演讲实录丨吴飞:人工智能人才培养——专业和学科_人工智能_浙江年夜学
吴飞 浙江大学打算机学院副院长,求是特聘教授、国家杰青
以下是吴飞的演讲实录:
一、打算机课程中人工智能知识点演化
人工智能研究的一个起源来自于打算机,打算机研究起源于电子工程专业(EE)。天下上第一个电子工程系1882 年在德国达姆斯塔特工业大学成立,美国的康奈尔大学和英国伦敦大学学院于1885 年分别设立了电子工程系。在1962 年美国普渡大学设立了天下上第一个打算机系后,打算机课程体系设计事情很快就踏上了征程。
为了规范打算机课程的传授教化,美国打算机学会(ACM) 于1968年和1978年发布了打算机科学课程体系Curriculum 68 和Curriculum 78。1985 年,ACM 和IEEE 打算机学会 (IEEE-CS)针对打算机科学课程体系成立了一个事情组(task force),共同来制订打算机科学的课程体系。这个事情组险些每隔10 年,发布一个新的打算机课程体系,目前已经发布了Computing Curricula1991、Computing Curricula 2001、Computer Science Curriculum 2013 等内容。
1968 岁首年月次发布的打算机课程体系Curriculum 68 强调算法思维,认为算法观点应该和程序观点之间清晰的区分开,并且强调了数学知识的传授教化(如微积分、线性代数和概率等)。在1968 年打算机课程体系中,“AI, heuristic programming( 人工智能与启示式方案)”首次涌现。由此可以看出,人工智能知识点在第一份打算机专业课程体系中就已经涌现,而且从未缺席。
1985 年,ACM 和IEEE-CS 联合成立了一个事情组,来制订打算机课程体系,这个事情组认为打算机专业是研究信息描述和转换的系统性算法过程,包括理论、剖析、设计、效率、实行和运用。同时,事情组提出打算科学的根本问题是,“什么可以(有效地)自动化?(what can be efficiently automated)”。1991 年,这个事情组发布了打算机课程体系computing curricula 1991。
ACM 和IEEE-CS 发布的1991 版课程体系将打算机课程体系分为11 个知识领域,个中将人工智能与机器人内容单列为Artificial Intelligence and Robotics (AI)。解释人工智能课程在打算机课程体系中成为了一个独立的知识单元,开始进入到打算机专业教诲的核心领域。
2001 年,ACM 和IEEE-CS 联合事情组发布了打算机课程体系Computing Curricula 2001,它将打算机课程体系分为14 个知识领域,个中将人工智能内容单列为Intelligent System (AI)。在这版打算机课程体系中,AI 板块课程内容被进一步的拓展和细化,AI 的干系内容被分为13 个分支,分别为智能系统根本、搜索与优化、知识表达和推理、学习、智能体、打算机视觉、自然措辞处理、模式识别、前辈机器学习、机器人、知识系统、神经网络和遗传算法。从这13 个分支可以看出,AI 板块基本上已经形成了自己的知识体系和课程体系,已经在核心理论和运用理论上完成了整体架构的搭建和设计。
2013 年,ACM 和IEEE-CS 联合事情组发布的打算机课程体系Computing Curricula 2013 中,打算机课程体系被称为一个“大篷”(big tent),其知识领域被拓展为18 个。在这个课程体系中,人工智能“Intelligent System(AI)”干系内容被分为12 个分支,见表1。
表1 ACM 和IEEE-CS 发布的
2013版打算机课程体系及人工智能知识内容
