人工智能專業(yè) 數(shù)學(xué)為基的交叉學(xué)科

2019-05-29 16:57:57北京考試報

　　“人工智能專業(yè)都要學(xué)什么課程？畢業(yè)后做什么？”近期北京航空航天大學(xué)、北京理工大學(xué)等高校集中舉辦校園開放日，與人工智能相關(guān)的新專業(yè)引起考生和家長關(guān)注。

　　今年首批35所高校啟動人工智能本科專業(yè)招生。到2020年，我國將建立50家人工智能學(xué)院、研究院或交叉研究中心，培育人工智能創(chuàng)新研究團隊和專門高級人才。人工智能炙手可熱。

　　那么，什么樣的人適合學(xué)人工智能專業(yè)？有哪些專業(yè)和人工智能有關(guān)呢？

　　北京40所高校培養(yǎng)人工智能相關(guān)人才

　　剛剛在北京閉幕的國際人工智能與教育大會相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，目前，北京地區(qū)有40所高校培養(yǎng)與人工智能直接相關(guān)的大學(xué)生，在校生41169人，相關(guān)教師8501人。其中，18所高校培養(yǎng)博士研究生，29所高校培養(yǎng)碩士研究生，24所高校培養(yǎng)本科生，5所高職院校培養(yǎng)高職生。

　　在研究生培養(yǎng)方面，博士、碩士研究生的學(xué)科主要集中在計算機科學(xué)與技術(shù)、電子科學(xué)與技術(shù)、控制科學(xué)與工程、軟件工程、信息與通信工程、石油天然氣等一級學(xué)科。研究方向主要是機器感知與機器學(xué)習(xí)、機器感知與智能、機器學(xué)習(xí)與模式識別、人工智能及應(yīng)用、人工智能、大數(shù)據(jù)、機器學(xué)習(xí)、智能控制、機器人系統(tǒng)、人工智能技術(shù)、工業(yè)過程智能控制、智能檢測技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)等。

　　學(xué)位類型方面包括博士學(xué)位、碩士學(xué)位和專業(yè)學(xué)位。清華大學(xué)、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)、北京化工大學(xué)、北京郵電大學(xué)、中國傳媒大學(xué)、中央美術(shù)學(xué)院、北京工商大學(xué)、北京物資學(xué)院、北京信息科技大學(xué)等設(shè)有相關(guān)的專業(yè)學(xué)位。

　　在專業(yè)方向上，碩士學(xué)位研究方向名稱中含“人工智能”的有10所高校，分別是北京大學(xué)、北京交通大學(xué)、北京科技大學(xué)、北京化工大學(xué)、北京郵電大學(xué)、中國石油大學(xué)、中國地質(zhì)大學(xué)、中國科學(xué)院大學(xué)、首都經(jīng)濟貿(mào)易大學(xué)、北京物資學(xué)院。研究方向主要是人工智能理論與方法、人工智能的應(yīng)用、人工智能產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新、人工智能與模式識別等。

　　博士學(xué)位研究方向名稱中含“人工智能”的有6所高校，分別是北京交通大學(xué)、北京科技大學(xué)、北京郵電大學(xué)、華北電力大學(xué)、中國科學(xué)院大學(xué)、北京工業(yè)大學(xué)。研究方向主要包括人工智能的理論和技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用等。

　　在本科生培養(yǎng)上，專業(yè)主要集中在計算機科學(xué)與技術(shù)、智能科學(xué)與技術(shù)、電子信息科學(xué)與技術(shù)、自動化、軟件工程、信息管理與信息系統(tǒng)、機器人工程等。

　　中國人民大學(xué)今年成立高瓴人工智能學(xué)院，為二級獨立學(xué)院，將開展人工智能學(xué)科和相關(guān)交叉學(xué)科領(lǐng)域本、碩、博人才培養(yǎng)和科學(xué)研究工作，預(yù)計2020年9月開始招生。

　　作為全國高等教育資源最集中的城市之一，北京發(fā)展人工智能具有得天獨厚的優(yōu)勢，豐富的教育資源正在助推北京人工智能產(chǎn)業(yè)加速發(fā)展。公開資料顯示，目前，北京擁有核心人工智能企業(yè)約400家，占全國人工智能企業(yè)總數(shù)近三成；北京人工智能人才約3萬人，占全國人才總數(shù)的27.9%，人才數(shù)量居全國首位。

　　工科專業(yè) 數(shù)學(xué)是基礎(chǔ)

