第5章-人工智能技術(shù)簡介

5.1人工智能在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用5.2人工智能在市政工程領(lǐng)域的應(yīng)用5.3人工智能在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用5.4人工智能在智能家居領(lǐng)域的應(yīng)用5.5人工智能在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用5.6人工智能在智能制造領(lǐng)域的應(yīng)用第5章人工智能技術(shù)簡介新世紀(jì)以來，隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新和發(fā)展，全世界的步伐也開始從互聯(lián)網(wǎng)時代邁向智能化時代?；ヂ?lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展給人類生活各個領(lǐng)域帶來了巨大的變革，大大提升了人們的生活品質(zhì)。而人工智能的引進(jìn)更是顛覆傳統(tǒng)觀點(diǎn)的一次創(chuàng)世紀(jì)的創(chuàng)新，是一個時代進(jìn)步的體現(xiàn)。5.1人工智能在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用人工智能自誕生起度過了幾次跌宕起伏的發(fā)展期，也經(jīng)歷了從早期專家系統(tǒng)、機(jī)器學(xué)習(xí)，到當(dāng)前火熱的深度學(xué)習(xí)等多次技術(shù)變革和規(guī)?；瘧?yīng)用的浪潮。隨著近年來人工智能的應(yīng)用越來越廣泛，特別在工業(yè)應(yīng)用方面，正在向多個環(huán)節(jié)廣泛滲透，逐漸在替代一些勞動密集型的企業(yè)崗位。人工智能技術(shù)與工業(yè)領(lǐng)域的融合發(fā)展的確具有廣闊前景，但目前的工業(yè)智能水平仍舊處于比較初級的階段，人工智能驅(qū)動的自動化尚未能對生產(chǎn)力的增長產(chǎn)生可量化的重大影響。中國工程院院士鄔賀銓提出人工智能需要與工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT')、大數(shù)據(jù)分析、云計(jì)算和信息物理系統(tǒng)集成共同促使工業(yè)以靈活、高效和節(jié)能的方式運(yùn)作。5.1人工智能在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用1．人工智能在工業(yè)機(jī)器人中的應(yīng)用在社會穩(wěn)定發(fā)展的背景下，我國科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平也得到了顯著發(fā)展，因此工業(yè)領(lǐng)域的生產(chǎn)模式也出現(xiàn)了顯著變化，可以說人工智能也將成為今后的社會主要發(fā)展方向，特別是機(jī)器人更將得到大范圍應(yīng)用和推廣。工業(yè)機(jī)器人的主要優(yōu)勢在于其精準(zhǔn)度更高，有著較高的工作效率和質(zhì)量，可以承受較強(qiáng)的工作強(qiáng)度，對于工業(yè)領(lǐng)域產(chǎn)量提升有著十分重要的影響。5.1人工智能在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用2.人工智能在工業(yè)視覺上的應(yīng)用機(jī)器視覺就是用機(jī)器代替人眼來做測量和判斷。機(jī)器視覺系統(tǒng)是指通過機(jī)器視覺產(chǎn)品將被攝取目標(biāo)轉(zhuǎn)換成圖像信號，傳送給專用的圖像處理系統(tǒng)，根據(jù)像素分布和亮度、顏色等信息，轉(zhuǎn)變成數(shù)字化信號。圖像系統(tǒng)對這些信號進(jìn)行各種運(yùn)算來抽取目標(biāo)的特征，進(jìn)而根據(jù)判別的結(jié)果來控制現(xiàn)場的設(shè)備動作。完整的機(jī)器視覺系統(tǒng)一般包括光源、鏡頭、相機(jī)、圖像采集卡或圖像處理單元、核心軟件、監(jiān)視器、通訊或輸入輸出單元等。相比人工視覺，機(jī)器視覺擁有效率高、精度高、穩(wěn)定性強(qiáng)、可適應(yīng)危險(xiǎn)環(huán)境、感光范圍廣等人工視覺無法比擬的優(yōu)勢。5.1人工智能在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用3.人工智能在無人駕駛汽車中應(yīng)用我國在自動駕駛領(lǐng)域的研究起步于20世紀(jì)80年代。1980年“遙控駕駛的防核化偵察車”由國家立項(xiàng)，1989年我國首輛智能小車在國防科技大學(xué)研制成功，1992年國防科技大學(xué)、北京理工大學(xué)等高校研制成功我國第一輛真正意義上能夠自主行駛的測試樣車。