中國欲量產AI人才,本科招生爆發後如何培養?

七月 17, 2019 0 次閱讀 0 人點讚

今年是人工智慧專業招生爆發年,眾多新聞報道中,人工智慧、大資料、雲端計算等正成為熱門專業。有統計稱,僅以“人工智慧”為名稱開設新專業的高校就有 35 家。

這個爆發是有政策背景的。

2017 年 7 月,國務院頒佈《新一代人工智慧發展規劃》明確提出大力建設人工智慧學科。

今年 4 月,教育部印發《高等學校人工智慧創新行動計劃》,提出支援高校在電腦科學與技術學科設定人工智慧學科方向,形成“人工智慧+X”複合專業培養新模式,到 2020 年建設 100 個“人工智慧+X”複合特色專業,建立 50 家人工智慧學院、研究院或交叉研究中心。

此政策引導下,2018 年,各大高校紛紛成立人工智慧學院。而南京大學自 2018 年就開始招收人工智慧專業本科生。更早時候,北京大學在 2003 年就率先設定了“智慧科學與技術”本科專業,2017 年就成立了圖靈班。

新增人工智慧方向不完全梳理

6 月 21 日,《中國高校人工智慧專業綜合排名》由專注人工智慧行業研究的允能智庫釋出,這份報告對中國 72 所新設人工智慧專業的高校進行了綜合排名。在國際學術影響力方面,前五名分別是清華大學、上海交通大學、浙江大學、哈爾濱工業大學以及北京航空航天大學。

中國欲量產AI人才,本科招生爆發後如何培養?

圖 | 《中國高校人工智慧專業綜合排名》(來源:允能智庫)

在 2018 年的電腦科學排名 CSRankings 網站上,清華大學在全球人工智慧領域學術機構的排名中僅次於卡耐基梅隆大學,位居第二位。

北京顯然是這一波 AI 招生熱潮的重鎮,多所北京高校都有新增專業的舉措。

清華大學今年設立人工智慧班(智班),由圖靈獎得主姚期智出任智班首席教授,首批預計招生規模 25 人。

北大工學院今年啟動 2019 級機器人工程本科生教育,主要培養學生掌握機器人動力學與控制、仿生結構設計、智慧感知、人機互動、微納操作等技術的開發應用,首批招生將達 20 人至 30 人。

北京理工大學新開設的人工智慧、資料科學與大資料技術、智慧製造工程3個新工科專業,分別納入“資訊科學技術”和“智慧製造與車輛實驗班”進行招生。

北京郵電大學組建了“葉培大創新創業學院”,主要從全校二年級本科生中選拔 60 名左右優秀學生,組建雙創實驗班,設三個班,分別對應機器人、智慧製造和智慧生活三個研究方向;在培養過程中,聚焦人工智慧、物聯網、大資料、雲端計算等新工科重點發展技術方向。

此外,北京交通大學、北京科技大學、北京林業大學和北京化工大學,也都根據各自的學科特點,新增了人工智慧、機器人工程等相關專業。

江浙滬是新增AI專業的另一個聚集區域。

在上海,“實力三強”高校今年都開設了人工智慧專業。

上海交通大學新開人工智慧專業,據該校招辦主任王琳媛介紹,該專業有 3 個優勢。第一是學科優勢。開設在交大體量最大的學院——電子資訊與電氣工程學院,擁有 7 個一級學科,其中 6 個學科進入教育部評估 A 檔。第二是地域優勢。上海市在進行科創中心的建設過程中,對人工智慧專業的人才有迫切的需求。第三是人才培養模式的優勢。今年,交大將對人工智慧專業的同學採取“AI+X”培養模式,與計算機、數學、物理、醫學等學科進行交叉融合。滿足條件的同學還可優先進入“吳文俊人工智慧榮譽博士班”。

復旦大學新增“工科試驗班(新工科本研貫通)”招生大類,下設“智慧科學與技術(卓越班)”和“微電子科學與工程(卓越班)”兩個專業,擬招生 60 人。

同濟大學“人工智慧”專業自今年起招收第一批本科生,該新專業將圍繞“智慧”中心,以“感知”和“自主智慧”為特色,重在人工智慧理論、方法、技術的學習,並通過以機器人、無人車等為代表的自主裝置與系統體現。

