Scratch少儿编程学AI

978-7-115-67764-8
作者: 李若瑜李强
译者:
编辑: 卜一凡

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  人工智能是引领科技革命和产业变革的战略性技术,在各国人才竞争激烈的背景下,本书旨在通过Scratch编程项目向少儿普及人工智能知识。全书共10章。首先介绍人工智能基础知识、Scratch的基础知识、Scratch编程基本概念及特定功能实现。随后,分别围绕监督学习与决策树算法、NLP 分词与特征提取、强化学习、视频捕捉与处理、大模型、AI翻译与 Transformer、文生图等主题,先讲解相关基础知识,再分别通过精心设计的猜数字游戏、情感分析机器人、AI 宠物养成、拯救乐高小人、搭建自己的“DeepSeek”、翻译精灵、神笔马良等趣味编程项目展示其应用方法,并在每个项目的结尾处总结程序效果并进行知识回顾。   本书适合6~12岁想要了解和学习人工智能基础知识的小朋友,尤其是已具备Scratch编程基础的读者阅读,也适合作为父母与孩子学习人工智能知识的亲子读物,以及中小学人工智能课程的参考书。

图书摘要

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书名:Scratch 少儿编程学AI

ISBN:978-7-115-67764-8

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著    李若瑜 李 强

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内容提要

人工智能是引领科技革命和产业变革的战略性技术,在各国人才竞争激烈的背景下,本书旨在通过Scratch编程项目向少儿普及人工智能知识。全书共10章。首先介绍人工智能基础知识、Scratch的基础知识、Scratch编程基本概念及特定功能实现。随后,分别围绕监督学习与决策树算法、NLP 分词与特征提取、强化学习、视频捕捉与处理、大模型、AI翻译与 Transformer、文生图等主题,先讲解相关基础知识,再分别通过精心设计的猜数字游戏、情感分析机器人、AI 宠物养成、拯救乐高小人、搭建自己的“DeepSeek”、翻译精灵、神笔马良等趣味编程项目展示其应用方法,并在每个项目的结尾处总结程序效果并进行知识回顾。

本书适合6~12岁想要了解和学习人工智能基础知识的小朋友,尤其是已具备Scratch编程基础的读者阅读,也适合作为父母与孩子学习人工智能知识的亲子读物,以及中小学人工智能课程的参考书。

前  言

编写背景

2023年初,ChatGPT引发了广泛关注。以ChatGPT为代表的大模型在自然语言理解和生成方面展现出卓越的能力,让人们惊喜地将其视为通用人工智能的初步迹象。随后,Sora所展现的令人惊叹的视频生成能力,以及2025年初DeepSeek展现出的强大推理能力,再次引发了全民的关注。大模型开启了人工智能技术的一个全新时代。在这种背景下,如果我们不能抢先体验一下人工智能技术发展的最新进展,似乎多少有一些缺憾。

人工智能是引领这一轮科技革命和产业变革的战略性技术,具有带动性很强的“头雁”效应。加快发展新一代人工智能是我国抓住新一轮科技革命和产业变革机遇的关键。谁能把握大数据、人工智能等新经济发展机遇,谁就把准了时代的脉搏。

当前,世界各国在人工智能领域的竞争尤其激烈,而人才无疑是竞争的关键。各国为了在人工智能领域占据领先地位,纷纷出台相关政策,加大资金投入,争夺人才和技术资源。完善人工智能教育体系,加大人工智能领域人才培养的力度,已经成为人工智能人才培养工作的关键,也是当下一些有识之士的共识。

培养人工智能人才,要从少儿抓起。小学低年级阶段侧重感知和体验人工智能技术,小学高年级和初中阶段侧重理解和应用人工智能技术,高中阶段侧重项目创作和前沿应用。国家鼓励各地各校将人工智能教育纳入课后服务项目和研学实践,推动产学研用结合,研发一批人工智能教育学习类课程和教学案例,为教学提供支持;统筹信息技术、科学、综合实践活动、劳动等课程和课后服务,一体化实施;结合人工智能技术的特点,大力推进基于任务式、项目式、问题式学习的教学。

