高校人工智能實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的研究與實(shí)踐

陳建衛(wèi)

摘要：該文分析了高校人工智能實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的目標(biāo)和意義。然后以紹興文理學(xué)院為例，闡述了如何深入校企合作，共同建設(shè)和發(fā)展人工智能實(shí)驗(yàn)室。

關(guān)鍵詞：人工智能;實(shí)驗(yàn)室建設(shè);人才培養(yǎng)

中圖分類號(hào)：TP18? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2021）29-0122-02

人工智能（Artificial Intelligence，簡(jiǎn)稱 AI）可以綜合多種生產(chǎn)要素，從而提高生產(chǎn)力水平，助力實(shí)體經(jīng)濟(jì)的發(fā)展;已經(jīng)成為引領(lǐng)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的戰(zhàn)略性技術(shù)。我國(guó)高度重視人工智能的發(fā)展，黨中央為此相繼出臺(tái)多項(xiàng)戰(zhàn)略規(guī)劃。2017 年，十九大報(bào)告提出推動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能和實(shí)體經(jīng)濟(jì)深度融合;2019年，中央全面深化改革委員會(huì)第七次會(huì)議審議通過了《關(guān)于促進(jìn)人工智能和實(shí)體經(jīng)濟(jì)深度融合的指導(dǎo)意見》。社會(huì)急需能夠推動(dòng)人工智能技術(shù)突破和創(chuàng)造性應(yīng)用的人才;高校建設(shè)人工智能實(shí)驗(yàn)室、培養(yǎng)人工智能人才的熱情也在不斷地高漲。

1人工智能實(shí)驗(yàn)室建設(shè)目標(biāo)

1.1為學(xué)生提供系統(tǒng)的學(xué)習(xí)平臺(tái)

實(shí)驗(yàn)室需要為學(xué)生提供不同難度的學(xué)習(xí)內(nèi)容。既有人工智能方向的基礎(chǔ)課程，能讓學(xué)生獲得基礎(chǔ)的認(rèn)知;又有系統(tǒng)的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，能讓學(xué)生動(dòng)手探究和實(shí)踐。并且，基礎(chǔ)課程和實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目都有從易到難的階梯分布，符合學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握的規(guī)律。如此，無論是不同專業(yè)的學(xué)生，還是相同專業(yè)不同年級(jí)的學(xué)生，都能從實(shí)驗(yàn)室獲益。

1.2為師生提供廣闊的科研平臺(tái)

社會(huì)對(duì)人工智能人才的需求是多樣化的，包含機(jī)器學(xué)習(xí)、計(jì)算機(jī)視覺、語音識(shí)別、信息檢索與推薦、數(shù)據(jù)挖掘等眾多領(lǐng)域。高校師生也會(huì)結(jié)合自身的特點(diǎn)，對(duì)不同領(lǐng)域的研究感興趣。因此，實(shí)驗(yàn)室應(yīng)具備盡可能豐富的硬件設(shè)備和軟件資源，來滿足師生不同層次、不同領(lǐng)域的科研需求。

1.3為師生提供友好的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)平臺(tái)

實(shí)驗(yàn)室應(yīng)積極響應(yīng)新工科建設(shè)的號(hào)召，為高校培養(yǎng)具有創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力、跨界整合能力的復(fù)合型科技人才提供一個(gè)友好的平臺(tái)。為此，實(shí)驗(yàn)室應(yīng)深入校企合作，協(xié)同重構(gòu)專業(yè)培養(yǎng)方案;利用社會(huì)對(duì)人工智能的實(shí)際需求，來倒逼授課內(nèi)容的更新。

2人工智能實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的意義

2.1培養(yǎng)社會(huì)所需人才

隨著人工智能技術(shù)的快速發(fā)展，我國(guó)對(duì)AI人才的需求越來越大，部分AI職位供求比甚至高達(dá)1：10。培養(yǎng)一批理論基礎(chǔ)扎實(shí)、解決復(fù)雜工程問題能力強(qiáng)、價(jià)值觀正確的預(yù)備工程師，對(duì)高校來講既是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)，也是一個(gè)難得的機(jī)會(huì)。高校人工智能實(shí)驗(yàn)室為師生提供的學(xué)習(xí)、科研、創(chuàng)新平臺(tái)，是不同層次AI人才成長(zhǎng)的樂園。

2.2促進(jìn)高校自身的發(fā)展

2019年全國(guó)新增本科專業(yè)的前5名，都和人工智能技術(shù)相關(guān)[1]。人工智能實(shí)驗(yàn)室為高校申報(bào)人工智能專業(yè)，成立人工智能學(xué)院奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。另外，人工智能實(shí)驗(yàn)室能為高校爭(zhēng)取到更多的政策紅利、合作項(xiàng)目，為高校發(fā)展注入強(qiáng)勁的動(dòng)力。

于高校而言，人工智能實(shí)驗(yàn)室對(duì)外能為社會(huì)培養(yǎng)具有較強(qiáng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力、動(dòng)手實(shí)踐能力的AI高端復(fù)合型人才，對(duì)內(nèi)能促進(jìn)學(xué)科和專業(yè)的持續(xù)發(fā)展。兩者之間相輔相成、密不可分。

3人工智能實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的實(shí)踐

紹興文理學(xué)院和慧科教育科技集團(tuán)有限公司深度合作，在完成實(shí)驗(yàn)室基礎(chǔ)設(shè)施搭建的基礎(chǔ)上，著重進(jìn)行人工智能實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的完善和師資隊(duì)伍的建設(shè)。