人工智能深度學(xué)習(xí)系統(tǒng)運(yùn)用于無人駕駛汽車中主要有以下步驟:①數(shù)據(jù)準(zhǔn)備，對數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，之后選擇合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行儲存訓(xùn)練;②通過輸入大量數(shù)據(jù)進(jìn)行第一層無監(jiān)督的學(xué)習(xí);③通過第一層的學(xué)習(xí)與處理，將相近的數(shù)據(jù)進(jìn)行劃分，同時隨機(jī)進(jìn)行判斷;④運(yùn)行監(jiān)督學(xué)習(xí)系統(tǒng)，控制第二層學(xué)習(xí)的各個節(jié)點(diǎn)，提高數(shù)據(jù)的正確性;⑤輸入之后運(yùn)用監(jiān)督學(xué)習(xí)調(diào)整所有層。5.1人工智能在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用4、人工智能在重工業(yè)的應(yīng)用人工智能在大多數(shù)大型制造公司的生產(chǎn)單元中使用。AI系統(tǒng)用于為對象提供特定形狀,將對象從一個地方移動到另一個地方等。此應(yīng)用程序還用于管理大多數(shù)公司，以便按時有效地完成任務(wù)。它用于保存員工的所有記錄，存儲公司的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，并可在關(guān)鍵決策時間輕松提取。重工業(yè)在人工智能系統(tǒng)中蓬勃發(fā)展，因?yàn)樗麄儼磿r完成任務(wù)，并有可能在系統(tǒng)中輸入不準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。5.1人工智能在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用5.人工智能在機(jī)械電子技術(shù)的應(yīng)用探究機(jī)械電子工程是將多學(xué)科知識融為一體的一門學(xué)科，當(dāng)前發(fā)展階段，機(jī)械電子工程的應(yīng)用使得工程中的生產(chǎn)器材所占比重逐漸減小。人工智能與機(jī)械電子工程在未來將得到廣泛的應(yīng)用，并深入到生活的各個領(lǐng)域，這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用可以減少產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的誤差。從另一層面上講，機(jī)械電子工程能夠?qū)⑸a(chǎn)過程簡單化，這在一定程度上可以縮短工廠的生產(chǎn)流程線，產(chǎn)品生產(chǎn)及創(chuàng)造收益的時間更短。傳統(tǒng)的機(jī)械電子中數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度不高、嚴(yán)密性低，因此很容易受數(shù)據(jù)錯誤而造成損失，人工智能技術(shù)的高端數(shù)據(jù)處理方式可以提高機(jī)械電子工程的數(shù)據(jù)精確度。另一方面，機(jī)械電子工程與人工智能的結(jié)合可以使人們的生活更加的便捷，因此在發(fā)展中呈現(xiàn)出人工智能廣泛應(yīng)用在機(jī)械電子工程的趨勢。5.2人工智能在市政工程領(lǐng)域的應(yīng)用目前，以深度學(xué)習(xí)和機(jī)器學(xué)習(xí)為代表的人工智能進(jìn)入規(guī)劃領(lǐng)域，為未來城市規(guī)劃的審查、考評、生成、多方案比較提供了重要的技術(shù)手段。健康城市規(guī)劃發(fā)展、城市規(guī)劃決策審批及城市規(guī)劃協(xié)同等議題越來越多。人工智能使規(guī)劃方法從經(jīng)驗(yàn)走向科學(xué)，同時也引導(dǎo)了新機(jī)構(gòu)與新技術(shù)的萌芽。5.2人工智能在市政工程領(lǐng)域的應(yīng)用1.人工智能在城市智能交通系統(tǒng)中的應(yīng)用智能交通系統(tǒng)充分引用了先進(jìn)的無線通信技術(shù)和控制系統(tǒng)，但是在復(fù)雜和人口數(shù)量較多的城市中，智能交通系統(tǒng)存在一定的缺陷，需用引進(jìn)不同的人工智能技術(shù)，才能有效提高城市交通效率和交通安全。（1）智能交通規(guī)劃（2）智能交通監(jiān)控系統(tǒng)5.2人工智能在市政工程領(lǐng)域的應(yīng)用2.市政排水管道檢測機(jī)器人針對城市排水管道檢測要求，以及傳統(tǒng)管道檢測方法的優(yōu)缺點(diǎn)，結(jié)合人工智能技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生在管道內(nèi)窺檢的輪式市政管道檢測機(jī)器人。其機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及仿真、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、牽引力測試等，都可結(jié)合人工智能技術(shù)生成機(jī)器人控制系統(tǒng)。對于特殊管道(管徑變化、無磁性、有彎管等)機(jī)器人檢測維修系統(tǒng)，人工智能技術(shù)有著極高的研究價值。5.2人工智能在市政工程領(lǐng)域的應(yīng)用3.爬壁機(jī)器人在市政領(lǐng)域中的應(yīng)用

爬壁機(jī)器人是移動機(jī)器人領(lǐng)域的一個重要分支。它把地面移動機(jī)器人技術(shù)與吸附技術(shù)有機(jī)結(jié)合起來，可在垂直壁面上附著爬行，并能攜帶工具完成一定的作業(yè)任務(wù)，大大擴(kuò)展機(jī)器人的應(yīng)用范圍。

