智能科學與技術專業(yè)發(fā)展問題.ppt

1,智能科學與技術專業(yè)發(fā)展問題,2004年11月7日 于首都師范大學,劉宏,中國人工智能學會 北京大學智能科學系,2,主要內容,與 “智能”有關的基礎研究與應用研究情況 智能科學與技術專業(yè)建設進展 問題1：什么是“智能科學與技術”（IST）？ 問題2：新學科研究范圍如何界定？ 問題3：“智能科學” 學什么？ 問題4：如何實現(xiàn)新學科的健康發(fā)展？,3,把握國內外智能科學技術研究和應用的基本情況，是專業(yè)建設的基礎 如何獲取有效的信息，科學地分析，準確地把握？ 畢業(yè)生？論文？學科數(shù)量？科研項目？ 可靠的線索博士生招生培養(yǎng)方向：信息公開、可靠；方向前沿；與人才對應；與科研項目密切相關； 面向三級學科的分析：方向導師隊伍,有關“智能”的基礎研究與應用研究情況,4,數(shù)據采集：代表性、地域性、信息的方便采集 單位選擇： 北京大學 清華大學 中國科學院研究生院 復旦大學 南京大學 中國科學技術大學 浙江大學 國防科學技術大學 哈爾濱工業(yè)大學 西安交通大學 部分著名高校的數(shù)據收集不夠全面，本次未能列入 數(shù)據來源：各單位在網站上正式發(fā)布的2005年博士生招生專業(yè)目錄 僅收集目錄中出現(xiàn)直接“智能”兩字的研究方向 與智能科學技術密切相關的，如“人工生命”、“神經網絡”、“Agent技術”、機器感知等，由于搜索上和界定上的難度而未做收集和統(tǒng)計 不排除“計算機=智能”和以“智能”為標簽的可能性；,有關“智能”的基礎研究與應用研究情況,5,有關“智能”的基礎研究與應用研究情況,6,有關“智能”的基礎研究與應用研究情況,7,有關“智能”的基礎研究與應用研究情況,8,有關“智能”的基礎研究與應用研究情況,9,有關“智能”的基礎研究與應用研究情況,10,有關“智能”的基礎研究與應用研究情況,11,有關“智能”的基礎研究與應用研究情況,12,有關“智能”的基礎研究與應用研究情況,13,有關“智能”的基礎研究與應用研究情況,14,有關“智能”的基礎研究與應用研究情況,15,有關“智能”的基礎研究與應用研究情況：統(tǒng)計,1）三甲：浙江大學 西安交通大學 哈爾濱工業(yè)大學 2）理工大學方向多，綜合大學實力集中 3）東南、西北、東北多于京、滬,16,有關“智能”的基礎研究與應用研究情況： 博士生研究方向數(shù)量統(tǒng)計,南京大學,復旦大學,清華大學,國防科學技術大學,北京大學,中國科學技術大學,中國科學院研究生院,哈爾濱工業(yè)大學,西安交通大學,浙江大學,17,有關“智能”的基礎研究與應用研究情況：分析,10大研究生院，206個標寫“智能”的研究方向 按1：2保守估計 10大研究生院，400以上標寫“智能”和未標寫“智能”的研究方向 按1：1 保守估計 10大研究生院，400以上從事“智能”基礎和應用研究的“博導” 按1：2.5估計 10大研究生院，1000以上從事“智能” 基礎和應用研究的高級研究人員 按1：2估計 全國各單位，2000以上從事“智能” 基礎和應用研究的高級研究人員 按1：2估計 全國各單位，4000以上從事“智能” 基礎和應用研究的研究生 按1：5估計 人才需求規(guī)模，20000以上具有“智能” 科技基礎的大學本?？粕?2萬IST大學生= 50人*4個年級*100所大學,18,智能科學與技術專業(yè)建設進展：二級學科,2002年10月24日國務院學位辦發(fā)布關于做好博士學位授權一級學科范圍內自主設置學科、專業(yè)工作的幾點意見，2003年初批準如下新學科：,19,智能科學與技術專業(yè)建設進展：研究方向,研究生專業(yè)方向初步確定 人工智能理論與方法：AI理論、認知、NN、計算智能、分布智能等 智能信息處理：自然語言處理、數(shù)據挖掘、網上智能、機器視覺、機器聽覺、多傳感、模式識別、智能接口、人機交互等 智能系統(tǒng)與工程：專家系統(tǒng)、智能機器人系統(tǒng)、Agent技術、多Agent系統(tǒng)、智能機器、智能決策支持技術、智能遠程教育技術、智能網絡系統(tǒng)、智能控制技術、智能產品、智能工程等 研究生階段培養(yǎng)的二級學科,本科生階段培養(yǎng)的重要依據 研究生階段課程的適當下移:交叉的基礎 專門的知識 寬闊的就業(yè),20,智能科學與技術專業(yè)建設進展：本科專業(yè),已經建立IST專業(yè)并招生的單位：北京大學 已經按IST專業(yè)方向培養(yǎng)學生的單位：首都師范大學 籌備申報IST專業(yè)的單位： 北京郵電大學 北京科技大學 北京理工大學 南開大學 哈爾濱工程大學 天津職業(yè)師范學院等 積極參與、關注IST新學科建設與發(fā)展的單位： 南京工業(yè)大學 武漢工程大學 北京工商大學等幾十所大學,21,22,中國人工智能學會 教育專業(yè)委員會組織的系列活動： 2002年12月 第一屆全國人工智能教育學術研討會（北航） 2003年11月第十次全國人工智能大會 智能教育論壇（廣州） 2004年8月 智能科學與技術專業(yè)建設座談會（首師大） 2004年11月第二屆全國智能科學與技術教育學術研討會 初步形成的學科建設文件（專業(yè)委員會網站下載） 智能科學與技術專業(yè)規(guī)范 智能科學與技術專業(yè)建設論證報告 國內外智能科學技術相關學科建設情況 智能科學與技術專業(yè)本科生課程體系,智能科學與技術專業(yè)建設進展：交流與積累,23,概念的界定（鐘義信教授提出）,什么是“智能科學與技術”（IST）？