隨著計算機技術、大數據科學以及深度計算理論的發展，人工智能已廣泛應用於各行
各業，把人工智能技術作為大學教育的通識課程，已經成為各高等學校的通行做法。但如
何開設面向所有專業的人工智能課程，這是一件具有挑戰性的教學改革課題。本書的作者
們在總結多年來人工智能相關領域科學研究的基礎上，結合通識課程的要求，編寫了這本
書。這是一個有意義的嘗試。
本書主要針本書主要針對大學低年級學生，講解人工智能基礎知識，幫助初入校大學生了解人工智能的概念，掌握人工智能應用技術，進而獨立創作完成人工智能相關作品。本書包含了人工智能導引、人工智能基礎知識、燈光的智能控制、交通燈的智能識別、文字的智能處理、圖像的智能辨識、語音的智能辨識、人機的智能交互、無人駕駛、智能3D打印等方面的知識，注重培養學生的創造思維、數字化學習與創新意識、動手實踐能力，樹立其正確的信息時代社會責任感。 本書可作為高等學校通識課程的人工智能課程教材，也可適合非電類低年級本科生對人工智能入門知識的學習。 對大學低年級學生，講解人工智能基礎知識，幫助初入校大學生了解人工智能概念，掌握人工智能應用技術，進而獨立創作完成人工智能相關作品。本書包含了人工智能導引、人工智能基礎知識、燈光的智能控制、交通燈的智能識別、文字的智能處理、圖像的智能辨識、語言的智能處理、人機的智能交互、無人駕駛、3D打印等方面知識。注重培養學生的創造思維、數字化學習與創新意識、動手實踐能力，樹立其正確的信息時代社會責任感。
王東雲，教授，博士，黃淮學院副校長兼智能制造學院院長。全國大學生電子設計競賽河南賽區組委會主任、專家組組長；生物計算國際會議，程序委員會委員、特約審稿人、群智能分會主席；河南省高校科技創新人纔；駐馬店市政府特殊津貼專家；河南省重點學科控制理論與控制工程學科帶頭人；中原工學院自動化***特色專業負責人；河南省精品課程、雙語教學示範課程《自動控制原理》課程負責人；“自動化專業控制類課程”省級教學團隊負責人。自1984年參加工作以來，一直從事主要從事智能計算、智能控制和智能制造理論的研究與應用的教學與科研。先後主持完成科技部中日合作項目《基於燃料電池和珀耳帖冷卻技術的節能與減少溫室氣體排放相結合的環保繫統的研究》1項、國家自然科學基金《考慮災害時生產機能維持的先進安全過程控制繫統的研究及應用》等3項；《智能制造繫統中智能調度技術的研究》、《服裝CIMS關鍵技術的研究》等河南省重點攻關項目、河南省自然科學基金項目等科研項目10項。其中《高檔棉織物的開發》獲河南省科技進步二等獎、《基於CDIO工程教育模式的高級應用型人纔培養研究與實踐》獲河南省優秀教學成果特等獎。出版專著《智能計算在計算機服裝集成制造繫統中》等3部。近年來共發表論文共23篇，其中被SCI、EI收錄13篇，在專業核心期刊上發表20篇。2007年獲“河南省優秀教師”稱號、2010年獲“紡織之光”優秀教師稱號、2015年獲“河南省教學名師”稱號。
第1章 人工智能導引 11．1 人工智能的背景 11．1．1 什麼是人工智能 11．1．2 人工智能的誕生：模仿人類行為與思考 21．2 人工智能的前世今生 41．2．1 人工智能的基礎 41．2．2 人工智能的歷史 81．2．3 人工智能的研究現狀 91．3 人工智能的應用 121．3．1 人工智能的應用問題 121．3．2 人工智能的應用特征 131．3．3 人工智能的應用現狀與未來 151．4 人工智能的目標 19思考題 20第2章 人工智能基礎知識 212．1 機器人 212．1．1 初識機器人 212．1．2 機器人的結構組成 222．2 機器學習 232．2．1 什麼是機器學習 232．2．2 機器學習的算法 242．3 人工神經網絡 262．4 計算機視覺 302．5 自然語言處理 322．6 群體智能 342．7 人機交互 352．8 增材制造 362．9 大數據 382．10 虛擬現實 40思考題 41第3章 燈光的智能控制 423．1 車燈的控制原理 423．2 編程環境的配置 433．2．1 硬件模塊的組成 433．2．2 軟件環境的配置 553．3 點亮小車車燈 593．3．1 什麼是程序 593．3．2 小車車燈的點亮編程步驟 593．3．3 小車車燈的熄滅編程步驟 623．4 擴展：制作一個流水燈 633．4．1 什麼是流水燈 633．4．2 流水燈的核心指令 633．4．3 制作流水燈的編程步驟 64思考題 66第4章 交通燈的智能識別 674．1 交通燈的識別原理 674．2 顏色傳感器 694．3 讓小車智能識別紅綠燈 694．3．1 主要材料準備 694．3．2 硬件組裝 704．3．3 小車識別紅綠燈的編程步驟 704．3．4 效果展示 784．4 擴展：制作一個顏色辨識器 784．4．