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教育是着眼于未来的事业,教育的首要任务就是为未来社会培养相适应的合格人才。随着人工智能的诞生和发展,我国已经开始将人工智能应用于教育领域,并显示出人工智能对于弥补当前教育存在的种种缺陷和不足,推动教学现代化和教育发展改革进程起着越来越重要的作用。在现代医学发展中,工程科学与临床医学不断融合,相互进步。近几年,随着人工智能技术,机器人技术,虚拟与增强现实技术,3D打印技术与医学不断的融合发展,衍生出一系列的医学诊疗技术,仪器,大大推进了医学发展。从2013年到2017年,国务院、发改委、FAD连续发文,多次提及医疗走智能化、云化的趋势,为推动智能医疗领域保驾护航。智能与医学的结合已经是大势所趋,因此,为培养大量智能医学人才极有必要对智能医学教育新模式进行深入研究。
一、目前医学教育以及医学人才培养状况
智能医学工程是一门将人工智能、传感技术等高科技手段综合运用于医学领域的新兴交叉学科,研究内容包括智能药物研发、医疗机器人、智能诊疗、智能影像识别、智能健康数据管理等。
智能医学工程的毕业生掌握了基础医学、临床医学的基础理论,对智慧医院、区域医疗中心、家庭自助健康监护三级网络中的医学现象、医学问题和医疗模式有较深入的理解,能熟练地将电子技术、计算机技术、网络技术、人工智能技术,应用于医疗信息大数据的智能采集、智能分析、智能诊疗、临床实践等各个环节。实验教学正是融合型创新人才的最好培养方式。智能医学人才的培养需要各学科间的相互交融更为紧密,学生的创新应用能力才能得到更好的培养。与此同时,由于绝大部分医工结合的专业大部分归属与工科学院下,缺乏必要的临床经验,因而学生不能很好的把握新技术的应用。
而国内相关人才缺口还非常大,目前,国内仅仅有生物医学工程、医学信息工程等工科专业培养医工结合人才。但是囿于培养时间与培养模式,他们往往只能针对具体某一方向,并且目前的培养体系还多着重于工学技术的研究,缺乏临床实践。
二、智能+医学教育的必要性探究
2.1技术进步对医疗人员的诊疗帮助
以癌症的治疗为例,由于针对癌症药物的研究何药物数量非常巨大,对于普通医生在短时间内难以进行准确的判断针对癌症的研究和药物数量非常巨大,具体来说,目前已有800多种药物和疫苗用于治疗癌症。但是,这对于医生来说却有负面的影响,因为有太多种选择可供选择,使得为病人选择合适的抗癌药物变的更加困难。同样,精确医学的进步也是非常困难的,因为基因规模的知识和推理成为决定癌症和其他复杂疾病的最终瓶颈。今天,许多受过专业训练的医学研究员需要数小时的时间来检查一个病人的基因组数据并作出治疗决定。
上述问题在拥有工学、医学双背景的医生手中已经不是问题,通过目前日渐成熟的AI技术,对于大量的医疗数据进行检索,通过可靠的编程手段,通过人工智能技术,建立完备的医疗数据库,帮助医生进行诊疗。据调查,美国微软公司已经研制出帮助医生治疗癌症的人工智能机器,其原理是对于所有关于癌症的论文进行检索,并提出对于病人治疗最有效的参考方案,它可以通过机器学习来帮助医生找到最有效,最个性化的癌症治疗方案,同时提供可视化的研究数据。
2.2智能医学对于新时代医生培养的影响
人工智能通过计算机可为学生提供图文并茂的丰富信息和数据,一方面加强了学生的感性认识,加强了对所学知识的理解和掌握,从而提高了教学质量。同时,人工智能可帮助教师完成繁杂的、需适应各种教学的教学课程、课件等设计,使教师将更多的精力专注于学与教的行为和过程,从而提高教学效率。正如前面所述例子,智能网络模块化学习平台可使教学摆脱以往对于示教病例的依赖,拓展了学生们的学习空间和时间,可极大地提高医学学习效率和教学质量。
教育与人工智能相结合将会创新教育方式和理念。北京师范大学何克抗教授在《当代教育技术的研究内容与发展趋势》中提到当代教育技术的五大发展趋势之一就是“愈来愈重视人工智能在教育中应用的研究”。结合上述人工结合上述人工智能在医学教育中的创新作用,下面就人工智能结合医学学教育新模式提出一些构想。
三、交叉医学人才的培养
3.1建立智能医学人才培养体系的必要性
目前智能医学的研发和临床还存在隔阂,临床医生并没有很好地理解人工智能,无法从实践出发提出人工智能能够解决的方向,而人工智能的产业界热情高涨,却未必能踩准点,所以产业界需要和临床深度沟通融合,才能真正解决看病难、看病贵的问题,缓解医疗资源紧张。目前,国内仅仅有生物医学工程、醫学信息工程等工科专业培养医工结合人才。
3.2医学人才培养体系初步构想
据悉,目前已经有天津大学、南开大学等几所院校开设了智能方向的医学本科教育,旨在弥补上述缺口,相关院校也在积极探索新型人才培养方案。应当为医学生开设人工智能课程,应当培养具备生命科学、电子技术、计算机技术及信息科学有关的基础理论知识以及医学与工程技术相结合的科学研究能力。该专业的学生主要学习生命科学、临床医学,电子技术、计算机技术和信息科学的基本理论和基本知识,充分进行计算机技术在医学中的应用的训练,具有智能医学工程领域中的研究和开发的基本能力。
【关键词】人工智能;诊断学教学;智能教学系统;智能组卷系统;智能阅卷系统;智能仿真教学系统