,傳感：信息獲取,通信：信息傳遞,計算機：信息處理（非認知*處理）,控制：信息執(zhí)行,狹義智能：信息認知與信息再生#,* 認知：把信息提煉為知識的過程，以知識的形成為標志,自動化,智能化,# 再生：把知識激活為策略的過程，一策略的形成為標志,24,什么是“智能科學與技術”（IST）？,Intelligence Science Lab（史忠植教授提出） Intelligence Science is a cross discipline which dedicates to joint research on basic theory and technology of intelligent behavior by Brain Science, Cognitive Science, Artificial Intelligence and others. Brain Science explores the essence of brain, research on the principle and model of natural intelligence in molecular, cell and behavior level. Cognitive Science studies human mental activity, such as perception, learning, memory, thinking, consciousness etc. In order to implement machine intelligence Artificial Intelligence attempts simulation, extension and expansion of human intelligence using artificial methodology and technology. Above three disciplines work together to explore new concept, new theory, new methodology. It will be successful and create a brilliant future in 21 century.,25,新學科研究范圍如何界定？,信息社會的新趨勢 人類社會已進入了以計算機和網絡技術為基礎，數(shù)字化、智能化為標志的現(xiàn)代信息社會 網絡將成為信息運動的主要載體 信息將成為主導社會生活的一種全新的力量 機器人將走進人類生活的各個領域，并成為重要的社會組成部分 人類快速增長的物質文化需求與有限的物質和能源、有限的生存發(fā)展空間的矛盾空前突出 人在信息社會中的地位、作用和價值將面臨越來越多的困惑和挑戰(zhàn) 。 。,26,新學科研究范圍如何界定？,信息社會的新問題？ 科技進步改變生活：巨大方便+難以理解的現(xiàn)象+另人困惑的問題。 為什么越來越多的信息隨手可得，而人們卻感覺更加茫然和無知？ 為什么越來越多的機器想為人服務，而人們卻感覺成了機器的奴隸？ 為什么在越來越舒適的工作和生活空間，人的健康卻面臨更多的挑戰(zhàn)？ 為什么用計算機的速度越來越快，仍然難以解決很多“簡單”的問題？ 為什么航天飛機越飛越遠，面臨地球上的常見災害卻往往無能為力？ 為什么越來越寬的城市道路上，偶然的交通事仍會破壞半個城市的交通？ ,機器人見了她也會感覺到頭暈嗎?,27,新學科研究范圍如何界定？,1.為什么越來越多的信息隨手可得，而人們卻感覺更加茫然和無知？ 信息管理和信息檢索問題（人-信息） 2.為什么越來越多的機器想為人服務，而人們卻感覺成了機器的奴隸？ 友好的人-機接口問題（人-機器） 3.為什么在越來越舒適的工作和生活空間，人的健康卻面臨更多的挑戰(zhàn)？ 人與環(huán)境的相互感知、和諧互動問題（人-環(huán)境） 4.為什么用計算機的速度越來越快，仍然難以解決很多“簡單”的問題？ 信息在機器中的表示和處理方式問題（信息-機器） 5.為什么航天飛機越飛越遠，面前地球上的災害卻常常無能為力？ 環(huán)境信息的采集、處理和控制問題（信息-環(huán)境） 6.為什么道路越來越寬，偶然的交通事仍會破壞半個城市的交通？ 