从1968 年到2013 年打算机课程体系可看出:① 人工智能知识体系的着重点走过了从强调程序设计(programming)到算法研究(model)以及功能实现(function)的不同历史阶段;② 从2008 年和2013 年打算机课程体系可以看出:打算机课程体系这个“大篷”随韶光不断扩展,如基于平台的开拓、并行与分布式打算、系统基本事理等是2013 年中新增加内容;③ 人工智能知识点逐渐变得明晰,在2013 年打算机课程体系中明确指出人工智能是一门研究难以通过传统方法去办理实际问题的学问之道,其通过非传统方法办理问题须要利用知识或领域知识的表达机制、办理问题的能力以及学习技巧。为此,须要研究感知( 如语音识别、自然措辞理解、打算机视觉)、问题求解(如搜索和方案)、行动(如机器人)以及支持任务完成的体系架构(如智能体和多智能体)。
二、人工智能人才培养载体:专业和学科
1955 年8 月,John McCarthy( 时任达特茅斯学院数学系助理教授,1971年度图灵奖得到者)、Marvin Lee Minsky(时任哈佛大学数学系和神经学系Junior Fellow,1969 年度图灵奖得到者)、Claude Shannon(时任贝尔实验室数学家,信息论之父)和Nathaniel Rochester(时任IBM信息研究主管,IBM 第一代通用打算机701主设计师)四位学者在一份题为A Proposal for the Dartmouth Summer Research Project on Artificial Intelligence(《关于举办达特茅斯人工智能夏季研讨会的发起》)的报告中,首次利用了“Artificial Intelligence”(人工智能,AI)这个术语,从此人工智能开始登上人类历史舞台。
在这份报告中,四位学者希望美国洛克菲勒私人基金会能够出资,帮助一批学者在1956 年夏天于达特茅斯学院研究“让机器能像人那样认知、思考和学习,即用打算机仿照人的智能”。这份报告同时列举了人工智能所面临的七类问题,分别是自动打算机、打算机编程、神经网络(通过连接神经元来形成观点)、打算的繁芜度、自我学习与提高、抽象能力以及随机性与创造力。
人工智能经由60 多年演进,正呈现深度学习、跨界领悟、人机协同、群智开放、自主操控等新特色,人工智能具有辐射效应、放大效应和溢出效应,正在引发链式打破,加速新一轮科技革命和家当变革进程,成为新一轮家当变革的核心驱动力。人工智能具有增强任何领域的技能的潜力,是类似于内燃机或电力的一种“使能”技能,这一使能技能的下一步打破将来自多学科交叉内禀,形成创新之源、创新之力、赋能社会。
2017 年7 月20 日向全社会发布的国务院《新一代人工智能发展方案》中明确指出,要培植人工智能学科,加强人工智能的高层次人才的培养。2018 年4 月4 日,教诲部发布的《高档学校人工智能创新行动操持》里也明确哀求,要完善人工智能领域的人才培养体系,同时在此操持中专门开辟了三个专栏,个中专栏二便是人工智能的人才培养,明确指出了建立人工智能学科及人工智能的本科专业。2020 年1 月教诲部、发改委和财政部三部委发布《关于双一流培植高校,促进学科领悟,加快人工智能领域研究生培养的多少见地》,明确指出将人工智能纳入“国家关键领域急需高层次人才培养专项招生操持”支持范围。
2018 年4 月17 日,国务院学位办发布《关于高档学校开展学位授权自主审核事情的见地》关照,指出具有学位授权自主审核权的20 所高校可新增一级学科目录以外的交叉学科,并且规定了交叉学科不是现有学科的大略组合,设置的交叉学科该当具有一定的数量,相对稳定的研究方向,覆盖面与现行一级学科相称,有可能形成新的学科增长点。
浙江大学根据此关照精神,很快将事情开展起来。我记得当时吴朝晖校长明确指示,学校研究生院要磋商研究建立人工智能交叉学科的事情。2018 年6 月21 日,浙江大学研究生院委托打算机学院召开浙江大学人工智能交叉学科专家论证会。通过这次论证,浙江大学明确了人工智能交叉学科的培植方向和培植内涵,并且向浙江大学学位评定委员会第70 届全体委员会申报请示了人工智能交叉学科设置方案。2019 年5 月6 日,国务院学位办批准浙江大学设立人工智能交叉学科(学科代码9901),这是中国高校设立的第一个人工智能的交叉学科。