在江浙滬地區綜合排名第一的浙江大學顯然也不甘人後,今年新增兩個專業:一是人工智慧專業,該專業將在竺可楨學院圖靈班招生,另一個是機器人工程專業。“圖靈班”依託計算機學院,首席教授包括圖靈獎得主 Whitfield Diffie 教授和四位院士。學生可在電腦科學與技術、人工智慧、資訊保安三個本科專業中自主確認主修專業。

華南師範大學目前是廣東省內唯一開設人工智慧本科專業的高校。主要探索人工智慧+X 學科交融,與數學、物理、心理學等其他專業跨學院聯合培養人才。

西部高校也在紛紛發力人工智慧。重慶大學今年新增人工智慧、機器人工程、資料科學與大資料技術、智慧醫學工程 4 個本科專業。

位於成都的電子科技大學新增了人工智慧、機器人工程、無人駕駛航空器系統工程、資料科學與大資料技術(理學)、材料科學與工程等 5 個專業。

西北工業大學人工智慧專業的特別之處在於充分發揮了資料匯聚的作用。該校在航空、航天、航海等方向研究上有特定優勢,並設立了“空天地海一體化應用技術”國家工程實驗室,可以匯聚各類航空、航天、航海的資料。

作為重工業基地,東北地區工業實力尚存,其中哈爾濱工業大學為代表。在《中國高校人工智慧專業綜合排名》中,該校排名第四。其人工智慧專業所依託的電腦科學與技術學科是國家首批重點學科一級學科,2011 年,進入 ESI 世界大學計算機學科排行榜前 1%,2012 年以來,多次在教育部學科評估中列全國計算機一級學科第 4 名,在最新的教育部電腦科學與技術學科評估中位列 A 檔,其中,人才培養質量列第 3 名。

東北大學人工智慧專業,以該校電腦科學與工程學院為主體,同資訊科學與工程學院聯合建設,將重點培養學生獲取數學基礎、人工智慧基礎等基礎理論知識。同時,加強校企聯合培養,圍繞智慧醫療、工業智慧、大資料分析等人工智慧典型應用場景,強化產學研用的特色。

大連理工大學已從 2017 級相關專業的在校生中先期選拔一批學生,組成“新工科人工智慧英才班”,按照人工智慧專業方向進行培養,並於今年正式招收本科生。此外,大連市政府與大連理工大學近期共建“大連理工大學人工智慧大連研究院”。大連市政府將連續 5 年給予研究院每年 3000 萬元的資金支援。

清華“智班”

5 月 18 日,清華大學副校長、教務長楊斌正式宣佈清華大學新增設人工智慧班(簡稱智班),並納入清華學堂人才培養計劃。這是清華學堂人才培養計劃第八個實驗班。

清華學堂計劃自 2011 年全面啟動以來,已建成數學班、物理班、化學班、生命科學班、電腦科學實驗班、錢學森力學班和世界文學與文化實驗班等 7 個基礎學科的拔尖創新人才培養實驗班。

“智班”依託清華大學交叉資訊研究院,從今年開始面向所有清華當年錄取的新生招生,首批擬招收 25 人。交叉資訊院院長、圖靈獎得主姚期智出任智班首席教授,黃隆波副教授出任智班專案主任。

姚期智憑藉在麻省理工學院數學系、斯坦福大學計算機系、加州大學伯克利分校計算機系、普林斯頓大學 William and Edna Macaleer 工程與應用科學的多年執教經驗,來制定培養方案和教學計劃。

在“智班”有全英文教學的專業課程 25 門,覆蓋電腦科學前沿領域。“智班”特色課程包括人工智慧入門、人工智慧應用數學、人工智慧:原理與技術、機器學習、深度學習、計算機視覺、資料探勘、自然語言處理、人工智慧交叉專案(AI+X)、人工智慧研究實踐。

6 月 17 日,清華大學“智班”二次招生公告發布,稱“智班”招生將在 6 月底 7 月初進行,6 月底開始報名。“智班”本科生面向所有清華當年錄取的新生,包括競賽保送以及高考。