多年来李强一直从事Scratch少儿编程教育,也一直在思考Scratch编程如何与少儿人工智能教育相结合。本书就是他近两年经深思熟虑后总结出的解决方案。

本书主要内容

本书旨在通过Scratch编程项目普及人工智能的相关知识,让读者感知、体验人工智能,了解人工智能的应用,加深理解和认知,从而帮助读者在相关领域为拓展前沿应用打下基础。

全书共10章。每章的主要内容如下。

第1章介绍人工智能的基础知识,包括人工智能的起源、人工智能在日常生活中的应用、人工智能与编程的关系及编程语言的选择。

第2章介绍Scratch的基础知识,包括如何下载并安装Scratch,项目编辑器,各种类型的积木,如何编写、保存和导入Scratch程序。

第3章介绍Scratch编程的基本概念、程序设计的基本概念,以及如何在Scratch中实现特定功能。

第4章首先介绍监督学习、无监督学习和决策树算法的基础知识,然后通过猜数字游戏程序的编写过程,展示监督学习和决策树算法的实际应用。

第5章首先介绍自然语言处理、NLP分词、N-gram、特征提取的基础知识,然后通过情感分析机器人程序的编写过程,介绍如何进行数据预处理和分词等。

第6章主要介绍强化学习的基础知识,并通过AI宠物养成程序的编写过程,展示强化学习在其中的应用。

第7章介绍多模态和视频侦测的基础知识,并通过拯救乐高小人程序的编写过程,展示视频侦测在Scratch编程中的应用。

第8章介绍大模型和DeepSeek的基础知识,并通过TurboWarp调用DeepSeek API,带领读者动手搭建一个类似DeepSeek的应用。

第9章介绍AI翻译与Transformer的基础知识,并通过翻译精灵程序的编写过程,讲解如何调用Qwen大模型的语言翻译功能。

第10章介绍文生图、生成对抗网络和扩散模型的基础知识,并通过神笔马良程序的编写过程,讲解如何调用智谱AI的CogView大模型的文生图功能。

为了帮助读者亲身体验大模型的强大功能,本书特别设计了3个编程项目,带领读者通过API调用大模型,展示它们在自然语言处理、语言翻译和文生图方面的应用。需要注意的是,本书第4章到第7章的项目完全可以通过Scratch实现。而第8章到第10章的项目,由于需要调用大模型的功能,这超出了Scratch自身的能力范围,因此本书引入并介绍了TurboWarp这一编程工具。幸运的是,TubroWarp和Scratch的编程语法几乎相同,而且非常适合初学者学习和上手,尤其是小朋友。因此,动手编写程序的门槛很低。

本书特点

本书由李强负责主体性策划、内容架构,以及章节目录的设计,由李若瑜负责全部的程序设计与实现工作,确保了每一章编程项目与教学的适配性,将抽象的人工智能理论转化为直观的Scratch交互项目,为读者构建了兼具趣味性与专业性的学习场景。具体而言,本书具有以下特点。

内容全面:本书覆盖人工智能的重要概念和基础知识,介绍了大模型(如DeepSeek、Qwen、CogView等)、Transformer、多模态等热点技术。

通俗易懂:本书配以生动活泼的图片,能够帮助读者轻松建立对人工智能的基本认知。

趣味性强:本书精选充满趣味性的Scratch编程项目,通过项目展示书中所介绍的人工智能知识和概念的应用。

资料齐全:本书提供配套的素材、项目代码,方便读者复现项目,以巩固所学的知识。

视频讲解:书中的重要概念和关键项目都辅以配套的视频讲解。

笔者尽可能用通俗易懂的语言、形象生动的形式来介绍相对复杂和难以理解的人工智能的相关知识和概念,帮助读者建立初步认知。Scratch编程语言因具备丰富的图形化界面而容易上手,本书通过编写Scratch项目来展示人工智能的应用,让读者能够快速、轻松地体验到人工智能的用武之地。