当前,浙江大学、武汉大学和华中科技大学相继获批人工智能交叉学科(纳入一级学科管理),215所高校获批设置人工智能本科专业、171所高职院校(专科)获批“人工智能技能做事”专业,中国已经形成了本科生到研究生的人才培养体系。表2示出了双一流高校中开设人工智能本科专业和学科的学校。
表2 双一流高校中开设人工智能本科专业和学科的学校列表
麻省理工学院(MIT)在重组其打算学院时设立了电子工程(electrical engineering, EE)、打算机科学(computer science, CS)和人工智能和决策(artificial intelligence and decision- making,AI+D)三个系,其认为人工智能和决策将以打算机科学为核心的人工智能和以电子工程为核心的信息论和决策系统进行了有机领悟。
三、构建人工智能生态(AI Ecosystem)推动人才培养:浙江大学实践
人工智能不纯挚是一门课程、一手技能、一项产品或一个运用,而是理论博大深厚、技能活气勃勃、产品落地牵引、运用赋能社会的综合生态系统,在这样一个良好生态系统中,每一个来自不同领域的参与者都可郁郁葱葱、乘势发展。
浙江大学履行“脑科学与人工智能会聚研究操持”(双脑操持),推动神经系统科学、认知科学、打算机科学等人工智能关键领域的互动领悟,获批教诲部人工智能协同创新中央、脑与脑机领悟前沿科学中央。从2018 年以来,浙江大学打算机学院、法学院与阿里巴巴达摩院、浙江省高等公民法院互助,开展了人工智能赋能法律审判的联合攻关。针对金融借款和民间借贷等24 个案由,基于10 万多标注裁判文书、10 万多标注庭审笔录、1 万多标注证据样本和400 万条法条,研制了智能审判系统——“小智”。“小智”于2019年9月在杭州上城区和下城区所属公民法院开始利用,赞助法官办理民间借贷和金融借贷两个案由,为智能化赞助审判供应了实践履历。如2019年9 月23 日小智在杭州市上城区公民法院基金小镇公民法庭仅用30 分钟审理完毕金融借款轇轕案件,2019 年12 月24 日小智在杭州市下城区公民法院仅用30 分钟审理完毕民间借贷轇轕案件。
根据人工智能“至小有内(内涵)”和“至大无外(交叉)”的特点,浙江大学人工智能本科专业按照“厘清内涵、促进交叉、赋能运用”原则设置了人工智能人才培养方案。厘清内涵指确立专业培养定位和专业培养方向,重视数学与统计知识(如概率论、微积分、线性代数、优化求解和矩阵变换等)、打算机编程和系统能力(如程序设计、算法剖析和系统等)以及人工智能根本知识(如逻辑推理、机器学习、强化学习、掌握与博弈决策等);促进交叉指“专、通、交”课程内容贯穿,即核心课程中既要有“专业化”课程(节制系统而稳定人工智能专业知识),也要有“通识”课程(拓宽人工智能的知识面),以及表示多少专业学科知识汇聚的“交叉”课程(具备人工智能+X 的知识能力),培养人工智能人才的广泛适应能力和可持续竞争力,以应对快速变革的新时期;赋能运用指加强实践体系培植,针对人工智能是运用驱动的特点,在人才培养过程中,与人工智能干系企业互助,加大设置人工智能芯片、工具、系统和平台等课程,加强技能运用能力,以及运用处景创新能力的培养。
2018 年3 月,高档教诲出版社联合国家新一代人工智能计策咨询委员会在北京组织成立了《新一代人工智能系列教材》编委会,由潘云鹤院士担当编委会主任,郑南宁院士、高文院士、吴澄院士、陈纯院士和林金安副总编辑担当编委会副主任委员。该系列教材将涵盖人工智能根本理论、算法模型、技能系统、硬件芯片和伦理安全以及“智能+”学科交叉等方面内容。目前教材编写事情进展顺利,《人工智能导论:模型与算法》、《可视化导论》和《智能产品设计》已经先后出版,且三本教材均在爱课程(中国大学MOOC)发布了在线课程,选修超过12 万人次。潘云鹤院士为系列教材撰写了媒介,希望“编写具有中国特色的人工智能一流教材体系,培植在线开放共享课程,形成各具上风、衔接前沿、涵盖完全、交叉领悟的教材体系,为人工智能各种型人才培养做出应有贡献”。《自然措辞处理》、《模式识别》、《自主智能运动系统》、《人脸图像合成与识别》、《机器感知》、《人工智能芯片与系统》、《物联网安全》、《神经认知学》、《人工智能伦理与安全》、《金融科技概论》、《媒体打算》、《人工智能逻辑》、《人工智能生物医学信息处理》、《数字不经济:人工智能与区块链》、《人工智能伦理》、《赋能:“人工智能+”数字经济》等教材正在撰写中。