目前，爬壁機(jī)器人主要應(yīng)用于核工業(yè)、市政工程、石化工業(yè)、造船業(yè)、消防部門及偵查活動等，如對高樓外壁面進(jìn)行清洗，對石化企業(yè)中的儲料罐外壁進(jìn)行檢測和維護(hù)，對大面積鋼板進(jìn)行噴漆，在高樓事故中進(jìn)行搶險(xiǎn)救災(zāi)等。爬壁機(jī)器人的應(yīng)用已取得良好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。

環(huán)境感知定位和攀爬移動路徑是爬壁機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)之一?？刹捎萌斯ぶ悄芗夹g(shù)實(shí)現(xiàn)更精確的移動規(guī)劃。目前爬壁機(jī)器人主要運(yùn)用在橋梁或高層建筑噴漆，針對市政領(lǐng)域的特殊性，使其能適應(yīng)金屬質(zhì)地橋梁的各種表面。爬壁機(jī)器人結(jié)合人工智能技術(shù)在市政領(lǐng)域逐步得到應(yīng)用，并迅速發(fā)展。5.2人工智能在市政工程領(lǐng)域的應(yīng)用4.清淤機(jī)器人在市政排水系統(tǒng)中應(yīng)用城市雨水和污水中含有各種復(fù)雜成分的污物，極易在地下雨污水排水管網(wǎng)中沉積并形成淤泥，為防止排水管道的淤塞，需要定期進(jìn)行專業(yè)化的清淤疏通作業(yè)。目前，我國地下排水管道的清淤工作仍普遍采用人工作業(yè)的落后方式，這種清淤作業(yè)方式整體效率低，同時存在很大的作業(yè)安全隱患。清淤機(jī)器人結(jié)合人工智能技術(shù)，能夠進(jìn)一步提高以下幾方面：（1）智能化程度高（2）適用性廣（3）安全性高（4）綠色環(huán)保5.2人工智能在市政工程領(lǐng)域的應(yīng)用5.人工智能技術(shù)在智慧停車領(lǐng)域的應(yīng)用

針對當(dāng)前城市停車難、停車位資源缺乏統(tǒng)一管理等問題，基于5G、AI技術(shù)的智慧停車系統(tǒng)已經(jīng)產(chǎn)生。該系統(tǒng)通過車牌識別一體機(jī)采集出入口車輛圖像，設(shè)計(jì)并運(yùn)用視頻車牌識別技術(shù)完成云端車牌識別，借助5G網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)上傳、結(jié)果反饋和控制指令下達(dá)，同時與市政部門協(xié)同，實(shí)現(xiàn)停車資源發(fā)布、停車誘導(dǎo)等。在融合多種技術(shù)的前提下，實(shí)現(xiàn)智能化停車出入管理，助力城市靜態(tài)交通資源優(yōu)化配置。5.2人工智能在市政工程領(lǐng)域的應(yīng)用6.人工智能在生態(tài)水環(huán)境治理過程中的應(yīng)用

人工智能技術(shù)應(yīng)用于生態(tài)水環(huán)境整治過程主要包含信息采集、運(yùn)行保障、聯(lián)合控制、福合模擬和智能決策這五個方面的需求。主要依據(jù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，能夠?qū)崿F(xiàn)深度機(jī)器學(xué)習(xí)，并且完全通過輸入數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)自主模擬并構(gòu)建相應(yīng)模型結(jié)構(gòu)。

在人工智能視覺技術(shù)的支持下，水污染、固廢污染、壤污染都可以更好的監(jiān)剛，為環(huán)境治理提供決策依據(jù)。5.2人工智能在市政工程領(lǐng)域的應(yīng)用7.人工智能在自動隧道掘進(jìn)機(jī)器人中應(yīng)用2017年西班牙馬德里卡洛斯三世大學(xué)進(jìn)行一個為期3年的研究項(xiàng)目，開發(fā)了一種能以全自動模式開挖小直徑隧道的自主機(jī)器人，可實(shí)現(xiàn)自動化挖掘市政管道。該機(jī)器人將通過自動駕駛技術(shù)、測繪與導(dǎo)航技術(shù)，實(shí)現(xiàn)地下線纜、地下水與天然氣管道的全自動化開挖施工。

機(jī)器人名為BADGER，將采用蠕蟲式的分段身體，在機(jī)體前端安裝鉆頭，并采用超聲波輔助破碎機(jī)頭前方的障礙。每段將配備有撐緊隧道內(nèi)壁的機(jī)構(gòu)，其余部分將相對于這些機(jī)構(gòu)向前滑動，允許機(jī)器人以蠕動方式在隧道內(nèi)向前移動。機(jī)器人的后方設(shè)置了噴漿設(shè)備，能夠在隧道壁上噴射一層樹脂并加固使其成為隧道襯砌。

機(jī)器人將配備電力與數(shù)據(jù)電纜并連接至地表，施工人員可通過數(shù)據(jù)監(jiān)視施工進(jìn)度，并在必要時進(jìn)行手動操作。機(jī)器人后部的管狀附件會將開挖出的渣土泵送到地面。此外，BADGER還將配備慣性測量單元—加速度計(jì)、陀螺儀和磁力計(jì)等設(shè)備，通過雷達(dá)輔助檢測孤石等地層中的障礙物。