人工智能(artificialintelligence,AI)的概念最早是在1956年的Dartmouth学会上提出的,随着计算机核心算法的突破、计算能力的迅速提高以及海量互联网数据的支撑,目前已被广泛地应用于各个领域[1-2]。近年来,人工智能也给教育教学领域带来了机遇,人工智能+教育正如火如荼地开展和推进,改变着传统的教育形式及生态[3-4]。2018年教育部《高等学校人工智能创新行动计划》,各大高校在人工智能及其教育发展上有了纲领性的指导[5]。医学教育作为教育教学诸多领域的一隅,乘着人工智能发展的东风,各大高校在推进医学教学改革方面进行了大量积极的探索与尝试[6-8]。诊断学是由基础医学过度到临床医学的桥梁课,其教学质量的良莠直接影响到医学生的培养质量,传统的教学方法难以满足现代医学教学的要求,如何发挥人工智能的应用优势,让其更好地应用于诊断学的教学工作,也是诊断学课程教改的重要研究方向。
1传统的诊断学教学方法存在的问题
诊断学是学习临床基本技能最重要的一门课程,其内容包括症状学、体检检查、实验室检查及辅助检查等四大块,分为理论课和见习课,目前大多数医学院理论课采用的是以大班的形式在多媒体教室讲授,而见习课则采取分小组的模式进行,多年的教学实践发现该教学模式取得的教学效果不尽人意,尤其是近年来随着全国各大医学院校的扩招,出现了师资及教学资源配套的相对不足,上述教学模式的问题逐渐凸显。理论知识以老师讲授为主,采取的是“满堂灌”的教学模式,然而该部分教学内容知识点繁多,知识串联度不高,课堂灵活度、生动度较为薄弱,学生听完课以后对课程内容印象不深,知识掌握度差,同时由于学生的学习主观能动性差异大,不能进行课前充分预习的学生在课堂上更加难以跟上老师讲授的节奏。见习课是对理论知识进行实践,培养学生的实践操作能力,前期理论知识掌握度差又会影响见习的教学质量,导致教学过程形成恶性循环[9]。见习课主要采取老师讲授要领及演示操作流程,之后学生们互相练习的教学方法,该部分内容需反复加强练习,同样的动作要领反复锤炼才能熟练掌握,因课堂见习时间有限,而老师讲授及演示需占用大部分时间,学生动手实践机会不多,老师对学生的操作手法、操作内容、操作顺序等重要内容进行指导和勘误的时间少,学生操作的规范性难以保证,在以后的临床实践中,往往存在实践操作能力的缺陷。上述教学模式教师与学生们之间除了课堂时间,其余时间是脱节的,不能很好地沟通,学生们有疑问的知识点难以得到老师的及时解答,教学活动中没有充分反馈,各个教学环节难以进行教学反思,形成教学相长的良性循环。课后复习及阶段性总结复习是课堂知识内化及升华的重要方面,传统的教学模式通常是给学生布置课后作业,学生完成后上交由老师批改留档,这个环节学生与老师缺乏有效的沟通,且由于学生们学习主观能动性差异,课后没有老师的监督及针对性地辅导,课后作业的质量良莠不齐,教学质量欠佳是显而易见的。随着现代医学的发展及研究的开展,涌现了一大批新的诊断方法与手段,譬如关于肿瘤诊断的分子marker,评估预测疾病活动度及预后相关的指标,在临床上已经常规应用,但由于教材更新需要周期,很难跟新进展同步介绍,另外由于课时有限,难以全面地就学科前沿及新进展进行讲授[10]。
2人工智能应用于诊断学教学的重要意义
2.1教师方面
将人工智能应用于诊断学教学实践,削弱了教师的知识权威而强化了教师的价值引导,对教师的个人能力提出了更高的要求,促使教师踏实践行终身学习并持续更新自身知识结构。互联网高速发展的时代,知识呈几何指数更新并出现大爆炸,基于各种互联网即时通讯平台及手机APP,诊断学体格检查、理论知识讲授相关的小视频及研究进展不胜枚举,这就要求教师及时获取、更新知识并进行相应的知识储备。人工智能的应用促使教师从单人施教发展为团队施教,为开发更具个性化的课程教学注入团队的力量。基于大数据的人工智能可以减少诊断学教学过程中的机械性、重复性工作,如平时作业的批改、考勤统计等,减轻了教师的工作负担,教师可以将更多的精力投入到医德医风、医患沟通能力以及体格检查手法的规范化培养上,更多的心思放在丰富课程内容及教学形式上。同时大数据可以及时反应学生的学习动态,教师可以根据学生的反馈及课程评价有针对性地对学生进行相应的辅导。
2.2学生方面
将人工智能应用于诊断学教学实践,可以实时动态记录学生的学习情况及暴露的问题,如是否按时完成课程任务、测试中哪些知识点容易出错等,人工智能系统能够对这些数据进行关联分析和深度挖掘,并且可视化呈现相应的数据,有利于教师及时掌握学生的学习进度、参与度以及学习效果,并根据具体的学情分析数据来调整辅导和教学方案。基于人工智能强大的算法和分析,可以为学生定制个性化的教学内容及进度,提供更有针对性的课堂内容和随堂测试,并对测试及平时作业进行智能批改,真正做到查漏补缺。诊断学课程内容相对枯燥,学生们的学习兴趣有限,基于人工智能的教学方式可以寓教于乐,在课程中将一些比较零散的知识点可以设置成互动小游戏,营造出良好的课堂氛围,提高学生们的学习兴趣及学习效率。
2.3教学过程