　　教育部于今年3月底公布了2018年度普通高等學(xué)校本科專業(yè)備案和審批結(jié)果，全國共有35所高校獲首批人工智能新專業(yè)建設(shè)資格。其中，在京高校共4所，分別為北京科技大學(xué)、北京交通大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、北京理工大學(xué)。這些專業(yè)均屬于工學(xué)門類，修業(yè)年限為4年。

　　人工智能專業(yè)需要學(xué)哪些課程？適合什么樣的學(xué)生報考？

　　北京航空航天大學(xué)人工智能專業(yè)計劃每年招收30名本科生，將聯(lián)合計算機學(xué)院、人工智能研究院、數(shù)學(xué)與系統(tǒng)科學(xué)學(xué)院等實施專業(yè)交叉培養(yǎng)模式。有關(guān)老師介紹，北航人工智能專業(yè)的核心課程體系中數(shù)學(xué)的比重高，有數(shù)學(xué)分析、概率、代數(shù)等，還設(shè)置了最優(yōu)化方法及智能計算中的數(shù)學(xué)。其中智能計算中的數(shù)學(xué)講授綜合運用數(shù)學(xué)知識解決學(xué)科專業(yè)核心問題，為學(xué)生建立數(shù)學(xué)與專業(yè)間的橋梁。由于人工智能具有顯著的學(xué)科交叉特性，因此人工智能專業(yè)必修課中還包含了認知科學(xué)與控制科學(xué)相關(guān)課程。在必修課基礎(chǔ)上，人工智能專業(yè)將規(guī)劃大數(shù)據(jù)智能、智能交互、智能計算體系結(jié)構(gòu)、社會網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)工程、統(tǒng)計機器學(xué)習(xí)等若干參考課程模塊。

　　蘭州大學(xué)由信息科學(xué)與工程學(xué)院開設(shè)人工智能本科專業(yè)，從2019年秋季開始招收本科生，首批預(yù)計招收60人。學(xué)校在推動多學(xué)科交叉復(fù)合培養(yǎng)模式上進行了多年探索實踐。人工智能專業(yè)學(xué)生在低年級將學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)建模與分析、仿生計算基礎(chǔ)、認知機器人學(xué)等基礎(chǔ)課程群，在高年級有認知神經(jīng)與腦科學(xué)、信息可視化技術(shù)、人機交互等課程群作為選修“課程包”，擴展創(chuàng)新學(xué)科交叉應(yīng)用能力。

　　西安交通大學(xué)從2017年開始籌備人工智能本科生試驗班，按課程群分類設(shè)置，包括通識教育、數(shù)學(xué)與統(tǒng)計、科學(xué)與工程、人工智能、計算機科學(xué)、機器人等11個課程群。

　　清華大學(xué)今年新增人工智能學(xué)堂班（簡稱“智班”），由世界著名計算機科學(xué)家、圖靈獎得主姚期智院士領(lǐng)銜。智班將從2019年秋季開始招收本科生，培養(yǎng)特點為廣基礎(chǔ)、重交叉。在本科低年級階段，通過數(shù)學(xué)、計算機與人工智能的核心課程，為學(xué)生打下扎實寬廣的基礎(chǔ)；在本科高年級階段，通過交叉聯(lián)合“AI+X”課程項目的方式，讓學(xué)生有機會將人工智能與其他學(xué)科前沿相結(jié)合，在以人工智能促進不同學(xué)科發(fā)展的同時深化對人工智能的理解，推動人工智能前沿的發(fā)展。

　　南京大學(xué)人工智能學(xué)院將采用全新的課程設(shè)置和培養(yǎng)模式。院長周志華表示，課程設(shè)置將會和一般的計算機專業(yè)有很大差別，除了為學(xué)生安排較強的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課程，幫助他們打牢基礎(chǔ)外，還將把人工智能專業(yè)涉及的各方面知識匯集，建立一個全面的教育課程體系。人工智能更多的是與計算機科學(xué)、數(shù)學(xué)、工程學(xué)有關(guān)，而智能科學(xué)本身更多地與認知科學(xué)、神經(jīng)科學(xué)、腦科學(xué)有關(guān)。人工智能專業(yè)知識主要包括機器學(xué)習(xí)、模式識別與計算機視覺、自然語言處理、多智能體系統(tǒng)、啟發(fā)式搜索、計算智能、語音信息處理、機器學(xué)習(xí)系統(tǒng)平臺、人工智能程序設(shè)計、智能系統(tǒng)、機器人等。高水平人工智能人才需要數(shù)學(xué)基礎(chǔ)好，計算、軟件程序功底扎實，人工智能專業(yè)知識全面。因為人工智能所面對的問題千變?nèi)f化，所以涉及的數(shù)學(xué)工具種類多樣，無論是在抽象建模還是模型算法分析設(shè)計環(huán)節(jié)，都依賴良好的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。事實上，人工智能的核心領(lǐng)域——機器學(xué)習(xí)是計算機科學(xué)中對數(shù)學(xué)基礎(chǔ)要求最高的分支之一。