機器運動、時空約束與有效調度問題（機器-環(huán)境）,28,新學科研究范圍如何界定？,交互問題,環(huán)境,信息,機器,人,交互問題,和諧問題,和諧問題,(信息檢索/用戶接口),結合問題,結合問題,(信息處理/機器智能化),(智能環(huán)境、環(huán)境建模),(人體工程學、人機互動),(機器感知、虛擬現(xiàn)實),(穿戴計算/智能家居),“機器”是具有一定自主能力的機器 “信息”是具有能動性的客觀實體 “環(huán)境”具有感知、計算能力、調整能力，“人”是作業(yè)參與者或服務對象,29,新學科研究范圍如何界定？,科技進步的的確確改變著我們的生活，但卻使人在信息、機器高度密集的環(huán)境中，變得更為被動和無奈。 如何才能更好地尊重、理解并滿足人的各種需要，最大限度地體現(xiàn)以人為本的精神，對科技發(fā)展和社會進步提出了一個重大的挑戰(zhàn)。 人是具有高度智能的社會動物，滿足人類需求最大的困難是正是由于人的智能性。研究人的智能性，并將它賦予給信息、機器和環(huán)境，是最為有效的解決途徑之一。 為什么需要智能科技？因為人是有智能的，人需要在智能的條件下生存和發(fā)展；人的智能是有限的，需要復制、轉移和擴展。 因此，智能科學技術必將成為信息科學技術學科群中新最耀眼的新成員。,30,智能科學與技術面臨的中心課題 將人、信息、機器和環(huán)境等信息社會的構成要素統(tǒng)一作為有感知能力和運動能力的“智能體”來認識，研究智能體之間的感知、理解、互動、和諧問題，為智能機器感知、智能信息處理、智能人機交互和智能系統(tǒng)集成不段提供理論、方法和技術，提高傳統(tǒng)機器和機器人的智能水平，最大限度地實現(xiàn)人與信息、與機器、與環(huán)境的高度協(xié)調，推進全社會的智能化進程。,新學科研究范圍如何界定？,31,“智能科學” 學什么？,新學科的基本特征 將人、信息、機器和環(huán)境等信息社會的構成要素統(tǒng)一作為有感知能力和運動能力的“智能體”來認識； 以最大限度地實現(xiàn)人與信息、與機器、與環(huán)境的高度協(xié)調，推進全社會的智能化進程宗旨。 以AI理論和智能信息處理基本方法為基礎，引入生命科學、認知科學和腦科學的研究成果和研究方法，建設自然智能與人工智能有機結合的新學科。 互聯(lián)網絡將成為智能信息處理、智能行為交互和智能系統(tǒng)集成的主要環(huán)境。 傳統(tǒng)機器智能化和智能機器人系統(tǒng)為新學科發(fā)展提供研究載體和持久動力。 智能科學與技術新學科的建立，適應國家中長期科技發(fā)展和社會進步的需要，是一個面向未來的學科。推動信息科技實現(xiàn)跨越式發(fā)展，解決信息社會中以人為本的眾多科學技術問題，又是一個服務現(xiàn)實的學科。,32,“智能科學” 學什么？,學什么？專業(yè)界定培養(yǎng)方案課程設置人才需求社會發(fā)展 相關性：硬件工程師軟件工程師智能工程師 智能是對信息的“深加工” 信息+網絡+機器人 互補性：很多大學計算機專業(yè)本科生規(guī)模過剩，軟件工程師“危機” 特殊性：掌握軟件硬件技術 + 智能科技知識 針對性：由于處理對象的綜合性、環(huán)境的多樣性和需求的特殊性，需要針對不同層次、不同需求探索教學內容； 堅定性：智能化將是人類長期面臨的重大課題，將成為可持續(xù)發(fā)展、廣闊的研究和應用領域，“智能工程師”將成為大有前途的高尚職業(yè)。,33,“智能科學” 學什么？,特色課程是新學科區(qū)別與相關學科的重要標志,34,“智能科學” 學什么？,新專業(yè)需要一個基本的課程框架：制定一個普適的方案是不可能的,35,“智能科學” 學什么？,新專業(yè)需要一個基本的課程框架：制定一個普適的方案是不可能的,36,如何實現(xiàn)新學科的健康發(fā)展？新學科發(fā)展環(huán)境,政策,相關學科,相關學科,傳統(tǒng)學科,社會需求,IST,37,1）瞄準社會發(fā)展和人才需求的發(fā)展趨勢，堅持一定的超前性； 5年10年（本科四年畢業(yè)，博士10年畢業(yè)） 2）建立有效的溝通渠道：每年一度的IST教育會議（學科建設主題、課程 與教材主題、人才需求主題、智能產業(yè)主題） 3）充分利用相關學科現(xiàn)有的教學資源：很多課程、教材、師資和實驗條 件都是可以為新學科直接使用的;充分利用傳統(tǒng)學科改造的契機 4）兼顧“自下而上”和“自上而下”兩種發(fā)展途徑，爭取國家政策的傾斜和 教育主管部門的扶持； 5）全國范圍內的智能科學與技術學科建設與發(fā)展協(xié)調網，集中國內外專 家學者的集體智能，使新學科自誕生之日起就得到科學的規(guī)劃。 6）新學科需要在一定區(qū)域內實現(xiàn)跨學科、跨學校的合作教學模式，通過遠程 教學實