针对教学过程,人工智能亦发挥着至关重要的作用。第一,诊断学作为桥梁课程,是一门必修课,包括临床医学五年制、八年制、法医学、基础医学等相应专业的学生均需要学习,人工智能拥有超强的计算能力和强大的“记忆力”,面对众多不同专业的学生,可以根据大数据进行分析,制定出适合不同专业学生的完备教学目标。教学活动开展过程中,人工智能还可以根据学生的课堂及课后测试表现,依据分层教学的要求自动设置梯次教学目标,帮助学生们逐步提升学习能力和知识掌握度。第二,人工智能可以凭借自身信息化的特点,对各种教学资源进行分析,为教师和学生选择更优质更合适的资源提供依据,促进个性化的教与学。第三,传统的教学方式、教学内容相对有限,人工智能基于大数据能够启发新的教学思路,创新教学方法,为诊断学教学提供更多的可能性。
3人工智能在诊断学教学中的应用
3.1智能教学系统
智能教学系统是教育技术学中重要的研究领域,其根本宗旨是使得学生的学习环境更加优良和谐,智能教学系统能够及时有效地调用最新最全的网络资源并充分优化后供学生学习,使得学生能够更加全方位、多角度地学习专业知识,提高学习效果[11]。智能教学系统大致由领域知识部分、教师部分及学生部分3个部分构成[12],其中领域知识部分又称为专家部分,这一部分既包含了需要讲授的内容及掌握的技能,又可以添加专家的学术成果,既能够保证学生对于基本概念、基本理论及基本技能的掌握,又能够拓宽知识面,增加知识的广度。智能教学系统的教师及学生部分主要是为设计和制定教学方案及策略服务,基于大数据基础上,根据课程的特点、历年教学情况、学生身心发展特点及学习实际情况,制定更加个性化、高效的教学方案,促成教师因材施教,取得更加理想的教学效果。
3.2智能网络组卷阅卷系统
诊断学教学内容包括理论和见习两大块,教学过程中教师的大量时间用于出题、阅卷、批改平时作业等与考核相关的工作,并且在出题过程中需要围绕相对固定的重难点内容不断创新题型,消耗教师大量的精力。智能网络组卷阅卷系统能够充分发挥其优势,将教师从繁冗的考核相关工作中解脱出来,使得教师的教学更高效,教师能够把更多的时间。智能网络组卷系统能够有效收集和分析知名高校教学团队编写的在线题库,实现教学资源的共享,通过随机抽题组卷、答案随机排序、题型随机排序以及设置避免与历年考卷重复等,显著提升试卷的质量,亦能改善考试作弊的顽疾,客观地考核学生对知识的掌握度。智能网络阅卷系统有简明的阅卷流程,能够更有效地识别试卷及答案,能够明显降低传统人工阅卷方式因疲劳带来的出错率,使得工作效率更高、考核结果更公正。
3.3智能仿真教学系统
诊断学教学的见习部分是学生提高技能的重要环节,常常采用分小组在病房完成的方式进行,在课程的开展过程也凸显出了各种各样的问题,譬如因学生分组进行询问病史、体格检查,重复次数多,患者难以多次配合;在教学时间段内病房缺相应的病种,无法对所学的症状进行直观的学习;传染病流行期间出于对学生健康安全的保护,无法进入病房见习等等,此时智能仿真教学系统能够发挥重要的补充作用[13]。人工智能可以根据提供的海量真实临床病例,由医学专家整合其临床特征,联合计算机专家,根据相应的教学要求,形成虚拟病人学习系统,学生在仿真诊疗环境中,进行问诊、体格检查、诊断以及给出治疗方案,同时系统能够自动发现学生在问诊及诊断过程中的错误,通过实践、纠错再实践,提高学生采集病史、体格检查的能力,同时能够加强学生的临床思维的训练,夯实临床基本功[14-16]。
4总结及展望
关键词:应用型本科院校;人工智能;电子信息工程;专业建设
一研究背景
在发达国家,应用型本科院校一直占有很大的比重。在我国,应用型本科院校也逐渐成为高等教育大众化的主力军,对我国高等教育系统未来发展越来越重要的作用。金陵科技学院作为教育部应用科技大学改革试点战略研究单位、中国应用技术大学(学院)联盟创始单位,也正在积极地去探究相关的应用型专业建设模式。电子信息工程专业作为学校的一门深度涉软专业,也要紧跟南京城市软件建设发展方向,这对应用型电子信息工程专业培养既是机遇又是挑战。随着社会的不断发展和科学技术的不断进步,电子信息工程的应用也越来越广泛,对人们的生活产生了非常大的影响。,不但改变着人们获取信息、存储信息和管理信息的方式,而且为人们进行信息的获取、存储和管理提供了新的途径和方法,目前,各行业大都需要电子信息工程专业人才,而且薪金很高。2015年5月8日,备受瞩目的《中国制造2025》由国务院正式下发,这是我国实施制造强国战略第一个十年的行动纲领。该规划二个突出特点是,将"加快新一代信息通信技术与制造业的深度融合"作为贯彻始终的主题,提出坚持自主研发和开放合作并举,加快建立现代电子信息产业体系,为推动信息化与工业化深度融合、实现制造业由大变强、建设网络强国提供强有力的基础支撑。在今年,随着国家“两会”的盛大召开,人工智能首次被提升到国家发展战略高度,人工智能技术的重大突破将带来新一轮科技革命和产业革命,大力发展人工智能技术是中国经济转型升级的重要动力。电子信息技术的巨大成功和进步,使人工智能可以深层次、多维度地参与到各个行业各个领域中,使科技的进步快速融入到跨界合作中。比如,电子信息技术的成熟,使人工智能可以深度服务于医疗卫生事业、配合甚至取代医生进行精确的手术治疗。在无人驾驶领域,无人驾驶汽车、无人驾驶飞机、无人驾驶舰船都已经陆续投入使用;在军事领域,人工智能的运用更是已经炉火纯青,俄罗斯与美国的人工智能作战部队和相关系统,已经在反恐作战中屡立战功,威力无比,作战效能与性价比远远超越人类士兵。由此可看出,人工智能在电子信息技术大发展的当下,终于在应用层面开始发光发热,现出巨大的生命力和后续无穷无尽的成长潜力,人工智能在各行各业的广泛应用,是国家经济结构战略性调整、产能升级改造、产业结构优化、核心技术创新获得成功的关键。随着BAT、华为、大疆无人机等高科技企业在人工智能应用和开发上的不断探索,刺激更多人才和资本向人工智能商业应用领域涌入。目前,基于人工智能学习背景下,软硬件相关知识过硬的电子信息类专业人才已经成为社会上最为紧缺的人才,薪水待遇很高。
