当前我们已经进入了智能与数据时代，因此，无论从事什么职业，我们都应该对智能与数据方面的知识及应用有所了解。基于此，《智能与数据重构世界》一书不仅对人工智能、大数据、物联网等相关的智能科技进行了全面的介绍，还对智能科技非常重要的一些应用场景进行了分析探讨，并给出了大量的实际案例，具有很强的科普性、实用性和启发性。

薄智泉是国际知名战略与创业导师，是美国华盛集团（原名博欧士咨询公司）的创始人和总裁。近几年，他在提供新技术应用转化服务的同时注重对年轻人的创业辅导及投资指导工作，并在美国创立了国际应用科技研究院（一个重点做高科技转化的非盈利机构）, 创立了美国华盛教育集团，（一个专业化的全产业链国际教育、培训及科技平台）。

第1章 数据为王 001
1．1 大数据的特性 003
1．1．1 数据容量大 003
1．1．2 数据种类多 004
1．1．3 更新频率快 005
1．1．4 准确性高 005
1．1．5 价值密度低 005
1．2 大数据的云计算平台 006
1．2．1 云计算的服务形式 006
1．2．2 云计算的服务特点 007
1．2．3 大数据云计算环境 008
1．3 去中心化的区块链数据库 009
1．3．1 区块链的架构模型 009
1．3．2 区块链的技术特征 011
1．3．3 区块链的发展过程 012
1．3．4 区块链产品溯源应用实例 013
1．4 大数据工具 014
1．4．1 数据存储管理工具 015
1．4．2 数据清理工具 016
1．4．3 数据挖掘工具 016
1．4．4 数据可视化工具 016
1．5 数据安全 017
1．5．1 数据密码技术 017
1．5．2 企业数据安全 018
1．5．3 大数据云计算平台安全 019
1．5．4 区块链数据安全 019
1．6 机遇与挑战 020
参考文献 021
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第2章 疯狂的大脑 023
2．1 人工智能发展历程 025
2．2 人工智能分类 027
2．3 人工智能关键技术 028
2．3．1 知识表示 028
2．3．2 推理和问题求解 035
2．3．3 机器学习 037
2．4 自然语言处理 047
2．4．1 机器翻译 047
2．4．2 语义理解 048
2．4．3 问答系统 048
2．5 智能化人机交互 048
2．5．1 语音交互 049
2．5．2 情感交互 050
2．5．3 体感交互 050
2．5．4 脑机交互 051
2．6 计算机视觉 051
2．6．1 计算机视觉概述 051
2．6．2 计算机视觉理论 052
2．6．3 成像、图像增强计算学 054
2．6．4 目标检测、物体识别与图像理解 055
2．6．5 三维视觉重构计算学 056
2．6．6 动态视觉跟踪计算学 057
2．7 生物特征识别 058
2．8 VR/AR/MR 060
2．9 当前人工智能的局限 062
参考文献 063
第3章 技术重构引爆智能+时代 067
3．1 物联网 068
3．1．1 物联网的含义 068
3．1．2 物联网的架构 069
3．1．3 物联网感知层技术 071
3．1．4 物联网传输层技术 071
3．1．5 物联网应用层技术 072
3．1．6 物联网发展的驱动力 072
3．1．7 物联网面临的挑战 073
3．2 物联网和5G的关系 073
3．2．1 工业与技术革命：从蒸汽机到5G万物互联 074
3．2．2 5G简介 075
3．2．3 5G关键技术简介 080
3．2．4 物联网与5G的关系 088
3．2．5 5G的前景 088
3．3 计算能力――人工智能芯片 089
3．3．1 GPU 090
3．3．2 FPGA 091
3．3．3 ASIC 092
3．3．4 类脑芯片 094
3．3．5 芯片比较 095
3．4 量子计算 096
3．5 边缘计算 101
3．5．1 边缘计算的含义 101
3．5．2 边缘计算与云计算 101
3．5．3 边缘计算的优势 102
3．5．4 隐私与安全 102
3．5．5 边缘计算的应用场景 102
3．6 数字孪生 105
3．6．1 数字孪生的概念 105
3．6．2 数字孪生的发展 105
3．6．3 数字孪生技术体系 106
3．6．4 数字孪生与仿真模拟 107
3．6．5 数字孪生技术应用 109
