人工智能專業(yè) 數學為基的交叉學科

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

　　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，什么樣的人適合學人工智能專業(yè)？有哪些專業(yè)和人工智能有關呢？

　　北京40所高校培養(yǎng)人工智能相關人才

　　剛剛在北京閉幕的國際人工智能與教育大會相關數據顯示，目前，北京地區(qū)有40所高校培養(yǎng)與人工智能直接相關的大學生，在校生41169人，相關教師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、碩士研究生的學科主要集中在計算機科學與技術、電子科學與技術、控制科學與工程、軟件工程、信息與通信工程、石油天然氣等一級學科。研究方向主要是機器感知與機器學習、機器感知與智能、機器學習與模式識別、人工智能及應用、人工智能、大數據、機器學習、智能控制、機器人系統(tǒng)、人工智能技術、工業(yè)過程智能控制、智能檢測技術、物聯網等。

　　學位類型方面包括博士學位、碩士學位和專業(yè)學位。清華大學、中國農業(yè)大學、北京化工大學、北京郵電大學、中國傳媒大學、中央美術學院、北京工商大學、北京物資學院、北京信息科技大學等設有相關的專業(yè)學位。

　　在專業(yè)方向上，碩士學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、北京交通大學、北京科技大學、北京化工大學、北京郵電大學、中國石油大學、中國地質大學、中國科學院大學、首都經濟貿易大學、北京物資學院。研究方向主要是人工智能理論與方法、人工智能的應用、人工智能產業(yè)創(chuàng)新、人工智能與模式識別等。

　　博士學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、北京科技大學、北京郵電大學、華北電力大學、中國科學院大學、北京工業(yè)大學。研究方向主要包括人工智能的理論和技術研發(fā)與應用等。

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

　　中國人民大學今年成立高瓴人工智能學院，為二級獨立學院，將開展人工智能學科和相關交叉學科領域本、碩、博人才培養(yǎng)和科學研究工作，預計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)總數近三成；北京人工智能人才約3萬人，占全國人才總數的27.9%，人才數量居全國首位。

　　工科專業(yè)  數學是基礎

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

　　人工智能專業(yè)需要學哪些課程？適合什么樣的學生報考？

　　北京航空航天大學人工智能專業(yè)計劃每年招收30名本科生，將聯合計算機學院、人工智能研究院、數學與系統(tǒng)科學學院等實施專業(yè)交叉培養(yǎng)模式。有關老師介紹，北航人工智能專業(yè)的核心課程體系中數學的比重高，有數學分析、概率、代數等，還設置了最優(yōu)化方法及智能計算中的數學。其中智能計算中的數學講授綜合運用數學知識解決學科專業(yè)核心問題，為學生建立數學與專業(yè)間的橋梁。由于人工智能具有顯著的學科交叉特性，因此人工智能專業(yè)必修課中還包含了認知科學與控制科學相關課程。在必修課基礎上，人工智能專業(yè)將規(guī)劃大數據智能、智能交互、智能計算體系結構、社會網絡數據工程、統(tǒng)計機器學習等若干參考課程模塊。

　　蘭州大學由信息科學與工程學院開設人工智能本科專業(yè)，從2019年秋季開始招收本科生，首批預計招收60人。學校在推動多學科交叉復合培養(yǎng)模式上進行了多年探索實踐。人工智能專業(yè)學生在低年級將學習數據建模與分析、仿生計算基礎、認知機器人學等基礎課程群，在高年級有認知神經與腦科學、信息可視化技術、人機交互等課程群作為選修“課程包”，擴展創(chuàng)新學科交叉應用能力。

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

　　清華大學今年新增人工智能學堂班（簡稱“智班”），由世界著名計算機科學家、圖靈獎得主姚期智院士領銜。智班將從2019年秋季開始招收本科生，培養(yǎng)特點為廣基礎、重交叉。在本科低年級階段，通過數學、計算機與人工智能的核心課程，為學生打下扎實寬廣的基礎；在本科高年級階段，通過交叉聯合“AI+X”課程項目的方式，讓學生有機會將人工智能與其他學科前沿相結合，在以人工智能促進不同學科發(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。

　　南京大學人工智能學院將采用全新的課程設置和培養(yǎng)模式。院長周志華表示，課程設置將會和一般的計算機專業(yè)有很大差別，除了為學生安排較強的數學基礎課程，幫助他們打牢基礎外，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、數學、工程學有關，而智能科學本身更多地與認知科學、神經科學、腦科學有關。人工智能專業(yè)知識主要包括機器學習、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、機器學習系統(tǒng)平臺、人工智能程序設計、智能系統(tǒng)、機器人等。高水平人工智能人才需要數學基礎好，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萬化，所以涉及的數學工具種類多樣，無論是在抽象建模還是模型算法分析設計環(huán)節(jié)，都依賴良好的數學基礎。事實上，人工智能的核心領域——機器學習是計算機科學中對數學基礎要求最高的分支之一。

　　解決現實的人工智能應用任務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)關鍵技術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雜任務。如果考生不擅長處理復雜任務，不善于處理隨時隨地出現的不確定性工作，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

　　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。教育部公布的2018年度普通高等學校本科專業(yè)備案和審批結果名單中，101所高校新增機器人工程專業(yè)，96所高校新設智能科學與技術專業(yè)，50所高校新增智能制造工程專業(yè)。

　　北京大學今年開設機器人工程本科專業(yè)。專業(yè)課程以培養(yǎng)學生掌握典型機器人動力學與控制、仿生結構設計、智能感知、人機交互、微納操作等技術開發(fā)應用為重點，致力于培養(yǎng)未來面向機器人、智能制造、人工智能等領域的領軍人才。

　　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《高等學校人工智能創(chuàng)新行動計劃》為指導，發(fā)力建設世界一流智能學科、服務國家人工智能重大戰(zhàn)略、培養(yǎng)智能學科一流人才的主要支撐平臺。研究方向包括人工智能數理基礎和認知科學基礎、智能感知、機器學習、類腦計算、人工智能治理以及智能醫(yī)療、智能社會等方面。

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

　　浙江大學新增機器人工程、人工智能本科專業(yè)。浙大機器人工程專業(yè)學生的專業(yè)主干課程有機器人導論、機器人學、機器人驅動與控制、機器視覺、機器學習、人工智能導論等。而人工智能本科專業(yè)學生將納入新設立的竺可楨學院圖靈班，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)導師團隊，培養(yǎng)厚基礎、高素養(yǎng)、深鉆研、寬視野，引領世界計算機領域發(fā)展的拔尖創(chuàng)新人才。

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