二需要解决的关键问题
作为应用型本科院校,如何将“人工智能”新概念融入到电子信息工程专业建设中,根据社会发展的需求,校企紧密结合,培养出复合型的,应用型的社会紧缺人才,是需要去解决的关键问题。1.像当年互联网的崛起一样,人工智能真正的发展才刚刚兴起,相关的概念及定义还不完全定型,如何把握好未来人工智能的发展方向,有针对性地在传统的电子信息工程课程计划中规划与人工智能息息相关的课程,比如人工智能原理,机器学习,深度学习等课程,将两者有机融合,在人才培养上面临较大的挑战。2.人工智能是一门综合了控制论、信息论、计算机科学、神经生理学、心理学、语言学、哲学等多门学科的崭新概念。如果要将“人工智能”融入到电子信息工程专业建设中,就不仅需要学生学好如模拟电子技术,数字电子技术,数字信号处理,单片机技术,C/C++程序设计等传统的课程,打好基础,还需要加强在数据挖掘,神经网络等以数学为基础的课程方面的建设,扎实学生的数学物理基础。这对学生的学习能力要求更高,老师的教学水平也提出更高的要求。因此,如何加强此方面的师资专业培训,是一个该课题需要解决的关键问题。3.一个专业人才的培养,不仅需要优秀的师资力量以及良好的学风,还需要有相关的硬件实验平台作为支撑。如何根据“人工智能”新概念,针对性地新建一些诸如智能传感器实验室,人体特征识别实验室,机器人实验室等,把电子信息工程专业中的电子器件技术,信号处理技术等应用于人脸识别,智能家居,机器人等热门领域,根据学生的兴趣爱好因材施教,提高学生的动手能力,也是该课题需要去解决的一个关键问题。
三研究内容
本文以“人工智能”新概念下的电子信息工程专业教学及实践模式为研究内容,重点研究如何将人工智能相关的理论及实验课程建设融入到传统的电子信息工程专业培养方案中,做到无缝结合,在培养模式上需要有一定的理论创新,以更好地适应人工智能类的高新电子信息技术企业对相关应用型人才的要求。目前拟以现有电子信息工程专业的课程体系和专业方向为基础,形成以“人工智能”为导向的应用型电子信息工程特色专业建设,在未来的专业发展规划中,逐渐形成物联网、智能家居、机器人,无人机,人脸识别,语音交互,智能驾驶等不同的专业方向,增加学生的就业面,提高学生的就业层次,加强学生的就业竞争力。主要具体体现在以下几个方面:
(一)实践教学的形式多样
可采用以“学生兴趣爱好”为依据的引导式教学实践模式,在扎实学生数学物理等理论的基础上,将最新的人工智能概念贯穿在电子信息工程专业课程体系中,通过不同的应用型实验项目拓宽学生的知识面,提高学生的主动学习能力,动手实践能力,创新能力以及独立开展研究的能力,将课堂教学、校内实验和校外企业实习三者相互结合,鼓励学生参加诸如全国大学生电子设计大赛,全国大学生智能设计竞赛,中美创客大赛等赛事,以确保培养出高素质的应用型专业人才。同时,让学生从大二开始就自选课题、进实验室、根据兴趣爱好组建不同研究方向的实验团队,并为学生按照不同的研究方向配备专业教师,以此让学生融入到教师的科研工作中去,形成所谓的本科生导师制制度,由相应的导师全程指导,开展科学研究,培养学生的科技创新能力和动手实践能力。
(二)注重提高教师的教学及科研水平
在努力提高学生学习能力的同时,注重提高应用型电子信息工程专业教师的教学及科研水平,使其能够很好地将“人工智能”新概念用于电子信息工程专业的教学中,指导学生参加相关的各种竞赛,提高教师团队的实践能力及技术水平。通过海内外招聘和内部强化培养(教师博士化、教师双师化、教师国际化)等举措,加强师资团队建设;通过鼓励教师积极开设MOOC课程,参加教师技能大赛以及国内外教学培训,从多方面提高教师的教学水平。
(三)建立完善的校企合作制度,为学生提供相应的实习基地
企业工程师可以参与相关的人才培养方案修订和部分的教学实践工作。这种合作制度既可以提高教师的科研应用水平,也可以为学生提供就业机会,增强学生的实践创新能力。
(四)注重课程大纲修改,实验室平台建设
以改革传统的电子信息工程专业的培养模式为目标,总结在“人工智能”新概念下教学及实践的相关经验,形成一个有鲜明特色的电子信息工程专业培育模式。应用型本科院校电子信息工程专业人才未来的发展战略和改革方向,应重点考察“人工智能”新概念下专业人才培养模式的优缺点。重点关注“人工智能”新概念下的教学及实践课程大纲修订、教师教学及科研能力培训体系构建、实验室软硬件平台建设、校企合作培养模式探讨及校外实习基金建设等工作。
四结语
本文探讨和研究了“人工智能”新概念下应用型电子信息工程专业培养模式,结合金陵科技学院电子信息工程专业的发展情况,对原有的专业培养模式做了一定的理论创新,引入了“人工智能”新概念,从理论和实践教学,学生学习能力和教师教研技能培养,校企合作办学,实验室建设等方面进行了一系列的探讨。
参考文献
[1]姚俊.电子信息工程专业人才培养模式研究[J].山东社会科学2016(S1):357-358.
