智能感知工程專業及其發展淺見

摘 要 智能感知工程專業是教育部于2019年批準新設置的本科專業，2020年首批招生。作為新設專業，大眾對其認知不足。文章對智能感知工程專業進行了名詞解析，通過專業屬性分析討論了該專業與人工智能專業及其他兩個儀器類專業之間的關聯和差異，尤其分析了該專業的發展機遇和專業發展中的兩個重要問題。文章認為當前的專業發展遇到了“天時地利人和”的良機，但是要重點面對專業知識體系構建和在相關專業中突出重圍的問題，并嘗試給出了建議。

關鍵詞 智能感知工程；儀器科學；師資力量

中圖分類號：G642"""""""""""""""""""""""""""""""""" 文獻標識碼：A""""" DOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2024.32.011

A Brief View on the Development of Intelligent Perception Engineering

SHEN Xiaoyan， KONG Ming， ZHANG Lulu

（College of Metrology amp; Measurement Engineering， China Jiliang University， Hangzhou， Zhejiang 310018）

Abstract The Intelligent Perception Engineering major is a newly established undergraduate program approved by the Ministry of Education in 2019 and was first enrolled in 2020. As a newly established major， the public has insufficient awareness of it. The article provides a noun analysis of the Intelligent Perception Engineering major， and discusses the relationship and differences between this major and the Artificial Intelligence major and two other instrument related majors through professional attribute analysis. In particular， it analyzes the development opportunities and two important issues in the professional development of this major. The article believes that the current professional development has encountered a good opportunity of \"favorable timing， favorable location， and harmonious people\"， but it is necessary to focus on the construction of professional knowledge system and the problem of highlighting the encirclement in related majors， and attempts to provide suggestions.

Keywords intelligent perception engineering; instrument science; faculty strength

智能感知工程專業是教育部根據時代發展需要和國家戰略性新興產業需求，于2019年批準新設置的本科專業，衍生于專業測控技術與儀器。中國計量大學（以下簡稱“我校”）是一所以計量、標準、質量、市場監管和檢驗檢疫為辦學特色的高等院校，秉承精思國計、細量民生的校訓精神治學辦學。測控技術與儀器專業為我校的特色專業，為了適應智能化的時代需求，我校于2020年申請設立智能感知工程專業，于2021年得到教育部批準并首次招生。

筆者原為我校測控技術與儀器專業專任教師，后擔任智能感知工程專業負責人，全程參與專業招生、培養方案制定、專業發展規劃、招生、學生培養等工作。期間，發現家長、學生、同行等對這一新設專業缺乏了解。為此，本文對智能感知工程專業的幾個重要問題進行了討論，以促進智能感知工程專業的發展。

1" 智能感知工程的名詞解析

根據《現代漢語詞典（第7版）》所錄，智能可作名詞也可作形容詞，作為名詞時意為智慧和能力，作為形容詞時意為經高科技處理、具有人的某些智慧和能力的；感知可作名詞也可作動詞，作為名詞時意為客觀事物通過感覺器官在人腦中的反映，比感覺復雜、完整，作動詞時意為感覺。智能感知組合在一起時，智能應為形容詞，感知為名詞，此時感知的主體不再是人，而是智能的某個事物，比如機器人。因此，工程中的智能感知，“不僅包括通過各種傳感器獲取外部信息的能力，也包括通過記憶、學習、判斷、推理等過程，達到認知環境和對象類別與屬性的能力。”[1]

根據《現代漢語詞典（第7版）》所錄，工程作名詞使用，其一表示土木建筑或其他生產、制造部門用比較大而復雜的設備來進行的工作，如土木工程、機械工程等；其二泛指某項需要投入巨大人力和物力的工作，如菜籃子工程。結合工程一詞，智能感知工程應理解為：將智能技術應用于感知系統使其實現智能的感知，以解決復雜工程實踐。

2" 智能感知工程專業的屬性分析

自提出圖靈測試之后，人們對智能的研究從形而上的理論研究轉向了實踐，掀起了人工智能研究的熱潮。正如美國MIT學院溫斯頓教授所說：“人工智能是研究如何使計算機去做過去只有人才能做的智能工作。”[2]有些學者認為應把智能感知工程當作人工智能的一個分支，因為感知對于實現人工智能尤其重要。但是，如果把智能感知限定為人工智能服務，則不免偏頗，因為現階段的人工智能更多的是研究基于計算機的模擬人類智能算法，而智能感知則是要實現智能地感知信息，也就是將相關智能技術應用到傳感測量領域，使傳感測量裝置獲得的結果不僅能反映被測量，還能通過記憶、學習、判斷、推理等過程來獲得其他有用的信息。從這個意義上說，智能感知技術是傳感技術智能化發展的結果，是工業需求和技術創新結合的產物，其目的是拓展傳感測量裝置的感知能力，屬于儀器學科的發展方向。從此，儀器科學與技術也從機械化、光學化、電子化、數字化進入智能化發展的快速賽道上。

