高校人工智能實驗室建設的研究與實踐

陳建衛

摘要：該文分析了高校人工智能實驗室建設的目標和意義。然后以紹興文理學院為例，闡述了如何深入校企合作，共同建設和發展人工智能實驗室。

關鍵詞：人工智能;實驗室建設;人才培養

中圖分類號：TP18? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）29-0122-02

人工智能（Artificial Intelligence，簡稱 AI）可以綜合多種生產要素，從而提高生產力水平，助力實體經濟的發展;已經成為引領新一輪科技革命和產業變革的戰略性技術。我國高度重視人工智能的發展，黨中央為此相繼出臺多項戰略規劃。2017 年，十九大報告提出推動互聯網、大數據、人工智能和實體經濟深度融合;2019年，中央全面深化改革委員會第七次會議審議通過了《關于促進人工智能和實體經濟深度融合的指導意見》。社會急需能夠推動人工智能技術突破和創造性應用的人才;高校建設人工智能實驗室、培養人工智能人才的熱情也在不斷地高漲。

1人工智能實驗室建設目標

1.1為學生提供系統的學習平臺

實驗室需要為學生提供不同難度的學習內容。既有人工智能方向的基礎課程，能讓學生獲得基礎的認知;又有系統的實訓項目，能讓學生動手探究和實踐。并且，基礎課程和實訓項目都有從易到難的階梯分布，符合學生學習和掌握的規律。如此，無論是不同專業的學生，還是相同專業不同年級的學生，都能從實驗室獲益。

1.2為師生提供廣闊的科研平臺

社會對人工智能人才的需求是多樣化的，包含機器學習、計算機視覺、語音識別、信息檢索與推薦、數據挖掘等眾多領域。高校師生也會結合自身的特點，對不同領域的研究感興趣。因此，實驗室應具備盡可能豐富的硬件設備和軟件資源，來滿足師生不同層次、不同領域的科研需求。

1.3為師生提供友好的創新創業平臺

實驗室應積極響應新工科建設的號召，為高校培養具有創新創業能力、跨界整合能力的復合型科技人才提供一個友好的平臺。為此，實驗室應深入校企合作，協同重構專業培養方案;利用社會對人工智能的實際需求，來倒逼授課內容的更新。

2人工智能實驗室建設的意義

2.1培養社會所需人才

隨著人工智能技術的快速發展，我國對AI人才的需求越來越大，部分AI職位供求比甚至高達1：10。培養一批理論基礎扎實、解決復雜工程問題能力強、價值觀正確的預備工程師，對高校來講既是一個巨大的挑戰，也是一個難得的機會。高校人工智能實驗室為師生提供的學習、科研、創新平臺，是不同層次AI人才成長的樂園。

2.2促進高校自身的發展

2019年全國新增本科專業的前5名，都和人工智能技術相關[1]。人工智能實驗室為高校申報人工智能專業，成立人工智能學院奠定了堅實的基礎。另外，人工智能實驗室能為高校爭取到更多的政策紅利、合作項目，為高校發展注入強勁的動力。

于高校而言，人工智能實驗室對外能為社會培養具有較強創新創業能力、動手實踐能力的AI高端復合型人才，對內能促進學科和專業的持續發展。兩者之間相輔相成、密不可分。

3人工智能實驗室建設的實踐

紹興文理學院和慧科教育科技集團有限公司深度合作，在完成實驗室基礎設施搭建的基礎上，著重進行人工智能實驗項目、實訓項目的完善和師資隊伍的建設。

3.1硬件設備

實驗室由服務器機房、實驗教學區和機器人活動區3個部分組成。服務器機房用于布置深度學習GPU集群、人工智能主機;實驗教學區主要由實驗終端PC機、智能白板等組成，用于理論教學和深度學習實驗等;機器人活動區則用于機器人的教學、使用和存放。表1列出了實驗室最為關鍵的設備。

3.2軟件平臺

1）人工智能深度學習平臺

統一管理硬件資源，可實時查看任務狀態及設置調度方式，提升資源的利用率。用戶借助該平臺，可以方便地接入和使用人工智能深度學習GPU集群，降低了設備的使用門檻。還能根據自身的不同能力層次，選擇使用自動化建模、可視化建模或者交互式建模。同時，使用平臺自帶的豐富的機器學習算子組件和小流量實驗，有助于更快地開發模型。

2）教學實驗管理平臺

用于教學和實驗的管理。教師可方便地設置課程信息、班級信息，上傳文件、音視頻等各類課程資源，在線監督學生的學習情況等。學生可在線學習、在線測試，在線交流。查看自己不同類型學習任務的已得分數、所占權重、得分詳情，以便隨時把握學習進度、調整學習計劃。

3.3課程資源

為培養不同能力層次的AI人才，實驗室配備不同的授課資源。

1）科學通識課程

Python 編程基礎，pandas庫的操作，大數據分析的基本流程和原理，機器學習基礎及常用算法，數據可視化的基本類型及類庫工具等。

2）專業能力教學資源

線性回歸、邏輯回歸、多層網絡搭建、CNN實現手寫字體識別、OCR實現車牌識別等配套實驗;每個實驗都有背景介紹，直觀的效果展示，詳細的實驗過程介紹以及訓練所需的數據集。

3）能力融合教學資源

伺服電機的回讀編程，不同種類傳感器的原理及應用，語音、圖像、人臉識別等人工智能算法應用于機器人的運動、感知和認知等。

4）綜合實踐教學資源

包含8個跟社會實際需求緊密結合的實訓項目：通過線性回歸進行城市房價預測、通過CNN模型進行圖像分類、通過N- gram模型訓練詞向量、通過融合推薦模型完成個性化電影推薦、通過CNN模型和RNN模型進行情感分析、通過LSTM模型完成語義角色標注任務、手寫數字識別和神經網絡機器翻譯。

3.4師資隊伍

圍繞產業熱點，并結合我校信息類專業方向的人才培養定位，慧科集團利用自身在教學研發及運營等方面的核心能力，將AI產業的理念、技術、資源整合到師資培訓中。在項目合作中組建行業經驗豐富的講師團隊，指導我校教師提升動手能力和解決實際問題的能力，保證師資的先進性和實用性。

4結束語

人工智能技術融入傳統的行業、產品或者服務，雖然會沖擊傳統的就業，但同時也在創造新的就業、創業機會。我國穩定的發展環境、豐富的應用場景，為人工智能的發展提供了獨特的優勢。高校建立人工智能實驗室，并與企業充分合作彌補自身不足;有利于培養出優秀的人工智能技術人才，為我國經濟高質量發展集聚智力資源。

參考文獻：

[1]吳湘寧，彭建怡，羅勛鶴，等.高校人工智能實驗室的規劃與建設[J].實驗技術與管理，2020，37（10）：244-250.

[2]彭偉功，李鎮.人工智能時代“新工科”人才培養模式研究[J].科技資訊，2018，16（35）：156-158.

[3]唐美玲，包華.校企共建共享工業機器人實驗室實踐探索[J].機電信息，2020（33）：135，137.

[4]林健. 面向未來的中國新工科建設[J].清華大學教育研究， 2017，38（2）：26-35.

【通聯編輯：唐一東】