[2]叶全意,徐志国,吴杰,等.应用型本科院校电子信息类专业大学生科技创新能力培养[J].教育教学论坛,2016(46):93-94.
AI最先商业化的项目,应数2011年初次亮相的IBM人工智能认知系统Watson。2016年,借助商务领域的积累切入具体应用,Watson的商业模式逐渐明朗,并为IBM的第四次转型贡献了亮丽业绩。
然而还不够快。受传统业务下滑拖累,IBM 2017年一季度营收继续下滑。
拖着铅球,Watson在与未来赛跑。
百年商业帝国的第四次转型
与眼下最热的围棋AI等通用人工智能不同,IBM的“人工智能”一开始便是为解决商业问题而生,其方向是商业领域的增强人工智能(Intelligence Augmentation)。2007年8月,几个人工智能专家告诉IBM高级副总裁约翰?凯利,他们要创建世界上第一个处理非结构化数据、可与人互动的人工智能系统。2011年人工智能认知系统Watson初次亮相,就打败了美国问答游戏电视节目《危险边缘》的连胜纪录保持者和最高奖金得主。2014年,IBM专门组建Watson部门,并陆续投入数十亿美元。
2011年IBM百年之际,《经济学人》周刊曾撰文总结IBM三次重大转型:从机械制造到计算机制造、从大型机制造到包括个人电脑在内的分布式计算机系统、从计算到服务。2016年初,IBM董事长兼CEO罗睿兰宣布IBM正式进入第四次转型,目标是成为一家认知解决方案云平台公司,“未来五年,我们所作的每一个决策,无论个人或专业机构,都将受到Watson的协助。”
2017年4月,“天工开物 人机同行”2017 IBM中国论坛在北京举行,IBM展示了其作为认知解决方案和云平台公司在全球范围内的突破性进展,及与中国本地伙伴在电子、能源、教育、汽车、医药、高性能材料及相关服务等行业或领域的合作成果:
神思电子采用IBM 的Watson Explorer,在金融和医疗行业锁定“智能客服”、“实体服务机器人”和“自助设备智能升级”领域,提升服务质量与效率。与杭州认知合作,应用IBM Watson肿瘤解决方案帮助中国医生获得循证型癌症诊疗的决策支持,从而为患者提供个性化治疗方案。隆基泰和与IBM共同合作,借助Watson平台构建综合能源云平台,为工业商业企业构建完整的客户能耗视图、用能预测及能效水平的分析和洞察能力打造智慧能源服务体系。
此外,IBM为上海世外教育集团打造“儿童英语口语辨识及评价系统”帮助6-15岁学生学习英语,与禾嘉股份共同推出基于区块链的医药采购供应链金融服务平台,在精细化工行业,默克正在利用IBM IoT技术打造全新智能物流与智能工厂,而一汽大众也将采纳IBM大数据、云计算、认知计算等技术打造佛山创新中心,建立智能工厂。
除了垂直行业,IBM“商业人工智能”也在为专业人士提供增强智能,提高工作效率和业务水平。目前,Watson系统已进入法律、医疗、教育、金融,零售,服b设计等60多个职业领域示范人机协作,将专业人士从重复劳动中解放出来。论坛上,IBM大中华区董事长陈黎明表示,“我们相信,企业大规模采用人工智能技术的爆发期就在当下,并将为各行业和专业带来巨大的创新价值。”
拖着铅球赛跑
商业的残酷在于,仅凭方向正确,未必能赢得赛跑。除了亚马逊、微软、谷歌这样的外部竞争者,IBM对云计算和Watson孤注一掷,更大的压力来源于自身:新兴业务的增速能否超越传统业务下滑的速度。
4月19日,IBM2017年一季度财报,其“战略业务小组”(IBM重点发展的云计算、分析、社交、安全及移动产品)营收增长12%,至78亿美元。Watson所属的认知解决方案业务板块营收同比增长逾2%,达41亿美元;云计算业务营收增长33%至亿美元,净收入为23亿美元。
与战略业务表现亮丽形成对比的是,受传统硬件和软件业务增长停滞的拖累,IBM整体业绩依然继续在下滑:公司一季度营收同比下滑2.8%,降至181.6亿美元,低于预期的184亿美元。其公司营收连续20个季度下滑,并创下2002年一季度以来最低水平。
财报后,IBM股价下跌超过8美元,跌幅近5%。其大股东伯克希尔哈撒韦2016年报显示持有8120万股IBM,也就是说,如果巴菲特一季度没有减仓,将损失约6.5亿美元。
有趣的是,之前尽管和比尔?盖兹关系很好,巴菲特开始尝试购买科技股的时候,并没有买微软的股票,而是选择了IBM,几乎全程体验了一把IBM转型带来的缓慢复苏。
2015年,巴菲特入股IBM时正是其收入连年下滑之际,2016年初,IBM股价已跌至不足120美元。一年之后,2016年IBM财报显示,IBM云业务当年实现137亿美元营收,同比增长35%,占IBM全年总营收的17%;云业务年化营收达86亿美元,同比大幅增长63%;计入“技术支持及云平台”项目的年毛利率达41.9%;以Watson为主的IBM认知解决方案营收达182亿美元,毛利率高达81.9%。2016年,IBM股价上涨了20%。
2014-2016年,IBM犹如传统企业转型的一个缩影:借助自身在商务领域的积累,在云服务和人工智能领域大力投资,切入具体应用,商业模式逐渐明朗。
并购与合作