读者对象

本书适合以下读者阅读。

对人工智能基础知识感兴趣,想要了解和学习人工智能知识的6~12岁小朋友。

已经具备Scratch编程基础的6~12岁小朋友,可以通过本书进一步学习人工智能知识和应用。

希望引导孩子了解人工智能知识和实践的父母,本书可以作为亲子读物使用。

教育辅助者,本书适合作为中小学人工智能课程的课外辅导材料。

寄语

人工智能是一个充满活力且不断发展的领域,尤其适合少儿探索和学习。该技术日新月异,每天都有新的突破和专业知识涌现。少儿学习人工智能基础知识,不仅能够培养兴趣、提升素养,还能为未来成为人工智能领域的专家奠定坚实的基础。作为一本入门实践读物,本书精心设计实践案例并反复推敲,但由于人工智能领域的快速发展,书中难免存在疏漏之处,恳请读者批评指正。期待与您在人工智能的学习和应用之路上共同进步!

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第1章 人工智能基础

1.1 人工智能及其起源

人工智能(Artificial Intelligence,AI)是一种模拟人类智能行为和思维的科学技术,也指研究和发展这项技术的计算机科学领域的学科。人工智能让机器能够像人一样感知、学习、思考和决策。人工智能的起源可以追溯到20世纪50年代初,当时计算机科学家们开始探索如何让机器具备智能。经过70多年的发展,AI不仅改变了我们的生活,还在不断地塑造着未来的世界。

人工智能的概念并非现代才有。古代时,人类就已经开始了对智能生命的想象与探索。

在中国古代文献中,不乏关于人造生命或智能机械的描述。如《列子·汤问》中记载的“偃师造人”故事,便是一个典型的例子。故事中,偃师用木头和皮革等材料制作了一个能歌善舞、栩栩如生的“机器人”(人偶),该“机器人”甚至能够模仿人类的各种动作和情感表达。这虽然只是一个虚构的故事,但却反映了古人对创造智能生命的想象与渴望。

偃师带着自己精心制作的人偶来见周穆王

人偶开始表演,展现出高超的技艺,
它能歌善舞,动作轻盈优美

周穆王怀疑人偶是真人假扮,面露不悦

偃师为了证明人偶是自己所造,将人偶拆开,
展示其内部的机关构造

中国古代偃师造人的传说(出自《列子·汤问》)

尽管在古老的传说中,我们可以看到人类对AI的美好幻想,但AI技术真正的发展却始于20世纪中叶。

1950年,计算机科学家艾伦·图灵发表了一篇具有里程碑意义的论文——“Computing Machinery and Intelligence”(计算机器与智能)。在这篇论文中,图灵探讨了“机器是否能够思考”这一问题,并提出了图灵测试的概念。图灵测试是一种测试机器是否具有智能的方法,它在人工智能领域具有极其重要的意义,不仅为人工智能的发展提供了理论基础,还引发了关于智能本质的广泛讨论。

计算机科学家、人工智能的先驱艾伦·图灵

1956年8月,约翰·麦卡锡(John McCarthy)、马文·明斯基(Marvin Minsky)、克劳德·香农(Claude Shannon)和纳撒尼尔·罗切斯特(Nathaniel Rochester)等计算机科学家在美国达特茅斯学院召开了一次重要会议。在这次会议中,约翰·麦卡锡提出了“人工智能”这个概念,并将其定义为能够执行通常需要人类智能才能完成的任务的机器。这就像给一个新生的婴儿起名字一样,人工智能从这一刻开始正式诞生并成为一门学科。

美国达特茅斯学院

1.2 人工智能的发展历程

人工智能的发展历程就像一部精彩的冒险故事,经历了起起伏伏。尽管人们对其发展历程有着不同的概括和总结,但大体来看,人工智能的发展经历了如下的几个阶段。

第一阶段:诞生与早期探索(1956年20世纪70年代初)