3．7 人工智能遇上大数据 109
参考文献 111
第4章 智能与数据对制造业的重构――工业大脑 113
4．1 工业4．0概述 114
4．1．1 工业4．0简介 114
4．1．2 工业4．0的核心特征 114
4．1．3 工业4．0和智能制造 115
4．1．4 智能制造的基本原理 116
4．1．5 智能制造的核心痛点 117
4．1．6 智能制造的主要应用 118
4．2 工业管理系统 118
4．2．1 MES简介 118
4．2．2 MES架构 119
4．3 工业互联网 120
4．3．1 工业互联网概况 120
4．3．2 工业互联网平台架构 123
4．3．3 工业互联网平台的核心作用 124
4．4 智慧物流 126
4．4．1 智慧物流概况 126
4．4．2 物流类别 127
4．4．3 智慧仓储物流的系统架构及原理 127
4．5 案例：安尼梅森云动MES在显示行业（LCD/OLED）的应用 128
4．5．1 显示行业百花齐放 128
4．5．2 云动MES解决方案 129
4．5．3 云动MES的核心创新点 131
4．5．4 云动MES的技术架构 131
4．5．5 云动MES的实施效果 131
4．6 案例：汽车零部件制造业项目 133
4．6．1 汽车零部件行业状况 133
4．6．2 盖勒普工业互联网解决方案 134
4．6．3 汽车零部件龙头企业项目概述 135
4．7 案例：街景店车C2M工业互联网平台 143
4．7．1 街景店车C2M工业互联网平台背景介绍 143
4．7．2 街景店车C2M工业互联网平台的特色 145
4．7．3 街景店车C2M工业互联网平台的先进性 145
4．7．4 街景店车C2M工业互联网平台的实施效果 153
4．7．5 街景店车C2M工业互联网平台的经验 153
4．8 案例：煤矿大脑 154
4．8．1 背景介绍 154
4．8．2 人工智能与安全生产 156
4．8．3 煤矿大脑简介 156
4．8．4 煤矿大脑的系统架构 157
4．8．5 煤矿大脑的典型应用 158
4．9 案例：基于数字孪生的汽车白车身轻量化设计 161
4．9．1 背景意义 161
4．9．2 技术路线 162
4．9．3 应用成效 164
4．10 案例：科思通智慧仓储物流解决方案 165
4．10．1 科思通智慧仓储物流解决方案概述 165
4．10．2 科思通智慧仓储物流解决方案详解 166
4．11 工业大脑的机会和趋势 168
参考文献 171
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第5章 智能与数据对出行的重构――智慧出行 173
5．1 智慧出行的含义 174
5．2 智慧出行的发展 175
5．3 智能驾驶技术的内涵 175
5．4 智能驾驶的分类 176
5．5 智能驾驶的原理 176
5．5．1 环境感知技术 177
5．5．2 智能网联技术 180
5．5．3 决策规划技术 181
5．5．4 智能驾驶控制技术 182
5．6 智能驾驶的意义 183
5．7 Mpilot 智能驾驶方案 184
5．7．1 Mpilot的技术原理 184
5．7．2 Mpilot Highway 184
5．7．3 Mpilot Parking 184
5．7．4 Mpilot的发展战略和预期 185
5．8 智慧机场AET案例 186
5．8．1 机场行业状况 186
5．8．2 需要考虑的问题 186
5．8．3 解决方案 187
5．8．4 解决方案的核心创新点 188
5．8．5 方案实施效果及亮点 189
5．9 江苏W市智慧停车案例 189
5．9．1 智慧停车的概念 189
5．9．2 城市通病――停车难 190
5．9．3 W市智慧停车实施措施 190
5．9．4 W市智慧停车解决方案 191
5．9．5 W市智慧停车技术介绍 191
5．9．6 W市智慧停车模式创新点 192
5．10 智能交通案例 193
5．10．1 行业痛点及需求 193
5．10．2 系统架构 194
5．10．3 技术优势 195
5．10．4 实施案例 196
5．11 无人驾驶公交 197
5．12 智慧出行的挑战和展望 198
参考文献 199
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第6章 智能与数据对健康的重构――智慧医疗 201