5.3人工智能在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用智慧農(nóng)業(yè)通過經(jīng)營領(lǐng)域的差異性、生產(chǎn)領(lǐng)域的智能化和服務(wù)領(lǐng)域的完整性，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)精準(zhǔn)化和綠色化，保障農(nóng)產(chǎn)品安全、農(nóng)業(yè)競爭力提升、農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈升級和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，是我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的必由之路。5.3人工智能在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用1.人工智能在農(nóng)業(yè)智能機(jī)器人中的應(yīng)用1)智能植保無人機(jī)智能植保無人機(jī)配備有精準(zhǔn)的調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)和先進(jìn)的飛控系統(tǒng)，農(nóng)戶可根據(jù)不同的地形條件選擇智能、輔助、手動等不同作業(yè)模式，只需按鍵即可一鍵起飛、一鍵降落或一鍵返航。它在作業(yè)的過程中實(shí)時規(guī)劃路線，掃描植物表面的高低起伏狀態(tài)，確保植保作業(yè)具有連續(xù)性和噴灑農(nóng)藥具有均勻性。5.3人工智能在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用2)農(nóng)耕機(jī)器人美國愛荷華州的發(fā)明家DavidDorhout研發(fā)了農(nóng)耕機(jī)器人Prospero。農(nóng)耕機(jī)器人Prospero首先利用自動探測裝置獲得土壤的相關(guān)理化特性參數(shù)，然后優(yōu)化最佳種植密度并播種。美國加州的BlueRiver‘Technology公司研發(fā)了農(nóng)用機(jī)器人Let-tuceBot。農(nóng)用機(jī)器人LettuceBot可以在耕作的過程中為經(jīng)過的植物拍攝照片，借助圖像自動識別技術(shù)判斷植物的屬性，從而精準(zhǔn)地噴灑農(nóng)藥，清除雜草。JohnDeere是美國伊利諾斯州致力于提供智能農(nóng)業(yè)綜合管理方案的公司，它研發(fā)的由GPS導(dǎo)航的無人駕駛曳引機(jī)，能夠使農(nóng)戶從駕駛座艙內(nèi)解放出來，集中精力從事農(nóng)藥量調(diào)整、作物監(jiān)控、病蟲害監(jiān)測、養(yǎng)分及水分監(jiān)測等工作。日本的久保田(Kubota)和洋馬(Yanmar)兩家企業(yè)推出的數(shù)款無人駕駛曳引機(jī)，深受老年農(nóng)民喜愛。下一代曳引機(jī)將植入人工智能、大數(shù)據(jù)技術(shù)，搭載高靈敏度的傳感器，自動繞過障礙物，識別土壤類型和坡度，根據(jù)不同農(nóng)田的不同需求施以不同種類和用量的殺蟲劑、除草劑、肥料和水。5.3人工智能在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用3)采果機(jī)器人美國加州的農(nóng)用機(jī)器人專業(yè)公司AbundantRo-botics研制了用于采摘水果的智能機(jī)器人。此種智能機(jī)器人首先通過攝像和傳輸系統(tǒng)獲得果樹的照片，利用定位和識別技術(shù)選擇采摘對象，然后使用真空管道和機(jī)械手臂采果，速度可達(dá)到每秒采摘1個水果，能夠大大降低勞動成本。HarvestCROORo-botics司開發(fā)了草莓采摘機(jī)器人，每天可收獲3.2萬平方米草莓，相當(dāng)于30名果農(nóng)的工作量。日本的一款油壓驅(qū)動西瓜收獲機(jī)器人具有靈活的機(jī)械手，由4根手指構(gòu)成，每根手指有4節(jié)連桿（相當(dāng)于關(guān)節(jié))。這種機(jī)器人抓取西瓜時，機(jī)械手指尖端的滑輪會沿著西瓜表面下降，到達(dá)最下端時停止，上升時，西瓜自身的重量會使機(jī)械手閉鎖，只要機(jī)械手中心與西瓜中心的偏差小于54毫米，機(jī)械手就能成功地抓取西瓜。它的手指連桿的下滑動作可以判斷西瓜的體積，手指上的力傳感器可以測量西瓜的重量，同時完成西瓜的現(xiàn)場采摘和初步分級工作。5.3人工智能在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用4)自動分揀機(jī)器人日本的黃瓜菜農(nóng)使用Google公司開發(fā)的Ten-sorFlow機(jī)器技術(shù)自動分揀黃瓜。農(nóng)夫使用網(wǎng)絡(luò)攝像頭等簡單而便宜的硬件設(shè)備，在特定算法的支持下，將黃瓜分為9個組別，從而減少人力成本。這種技術(shù)可用于更多的品種（如土豆、西紅柿等）和更大規(guī)模的農(nóng)產(chǎn)品分揀。日本研制的蘋果分揀機(jī)，每分鐘可將500~600個蘋果進(jìn)行大小、光澤、顏色分類，并送入相應(yīng)的容器中。英國研制的土豆分揀機(jī)器人配備了物鏡、傳感器、電子-光學(xué)系統(tǒng)，能夠觀察土豆橢圓體的各個區(qū)域，每小時可挑選3000千克土豆，相當(dāng)于6名熟練農(nóng)工的勞動量，而且勞動質(zhì)量遠(yuǎn)超人工作業(yè)。未來，自動分揀機(jī)器人將得到更加廣泛的應(yīng)用。5.3人工智能在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用2.