达特茅斯会议的召开正式开启了这个阶段。人工智能的提出标志着人工智能作为一门独立学科的诞生。紧随其后,计算机科学家提出了逻辑理论机、通用问题求解器、感知机等重要的理论,约翰·麦卡锡还发明了LISP语言,该语言成为AI研究中广泛使用的编程语言,尤其适用于符号处理。在这个阶段,虽然人们对人工智能的前景感到一片光明,但AI系统在处理复杂问题时遇到了很多困难,自然语言理解、视觉识别等任务的实际要求远比想象的要复杂得多。

提出“人工智能”的约翰·麦卡锡

第二阶段:专家系统的兴起(20世纪70年代初20世纪80年代)

从20世纪70年代初开始,人工智能进入了一个新的阶段,其特点就是专家系统的兴起。专家系统是一种模仿专家知识和经验的程序,它可以在某个特定的领域(比如医学、化学或者工程领域)提供专业的建议。例如,医学专家系统可以根据病人的症状和检查结果,提供可能的诊断和治疗建议。这就像一个虚拟的医生,它虽然不能完全替代真正的医生,但在一些简单的情况下可以提供帮助。专家系统的工作原理是,基于规则引擎,通过大量的“如果……那么……”规则来模拟专家的决策过程。这一阶段诞生的用于化学分析的DENDRAL、用于医学诊断的MYCIN等,都是专家系统的典型代表。

在这一阶段,人工智能研究者设定了过高的目标,而当时的技术水平、计算能力等都远远达不到要求,这导致人工智能的实际成果远未达到预期。由于当时的人工智能研究缺乏明显的实用性成果,从20世纪70年代中期开始(1974年),国家和投资者对AI研究的兴趣减弱,资金支持大幅减少,人工智能的发展进入“第一次寒冬”。此外,计算机科学家在知识表示、推理引擎等方面取得了一些研究进展。专家系统开始在医疗、金融、工业等领域得到应用,这成为当时人工智能的主要应用形式。专家系统虽然在特定领域取得了成功,但在实际应用中暴露出很多问题,如知识获取困难、系统维护成本高、适应性差等。这为人工智能发展的“第二次寒冬”埋下了隐患。

第三阶段:机器学习的崛起(20世纪80年代2000年)

随着计算机技术的飞速发展,人工智能开始进入一个新的时代——机器学习时代。机器学习是一种让机器通过数据自主学习的方法,而不是依赖人类编写固定的规则(注意,这是机器学习和专家系统的显著区别)。比如,你向计算机输入多张猫的图片,告诉它这些是猫,然后它可以自己学会如何识别新图片中的猫。这种方法比传统的编程方法更强大,因为它可以让机器发现规律。

在这一阶段,机器学习的代表性算法取得突破,决策树、支持向量机、朴素贝叶斯分类器等陆续诞生。机器学习在语音识别、图像识别、自然语言处理等领域取得了初步成果。

人们意识到神经网络的发展面临计算能力不足、训练数据有限等瓶颈,而且许多AI公司产品无法满足市场需求,运营难以为继,导致投资者对AI的信心下降,资金投入大幅减少。人工智能的发展进入“第二次寒冬”(1987~1993年)。

1997年,IBM的深蓝计算机在国际象棋比赛中击败了世界冠军加里·卡斯帕罗夫,标志着AI在特定领域具有强大的能力,也重新唤起了人们对AI的关注。这一事件成为人工智能发展史上具有里程碑意义的重大事件。

第四阶段:深度学习的突破(21世纪初至今)

21世纪,人工智能迎来了一个巨大的突破,那就是深度学习。深度学习是一种特殊的机器学习方法,它模仿人脑的神经网络结构,可以让机器自动学习更复杂的特征和模式。例如,深度学习可以让计算机更好地理解自然语言,像我们熟悉的语音助手(如小爱同学、Siri)都是基于深度学习技术开发的。这些语音助手能够理解我们的指令,并且使用自然语言回答我们的问题。