1 制作顏色辨識器的任務描述 784．4．2 硬件組裝 794．4．3 顏色辨識器的編程步驟 79思考題 84第5章 文字的智能處理 855．1 文本識別原理 855．2 文本解析的實現 865．3 基於文本信息的小車控制 885．3．1 主要材料準備 885．3．2 硬件組裝 885．3．3 文本信息識別的編程步驟 895．4 擴展：多文本信息的連續控制 945．4．1 多文本解析的任務描述 945．4．2 硬件組裝 945．4．3 多文本解析的編程步驟 94思考題 99第6章 圖像的智能辨識 1006．1 圖像識別原理 1006．2 路標形狀識別 1016．3 讓小車看懂路標 1066．3．1 材料準備 1066．3．2 材料組裝 1076．3．3 小車看懂路標的編程步驟 1086．4 擴展：智能停車 1126．4．1 智能停車任務描述 1126．4．2 硬件組裝 1126．4．3 智能停車的編程步驟 112思考題 116第7章 語音的智能辨識 1177．1 語音辨識原理 1177．2 聲音解析實現 1187．3 基於聲音的小車控制 1207．4 擴展：具有交互功能的聲控小車 131思考題 135第8章 人機的智能交互 1368．1 人機交互原理 1368．2 腦機接口技術 1378．2．1 腦機接口組成 1378．2．2 腦機接口原理 1388．3 用思維控制小車的啟停 1388．3．1 什麼是信號 1398．3．2 腦電信號的采集 1398．3．3 大腦運動意圖的解碼 1408．3．4 小車的啟停控制程序實現 1408．4 擴展：智能腦控小車 143思考題 146第9章 無人駕駛 1489．1 無人駕駛原理 1489．2 自動循跡技術 1509．2．1 自動循跡原理 1509．2．2 自動循跡組成 1509．3 智能小車的自動循跡 1519．3．1 軌跡的檢測 1519．3．2 智能循跡小車的實現 1529．4 擴展：具有避障功能的自動行駛 1569．4．1 認識超聲波避障 1569．4．2 超聲波避障的實現 1579．4．3 具有避障功能的自動行駛小車 159思考題 164第10章 智能3D打印 16510．1 3D打印實現原理 16510．2 3D打印主流技術 16610．2．1 擠出成型（Material Extrusion） 16610．2．2 粉床熔融成型（Powder Bed Fusion） 16810．2．3 還原光聚合 16910．2．4 粘結劑噴射 17010．2．5 材料噴射 17010．2．6 薄板層壓 17110．2．7 定向能量沉積 17110．3 3D打印應用領域 17210．3．1 快速原型制作和快速制造 17210．3．2 汽車 17310．3．3 航空 17310．3．4 建築 17310．3．5 醫療 17310．3．6 教育 17410．3．7 消費產品 17410．4 3D打印實現過程 17510．4．1 3D建模 17510．4．2 切片 17610．4．3 打印 17610．4．4 後期處理 17610．5 3D打印實操案例 17710．5．1 SolidWorks設計軟件基本操作 17710．5．2 3D打印切片及控制繫統基本操作 183思考題 195第11章 智能計算技術 19611．1 BP神經網絡 19611．1．1 BP神經網絡概述 19611．1．2 BP神經網絡的學習 19711．1．3 BP神經網絡舉例 20111．2 Hopfield神經網絡 20711．2．1 Hopfield神經網絡的結構 20811．2．2 Hopfield網絡求解優化問題的思想 20811．2．3 Hopfield網絡求解FMS調度問題 20911．2．4 旅行商問題（TSP）的Hopfield網絡求解 21211．3 模擬退火算法 21611．3．1 模擬退火算法簡介 21611．3．2 基於Hopfield優化模型的模擬退火求解算法 21811．4 遺傳算法 21911．4．1 遺傳算法簡介 21911．4．2 遺傳算法舉例 22111．5 粒子群算法 22611．5．1 引言 22611．5．2 改進的PSO算法優化 22711．5．3 算法性能準則 22811．5．4 對於有約束優化問題的求解算法 23011．5．5 優化問題應用 23011．6 支持向量機 23111．6．1 支持向量機簡介 23111．6．2 線性分類器 23111．6．3 核函數特征空間 23411．6．4 軟間隔優化問題 23511．6．5 支持向量機的多類別分類 23611．6．6 支持向量機的MATLAB應用 237參考文獻 238
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