这个浙大参与的国家级人工智能教材 潘云鹤任编委会主任

      人工智能即将成为一级学科,但专业课应该怎么上?

      国务院2017年7月印发《新一代人工智能发展规划》,明确提出完善人工智能领域学科布局,设立人工智能专业,推动人工智能领域一级学科建设。目前,已经有多所高校迅速行动,中科院大学、西安电子科技大学和南京大学先后设立了人工智能学院(中科院大学称“人工智能技术学院”)。人工智能专业学什么、怎么教,成为亟待探索解答的问题。

      记者获悉,高等教育出版社日前成立了新一代人工智能系列教材编委会,计划从2019年开始陆续出版一批面向本科生和研究生的人工智能专业教材。编委会规格很高,中国工程院原常务副院长潘云鹤院士担任主任,多位院士担任副主任,多位编委会委员参与了国家《新一代人工智能发展规划》的编制工作。

      显然,这套教材将成为人工智能学科建设的重要一环,在高校引领人工智能的创新行动中发挥重要作用。它将如何完成自己的使命?记者日前采访了教材编委会秘书长、浙江大学人工智能研究所所长吴飞教授。

“把因学科设置而彼此割裂的课程内容整合起来”

      人工智能为什么需要独立成为一个一级学科?在普遍印象中,计算机专业或自动化专业的毕业生,已经是当前中国人工智能产业发展中的主力军。一个似乎可资印证的事实是,目前已设立的几家人工智能学院,基本上就是由原计算机专业或自动化专业相关教学科研班底抽调组建的。

       “人工智能成为一级学科的好处,就是把过去散落在各个学科中的相关课程整合到一起——这些课程的内容实际上构成了人工智能这门学问的基石。”吴飞说。
      人工智能学科有自身的独立性和专业性,同时又表现出交叉渗透的特性,还有极强的应用性。高教社新一代人工智能系列教材编委会在考虑“教什么”这一问题时,即充分反映了人工智能学科的这一特点。

西安电子科技大学成立了部属高校首家人工智能学院

      “本套教材体系将呈现出一定层次,从核心内容到外围内容。”吴飞介绍,核心教材将讲授人工智能最为内核的理论和技术,包括机器学习、模式识别、博弈控制等。稍外围的教材将介绍与应用场景无关的数据智能技术,如自然语言识别、视觉理解、语音识别等,这些技术可以与各个领域发生交叉渗透。更外围的教材将充分体现“人工智能+N”,专门探讨智慧制造、智慧城市、智慧农业等课题,形成一类丛书。另外还将专门编纂工具类用书。
      计算机科学、控制论、博弈论、机器学习……这些课程的学生,过去可能只是在学习的某些阶段发现所学内容与人工智能发生联系,只能算“管中窥豹”。吴飞说,在人工智能专业,他们将学会系统性地理解这些理论和技术如何构筑起人工智能的大厦。
      在吴飞看来,要想取得人工智能基础理论创新和关键技术的突破,建立这种整合、统一的人才培养模式非常重要。“阿尔法狗”之父、深度思维(DeepMind)公司CEO哈萨比斯同时拥有计算机科学和认知神经学学位,并深入掌握了机器学习理论,这帮助他在人工智能领域取得重大成就。
      人工智能仍迫切需要理论的诸多突破。“现在,人工智能依靠大数据来解决小问题,如通过数百万样例学习后终于学会区别了人脸和汽车等视觉概念。能不能教会它像人类那样用小数据解决大问题?这就触发了举一反三、归纳演绎等一系列难题。”吴飞说,在这些重大创新中,中国希望能占有一席之地,关键要靠人才。“继续把人工智能的相关内容彼此割裂地留在各个学科,很难培养人工智能高端人才。”

“把因学科设置而彼此割裂的课程内容整合起来”

      回答了“教什么”,还要探讨“怎么教”。吴飞表示,人工智能教材要实现“线上线下、纸内纸外”的结合,让学生掌握最前沿的进展。
      “人工智能理论仍在经历飞速发展,难以像有些学科那样用多年不变教材来授课。”吴飞说,现在的学生用的《数学分析》等教材和自己20多年前求学时没什么区别。“学习人工智能可不能这么来。”
      浙大计算机系创立者何志均先生在20世纪80年代初就开设了人工智能课程,讲授逻辑推理和专家系统等内容,这在当时是紧跟国际前沿的内容。浙大计算机系79级学生林峰(现新加坡南洋理工大学教授)曾在一篇回忆文章中充满感情描述了何志均先生当时循循善诱教授人工智能有趣例子的场景。目前人工智能课程中,逻辑推理和专家系统仅是课程内容中一部分,课程内容在不断丰富。
      新一代人工智能,或者按潘云鹤院士最初的提法——“人工智能2.0”,是在互联网、大数据、云计算和网络社区等新理论新技术驱动下,进入了新发展阶段的人工智能。新一代人工智能呈现出大数据驱动知识学习、跨媒体协同处理、人机协同增强智能、群体集成智能、自主智能系统等崭露头角的发展重点。
      “在这样的背景下,今年写好的人工智能教材明年就需要补充新的内容,是完全有可能发生的。”吴飞说。潘云鹤院士由此提出,在编写好教材的同时,还要维护好在线开放课程。“比如在课本上扫描一个二维码,就能进入数字端的课堂。那里我们可以实时更新人工智能领域最新的进展变化,还可以用多媒体手段来讲解一些困难、枯燥的内容。”
      这对参与教材编纂的专家也提出了更高的要求。吴飞介绍,本套教材编委会成员许多是长期在人工智能科研一线工作的专家,包括各家已成立的人工智能学院的负责人。  

当下的人工智能课堂什么样?

      在这套教材面世前,当下的人工智能课堂又是怎样的?
      吴飞和浙大计算机学院4位老师开设了面向本科生的《人工智能》课程,分为5个平行班,统一教学内容,一共约250名学生选课。虽然主要面向计算机、软件工程和数字媒体专业的学生,但是也吸引了一些其他专业的同学。“有2个外语系的本科同学每周从紫金港赶来上课。人工智能技术现在也充分应用到语言学研究中,足见其渗透性。”吴飞说。
      这门课现在主要使用老师编写的讲义和国外优秀人工智能教材,课程内容包括蒙特卡洛树搜索等求解技术、概率统计学习、深度学习和增强学习四个模块,既有经典内核内容,也有最热门的前沿内容。
      这堂课上要完成的作业都是颇具趣味的人工智能设计挑战,包括设计一个准“阿尔法狗”,只不过其目标是在一个8乘8的棋盘上进行 “黑白对决”。同学们完成的人工智能算法将捉对厮杀,最后的几位胜出者将获得课程成绩加分奖励。
      随着新一代人工智能系列教材的陆续推出,中国大学的人工智能课堂将有望变得愈加丰富而深刻。

(文章摘录自:浙江新闻网