具有代表性的深度学习模型包括卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)、循环神经网络(Recurrent Neural Network,RNN)、Transformer架构等,它们推动了图像识别、语音识别、自然语言处理、大语言模型的重大突破,可谓大放异彩。由于在深度学习研究和应用方面的突出贡献,Geoffrey Hinton、Yann LeCun和Yoshua Bengio共同获得了2018年的图灵奖。

三位计算机科学家由于研究深度学习的贡献而获得2018年图灵奖

得益于计算能力的提升和数据内容的丰富,人工智能的应用在这一阶段开始爆发式增长。如今,在图像识别、语音识别、自然语言处理、医疗健康、智能驾驶等领域,我们越来越依赖人工智能。大语言模型的诞生更是推动了人工智能在这些领域的应用。

1.3 身边的人工智能

我们已经生活在一个智能化的社会环境中。人工智能已经融入我们生活的方方面面,我们日常使用的很多工具和技术背后,都有人工智能的身影。

1.3.1 智能语音助手

小朋友,你的身边是否有小米的小爱同学、iPhone的Siri、百度的小度、华为的小艺等?它们能和你聊天,回答你提出的各种问题,满足你的各种要求;它们能帮你设置闹钟,提醒你做作业或者吃饭;它们能播放你最喜欢的歌曲;它们还可以帮你查询各种信息,天气预报、公交车的线路等,还能回答各种知识小百科。

小爱同学

Siri

这些语音助手都离不开人工智能技术。它们的工作原理是,首先通过语音识别技术把你说的话转化为文字,然后用自然语言处理技术理解你的意思,最后再用语音合成技术将回答以语音的形式呈现给你。

你有没有注意到一个有趣的现象?不同的语音助手通常有其特定的唤醒词,这些唤醒词用于激活语音助手以便开始接收和处理你的命令。例如,“嘿,Siri”“小爱同学”“小度小度”“小艺小艺”。

1.3.2 智能翻译和智能英语老师

你有没有用过翻译软件,比如百度翻译或者谷歌翻译?这些软件可以帮助你把一种语言翻译成另一种语言。翻译软件可以翻译文字、语音,甚至可以拍照翻译菜单等。在练习英语口语的时候,手机上的智能英语口语老师可以模拟真实对话场景,提供即时反馈和纠正发音错误,帮助你提高英语口语水平。

谷歌翻译

智能翻译软件和智能英语老师都离不开人工智能技术的支持。这些翻译软件使用自然语言处理技术,能够理解不同语言的语法和词汇,然后把它们转化为另一种语言。这就像你身边有一个会说多种语言的好朋友,他能够帮你和来自不同国家的人交流。

智能英语老师(也叫作AI外教)

智能英语老师涉及的人工智能技术更为复杂,包括语音识别、自然语言处理、语音合成等。其基本原理是,首先通过语音识别技术将用户的口语输入转化为文本,然后通过自然语言处理技术理解并生成用于对话的人类语言,以便进行有效的交流;最后再通过语音合成技术将文本信息转化为自然流畅的语音输出。最后的这个步骤涉及使用深度学习模型模拟人类发声过程,以产生接近真实人声的音频。当然,整个过程中还包含数据的存储、对比,从而针对用户的发音习惯给出评估和纠正建议。

怎么样,看上去很简单的一个应用,背后隐藏的人工智能技术原理是不是还挺复杂的!

1.3.3 智能推荐系统

在日常使用手机时,你有没有发现应用软件总会自动推荐你可能喜欢的内容?例如,抖音会根据你之前看过的视频,推荐你可能感兴趣的内容;QQ音乐会根据你听过的歌曲,推荐你可能喜欢的音乐;淘宝会根据你之前的购买记录,推荐你可能需要的商品。

QQ音乐推荐歌曲

淘宝智能推荐商品

这些都是人工智能在起作用哦!这些推荐系统会分析你的行为,例如你看了什么视频、听了什么歌、买了什么商品,然后通过机器学习算法找到和你的兴趣相似或相关的内容推荐给你。这就像有一个很了解你的朋友,知道你可能会喜欢什么。有时候,你会觉得这些功能很方便,但有时候,你可能会觉得它们有点烦人,仿佛连你心里的小秘密都被它们发现了!

