本书以青少年喜爱的《西游记》为蓝本进行人物塑造，故事主线讲述了人工智能时代下，一个具备学习人工智能的硬件基础，却缺乏相关理论知识的智能机器人—一悟小白，在通臂猿猴的陪伴下，在寻找人工智能专家唐小僧拜师学艺的路上，通过重重关卡，不断历练的故事，而这正是人工智能的技术基石——“机器学习”的本质。故事由浅入深，通过各类关卡和工具的设计，一步一步引导读者理解机器学习的相关知识，让读者完整了解传统机器学习的框架，最后引入当下人工智能的热点——深度学习，帮助读者认识当前最热门的深度卷积神经网络。本书不仅设计了生动有趣的故事情节，并且寓知识于故事，将故事和知识生动地互相穿插，让读者通过有趣的故事爱上人工智能、学会计算思维。
本书可作为无任何编程背景的青少年的人工智能入门读物，也可作为具有一定编程能力的青少年进一步理解人工智能算法的进阶读物。

背景介绍
角色简介
任务清单
关卡1：初入世的悟小白
自然智能和人工智能
探秘大脑
逛逛大脑分区
有商有量的大脑分区
漫游大脑信息加工厂
让悟小白学习起来吧！
悟小白的前辈们
悟小白的目标
关卡2：险过鸢尾花丛
无法逾越的鸢尾花丛
初探鸢尾花丛
再探鸢尾花丛
勇闯鸢尾花丛
关卡3：手写数字识别
陡现数字怪象
看清数字的方法
探探手写数字
手写数字真面目
天测棋盘再显能
手写数字变变变
天测棋格并并并
突破关卡
初级版本的感知器
何为感知器
突破关卡基础版
突破关卡进阶版
终破关卡
关卡4：真假唐小僧
唐小僧的谜语
奇怪的游客们
快来找我啊
照个相、定个身、转个圈
通关绝招儿
深度学习大热身
玩个拼图游戏
特征大比拼
积木塔和复制器
搭建深度学习的积木塔
捉住唐小僧
成功拜师

你可能听说过大数据、
机器学习及人工智能。我们
的日常生活中会有海量数据
（即大数据），如何处理大
数据在计算机科学的算法领
域里称为机器学习。随着计
算机硬件的快速发展，计算
机智能（即人工智能）引起
了巨大的关注。
棋盘游戏是近几十年来
人工智能研究的一个主要领
域。1997年，IBM的超级计
算机深蓝在美国纽约以3.5
：2.5击败了当时的国际象
棋世界冠军加里·卡斯帕罗
夫。深蓝是世界上第一个击
败人类世界冠军的计算机。
深蓝的成功证明了在有限时
间里，计算机算法能比最好
的人类棋手更快地搜索出经
过优化的国际象棋所有可行
走法。这意味着深蓝向人工
智能迈出了巨大的一步。
时间快进到2016年。谷
歌DeepMind开发的
AlphaGo以4:1击败了曾获
十八次世界冠军的韩国棋手
李世石。这一版的AlphaGo
先从人类已知的棋局学起，
继而通过同自己及人类棋手
的博弈完成自我学习。从自
我学习的角度而言，
AlphaGo是有智能的计算机
系统。
一年以后，AlphaGo的一
个新版本AlphaGo Master在
线击败了六十个世界顶尖的
围棋高手。它随后在同世界
排名第一的柯洁的比赛中以
3：0的压倒性优势取得了胜
利。柯洁在三盘比赛中都没
有取胜的机会。
同样在2017年，
DeepMind公布了另一个新
版本AlphaGoZero。惊人的
是AlphaGoZero没有学习任
何人类围棋的知识，它完全
是通过自我博弈完成自我学
习的。AlphaGo Zero 自我
学习三天后就击败了李世石
版AlphaGo，二十一天后击
败了柯洁版AlphaGo Master
。这是令人惊叹的成就，因
为围棋被认为是最复杂的棋
盘游戏，每局棋有361！种
可能走法。AlphaGoZero 在
围棋上实现了超越人类的智
能。
计算机视觉是人工智能
的另一个领域。在过去的十
年中，汽车的自动驾驶取得
了长足的进步，而自动驾驶
依赖计算机视觉中的深度学
习。
你也许会问，上述这些
跟这本书有什么关系？同时
你可能会说，这是本青少年
读物，AlphaGo跟自动驾驶
技术是不是离这本书太远从
而造成读者无法理解？
你的问题跟观察十分合
理。但那些正是本书的目的
，这本书给读者们展示的正
是如大数据、机器学习、人
工智能等最新的科技如何能
在我们日常生活中得到应用
。此外，这本书更进一步具
体展示了如何用不同的机器
学习算法对大数据进行处理
从而实现人工智能。
我还记得我初中的英语
课本里有一个故事幻想21世
纪普通人可以通过计算机及
网络购买服装及看病。那是
我还能记起的初中英语课本
里的有限内容了，但这个故
事却对我未来的职业选择（
成为计算机科学家）有很深
刻的影响。因此，我希望这
本书能成为青少年的一座灯
塔，不仅开阔他们的眼界，
同时照亮他们的思想深处，
使他们把计算机科学作为值
得一生投入的领域。
创作科普作品是一个挑
战。一方面，如果故事不能
引起共鸣，读者很有可能在
读到真正的内容（本书里是
机器学习及人工智能）之前
就放弃了。另一方面，多数
同类的读物只是科幻小说，
根本不会涉及对于其故事背
后蕴含的科学技术的详细解
释。相反，如果作者过于沉
湎于讲述科学技术的细节，
青少年则可能很快就因为难
以理解而失去兴趣，从而不
能真正体会作者希望展示给
读者的精髓。所以如何能很
好地把科学技术的细节融合
在一个有趣的故事里并让读
者从头到尾被整本书所吸引
确实是个艰巨的挑战。
本书作者很好地应对了
这个挑战。首先，作者精心
设计了故事的主要角色，比
如通臂猿猴、悟小白、唐小
僧、幻方子和小云盒。通臂
猿猴亲切的长者形象立刻拉
近了它与读者的联系；拥有
超强的计算能力和学习能力
却缺乏人工智能理论知识的
悟小白映射出部分读者的画
像；人工智能专家唐小僧为
全书提供了贯穿前后的拜师
线索；幻方子、小云盒等配
角则使得全书的故事情节更
为丰富有趣。
通臂猿猴与悟小白的峨
眉山之行始于鸢尾花丛。在
这个挑战中，通臂猿猴讲述
了机器学习最经典的分类问
题的基本知识及解决步骤。
读者跟随悟小白学习了如何
选择机器学习中的特征（两
种不同鸢尾花的花瓣长度与
宽度），如何应用K近邻算
法，以及如何使用训练集与
测试集的数据最终通过鸢尾
花丛。
第二个挑战是手写数字
识别，即识别快速变换的一
串手写数字的问题。为了解
决这个问题，通臂猿猴跟悟
小白必须首先采集不停闪现
的数字影像作为数据集，继
而通过把彩色或灰度图像转
化成黑白图像来降低数据集
的维度，同时通过能够保持
图像特征的不同图像表示方
式的替换来降低图像的分辨
率。在保持特征的前提下，
数据降维及降低图像分辨率
都是为了减少数据的处理量
。接下来需要把经过上述处
理的训练集送入后向反馈神
经网络进行自我学习，后向
反馈神经网络的作用是根据
学习的误差不断循环调整神
经网络的参数，从而达到自
我选取特征及不断降低学习
误差的目的。最终完成数字
的高效识别。
第三个挑战是人脸识别
。在此挑战中，卷积