　　解決現(xiàn)實的人工智能應(yīng)用任務(wù)往往同時涉及多種人工智能專業(yè)知識，需有效進行融合發(fā)揮。因此，高水平的、能解決企業(yè)關(guān)鍵技術(shù)難題的人才須具備全面的人工智能專業(yè)知識。此外，人工智能要解決的都是充滿不確定性的復(fù)雜任務(wù)。如果考生不擅長處理復(fù)雜任務(wù)，不善于處理隨時隨地出現(xiàn)的不確定性工作，那就不太適合這個專業(yè)和行業(yè)。

　　200多個新專業(yè)和人工智能相關(guān)

　　除了人工智能，還有很多專業(yè)與人工智能行業(yè)發(fā)展密切相關(guān)。教育部公布的2018年度普通高等學(xué)校本科專業(yè)備案和審批結(jié)果名單中，101所高校新增機器人工程專業(yè)，96所高校新設(shè)智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)，50所高校新增智能制造工程專業(yè)。

　　北京大學(xué)今年開設(shè)機器人工程本科專業(yè)。專業(yè)課程以培養(yǎng)學(xué)生掌握典型機器人動力學(xué)與控制、仿生結(jié)構(gòu)設(shè)計、智能感知、人機交互、微納操作等技術(shù)開發(fā)應(yīng)用為重點，致力于培養(yǎng)未來面向機器人、智能制造、人工智能等領(lǐng)域的領(lǐng)軍人才。

　　今年4月，北大在科技創(chuàng)新大會上宣布成立人工智能研究院。以國家新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃和教育部《高等學(xué)校人工智能創(chuàng)新行動計劃》為指導(dǎo)，發(fā)力建設(shè)世界一流智能學(xué)科、服務(wù)國家人工智能重大戰(zhàn)略、培養(yǎng)智能學(xué)科一流人才的主要支撐平臺。研究方向包括人工智能數(shù)理基礎(chǔ)和認知科學(xué)基礎(chǔ)、智能感知、機器學(xué)習(xí)、類腦計算、人工智能治理以及智能醫(yī)療、智能社會等方面。

　　天津大學(xué)今年新增的8個本科專業(yè)中，有5個人工智能相關(guān)本科專業(yè)，分別是數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)、智能電網(wǎng)信息工程、智能制造工程、網(wǎng)絡(luò)空間安全、人工智能。天大于2018年5月正式成立人工智能學(xué)院，面向人工智能高端人才培養(yǎng)、人工智能基礎(chǔ)和技術(shù)研發(fā)、人工智能科研平臺和團隊培育以及社會服務(wù)功能進行建設(shè)。與此同時，天大作為“新工科”教育改革的領(lǐng)跑者，在多個工科專業(yè)學(xué)科具有傳統(tǒng)優(yōu)勢，將立足人工智能學(xué)科建設(shè)，推進人工智能與傳統(tǒng)工科交叉融合，在形成“人工智能+X”的復(fù)合專業(yè)人才培養(yǎng)新模式上具有獨特優(yōu)勢。

　　浙江大學(xué)新增機器人工程、人工智能本科專業(yè)。浙大機器人工程專業(yè)學(xué)生的專業(yè)主干課程有機器人導(dǎo)論、機器人學(xué)、機器人驅(qū)動與控制、機器視覺、機器學(xué)習(xí)、人工智能導(dǎo)論等。而人工智能本科專業(yè)學(xué)生將納入新設(shè)立的竺可楨學(xué)院圖靈班，配備以圖靈獎獲得者Whitfield Diffie教授、潘云鶴院士、吳朝暉院士、陳純院士等為首的專業(yè)導(dǎo)師團隊，培養(yǎng)厚基礎(chǔ)、高素養(yǎng)、深鉆研、寬視野，引領(lǐng)世界計算機領(lǐng)域發(fā)展的拔尖創(chuàng)新人才。