人工智能在農(nóng)作物監(jiān)控中的應(yīng)用在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的很多方面，大部分的工作是通過對農(nóng)作物外觀的判斷進(jìn)行的，例如農(nóng)作物的生長狀態(tài)、病蟲害監(jiān)測以及雜草辨別等等。在過去，這些工作是通過人的肉眼去觀察，但是這存在兩個問題:1、農(nóng)民并不能保證根據(jù)經(jīng)驗(yàn)做出的判斷是完全正確的;2、由于沒有專業(yè)人士及時到現(xiàn)場診斷，可能會使農(nóng)作物病情延誤或加重。人工智能技術(shù)可在農(nóng)作物檢測中提供強(qiáng)大的技術(shù)的支持，通過機(jī)器人視覺技術(shù)，模擬人類的視覺功能，從客觀事物的圖像中獲取信息并處理和分析。5.3人工智能在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用3.人工智能在土壤灌溉的應(yīng)用普通農(nóng)戶一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定作物的灌溉時間和灌溉強(qiáng)度，無法保證最佳灌溉效果。大力推廣智能節(jié)水灌溉系統(tǒng)是緩解我國水資源供需矛盾的有效途徑。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具備機(jī)器學(xué)習(xí)能力，能夠根據(jù)檢測得到的氣候指數(shù)和當(dāng)?shù)氐乃臍庀笥^測數(shù)據(jù)，選擇最佳灌溉規(guī)劃策略。通過對土壤濕度的實(shí)時監(jiān)控，利用周期灌溉、自動灌溉等多種方式，提高灌溉精準(zhǔn)度和水的利用率。這樣既能節(jié)省用水，又能保證農(nóng)作物良好的生長環(huán)境。5.3人工智能在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用4．人工智能在農(nóng)業(yè)管理中的應(yīng)用智能農(nóng)業(yè)管理系統(tǒng)包括決策信息系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)、智能化控制系統(tǒng)等，可以保存和傳播相關(guān)的農(nóng)業(yè)知識、數(shù)據(jù)、資料、信息，根據(jù)氣候和土壤的差異性、作物的生理特性和生長特點(diǎn)、耕種技術(shù)和模式等，將局域的、分散的農(nóng)業(yè)技術(shù)進(jìn)行智能化處理和匯總，提供各種農(nóng)業(yè)問題的綜合集成方案。農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)與生產(chǎn)技術(shù)、信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、人工智能、市場領(lǐng)域的有機(jī)結(jié)合，使農(nóng)業(yè)管理者和從業(yè)者可以獲得因地制宜的科學(xué)建議，避免由主觀性、短視性、盲目性導(dǎo)致決策失誤，以促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)健康發(fā)展。5.3人工智能在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用5.人工智能在牲畜管理中的應(yīng)用在畜牧管理方面，搭載物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的人工智能畜牧養(yǎng)殖場，可以由大量傳感設(shè)備和視頻監(jiān)控設(shè)備實(shí)時、動態(tài)地監(jiān)測畜禽的生長環(huán)境和生命特征表現(xiàn)，整合畜牧業(yè)的數(shù)據(jù)信息，通過計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行智能化分析和決策，最終產(chǎn)生相應(yīng)的指令，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)飼養(yǎng)，防治疾病，做到科學(xué)養(yǎng)殖畜禽。5.4人工智能在智能家居領(lǐng)域的應(yīng)用近年來，隨著人工智能相關(guān)技術(shù)的穩(wěn)定和成熟，人工智能也慢慢進(jìn)人了智能家居領(lǐng)域。過去，智能家居需要昂貴的硬件支持，對普通人來說就是一種奢侈品，可望而不可及。隨著國家科技、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、人民生活水平日益改善，使得智能家居不再是奢侈品，開始走進(jìn)普通的家庭。同時人們對居家生活的智能化要求也越來越高，也越來越多的人們開始打造屬于自己的智能家居。5.4人工智能在智能家居領(lǐng)域的應(yīng)用1)智能音箱

很多國內(nèi)外科技公司都推出了自己的智能音箱產(chǎn)品。智能音箱是音箱升級的產(chǎn)物，是家庭消費(fèi)者用語音進(jìn)行上網(wǎng)的一個工具，比如點(diǎn)播歌曲、上網(wǎng)購物，或是了解天氣預(yù)報(bào)，它也可以對智能家居設(shè)備進(jìn)行控制。很多國內(nèi)外科技公司都推出了自己的智能音箱產(chǎn)品。2）智能燈泡