IBM对云服务和Watson期许甚高,Watson的十年布局也逐渐步入收获季。随着医疗、物联网、金融、零售、时尚、教育等多个行业标志性样本的出现,Watson的商业版图正在扩张。
Watson成为全球医疗健康第一人工智能系统,其秘籍是不断吸收大量非结构化数据并加以学习。为了“喂饱”Watson, IBM不断收购医疗健康领域的公司,两年间花费超40亿美元。除了加大并购,IBM为拓展商务版图同时也采用了更实际的方式:与垂直领域巨头合作,补充基础数据和垂直行业领域的专业知识。
2016年10月,IBM宣布与通用汽车合作,Watson为其新版车机系统OnStar提供技术支持;与全球教育机构培生合作,Watson为其学生提供自然语言下的学习指导。今年3月19日,IBM认知商业战略在中国正式落地一年之际,万达网络科技集团与IBM在北京签订战略合作协议。万达网络科技集团正式进军公有云业务领域,万达也将成为Watson在中国落地的重要基础设施。
从另一方面来看,万达选择IBM,很大程度上是由于IBM这部分业务的体量。IBM云业务在2016年实现137亿美元营收。亚马逊AWS 2016年营收122亿美元;微软未透露Azure云业务的实际营收,摩根大通分析师估算约26亿美元;谷歌也未披露云计算业务营收,外界估算在10亿美元左右。从总体营收规模来看,IBM云计算业务其实并不输于AWS、微软云和谷歌云。
计划强调,要加强人工智能领域专业建设,形成“人工智能+X”复合专业培养新模式。计划的重点任务之一,是要完善人工智能领域人才培养体系,并且推动高校人工智能领域科技成果转化与示范应用。高校在人才培养中起到了至关重要的作用,虽然人工智能尚未成为一级学科,但国内不少一流的高校已经开始通过建立合作实验室、增强人工智能分支教学等方式发展人工智能。
为了解各高校开展人工智能研究的情况,亿欧盘点了10家在设有人工智能实验室或有人工智能分支专业的高校。
清华大学:计算机科学与技术系
清华大学计算机科学与技术系(简称计算机系)成立于1958年,在2006年、2012年全国学位与研究生教育发展中心开展的一级学科整体水平评估中,以总分满分100分的成绩排名第一。2017年,在 USnews 推出的世界大学学科排名 Best Global Universities for Computer Science 中,计算机科学与技术学科紧随 MIT之后位列世界第2名。在 QS 世界大学排名 (QS World University Rankings) 给出的全球计算机学科排名中为例第15名,其排名与得分逐年稳步提升。
计算机系包含了国内计算机专业最全的学科方向,设有高性能计算机与处理器、并行与分布式处理、存储系统、大数据与云计算、计算机网络、网络与信息系统安全、系统性能评价、理论计算机科学、数据工程及知识工程、软件工程、计算机与VLSI设计自动化、软件理论与系统、生物计算及量子计算、人工智能、智能控制及机器人、人机交互与普适计算、计算机图形学与可视化技术、CAD技术、计算机视觉、媒体信息处理等研究方向。
计算机系现设有高性能计算、计算机网络技术、计算机软件、人机交互与媒体集成4个研究所;智能技术与系统国家重点实验室;计算机基础与实验教学部等科研教学机构。
计算机系还设有国家级计算机实验教学示范中心,包括:计算机原理实验室、微型计算机实验室、计算机网络实验室、操作系统实验室、计算机软件实验室、计算机控制系统实验室、智能机器人实验室、计算机接口实验室、学生科技创新实验室等。此外,计算机系还与腾讯、搜狗、微软、思科等国内外著名公司建立了面向教学或研究的联合实验室。
北京大学:智能科学系
智能科学系成立于2002年7月,主要从事智能感知、机器学习、数据智能分析与智能计算、智能机器人等方向的基础和应用基础研究,侧重于理论、方法以及重大领域应用上。
北大智能科学系依托于视觉听觉信息处理国家重点实验室,实验室以实现高度智能化的机器感知系统为目标,在生物特征识别研究方面处于国际领先地位。智能科学系在著名的软件与人工智能专家、我国载人飞船工程软件专家组组长何新贵院士和长江特聘教授查红彬教授的带领下,重点开展机器视觉、机器听觉、智能系统与智能的生理心理基础等研究。以北大智能科学研究人员为技术核心的北大指纹自动识别系统,是国内唯一能与国外系统抗衡的自主知识产权,是中国第一家也是唯一的一家提供公安应用全面解决方案的系统,拥有中国指纹自动识别技术产品第一市场占有率。
人工神经网络说话人识别新方法的研究获得教育部科技进步一等奖;国家空间信息基础设施关键技术研究获得2000年中国高校科学技术二等奖,入选2000年中国高校十大科技进展。
复旦大学:类脑智能科学与技术研究院
复旦大学类脑智能科学与技术研究院于2015年3月筹建成立,是复旦大学校内的独立二级研究机构。其前身为复旦大学第一批跨学科交叉国际化研究中心——计算系统生物学研究中心,成立于2008年。研究院基于复旦大学既有的数学、统计学、计算机科学、生物学、信息学、临床医学、语言学、心理学等多学科综合交叉研究优势,以计算神经科学为桥梁,着力开展大脑机制解析、脑疾病智能诊疗、类脑智能算法、类脑智能软硬件、新药智能研发、通用智能等相关领域的科学研究、技术研发和人才培养。