“智班”學生學籍歸屬交叉資訊研究院,在一年級下學期接受轉系申請,並且“智班”與“姚班”學生之間可以申請內部轉換,內部轉換時間為二年級下學期。

“智班”培養方案的特點為“廣基礎、重交叉”。在本科低年級,“智班”將通過數學、計算機與人工智慧的核心課程,為學生打下紮實寬廣的基礎。高年級將通過交叉聯合 AI+X 課程專案的方式,使學生有機會將人工智慧與其他學科前沿相結合。

“智班”課程均由清華大學交叉資訊研究院的姚班科研教學一線的骨幹教師講授,所有專業核心課程均為全英文授課,力求為學生打造國際化教學模式,培養學生的國際化思維。“智班”定期邀請人工智慧領域國際頂級專家學者進行授課與講座,積極擴充套件學生的國際視野。同時,“智班”學生將獲得在人工智慧產業的聯合實習機會。

根據清華大學在 6 月份公佈的人工智慧學堂班選拔方案,學生需進行網上報名,在報名系統中填寫申請表,學校將組織專家組對學生申請材料進行評審,擇優選拔部分同學來校參加“智班”專業測試。初審通過的學生需參加測試,測試內容包括但不限於筆試、面試等。

創立“智班”是清華大學在人工智慧整體學科佈局之一。清華的資訊科學技術學院下的電腦科學與技術系、軟體學院、自動化系、電子工程系,以及生命科學學院、醫學院等院系都在科學技術及人工智慧研發上有突出的成果。“智班”將和這些院系都保持緊密合作。

過去 10 年,交叉資訊院基於人工智慧核心演算法和系統,在健康醫療、網際網路經濟、安全、網路、電力市場、機器人與智慧製造等主要研究方向已經打下了學科基礎。

“智班”學生前景怎麼樣呢?我們可以來對比一下 2005 年創辦的“姚班”,後者也是姚期智領銜。

自 2005 年開班至 2019 年,“姚班”已經送走 12 屆畢業生 366 人。其中,67人在清華大學交叉資訊研究院讀研,32 人在清華其他院系繼續深造,1 人赴北大光華繼續深造;222 人赴美國、新加坡、香港和法國等地讀研,其中有赴麻省理工學院 19 人、普林斯頓大學 22 人、斯坦福大學 10 人、卡耐基梅隆大學 23 人、耶魯大學 1 人、賓夕法尼亞大學 3 人、哥倫比亞大學 13 人、加州大學伯克利分校 10 人等;44 人進入 Google、微軟亞洲研究院、IBM、Facebook、華為、網易等計算機企業工作。

中國欲量產AI人才,本科招生爆發後如何培養?

圖 | 姚期智在“姚班”授課。(來源:清華大學)

“姚班”公告稱,目前,姚班學生大三年級的大學期長期出訪率已達到 100%。截至 2019 年 1 月,姚班學生在本科期間發表的論文有 233 篇記錄在冊,姚班學生為論文通訊作者或主要完成人的有 170 篇,並有 75 人次在 FOCS、STOC、SODA、NIPS、COLT、CVPR、AAAI 等國際頂級會議上作大會報告。

據不完全統計,已有 10 位畢業生進入學界執教,分佈在斯坦福大學、普林斯頓大學、芝加哥大學、杜克大學、多倫多大學、香港大學等國際一流高校;另有“姚班”畢業生創辦的獨角獸公司曠視科技、小馬智行,都已嶄露頭角。

2004 級“姚班”第一屆本科生樓天城獲交叉資訊院博士學位,從事社交網路和機器學習相關問題的研究,曾獲 ACM/ICPC 全球總決賽第二名,Google 程式設計挑戰第一名,現任小馬智行聯合創始人兼技術長。

樓天城說,“我是姚班第一屆學生,之前曾在計算機系讀了一年多。來到姚班以後,發現姚班的課程架構、師資、教材甚至作業等方面都是與國際接軌的,採用的是 MIT 教材,我學到很多東西。姚班有幾門課程都是姚先生親自上課,學習氛圍非常好,周圍的同學們都很努力刻苦,這就導致每個人對課堂內容都掌握得比較好,課堂互動質量也很高。