智能燈泡是目前人們接受程度較高安裝較多的智能系統(tǒng)，非常適合講究生活情調(diào)和品質(zhì)的家庭使用。用戶可以通過遙控、手機(jī)或其他通訊設(shè)備對家中的智能燈泡進(jìn)行調(diào)控。對燈光的控制不僅限于關(guān)停，還可以進(jìn)行亮度的調(diào)整、定時遙控、不同場景的設(shè)置等。從而打造各種情景模式，實(shí)現(xiàn)智能化生活。5.4人工智能在智能家居領(lǐng)域的應(yīng)用3）智能煙霧探測器

智能煙霧探測器是運(yùn)用移動物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、無線通訊等先進(jìn)技術(shù)，通過將消防物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備統(tǒng)一聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)對火災(zāi)、煙霧、消防水、可燃?xì)怏w和用電安全24小時的不間斷監(jiān)測預(yù)警。智能煙霧探測器可以有效防止家庭發(fā)生火災(zāi)，能夠進(jìn)行煙霧檢測和分類的能力，判斷是否存在煤氣泄漏、火災(zāi)隱患等。4)智能門鎖智能門鎖在區(qū)別于傳統(tǒng)機(jī)械鎖的基礎(chǔ)上改進(jìn)的，在用戶安全性、識別、管理性方面更加智能化簡便化的鎖具。門禁系統(tǒng)中鎖門的執(zhí)行部件。智能門鎖具備密碼、指紋、刷卡、鑰匙基本功能。5.4人工智能在智能家居領(lǐng)域的應(yīng)用5）智能網(wǎng)關(guān)智能網(wǎng)關(guān)是智能產(chǎn)品聯(lián)動及大型智能家居系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分。智能網(wǎng)關(guān)借助現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將家庭內(nèi)各種家電和設(shè)備連網(wǎng)，通過網(wǎng)絡(luò)為人們提供各種豐富、多樣化、個性化、方便、舒適、安全和高效的服務(wù)。智能網(wǎng)關(guān)也是智能產(chǎn)品聯(lián)動及大型智能家居系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分。6)安全攝像頭安全攝像頭可以遠(yuǎn)程監(jiān)控家里實(shí)時動態(tài)，還可以捕捉家里門窗動態(tài)，如果有開動，會捕捉照片，可以通過手機(jī)端app來操控你的攝像機(jī)，使用便捷。5.4人工智能在智能家居領(lǐng)域的應(yīng)用7)掃地機(jī)器人掃地機(jī)器人以其智能化和自主功能調(diào)節(jié)為主要特點(diǎn)，其本身具有的計(jì)算性能力和靈活反應(yīng)休現(xiàn)在日常應(yīng)用中的清掃覆蓋了對家居環(huán)境的邏輯應(yīng)對，充分發(fā)揮了智能化的高效性。其在進(jìn)入市場后，經(jīng)過幾個版本的逐漸改進(jìn)和推廣后，其市場反應(yīng)也越來越火熱。當(dāng)前單就我國來看越來越多的家庭開始接受和使用起了掃地機(jī)器人。8)智能恒溫器啟用人工智能的智能恒溫器可以消除人為調(diào)節(jié)室溫的需要。使用人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)，這些設(shè)備可以了解用戶的喜好，并相應(yīng)地調(diào)節(jié)溫度。人工智能還可以通過根據(jù)環(huán)境條件自動調(diào)節(jié)溫度來幫助維持室溫。這消除了對人工干預(yù)的需要，并有助于提供易用性和減少能源使用。5.4人工智能在智能家居領(lǐng)域的應(yīng)用9)智能健康設(shè)備追蹤我們健康狀況的可穿戴設(shè)備已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí)。像蘋果這樣的公司已經(jīng)推出了健康跟蹤設(shè)備。這些設(shè)備已經(jīng)變得如此先進(jìn)，以至于普通人不用去醫(yī)院就可以很容易地使用像心電圖掃描這樣的復(fù)雜流程。這些設(shè)備可以與醫(yī)生實(shí)時分享結(jié)果，如果醫(yī)生發(fā)現(xiàn)任何異常,他就可以安排進(jìn)一步的檢查并迅速診斷病情。人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備相結(jié)合，使得患者可以全天候與醫(yī)療專業(yè)人員保護(hù)聯(lián)系。5.5人工智能在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用近年來，人工智能技術(shù)與醫(yī)療健康領(lǐng)域的融合不斷加深，隨著人工智能領(lǐng)域，語音交互、計(jì)算機(jī)視覺和認(rèn)知計(jì)算等技術(shù)的逐漸成熟，人工智能的應(yīng)用場景越發(fā)豐富，人工智能技術(shù)也逐漸成為影響醫(yī)療行業(yè)發(fā)展，提升醫(yī)療服務(wù)水平的重要因素。人工智能在醫(yī)療領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，意味著全世界的人都能得到更為普惠的醫(yī)療救助，獲得更好的診斷、更安全的微創(chuàng)手術(shù)、更短的等待時間和更低的感染率，并且還能提高每個人的長期存活率。