1.3.4 智能拍照

你有没有发现现在的手机拍照功能越来越强大了?例如,可以自动美颜、自动对焦,还能拍出精美的风景照。打开自动美颜功能,手机可以自动帮你磨皮、美白,让你的照片看起来更好看。手机可以自动识别你要拍摄的对象,比如一朵花或者一个人,并完成智能对焦,使拍出来的照片效果非常专业。手机还可以自动识别你拍摄的是风景、美食还是人像,然后调整拍照参数,让照片更好看。

智能手机的拍照功能

这些功能都是通过计算机视觉技术实现的。视觉识别和处理是人工智能的一个重要研究方向,也是深度学习的一个非常成功的应用领域。手机中的AI功能可以识别照片中的内容,然后根据不同的场景调整拍照参数。它就像你身边的一位专业摄影师,可以为你拍出好看的照片。

1.3.5 智能机器人

2025年央视春晚舞台上,和人类一起扭秧歌的机器人是不是让你大开眼界?除了扭秧歌的机器人,你有没有见过其他的机器人?其实,我们身边的智能机器人已经很多了,比如商场里的服务机器人、家里的扫地机器人、餐馆的传菜机器人,以及酒店里递送物品的服务机器人,等等。

家用扫地机器人

这些机器人为什么能够完成任务呢?它们通过传感器感知周围环境,如摄像头、激光雷达等,然后利用AI算法做出决策。例如,扫地机器人可以通过传感器识别房间的布局,规划清扫路径,并避开路径中的障碍物。它们就像一个个会动的小朋友,可以自主完成简单的任务。

酒店的服务机器人

1.3.6 智能驾驶和导航

你有没有坐过智能驾驶汽车?在和家人出门旅游时,用过高德地图的智能导航来规划行程路线吗?

智能驾驶系统

如今,许多家用汽车,尤其是新能源汽车,如华为、小米、蔚来、小鹏等品牌的新能源汽车,都配备了智能驾驶(辅助驾驶)功能。借助智能驾驶功能,汽车可以自动识别道路、交通标志和行人,甚至可以自主转弯、泊车等。像高德地图或者百度地图这样的智能导航应用,可以根据你的出行需求,规划出最快路线,避开拥堵路段。

高德地图智能导航界面

这些应用的背后,都离不开人工智能技术。智能驾驶汽车通过摄像头、雷达等传感器感知周围环境,然后借助人工智能算法做出驾驶决策。导航系统则通过大数据分析,计算里程、高速和普通路段的交通流量、红绿灯数量等,再利用算法规划出最佳路线。

通过上面的这些例子,你应该能够感觉到,人工智能其实就在我们身边,它帮助我们完成很多事情,让我们的生活更方便、更轻松,甚至更有趣。当然,这里列举的只是一些常见的例子,实际上,人工智能已经渗透到我们生活的方方面面,并且随着技术和社会的发展,其应用的程度和影响也会越来越深远。在这里,我们希望通过这些例子,帮助读者朋友更好地了解人工智能,并且逐渐喜欢上这一神奇的技术。

1.4 人工智能与编程

人工智能与编程之间有着非常紧密的联系。简单来说,编程是实现人工智能的基础,而人工智能则是编程的高级应用领域。接下来,本节将从几个角度来介绍它们之间的关系,帮助你更好地理解。

1.4.1 编程是实现人工智能的基础

编程是指用计算机语言编写代码的过程,通过代码让计算机完成各种任务。人工智能的实现离不开编程,因为AI系统需要通过代码来定义逻辑、处理数据和执行任务。

例如,如果你想让计算机识别一张图片中的动物,你需要用编程语言编写代码,告诉计算机如何处理这张图片,如何识别其中的特征,并最终判断出图片中的动物是什么。这个过程就需要用到编程。

1.4.2 编程是人工智能的核心

人工智能的核心是通过编程实现某种算法,让计算机能够模拟人类的行为。例如,如果你想让计算机识别手写数字,则可以使用深度学习算法(如CNN)。此时,你需要用编程语言编写代码、定义神经网络的结构、训练模型,然后用模型来识别手写数字。