在姚班學到的知識、得到的鍛鍊、積累的經驗,對我的研究生生涯非常有助益。作為姚班畢業生,到了研究生階段,明顯感覺在基礎理論、動手能力、評價水平都在國外學生之上,工作效率也更高,這些都得益於在姚班的積累。”

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圖丨《中國高校人工智慧專業綜合排名》。從人才輸出方面,清華、北大依然領先全國。(來源:允能智庫)

業內點評

麻省理工學院電腦科學與人工智慧實驗室(CSAIL)博士生李昀燭:

DeepTech:你投入到人工智慧領域的經歷是怎樣的?

李昀燭:北京大學相對比較早就設立了智慧科學系。我們這一屆資訊科學技術學院的學生在大二的時候會有專業分流,對人工智慧感興趣的同學一般會選擇智慧科學系或者計算機系。這兩個方向側重不同,但有相當的重合度。我當時選擇了計算機系,並選修了人工智慧相關的課程。同時,北大也提供給本科同學進入實驗室科研的機會,所以我從大二開始進入北大王亦洲老師的組裡進行一些計算機視覺和機器學習相關科研的探索。本科期間,我也曾前往斯坦福大學參與科研,在那裡的經歷對我也有很大的幫助。

DeepTech:對於國內的人工智慧教育有什麼建議?

李昀燭:我不是教育行業的從業者,我主要從自己入門人工智慧的經歷談談我的一些想法。人工智慧(特別是深度學習這個分支)在最近幾年發展得很快,技術前沿不斷被重新整理,教學材料的時效性也就變得非常重要,這對課程的更新速度提出了一定的挑戰。同時,人工智慧在理論和應用兩個方面都有很多值得研究的問題,在教學中最好都能有所涵蓋,讓學生在兩個維度對相關技術的優缺點和適用範圍都有深入的理解。課程之外,網際網路也是一個很好的學習渠道,很多頂尖名校會公開他們的學習資料,很值得參考和學習。

王革(放射科專家,美國倫斯勒理工學院講席教授):

DeepTech:從人工智慧領域的發展現狀來看,國內高校紛紛設定人工智慧本科專業是否太早?

王革:近年來人工智慧迅猛發展,大眾對其的期盼可稱前所未見。我認為人工智慧本科專業的設定具有積極的意義。其實不少大學和專業已經不同程度地加入或加強了這方面的課程。這也是行之有效的方式。

DeepTech:你認為人工智慧人才的本科教育中,哪些方面是需要側重的?

王革:鑑於人工智慧領域涉獵廣泛並且日新月異,基於網際網路的教學實踐和動態調整應當是相當重要。這樣的話,優質師資和課程可以共享。跟蹤學習不難,有所創新不易。有些課程或許對創新有長程幫助,例如某些專業數學、量子計算、神經科學和語言分析等方面的內容。

DeepTech:倫斯勒理工學院在人工智慧專業教育的情況是怎樣的?

王革:我們倫斯勒理工學院若干年前就開始推動人工智慧和大資料研發。IBM 和倫斯勒在這方面密切協作,希望形成一個在人工智慧領域的領先團隊。我們大部分院系都在不同程度進行了人工智慧專業教育。重點強調人工智慧領域的基礎進展,比如學習理論、新穎智慧系統、自治系統、先進製造、供給鏈管理等等。

劉知遠(清華大學計算機系自然語言處理實驗室副教授,原文發表在知乎,DeepTech 經作者授權摘選如下 ):

從研究配置來看,AI 研究隊伍主要分佈在計算機、自動化、電子工程等資訊科學相關院系中,這與 AI 起源有密切關係,計算機的奠基人圖靈、馮諾依曼,自動化的主要理論基礎”控制論”的奠基人維納,以及電子工程和訊號處理的主要組成“資訊理論”的奠基人夏農,均為 AI 的創立貢獻了思想。所以,計算機系主要從計算理論和計算機應用的角度研究 AI,自動化系從自動控制的角度理解 AI,電子工程系則從訊號處理(將 AI 關心的視覺、文字、聽覺等模態理解問題看做訊號處理)的角度解讀 AI。

那麼,對於高考生應該選計算機還是人工智慧專業?

