展过程。重点掌握人工智能的几种定义,掌握目前人工智能的三个主要学派及对人工智能的理解,一般了解人工智能的主要研究范围和应用领域。了解人类认知活动与计算机的比较关系,基本了解智能信息处理系统。了解新一代人工智能的技术基础、发展现状,能对新一代人工智能发展进行分析与评价。
1.1 人工智能的基本概念 1.2 人工智能的发展简史 1.3 人工智能研究的基本内容和主要研究领域 1.4 人工智能的应用 1.5 新一代人工智能的发展和挑战
第2章 知识表示
课时目标:学生经过本章学习,能够正确理解知识表示的概念,能够识别命题、一阶谓词、非一阶谓词、项、连词、量词以及谓词公式、谓词公式特性。能够应用一阶谓词表示法表示自然语言描述的知识,步骤正确,谓词公式无语法错误。能够正确理解产生式表示法和框架表示法的原理,能够对知识表示方法的适用范围进行分析和评价。
2.1 知识表示与知识表示的概念
3.2 一阶谓词逻辑表示法
2.3 产生式表示法
2.4 框架表示法
第3章 确定性推理方法
课时目标:通过本章内容学习,学生能够正确理解推理的概念,能够对推理方法进行分类,能够识别代换的合法性,能够应用MGU算法判定谓词公式集合是否合一,能够应用谓词公式化为子句集的方法把复杂谓词公式转化为子句集合且结果正确,能够应用归结原理进行复杂谓词公式蕴含式进行永真性证明,能够应用归结原理进行数理逻辑问题求解。
3.1 推理的基本概念
3.2 自然演绎推理
3.3 谓词公式化为子句集的方法
3.4 归结原理
3.5 归结反演
3.6 应用归结原理求解问题
第4章 不确定性推理方法
课时目标:通过本章内容学习,学生能够正确理解不确定推理中的基本问题,能够根据产生式规则库绘制推理路线图,能够应用可信度推理方法计算结论的不确定程度,并能对该结果进行分析。能够应用证据理论推理方法计算结论的不确定程度,并能对该结果进行分析。认识现实世界不确定性和模糊性的特性,正确理解模糊集合和隶属度函数,并能与现实世界建立映射。
4.1 不确定性推理中的基本问题
4.2 概率方法
4.3 主观Bayes方法
4.4 可信度方法
4.5 证据理论方法
4.6 模糊推理方法
第5章 搜索求解策略
课时目标:通过本章内容学习,学生能够正确理解搜索的基本概念,能够根据搜索问题的特点选择问题表示方法,能够应用盲目搜索策略和启发式搜索策略进行搜索,能够根据具体的问题自行定义启发式函数,能够进行不同搜索方法的多维度分析、评价与改进,能够正确理解博弈树,能够应用极大极小值方法进行博弈决策,能够应用alpha-beta剪枝方法优化博弈决策。
5.1搜索的概念
5.2状态空间表示法
5.3状态空间盲目搜索
5.4状态空间启发式搜索
5.5与或树表示法
5.6与或树盲目搜索
5.7与或树启发式搜索
5.8博弈树搜索
5.9alpha-beta剪枝
第6章 进化算法及其应用
课时目标:通过本章内容学习,学生能够正确识别进化算法的术语,能够正确理解基本遗传算法的原理,能够进行编码方法的分析与选择,能够进行适应度函数的设计,能够进行选择操作的分析与选择,能够进行交叉操作的分析与选择,能够进行变异操作的分析与选择,能够应用遗传算法求解复杂公式极值问题和工厂复杂工序生产调度问题,能够对差分进化算法的优劣进行评价。
6.1 进化算法的产生与发展
6.2 基本遗传算法
6.3 遗传算法的改进算法
6.4 基于遗传算法的生产调度方法
6.5 差分进化算法及其应用
第7章 群智能算法及其应用
课时目标:通过本章内容学习,学生能够正确理解粒子群优化算法公式中各部分含义,能够应用粒子群优化算法算法求解车辆路径问题,能够正确理解蚁群算法模型,能够对基本蚁群算法的改进模型进行评价,能够应用蚁群算法模型进行复杂工程问题求解。
7.1 群智能算法产生的背景
7.2 粒子群优化算法
7.3 蚁群算法及应用
第8章 人工神经网络及其应用
课时目标:通过本章内容学习,学生能够了解生物神经元的结构与工作原理,能够正确理解神经元模型并能够根据神经元模型的输入计算相应的输出,能够设计BP神经网络结构,能够进行BP神经网络中的梯度计算、局部梯度计算、正向传递计算、误差反向传递计算,在给定数据条件下,能够利用BP神经网络工具包进行学习和训练,能够进行卷积神经网络模型中卷积计算、池化计算、relu函数计算和全连接计算,了解主流深度学习模型开发平台和工具。
8.1 神经元与神经网络
8.2 人工智能发展简史
8.3 BP神经网络及其学习算法
8.4 BP神经网络及其应用
8.5 卷积神经网络模型
第9章 机器学习与专家系统
课时目标:通过本章内容学习,学生能够了解机器学习的基本概念,能够对不同机器学习方法进行分类,掌握深度学习的基本原理,了解专家系统的产生和发展,正确认识专家系统在人工智能发展过程中的重要历史地位,能够理解产生式系统与专家系统的区别与联系,了解专家系统的构造工具。
9.1 机器学习的基本概念
9.2 深度学习
9.3 专家系统概念与实例
展开全部
预备知识
  1. 高等数学

  2. 离散数学

  3. 线性代数

  4. 数据结构

  5. 程序设计

武汉理工大学
2 位授课老师
彭德巍

彭德巍

副教授

袁景凌

袁景凌

教授

下载
下载

下载App