6．1 智慧医疗概述 202
6．1．1 智慧医疗的定义 202
6．1．2 智慧医疗的分类和组成 203
6．1．3 人工智能在智慧医疗中的应用[3] 206
6．1．4 智慧医疗面临的任务 207
6．2 “医疗万事通”――轻医疗辅助平台 208
6．3 “身边的医生”――远程心脏康复评估管理体系 209
6．4 “在家住院”――移动病房 211
6．4．1 移动病房的概念 211
6．4．2 移动病房的特点 211
6．4．3 移动病房的核心 212
6．5 从“可穿戴”到“不穿戴”――新型智能医疗仪器 213
6．5．1 “可穿戴”的产生及局限 213
6．5．2 “不穿戴”的崛起 214
6．6 “虚拟医生”――AI无人诊断系统 214
6．7 “智慧养老”――老龄健康管理 216
6．7．1 智慧养老的背景 216
6．7．2 智慧养老的设计理念 217
6．7．3 智慧养老系统 218
6．8 人机交互及脑机接口探讨 219
6．8．1 背景 219
6．8．2 脑机接口技术原理 220
6．8．3 医疗健康应用场景 221
6．8．4 智能机械义肢技术原理及特点 222
6．9 智慧医疗实践中的陷阱 223
6．9．1 监管陷阱 223
6．9．2 专业陷阱 224
6．9．3 主体陷阱 224
6．9．4 安全与责任陷阱 225
6．9．5 隐私和保密陷阱 225
6．9．6 时间陷阱 226
6．9．7 智慧医疗的特点 226
6．10 智慧医疗的机遇与挑战 227
6．10．1 中国特色的智慧医疗[8] 227
6．10．2 精准与个性化医疗 229
6．10．3 5G时代的智慧医疗 229
参考文献 231
第7章 智能与数据对生活的重构――智慧生活 233
7．1 智慧生活概述 234
7．1．1 智慧生活的定义 234
7．1．2 智慧生活的本质 234
7．2 智慧生活的组成 235
7．3 智慧城市的总体架构及关键性技术 239
7．3．1 智慧城市与大数据总体架构 239
7．3．2 智慧城市的系统架构 240
7．3．3 智慧城市的关键性技术 241
7．3．4 网络信息基础设施与大数据中心建设 243
7．3．5 城市大脑在智慧城市中发挥重要作用 244
7．3．6 智慧城市构建城市发展新模式 245
7．4 各国/地区智慧城市发展对比 246
7．5 案例：贵阳花果园智慧社区项目 248
7．5．1 智慧社区的定位和意义 248
7．5．2 项目背景 248
7．5．3 支撑技术 248
7．5．4 项目亮点 250
7．5．5 运营效果 251
7．6 案例：智慧旅游项目 252
7．6．1 智慧旅游的基本理念 252
7．6．2 智慧旅游系统的建设目标与总体思路 253
7．6．3 智慧旅游系统建设模块 253
7．6．4 智慧旅游系统特色 255
7．7 案例：智慧园林解决方案 256
7．7．1 智慧园林的基本理念 256
7．7．2 滴翠智能解决方案介绍 257
7．7．3 解决方案的技术原理 259
7．7．4 解决方案实施效果及亮点 261
7．8 案例：智慧城市项目 261
7．8．1 项目背景 261
7．8．2 项目建设 261
7．8．3 项目功能及特色 263
7．8．4 项目效益分析 266
7．9 案例：智能水务项目 267
7．9．1 智能水务概述 267
7．9．2 智能水务的智能设备及核心技术 267
7．9．3 智能水务解决方案 269
7．9．4 智能水务的优势 270
7．10 案例：智慧差旅项目 272
7．10．1 市场及行业状况 272
7．10．2 邸客解决方案介绍 272
7．10．3 关键技术及创新 274
7．11 案例：基于教育大脑的智慧校园 275
7．11．1 关于智慧校园 275
7．11．2 教育大脑架构及解决方案 275
7．11．3 解决方案的核心创新点 277
7．11．4 运营效果 278
7．12 案例：智慧门店项目 278
7．12．1 项目背景 278
7．12．2 项目实施 280
7．12．3 项目实施效果 281
7．13 案例：深圳智慧关爱项目 281
7．13．1 项目背景介绍 281
7．13．2 项目实施 282
7．13．3 项目社会效益 283
7．14 智慧生活的未来 284
参考文献 286
后记 287