3.1硬件設(shè)備

實(shí)驗(yàn)室由服務(wù)器機(jī)房、實(shí)驗(yàn)教學(xué)區(qū)和機(jī)器人活動(dòng)區(qū)3個(gè)部分組成。服務(wù)器機(jī)房用于布置深度學(xué)習(xí)GPU集群、人工智能主機(jī);實(shí)驗(yàn)教學(xué)區(qū)主要由實(shí)驗(yàn)終端PC機(jī)、智能白板等組成，用于理論教學(xué)和深度學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)等;機(jī)器人活動(dòng)區(qū)則用于機(jī)器人的教學(xué)、使用和存放。表1列出了實(shí)驗(yàn)室最為關(guān)鍵的設(shè)備。

3.2軟件平臺(tái)

1）人工智能深度學(xué)習(xí)平臺(tái)

統(tǒng)一管理硬件資源，可實(shí)時(shí)查看任務(wù)狀態(tài)及設(shè)置調(diào)度方式，提升資源的利用率。用戶借助該平臺(tái)，可以方便地接入和使用人工智能深度學(xué)習(xí)GPU集群，降低了設(shè)備的使用門檻。還能根據(jù)自身的不同能力層次，選擇使用自動(dòng)化建模、可視化建模或者交互式建模。同時(shí)，使用平臺(tái)自帶的豐富的機(jī)器學(xué)習(xí)算子組件和小流量實(shí)驗(yàn)，有助于更快地開發(fā)模型。

2）教學(xué)實(shí)驗(yàn)管理平臺(tái)

用于教學(xué)和實(shí)驗(yàn)的管理。教師可方便地設(shè)置課程信息、班級(jí)信息，上傳文件、音視頻等各類課程資源，在線監(jiān)督學(xué)生的學(xué)習(xí)情況等。學(xué)生可在線學(xué)習(xí)、在線測(cè)試，在線交流。查看自己不同類型學(xué)習(xí)任務(wù)的已得分?jǐn)?shù)、所占權(quán)重、得分詳情，以便隨時(shí)把握學(xué)習(xí)進(jìn)度、調(diào)整學(xué)習(xí)計(jì)劃。

3.3課程資源

為培養(yǎng)不同能力層次的AI人才，實(shí)驗(yàn)室配備不同的授課資源。

1）科學(xué)通識(shí)課程

Python 編程基礎(chǔ)，pandas庫(kù)的操作，大數(shù)據(jù)分析的基本流程和原理，機(jī)器學(xué)習(xí)基礎(chǔ)及常用算法，數(shù)據(jù)可視化的基本類型及類庫(kù)工具等。

2）專業(yè)能力教學(xué)資源

線性回歸、邏輯回歸、多層網(wǎng)絡(luò)搭建、CNN實(shí)現(xiàn)手寫字體識(shí)別、OCR實(shí)現(xiàn)車牌識(shí)別等配套實(shí)驗(yàn);每個(gè)實(shí)驗(yàn)都有背景介紹，直觀的效果展示，詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)過程介紹以及訓(xùn)練所需的數(shù)據(jù)集。

3）能力融合教學(xué)資源

伺服電機(jī)的回讀編程，不同種類傳感器的原理及應(yīng)用，語音、圖像、人臉識(shí)別等人工智能算法應(yīng)用于機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)、感知和認(rèn)知等。

4）綜合實(shí)踐教學(xué)資源

包含8個(gè)跟社會(huì)實(shí)際需求緊密結(jié)合的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目：通過線性回歸進(jìn)行城市房?jī)r(jià)預(yù)測(cè)、通過CNN模型進(jìn)行圖像分類、通過N- gram模型訓(xùn)練詞向量、通過融合推薦模型完成個(gè)性化電影推薦、通過CNN模型和RNN模型進(jìn)行情感分析、通過LSTM模型完成語義角色標(biāo)注任務(wù)、手寫數(shù)字識(shí)別和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)機(jī)器翻譯。

3.4師資隊(duì)伍

圍繞產(chǎn)業(yè)熱點(diǎn)，并結(jié)合我校信息類專業(yè)方向的人才培養(yǎng)定位，慧科集團(tuán)利用自身在教學(xué)研發(fā)及運(yùn)營(yíng)等方面的核心能力，將AI產(chǎn)業(yè)的理念、技術(shù)、資源整合到師資培訓(xùn)中。在項(xiàng)目合作中組建行業(yè)經(jīng)驗(yàn)豐富的講師團(tuán)隊(duì)，指導(dǎo)我校教師提升動(dòng)手能力和解決實(shí)際問題的能力，保證師資的先進(jìn)性和實(shí)用性。

4結(jié)束語

人工智能技術(shù)融入傳統(tǒng)的行業(yè)、產(chǎn)品或者服務(wù)，雖然會(huì)沖擊傳統(tǒng)的就業(yè)，但同時(shí)也在創(chuàng)造新的就業(yè)、創(chuàng)業(yè)機(jī)會(huì)。我國(guó)穩(wěn)定的發(fā)展環(huán)境、豐富的應(yīng)用場(chǎng)景，為人工智能的發(fā)展提供了獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。高校建立人工智能實(shí)驗(yàn)室，并與企業(yè)充分合作彌補(bǔ)自身不足;有利于培養(yǎng)出優(yōu)秀的人工智能技術(shù)人才，為我國(guó)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展集聚智力資源。

參考文獻(xiàn)：

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【通聯(lián)編輯：唐一東】