計算機是一個高速發展的學科,僅有不到百年的發展歷史,學科體系還遠沒有完善。計算機和 AI 專業培養目標應當是授人以漁,讓同學掌握在計算機學科遨遊的能力,而不止是具體的知識的技藝,因為後者中的大部分會很快過時。

人工智慧旨在研究如何讓計算機具備人類智慧,如視覺、語言、動作、規劃、推理等能力。人工智慧的學科體系更遠未完善,實現人工智慧的路徑與方案還處於探索之中。人工智慧技術與計算機其他方向如體系結構、計算機網路等有千絲萬縷的密切聯絡。因此,如同雲端計算、大資料、物聯網一樣,我更願意把人工智慧作為計算機的重要方向。

這兩年由於人工智慧在世界範圍內都變得非常火,國內外最近開始成立人工智慧學院和本科生專案,估計很多考生也躍躍欲試。這裡的建議是,在報考本科專業時,可以不必糾結專業是計算機還是人工智慧,還是要整體考察該校在計算機和人工智慧方向的整體實力,因為這兩者密切相關。也就是說,如果該校計算機方向偏弱,即使設有 AI 專業,其水平也不會太高;反之,如果該校計算機方向很強,即使不專門設定 AI 專業,其 AI 培養水平一般也不會太弱。

回到清華大學,清華計算機專業一直堅持“寬口徑,厚基礎”的培養理念。因此,雖然在國家層面計算機相關專業就有三個(電腦科學與技術、軟體工程、網路空間安全),但清華堅持不專門開設小類本科專業(諸如大資料、網路安全、人工智慧等),反而聯合計算機系、交叉資訊研究院和軟體學院的力量,形成“計算機大類”招生。不蹭熱度,一切為了培養學生更加寬廣深厚的學科能力,這是我們的目標。希望考生能夠認識到這點的重要性。

如果想在國內學習 AI,高考分數夠的話,清華大學是不二選擇。如果想來清華學 AI 都有哪些選擇呢?這裡對清華與 AI 有關的專業大類做一個簡單介紹:

計算機類:含交叉資訊研究院的電腦科學實驗班(姚班)、人工智慧學堂班(智班)、計算機系、軟體學院。如前所述,AI 核心目標是探索如何將人類智慧轉化為可計算問題,主體落在計算機領域。所以清華計算機類是學習 AI 的首選。

自動化(與工業工程)類、電子資訊類。如前所述,自動化的主要理論基礎”控制論"的奠基人維納,以及電子工程和訊號處理的主要組成"資訊理論"的奠基人夏農,均為 AI 的創立貢獻了思想,所以自動化系從自動控制的角度理解 AI,電子工程系從訊號處理的角度解讀 AI,也與 AI 有密切關係。因此自動化類、電子資訊類也是學習 AI 的可選方案。

數理類、文理通識類。數理類下的基礎科學班以及文理通識類新雅書院,均支援同學自由選擇未來發展方向。人工智慧(特別是其中偏重基礎理論的機器學習)是基科班同學的熱門選擇;而新雅書院也有大量同學選擇計算機和人工智慧方向。

其他工科類。清華是工科強校,在資訊化和智慧化的浪潮下,很多傳統強勢的工科方向近年來也開始努力開展智慧化轉型,如土木系的智慧建造、電機系的智慧電網,車輛學院的無人駕駛(成立了清華智慧駕駛實驗室)、精儀系的類腦器件(成立了清華類腦計算研究中心),可以說幾乎每個工科大類都有深度參與智慧化的研究方向。依託清華在資訊科技上的優勢,人工智慧技術將為很多工科方向帶來新的研究熱點,共同造福人類社會。希望更多對 AI 感興趣的同學來選擇參與到這些交叉方向上來,讓 AI 技術得到更快更廣更深的應用。

文科類。清華的文科方向大多小而精,我由於從事一些交叉方向研究,所以與很多文科方向比較熟悉,例如社科學院有社科大資料的構建與研究,法學院致力於計演算法學研究,中文系有計算語言學研究,外文系有語言認知研究,心理系有腦認知研究,美學院有資訊互動設計和智慧藝術創作研究,這些都與計算機和人工智慧有密切聯絡,具有高度的文理交叉特點。所以,如果文科同學對人工智慧感興趣,也能在這些方向上充分感受清華的AI力量。

蘇偉(蘭州大學文交奇譽人工智慧實驗室執行主任、博士):

DeepTech:從人工智慧領域的發展現狀來看,國內高校紛紛設定人工智慧本科專業是否太早?