通过编程,我们可以将人工智能技术应用到各种实际场景中,让AI更好地服务我们的生活。例如,智能语音助手、智能驾驶汽车、医疗诊断等应用都需要通过编程来实现其各种功能。

1.4.3 编程是学习人工智能的好途径

随着技术的不断进步,编程与人工智能的结合将越来越紧密。未来的软件开发可能会更多地依赖AI技术,而AI技术的发展也离不开编程的支持。因此,具备人工智能知识且掌握编程能力的人,将会成为最受欢迎的人才。

那么如何才能成为既具备人工智能知识,又精通编程技能的复合型人才呢?其实,学习编程是掌握人工智能的一条捷径。我们可以通过一些特定的编程项目,去学习和理解人工智能的基本原理,了解如何通过编程实现人工智能的一些基本功能,甚至学习如何调用大模型来自动完成一些任务,等等。

一旦对人工智能和程序设计有了基本的认知和了解,我们就能够为系统地学习编程打下良好的基础。下一步,我们可以从基础的编程语言和数学知识开始,逐步学习AI的核心概念和工具,然后通过实践项目和开源项目提升能力,逐渐成长为一名人工智能方面的专业人士。

1.4.4 编程语言的选择

对小朋友和初学者来说,选择一门适合入门的人工智能编程语言非常重要。本节介绍几种适合小朋友和初学者学习人工智能的编程语言,它们各有特点,分别适合不同的学习阶段和应用场景。

Python

Python是目前最流行的人工智能编程语言,也是最适合小朋友入门的编程语言之一。Python具有以下显著特点。

简单易学:Python语法简洁明了,接近自然语言,容易理解和上手。

拥有丰富的开源库和框架:Python拥有大量的开源库和框架,如TensorFlow、PyTorch、Scikit-learn等,很多开源库和框架专门用于机器学习和深度学习。

跨平台:Python具有很强的可移植性,使用Python编写的程序可以在Windows、Linux等主流的平台上运行。

社区支持:Python拥有庞大的开发者社区,遇到问题很容易在社区内寻求帮助或找到解决方案。

人们使用Python语言进行各种应用开发,如游戏软件开发、Web开发、桌面GUI开发、教育和科学计算应用开发等。近年来,Python已经成为最受欢迎的开发人工智能应用的语言之一,尤其是在图像处理、自然语言处理和神经网络等领域。

Scratch

Scratch是一种图形化编程语言,非常适合初学者,尤其是小朋友。Scratch具有以下显著特点。

图形化界面,编程效果可视化强:通过拖曳代码块(积木)的方式进行编程,无须记忆复杂的语法;编程效果可视化,可以很方便地观察和调整。

趣味性强:可以创建动画、游戏和互动故事,激发小朋友的学习兴趣。

易于理解:适合培养编程思维和逻辑能力。

支持图像、语音等多模态:Scratch通过第三方插件,支持图像、语音等功能,甚至支持不少硬件,是学习人工智能、机器人等相关基础知识的好工具。

Scratch特别适合用于初学者或小朋友学习和培养程序设计逻辑思维,开发创意项目,演示和加深理解人工智能的基本概念。正因如此,考虑到Scratch的学习门槛低、可视化效果好,本书选择使用Scratch编程语言来开发项目。

JavaScript

JavaScript是一种广泛使用的编程语言,主要用于网页开发,也可以用于人工智能项目。JavaScript具有以下显著特点。

可与网页交互:JavaScript可以直接在网页上运行,适合创建交互式的AI应用。如图像识别、语音识别等。

具有丰富的库:JavaScript拥有众多的库,如TensorFlow.js等,支持在浏览器中运行机器学习模型。

能跨平台:JavaScript可以在浏览器和服务器端运行(通过Node.js)。

本书中的一些项目,尤其是需要调用大模型功能的项目,会用JavaScript来编写脚本,协助实现一些网页交互功能。

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