研究院率先探索打通国际与国内、科技与产业的全链条、全球化产学研合作机制,充分发挥高校培养和储备高端智能人才、发现和培育前沿技术的综合优势,推动产学研源头创新与合作,致力于成为推动脑科学、人工类脑智能与产业应用融合发展的重要科技创新平台。
研究院目前在建五个核心功能平台和一个国际合作研发中心,主要包括:一是以脑高级认知功能的多信息反馈处理机制研究为核心的神经形态计算仿真平台;二是以多尺度多中心重大脑疾病数据库和算法开发为基础的智能诊治数据示范平台;三是依托高端医疗影像设备集群,为生物医学转化研究和信息产业智能化提供试验技术支撑的综合生物医学影像平台;四是以开发深度学习、强化学习和自组织学习等机器学习算法以及可穿戴设备、类脑芯片、健康服务机器人等为目标的类脑智能软、硬件开发平台;五是集孵化加速、产业联盟、投资基金为一体,为类脑智能创新项目及企业提供应用技术资源和孵化服务的类脑智能产业化平台;六是依托已有的欧洲人类脑计划、美国脑计划等国际合作的数据、学术资源,建设类脑智能国际合作节点和人才培养中心。
中国科学院:自动化研究所
中国科学院自动化研究所成立于1956年10月,是我国最早成立的国立自动化研究机构。目前设有类脑智能研究中心、智能感知与计算研究中心、脑网络组研究中心等12个科研开发部门,还有若干与国际和社会其他创新单元共建的各类联合实验室和工程中心。另有汉王科技、三博中等四十余家持股高科技公司。
近年来,自动化所共获得省部级以上奖励30余项。数量逐年增加,质量不断提高;专利申请和授权量连年攀升,多年位居北京市科研系统前十名绘制的“脑网络组图谱”第一次建立了宏观尺度上的活体全脑连接图谱;虹膜识别核心技术突破国外封锁,通过产学研用相结合走出“中国制造”之路;基于自动化所语音识别技术的“紫冬语音云”在淘宝、来往等阿里巴巴旗下移动客户端产品中得到推广;“分子影像手术导航系统”通过国家药监局医疗器械安全性及有效性检测认证并进入临床应用;“智能视频监控技术”和“人脸识别技术”分别成功应用于2008年北京奥运会、2010年上海世博会的安保工作中,为社会安全贡献自己的力量;研制的AI程序“CASIA-先知1.0”采用知识和数据混合驱动的体系架构,在2017首届全国兵棋推演大赛总决赛中7:1的悬殊比分战胜人类顶级选手,展示了人工智能技术在博弈对抗领域的强大实力……
在共建机构方面,自动化所与新加坡媒体发展管理局联合成立中新数字媒体研究院,聚焦交互式语言学习、视频和分析等领域;与瑞士洛桑联邦理工大学(EPFL)在京成立中瑞数据密集型神经科学联合实验室,在类脑智能研究方面展开合作;与澳大利亚昆士兰大学(UQ)共建中澳脑网络组联合实验室,在“计算大脑”研究方向上进行远景规划;还与香港科技大学共建智能识别联合实验室,在模式识别、无线传感器网络等领域展开合作。
厦门大学:智能科学与技术系
早在上世纪八十年代初,厦门大学就已开始从事人工智能领域的研究,相继在专家系统、自然语言处理与机器翻译等领域取得过一系列成果。为此,1988年经学校批准成立“厦门大学人工智能与计算机应用研究所”,后于2004年更名为“厦门大学人工智能研究所”。2006年12月,经国家教育部批准,厦门大学正式设立“智能科学与技术”本科专业,并于2007年6月经学校批准成立“厦门大学智能科学与技术系”。
厦门大学智能科学与技术系现有一个本科专业(智能科学与技术),三个硕士学位授予专业(模式识别与智能系统、计算机科学与技术、智能科学与技术),两个博士学位授予专业(计算机科学与技术、智能科学与技术)。
目前该系承担多项国家863、国家自然科学基金、福建省科技基金等项目,拥有“福建省仿脑智能系统重点实验室”、“智能信息技术福建省高校重点实验室”和“厦门大学语言技术中心”三个平台,此外还有“艺术认知与计算”、“自然语言处理”、“智能多媒体技术”、“人工大脑实验室”、“智能中医信息处理”等多个研究型实验室,为培养高质量的学生提供了必要的保障。
上海交通大学:计算机科学与工程系
上海交通大学计算机科学与工程系成立于1984年。近年来,随着计算机科学与技术在人们生活中的应用不断深入,特别是随着云计算、物联网、移动互联网、大数据等技术的兴起,交通大学计算机系不断调整学科方向,形成了高可靠软件与理论、并行与分布式系统、计算机网络、智能人机交互、密码学与信息安全等研究方向。
该院系下设三个重点实验室:智能计算与智能系统重点实验室、上海市教委智能交互与认知工程重点实验室、省部共建国家重点实验室培育基地及上海市可扩展计算与系统重点实验室。其中,上海交通大学-微软智能计算与智能系统联合实验室目前是教育部-微软重点实验室,成立于2005年9月,是交通大学和微软亚洲研究院在多年良好合作的基础上,为了更好发挥各自在并发计算、算法与复杂性理论、仿脑计算、计算机视觉、机器学习、计算智能、自然语言处理、多媒体通讯以及机器人等领域的优势,实现“使未来的计算机和机器人能够看、听、学,能以自然语言的方式与人类交流”这一共同使命而成立的。实验室在科学研究、人才培养、学术交流等方面也取得了很好的成绩。实验室累积200余篇,成果发表于CVPR,ICCV,WWW等国际顶级会议上。