前言

最近的半个世纪，尤其是进入21世纪，科技的发展日新月异：计算机、无线通信、互联网、价值互联网、基因检测、再生医学，进入一个高速和跨越式发展的阶段，智能与数据的融合开启了人类世界的新时代——第五次科技与产业革命时代！

智能化和数字化标志着人类文明进入了一个新的阶段。智能化和数字化的意义已超过了导致西方工业革命的蒸汽机出现的意义，智能化和数字化建设的差距将直接加大或缩小一个国家/地区的贫富差距。在当今科学技术引领的经济全球化环境下，智能化和数字化建设关系到一个国家/地区的生存与发展。

纵观人类历史发展的过程，科学技术造就了人类的文明。从农业社会到产业革命、化学工业技术革命、电力技术革命，一直到当今以电子技术和智能与数据为核心的信息技术革命，科学技术一直在推动人类文明的进步。因此，人类社会发展的文明史就是科学技术发展的历史，人类科学技术水平的提升决定了人类社会文明的发展，人类知识积累的历史可以说是一部创制和改进知识积累工具的历史。

飞速发展的现代化通信、强大的计算机、无处不在的互联网，还有不可思议的人工智能和数字产品，这些都标志着人类科学技术又进入了一个新的阶段。这个时代把人类带入高度文明的社会，使传统的纸张产品不同程度地被数字产品取代，信息的收集、加工、存储、维护等过程都逐步高速化和电子化，人类社会日新月异，计算机时代、网络时代、数字时代、人工智能时代进一步集合成智能数据时代。如今，世界经济全球化和市场化，智能化和数字化建设是各国和各企业面临的一项紧迫且艰巨的任务。一个企业若没有跟上智能化和数据化时代，将很难生存；一个国家若没有跟上智能化和数据化时代，将面临巨大挑战。智能化和数字化时代会改变世界格局和许多国家的命运——对传统世界进行重构!

本书在写作过程中得到了很多朋友的支持，吴永东博士对第1章和第2章进行了全面梳理与修改，李杰山先生提供了大量案例并起草了第7章，韦石博士对第6章进行了脱胎换骨的改写，柏隽先生对第4章进行了审阅修改并提供了一个案例。还有很多朋友提供了有价值的案例、资料，以及起草、审阅了个别知识点。这些朋友以姓氏字母为序，排列如下：鲍明辉，薄智渊，蔡磊，陈向阳，丁书俊，董万亮，封光贤，高文宇，龚大立，宫俊波，韩传文，黄博，黄俊惠，侯苏苏，胡立，蒋国良，蒋卫军，康俊超，赖宇阳，李凡，李海龙，廖忠智，刘红宇，刘洪涛，刘帛鑫，刘亮，牛毅，邱学凡，宋方，苏建明，苏文卿，孙斌，沈皓玮，田渕亚宁，唐鸿飞，唐凯，汪广盛，王海力，汪向杰，王正先，吴启锋，徐来，张贯京，张立华，张新钰，张学文，张志军，朱坚，周冬祥。此外，本书的出版还得到了许多朋友及家人在很多方面的支持，在这里一并表示感谢！

薄智泉

2020年2月