其應(yīng)用技術(shù)主要包括:語音錄入病歷、醫(yī)療影像輔助診斷、藥物研發(fā)、醫(yī)療機(jī)器人、個人健康大數(shù)據(jù)的智能分析等。智能醫(yī)療的具體應(yīng)用包括洞察與風(fēng)險(xiǎn)管理、醫(yī)學(xué)研究、醫(yī)學(xué)影像與診斷、生活方式管理與監(jiān)督、精神健康、護(hù)理、急救室與醫(yī)院管理、藥物挖掘、虛擬助理、可穿戴設(shè)備以及其他。5.5人工智能在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用1)醫(yī)療機(jī)器人機(jī)器人技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用并不少見，比如智能假肢、外骨骼和輔助設(shè)備等技術(shù)修復(fù)人類受損身體，醫(yī)療保健機(jī)器人輔助醫(yī)護(hù)人員的工作等。目前實(shí)踐中的醫(yī)療機(jī)器人主要有兩種:一是，能夠讀取人體神經(jīng)信號的可穿戴型機(jī)器人，也成為“智能外骨骼”;二是，能夠承擔(dān)手術(shù)或醫(yī)療保健功能的機(jī)器人，以IBM開發(fā)的達(dá)·芬奇手術(shù)系統(tǒng)為典型代表。5.5人工智能在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用2）智能藥物研發(fā)智能藥物研發(fā)是指將人工智能中的深度學(xué)習(xí)技術(shù)應(yīng)用于藥物研究，通過大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)手段快速、準(zhǔn)確地挖掘和篩選出合適的化合物或生物，達(dá)到縮短新藥研發(fā)周期、降低新藥研發(fā)成本、提高新藥研發(fā)成功率的目的。人工智能通過計(jì)算機(jī)模擬，可以對藥物活性、安全性和副作用進(jìn)行預(yù)測。借助深度學(xué)習(xí)，人工智能已在心血管藥、抗腫瘤藥和常見傳染病治療藥等多領(lǐng)域取得了新突破。在抗擊埃博拉病毒中智能藥物研發(fā)也發(fā)揮了重要的作用。5.5人工智能在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用3）智能診療智能診療就是將人工智能技術(shù)用于輔助診療中，讓計(jì)算機(jī)“學(xué)習(xí)”專家醫(yī)生的醫(yī)療知識，模擬醫(yī)生的思維和診斷推理，從而給出可靠診斷和治療方案。智能診療場景是人工智能在醫(yī)療領(lǐng)域最重要、也最核心的應(yīng)用場景。5.5人工智能在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用4)智能影像識別智能醫(yī)學(xué)影像是將人工智能技術(shù)應(yīng)用在醫(yī)學(xué)影像的診斷上。人工智能在醫(yī)學(xué)影像應(yīng)用主要分為兩部分:一是圖像識別，應(yīng)用于感知環(huán)節(jié)，其主要目的是將影像進(jìn)行分析，獲取一些有意義的信息;二是深度學(xué)習(xí)，應(yīng)用于學(xué)習(xí)和分析環(huán)節(jié),通過大量的影像數(shù)據(jù)和診斷數(shù)據(jù)，不斷對神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行深度學(xué)習(xí)訓(xùn)練，促使其掌握診斷能力。5.5人工智能在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用5)智能健康管理智能健康管理是將人工智能技術(shù)應(yīng)用到健康管理的具體場景中。目前主要集中在風(fēng)險(xiǎn)識別、虛擬護(hù)士、精神健康、在線問診、健康干預(yù)以及基于精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的健康管理。(1)風(fēng)險(xiǎn)識別：通過獲取信息并運(yùn)用人工智能技術(shù)進(jìn)行分析，識別疾病發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)及提供降低風(fēng)險(xiǎn)的措施。(2）虛擬護(hù)士：收集病人的飲食習(xí)慣、鍛煉周期、服藥習(xí)慣等個人生活習(xí)慣信息，運(yùn)用人工智能技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析并評估病人整體狀態(tài)，協(xié)助規(guī)劃日常生活。(3）精神健康：運(yùn)用人工智能技術(shù)從語言、表情、聲音等數(shù)據(jù)進(jìn)行情感識別。(4)移動醫(yī)療：結(jié)合人工智能技術(shù)提供遠(yuǎn)程醫(yī)療服務(wù)。(5)健康干預(yù)：運(yùn)用AI對用戶體征數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，定制健康管理計(jì)劃。5.5人工智能在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用6)醫(yī)學(xué)教學(xué)AI技術(shù)為臨床教學(xué)、醫(yī)師培訓(xùn)、醫(yī)療實(shí)踐帶來積極的影響。