南京大学:计算机科学与技术系
南京大学的计算机科学研究起步于1958年,建立了计算技术、计算数学、数理逻辑等专业开始培养计算机相关领域专门人才,1978年在上述三个专业基础上成立了计算机科学系,1993年更名为计算机科学与技术系。
依托该系师资,先后成立了南京大学计算机软件研究所、计算机软件新技术国家重点实验室(南京大学)、南京大学计算机应用研究所、南京大学多媒体计算技术研究所、南京大学软件工程中心(江苏省软件工程研究中心)、南京大学信息安全研究所等科研机构。主要科研方向有:软件自动化与形式化、分布与并行计算及新型网络、新型程序设计与软件方法学、多媒体与信息处理、人工智能与机器学习、系统软件及信息安全等。
建系30年来,共承担国家973计划、国家863计划、国家攀登计划、国家自然科学基金、国家科技攻关等重大科技计划项目以及省、部、委科研项目和企事业委托或国际合作的研发项目300余项,科研成果获得各种奖励80余项,其中国家科技进步奖一等奖1项、二等奖4项、三等奖2项,省部委自然科学奖和科技进步奖特等奖2项,一等奖8项,二等奖37项。3000多篇,出版专著、教材50多部,申请国家发明专利33项。部分成果被转化为产品,产生了较大社会效益和经济效益。
哈尔滨工业大学:计算机科学与技术学院
哈尔滨工业大学计算机专业创建于1956年,是中国最早的计算机专业之一。在1985年,发展成为计算机科学与工程系,并建立了计算机科学技术研究所。2000年,计算机科学与技术学院成立;同年,建立了软件学院,后经国家教育部、国家计委批准为国家示范性软件学院。目前。哈工大计算机科学与技术学院拥有计算机科学与技术国家一级重点学科、7个博士点和7个硕士点、1个博士后科研流动站、一个国家级教学团队、一个国家级科技创新团队、一个国防科工委创新研究团队。
目前主要研究方向包括:智能人机交互、音视频编解码技术、语言处理、自然语言理解与中文信息处理、机器翻译、信息检索、海量数据计算、计算机网络与信息安全、传感器网与移动计算、高可靠与容错计算技术、穿戴计算机、企业计算与服务计算、智能机器人、生物计算与生物特征识别。
学院有一批研究成果达到国际先进水平,包括:国家信息安全管理系统、数字视频广播编码传输与接收系统、大规模网络特定信息获取系统、计算机机群并行数据库系统、并行数据库系统、神州号飞船数据管理分系统、穿戴计算机系统、信息安全与实时监测系统、人脸识别系统、视频编解码技术、黑龙江省CIMS应用示范工程、农业专家系统等等。
中国科学技术大学:计算机科学与技术学院
中国科技大学于1958年建校时就设置了计算机专业。根据学科发展趋势和国家中长期发展规划,面向国家和社会的重大需求,计算机科学与技术学院将科研力量凝聚在高性能计算、智能计算与应用、网络计算与可信计算、先进计算机系统四个主要的研究领域。
学院的支撑实验室有:国家高性能计算中心(合肥)、安徽省高性能计算重点实验室、安徽省计算与通讯软件重点实验室、 多媒体计算与通信教育部-微软重点实验室、中国科大超级运算中心和信息科学实验中心。
其中,多媒体计算与通信教育部—微软重点实验室主要从事人机自然语音通信、语义计算与数据挖掘等方面的研究。人机自然语音通信方面,主要研究中文信息处理、人类视听觉机理、语音语言学等。语义计算与数据挖掘方面,主要研究自然语言驱动的计算、多媒体内容的语义标注、自动问答、语义社会网络、数据与知识工程、隐私保护与管理中的语义计算等。
依托多媒体计算与通信教育部—微软重点实验室,双方联合实施了联合培养博士生计划、实习生计划、精品课程建设计划、青年教师培养计划等,取得了突出成果,探索出了一条企业和高校共同培养优秀人才的道路,为微软亚洲研究院与其他高校的合作提供了一个经典范例。
华中科技大学:自动化学院
华中科技大学自动化学院是由原控制科学与工程系和原图像识别与人工智能研究所于2013年合并组建的学院。原控制科学与工程系前身是成立于1973年的华中工学院自动控制系,1998年更名为华中理工大学控制科学与工程系;原图像识别与人工智能研究所是1978年由教育部和航天部共同批准成立从事图像识别和人工智能研究的研究机构。
科学研究工作主要涉及复杂系统控制理论、决策分析与决策支持、电力电子与运动控制、智能控制与机器人、计算机集成控制与网络技术、信息检测与识别、飞行器控制与状态监测、生物信息处理、神经接口与康复技术、物流系统、国民经济动员与公共安全、多谱图像制导、目标探测的多谱信息技术、多谱信息的实时处理与系统集成技术、人工智能与思维科学、信息安全等方向。
模式识别与智能系统是自动化一级学科的重要二级学科。迄今为止,本系在原 “图像识别与人工智能研究所”和“控制科学与工程系”的这两个学科点承担了百余项国家、国防与行业项目。近5年科研经费总额在8000万元以上,包括973计划,国家自然科学基金重点、面上和青年基金项目,863计划,国家重大专项、国防重点预研与基金,国家科技支撑计划,省部级科研项目,以及大型工程和企业科研合作项目等。
总结