目前儀器類專業新的專業布局已經明確，即精密儀器、測控技術與儀器、智能感知工程三個專業鼎足而立。如哈工大[3]等高校已同時開設三個專業。可從各專業學習內容來區分這三個專業：精密儀器專業側重于學習利用新技術和新原理實現高端儀器設備和裝備的技術和方法；測控技術與儀器專業側重于學習實現工業生產所需要的測量測試設備和過程控制裝置；智能感知工程專業側重于學習適用于智能制造、智慧城市、智慧醫療等領域的智能感知技術和方法，在課程安排上會更多地引入單片機系統開發、物聯網技術、大數據與云計算技術、人工智能算法等相關課程，以適應“互聯網+”產業、數字產業、“人工智能+”產業等發展所需。

3" 智能感知工程專業的發展機遇

目前，專業正面臨著前所未有的發展機遇，可謂天時地利人和。

3.1" 天時

科技發展提供了基礎。儀器類學科是一個綜合性、交叉性的學科，其發展具有滯后性、爆發性和反哺性。第一，儀器科學技術的發展依賴于基礎科學原理的探索和發現、技術的進步和發展，如原子鐘所依賴的原子物理理論，量子精密測量所依賴的量子效應及相關的物理光學、電子技術、控制技術等。這使得儀器的發展必然滯后于科學的發展，甚至在很長一段時間內看不到明顯的突破和發展，即滯后性。第二，當基礎理論具備、相關技術成熟時，就可能迎來爆發式的發展，即爆發性。第三，新發展起來的儀器和裝置又會給科學的發展和科技的進步提供最強有力的技術手段和保障，即反哺性。現今基礎學科發展迅猛，規模和力度都前所未有，半導體技術、計算機技術、軟件與算法技術、通信技術，以及由此引發的物聯網技術、大數據和云計算、智能算法等呈幾何級數發展，儀器科學技術已等到了其蓬勃發展的最好時機。智能感知工程專業的設立是對這一最好時機的正確響應。

3.2" 地利

政策提供了支持和保障。2021年政府工作報告指出，“十四五”期間，要加快數字化發展，打造數字經濟新優勢，協同推進數字產業化和產業數字化轉型，加快數字社會建設步伐，提高數字政府建設水平，營造良好的數字生態，建設數字中國[4]。互聯網和人工智能是數字中國建設的基礎。傳感器作為一切信息的源頭，從IoT（物聯網）到現在的IoE（萬物互聯）、AIoT（智能物聯網），都必不可少。隨著人工智能、物聯網、大數據與云計算等新專業的陸續設立，在中國制造2025和工業4.0的背景下，符合“人工智能+儀器”內涵的新工科專業——智能感知工程專業應運而生，它一出生便獲得了肥沃的生長土壤，其成長也將勢如破竹。

3.3" 人和

專業教學師資已有儲備。專業的發展必須配備專業的師資隊伍，各類研究智能感知技術的國家級、省市級、院校級實驗室恰恰可以提供各類智能感知方向的博士人才承擔專業教學任務。如國家級的西安電子科技大學智能感知與圖像理解教育部重點實驗室，四川省無人系統智能感知控制技術工程實驗室、浙江省之江實驗室的智能感知研究院等省市級實驗室，北京大學智能計算與感知實驗室和物聯網智能感知技術工程實驗、中國科學技術大學智能感知與信息處理實驗室、哈爾濱工業大學智能感知與控制實驗室、中國科學院智能紅外感知重點實驗室、復旦大學的智能視覺科技實驗室等院校級實驗室，以及像華為物聯網智能感知實驗室等企業級實驗室，各個實驗室在智能感知工程多個應用領域開展研究工作，其所培養的人才兼具專業基礎能力和不同領域的研究背景。

同時，行業技術交流也能促進對專業教師的培養。諸如世界智能大會，智能傳感與智能系統國際會議，智能傳感產業技術交流會，人工智能時代的感知、測量與數據分析國際會議，中國國際智能感知技術應用展覽會等為專業教師提供了知識共享和技術交流的優秀平臺。