蘇偉:目前人工智慧的發展,不管是從理論還是時間節點來說都已經比較成熟了,但是現在對相關人才的培養還比較冷,這方面的人才非常缺乏。所以從現在的整體形勢來看,為了滿足行業對人才的需求,現在去開設人工智慧本科專業其實是恰逢其時。

DeepTech:你認為人工智慧人才的本科教育中,哪些方面是需要側重的?

蘇偉:對這個專業課程的設定來說,肯定會包括以下幾個方面,第一就是基礎課程,包括計算機的基本程式設計的理論以及資料科學的一些基礎課程。另一方面就涉及到專業課程,人工智慧目前來說主要是兩個大方向,一是我們現在熟知的機器學習、深度學習這類基於資料驅動的人工智慧,二是老牌的人工智慧,主要是以規則系統推動的一些人工智慧的研究方向。

就這幾年來看,大家做人工智慧有七、八成都是側重在深度學習和機器學習,也就是資料驅動的人工智慧。第二類在近 10 年、20 年的時間裡也在發展,但是相對來說進展較慢。針對本科教育來說,它不像是碩士教育,本科基礎的內容佔比相對較大,所以我認為基於資料的和基於規則的人工智慧的兩個方面都需要兼顧。

另一方面,可能各個大學的定位不同,設定專業也會有不同的側重,尤其是到大三、大四需要選修課的時候。像清華、北大這樣的高校可能更側重於培養高階人才,聚焦在理論和教學方面會比較多,另一些高校會集中在培養實踐型人才,像西交大就會側重於自動駕駛,哈工大就會側重在自然語言的處理,我們蘭州大學也有自己的特點,比如我們的院長和教授們專注於醫學AI,所以我們的課程設定也可能會偏重在這一方面。

DeepTech:蘭州大學在人工智慧專業教育的情況是怎樣的?

蘇偉:結合上面的話來說,蘭州大學目前涉及醫學 AI 層面的內容比較多。蘭州大學是以文科和基礎學科聞名的,但是我們目前的人工智慧資訊學院完全是按照工科來設定課程,尤其是要加強實驗和動手能力。學校在實驗教學裝置方面也投入了很多,希望能儘可能提供高效能的計算裝置滿足教學需求,讓學生在做實驗的時候能心無旁騖地專注在人工智慧上。

DeepTech:你投身到 AI 的經歷對人工智慧教育有什麼啟發?

蘇偉:人工智慧教育是我一直在關注的方向,從前年開始我就在蘭州大學教授一些人工智慧相關的公共課程。最大的感觸有一點,就是人工智慧的教學應該和其他學科結合起來。人工智慧就像計算機一樣是一個用來解決其他學科問題的工具,其他學院的學生在某個領域的專業知識再加上人工智慧這個方法,就能解決很多問題。

DeepTech:人工智慧專業畢業生的未來出路會怎樣?

蘇偉:現在人工智慧專業畢業生的出路是非常好的。現在很多 IT 企業,相對做深度研發的企業都涉及到人工智慧,人工智慧本身也涵蓋很多的領域,所以現在來說,人才的需求和市場的缺口都很大,學習人工智慧未來前景會很廣闊。

退一步講,人工智慧這個專業像數學和物理化學一樣都對人的思維鍛鍊起到重要的作用。學生關注的是,大學的這些課程到底有沒有用,以前我們說“學好數理化,走遍天下都不怕”,數學鍛鍊邏輯和推理能力,物理和化學鍛鍊實驗思維能力,而人工智慧可以鍛鍊計算思維,也叫大資料思維。如何在有限的資源環境下快速找到解決方法,這是學生們能獲得的最直接的東西,這也會成為他們未來就業區別於其他學生的根本優勢。