醫(yī)學(xué)院校運(yùn)用AI技術(shù)形成個性化的培訓(xùn)計(jì)劃，學(xué)生可以對虛擬患者進(jìn)行問診、體檢、輔檢、診斷和治療，大大豐富了學(xué)生的臨床經(jīng)驗(yàn)與動手能力。清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院借助“人工智能+全定量現(xiàn)實(shí)虛擬技術(shù)”,將患者的影像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成全息化的人體三維解剖結(jié)構(gòu)，并映射在虛擬空間里。醫(yī)生可以對器官和病變進(jìn)行立體分析與手術(shù)預(yù)演，這對于術(shù)前討論、確定治療方案很有幫助。由韓國研發(fā)的“母子”機(jī)器人，不僅可以模擬產(chǎn)婦分娩過程，還可以模擬產(chǎn)科手術(shù)過程中可能出現(xiàn)的復(fù)雜狀況，真實(shí)還原分娩情景，幫助學(xué)生直觀學(xué)習(xí)，積累臨床實(shí)習(xí)經(jīng)驗(yàn)。5.5人工智能在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用7)醫(yī)院管理通過對醫(yī)院的臨床數(shù)據(jù)、運(yùn)營數(shù)據(jù)、物資數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘、清洗與關(guān)聯(lián)整合，實(shí)現(xiàn)人力資源、成本、績效、醫(yī)保、藥事、門診、住院、手術(shù)等多項(xiàng)管理，解決醫(yī)院管理中的各種問題，提高設(shè)備的使用效率，降低醫(yī)院運(yùn)營成本，實(shí)時監(jiān)控醫(yī)院的運(yùn)營狀態(tài)，建立醫(yī)療智能決策系統(tǒng)。8)預(yù)防醫(yī)學(xué)AI疾病預(yù)測是指應(yīng)用各種生化、影像、行為等日常大數(shù)據(jù)來預(yù)測疾病的發(fā)生，也可以通過基因測序與檢測，提前預(yù)測疾病發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。因?yàn)榛蚪M數(shù)據(jù)量大，傳統(tǒng)基因測序耗費(fèi)成本高，診斷分析各階段的通用算法效果不佳，準(zhǔn)確率低。而AI基因測序有巨大的空間。5.6人工智能在智能制造領(lǐng)域的應(yīng)用在市場客觀需求和國家政策引導(dǎo)下，近幾年智能制造呈現(xiàn)出快速發(fā)展態(tài)勢，隨著人工成本提高，特殊工種招工難度上升，個性化服務(wù)需求增多，產(chǎn)品質(zhì)量要求提高，智能制造在未來市場中的比重會越來越高。同時受國家政策、國外關(guān)稅制裁以及市場萎縮等各方面的影響，傳統(tǒng)行業(yè)舉步維艱函需開拓新業(yè)務(wù)。2018年在南京舉辦的世界智能制造大會上,浙江吉利控股集團(tuán)董事長李書福曾在“智能制造，降本增效—以用戶體驗(yàn)為中心，全面推進(jìn)品質(zhì)革命”主題演講中指出，中國制造己經(jīng)到了十分重要的關(guān)鍵轉(zhuǎn)型時刻，智能制造是唯一出路和美好未來。因此，智能制造是未來業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型升級的一個重要的落腳點(diǎn)。5.6人工智能在智能制造領(lǐng)域的應(yīng)用1．智能制造

智能制造是基于新一代信息通信技術(shù)與先進(jìn)制造技術(shù)深度融合，貫穿于設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等制造活動的各個環(huán)節(jié)，具有自感知、自學(xué)習(xí)、自決策、自執(zhí)行、自適應(yīng)等功能的新型生產(chǎn)方式。智能制造的本質(zhì)就是工業(yè)化與信息化的深度融合，智能的本質(zhì)就是數(shù)字化技術(shù)的靈活應(yīng)用，制造的本質(zhì)就是把設(shè)計(jì)變成產(chǎn)品，把虛擬變成現(xiàn)實(shí)。1)智能制造的優(yōu)點(diǎn)(1)降低人工成本，提高工作效率(2)生產(chǎn)效率高于傳統(tǒng)制造業(yè)，產(chǎn)量更高(3)分析失敗率，得到更好的精度(4)預(yù)測最具價值時期，進(jìn)行生產(chǎn)(5)更適合自定義和個性化(6)有效降低危險(xiǎn)作業(yè)的環(huán)境5.6人工智能在智能制造領(lǐng)域的應(yīng)用2）智能制造的困難(1)人工智能與制造業(yè)深度融合亟需的數(shù)據(jù)難以收集、開發(fā)和利用(2)智能制造一大特點(diǎn)是柔性制造或個性化定制，二者深度融合難以采用可復(fù)制的系統(tǒng)和整體解決方案(3)企業(yè)的經(jīng)營智能化不高、缺少行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)(4)生產(chǎn)智能化程度不高(5）創(chuàng)新智能化不足、專業(yè)人才師資力量的不足、技術(shù)人員缺口大(6)人工智能與各個產(chǎn)業(yè)之間的融合均需較長時間才能破解、相關(guān)服務(wù)業(yè)發(fā)展落后(7)智能制造云平臺的建設(shè)有待完善3）改善