2020 年7 月1 日,浙江大学人工智能研究所和人工智能协同创新中央发布了由潘云鹤院士题词的“智海——新一代人工智能科教平台(www.wiscean.cn)”,寓意为“有智之能,方可驱动时期变革,有海之容,便可赋能万物更新”,并同时授予 “人工智能、教诲先行;产学协作、引领创新” 平台理念。“智海”汇聚前沿技能和家当资源,联动政校企力量,搭建开源、开放、互通的新一代人工智能生态体系,深度聚焦人工智能人才培养、学科交叉和人工智能生态培植,推动人工智能交叉学科范式变革、赋能场景运用。“智海”依托“新一代人工智能系列教材”面向高档学校开展人工智能专业实训。7 月11 日,“智海”对来自全国61所高校的126 位西席通过网络进行了 “云培训”、8 月3 日-8 月27 日完成了航天科技集团第三期“灰犀牛”人工智能技能特训班60 逻辑学员的研训事情。中国航天科技集团包为民院士主持了“灰犀牛”人工智能技能特训班的开班仪式。雷达与电子技能专家张履谦院士和人工智能专家潘云鹤院士分别为“灰犀牛”人工智能技能特训班题词。
2019 年5 月,信息技能新工科产学研同盟人工智能人才培训基地在浙江省德清县举行揭牌仪式。该基地由浙江大学人工智能研究所德清研究院卖力进行培植。基地成立以来,为进一步加强政、产、学三方人工智能科技创新协同发展,以“AI赋能、教诲先行;创新引领、产学协同”为理念,承办了“高校人工智能人才与科技莫干山论坛(简称莫干山论坛)”,汇聚国内外人工智能各领域顶尖学者,深入探索人工智能前沿科技发展趋势,积极推动中国人工智能人才培养生态培植。浙江大学人工智能研究所德清研究院先后组织了高校人工智能人才与科技莫干山论坛、中国工程院前沿信息技能颠覆性会议、英特尔杯”第一届中国研究生人工智能创新大赛决赛、全国高校打算机大赛- 人工智能创意赛等活动。2020 年4 月,由信息技能新工科产学研联盟主办,新华网、中教全媒体承办,信息技能新工科产学研同盟人工智能培训基地(德清)协办的“人工智能教诲线上公开课” 于4 月24 日在新华网客户端云直播以及中教全媒体直播平台同步首播。“人工智能教诲线上公开课”约请新工科培植领域的有名专家学者、高校和企业界专家线上开讲,环绕新工科培植背景、新工科专业培植进展、产学协同育人机制、校企协同课程培植成果、新工科专业人才需求与就业发展等展开谈论,助力新工科培植。
四、结论
2020年的6月16日,潘云鹤院士作为通讯作者与其他人工智能领域的年轻学者,在《自然》子刊《机器智能》发布了《中国迈向新一代人工智能》的文章,全景式地扫描中国新一代人工智能的形成过程和发展现状。潘院士指出,中国今后新一代人工智能发展面临如下的寻衅:一是大力培养人工智能本土一流人才;二是加强学科交叉下的人工智能理论打破;三是规范人工智能伦理道德;四是全面构建起中国人工智能发展生态。
“致天下之治者在人才,成天下之才者在教养”。我们相信在这样一个伟大的历史时候,高档学校即将肩负起人工智能人才培养的伟大历史义务,与其他企业、政府与其他的同盟一起,人工智能教诲先行,产学协作,引领创新。人工智能是使能技能,具有一种溢出带动性很强的头雁效应,一定能赋能社会。
1955年人工智能登上历史舞台初心非常大略,人工智能每一次成绩的取得必将推动社会的伟大巨变,人工智能终极完成的一霎时必将为人类社会带来辉煌的巨变。“凡贵通者,贵其能用之也”。
(本报告根据速记整理)
CAAI原创 丨 作者吴飞
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