4" 智能感知工程專業發展建議

4.1" 智能感知工程專業知識體系構建

儀器的測量對象包羅萬象，原理和結構千差萬別。作為儀器類專業，智能感知工程專業同樣具有面向的測量對象多、學習的知識內容廣博的特點，其專業課程涉及與儀器相關的光、機、電、算、軟，甚至聲、磁等。其知識體系一方面以儀器為準繩（即信息的獲取），另一方面又區別于測控技術與儀器專業[5]、精密儀器專業。因此，智能感知工程專業知識體系的構建是專業發展的首要問題，即解決學什么的問題。

筆者認為，專業知識體系的架構應統而不同，也就是說，專業既要有統一的主線課程，也要根據各個院校的屬性和定位、師資力量和實驗設施、服務領域和地域，設置不同的專業特色課程，更好地為社會服務。具體設置的過程應該按照工程教育認證的要求，首先確定人才培養目標，然后再進一步設置合理的專業知識體系。

4.2" 在人工智能和“人工智能+X”中突出重圍

人工智能是近幾十年來的科技熱點，因此人工智能專業廣為大眾知悉，學生對人工智能專業的報考抱有極大熱情。相比而言，作為“人工智能+儀器”的智能感知工程專業就吸引不到同樣的生源，很難正面與人工智能專業較量。此外，自2018年設立人工智能專業以來，一大批“人工智能+X”專業猶如雨后春筍，與日俱增。2019年增設智能裝備與系統、工業智能、智能無人系統技術、農業智能裝備工程、智慧建筑與建造、智慧農業各專業、智能感知工程等專業；2020年增設智能交互設計、智能測控工程、智能工程與創意設計、智能采礦工程、智能飛行器技術、智能影像工程、智慧交通、智慧牧業科學與工程等專業；2021年增設智能建造與智慧交通、智能地球探測、智能運輸工程、空天智能電推進技術、智慧能源工程、智慧水利、智慧海洋技術、智慧林業等專業。這使得學生擁有更加廣泛的專業選擇空間，同時相比智能感知工程專業，這些專業名稱所表達的專業定位更加清晰，如不能對各專業詳加分析比較，學生很難快速認可智能感知工程專業。

筆者認為智能感知工程專業要想獲得社會和行業的認可，仍需要一段時間，這段時間里要做的是“走出去”和“我能行”。“走出去”是要求專業所在高校擴大宣傳以增強大眾對智能感知工程專業的認知，同時專業要派出人員進行行業溝通；“我能行”是要求專業培養優秀的符合行業需求的人才，以口碑提升專業的影響力。

5" 結語

信息時代的到來使社會產業結構和布局發生了翻天覆地的變化，行業更加細分，對人才的需求更加專業化和精細化。高等學校本科專業的發展首先要面對產業的需求，以需求推動發展，在天時地利人和的關口抓住機遇，然后快速發展壯大。智能感知工程專業的設立是儀器類專業發展道路上新的里程碑，服務于智慧產業的發展需求，具有廣闊的發展空間和深厚的發展潛力。本文從智能感知工程專業的名詞解析入手，結合專業屬性、專業發展機遇和挑戰等進行討論，以期加深社會對智能感知工程專業的認知和理解，也期待與設立該專業的院校進行更深層次的溝通，共同促進專業的發展。

基金項目：浙江省高等教育“十四五”教學改革項目“面向智能感知工程專業的全周期創新能力培養模式研究”（JG20220270）；中國計量大學校級教改項目“智能感知工程專業領域人才培養現狀研究”（HEX2021006）。

參考文獻

[1] 韓崇昭.智能感知的現狀與未來[J].自動化博覽，2017，34（S1）：10-13.

[2] 人工智能挑戰化學家[J].山東化工，2016，45（11）：146-146.

[3] 譚久彬.儀器類專業布局與知識體系構建[R].哈爾濱：教育部高等學校儀器類專業教學指導委員會儀器類新專業建設專業研討會，2021：7.

[4] 中華人民共和國國家互聯網信息辦公室.2021年政府工作報告，科技創新提到這些關鍵詞[EB/OL].（2021-03-07）.http：//www.cac.gov.cn/2021-03/07/c_1616692641026322.htm.

[5] 周雪梅，于立君，許德新，等.工程教育背景下測控專業人才培養持續改進體系建設[J].教育教學論壇，2020，491（45）：185-188.