智能科学与技术专业发展问题.ppt

1,智能科学与技术专业发展问题,2004年11月7日 于首都师范大学,刘宏,中国人工智能学会 北京大学智能科学系,2,主要内容,与 “智能”有关的基础研究与应用研究情况 智能科学与技术专业建设进展 问题1：什么是“智能科学与技术”（IST）？ 问题2：新学科研究范围如何界定？ 问题3：“智能科学” 学什么？ 问题4：如何实现新学科的健康发展？,3,把握国内外智能科学技术研究和应用的基本情况，是专业建设的基础 如何获取有效的信息，科学地分析，准确地把握？ 毕业生？论文？学科数量？科研项目？ 可靠的线索博士生招生培养方向：信息公开、可靠；方向前沿；与人才对应；与科研项目密切相关； 面向三级学科的分析：方向导师队伍,有关“智能”的基础研究与应用研究情况,4,数据采集：代表性、地域性、信息的方便采集 单位选择： 北京大学 清华大学 中国科学院研究生院 复旦大学 南京大学 中国科学技术大学 浙江大学 国防科学技术大学 哈尔滨工业大学 西安交通大学 部分著名高校的数据收集不够全面，本次未能列入 数据来源：各单位在网站上正式发布的2005年博士生招生专业目录 仅收集目录中出现直接“智能”两字的研究方向 与智能科学技术密切相关的，如“人工生命”、“神经网络”、“Agent技术”、机器感知等，由于搜索上和界定上的难度而未做收集和统计 不排除“计算机=智能”和以“智能”为标签的可能性；,有关“智能”的基础研究与应用研究情况,5,有关“智能”的基础研究与应用研究情况,6,有关“智能”的基础研究与应用研究情况,7,有关“智能”的基础研究与应用研究情况,8,有关“智能”的基础研究与应用研究情况,9,有关“智能”的基础研究与应用研究情况,10,有关“智能”的基础研究与应用研究情况,11,有关“智能”的基础研究与应用研究情况,12,有关“智能”的基础研究与应用研究情况,13,有关“智能”的基础研究与应用研究情况,14,有关“智能”的基础研究与应用研究情况,15,有关“智能”的基础研究与应用研究情况：统计,1）三甲：浙江大学 西安交通大学 哈尔滨工业大学 2）理工大学方向多，综合大学实力集中 3）东南、西北、东北多于京、沪,16,有关“智能”的基础研究与应用研究情况： 博士生研究方向数量统计,南京大学,复旦大学,清华大学,国防科学技术大学,北京大学,中国科学技术大学,中国科学院研究生院,哈尔滨工业大学,西安交通大学,浙江大学,17,有关“智能”的基础研究与应用研究情况：分析,10大研究生院，206个标写“智能”的研究方向 按1：2保守估计 10大研究生院，400以上标写“智能”和未标写“智能”的研究方向 按1：1 保守估计 10大研究生院，400以上从事“智能”基础和应用研究的“博导” 按1：2.5估计 10大研究生院，1000以上从事“智能” 基础和应用研究的高级研究人员 按1：2估计 全国各单位，2000以上从事“智能” 基础和应用研究的高级研究人员 按1：2估计 全国各单位，4000以上从事“智能” 基础和应用研究的研究生 按1：5估计 人才需求规模，20000以上具有“智能” 科技基础的大学本专科生,2万IST大学生= 50人*4个年级*100所大学,18,智能科学与技术专业建设进展：二级学科,2002年10月24日国务院学位办发布关于做好博士学位授权一级学科范围内自主设置学科、专业工作的几点意见，2003年初批准如下新学科：,19,智能科学与技术专业建设进展：研究方向,研究生专业方向初步确定 人工智能理论与方法：AI理论、认知、NN、计算智能、分布智能等 智能信息处理：自然语言处理、数据挖掘、网上智能、机器视觉、机器听觉、多传感、模式识别、智能接口、人机交互等 智能系统与工程：专家系统、智能机器人系统、Agent技术、多Agent系统、智能机器、智能决策支持技术、智能远程教育技术、智能网络系统、智能控制技术、智能产品、智能工程等 研究生阶段培养的二级学科,本科生阶段培养的重要依据 研究生阶段课程的适当下移:交叉的基础 专门的知识 宽阔的就业,20,智能科学与技术专业建设进展：本科专业,已经建立IST专业并招生的单位：北京大学 已经按IST专业方向培养学生的单位：首都师范大学 筹备申报IST专业的单位： 北京邮电大学 北京科技大学 北京理工大学 南开大学 哈尔滨工程大学 天津职业师范学院等 积极参与、关注IST新学科建设与发展的单位： 南京工业大学 武汉工程大学 北京工商大学等几十所大学,21,22,中国人工智能学会 教育专业委员会组织的系列活动： 2002年12月 第一届全国人工智能教育学术研讨会（北航） 2003年11月第十次全国人工智能大会 智能教育论坛（广州） 2004年8月 智能科学与技术专业建设座谈会（首师大） 2004年11月第二届全国智能科学与技术教育学术研讨会 初步形成的学科建设文件（专业委员会网站下载） 智能科学与技术专业规范 智能科学与技术专业建设论证报告 国内外智能科学技术相关学科建设情况 智能科学与技术专业本科生课程体系,智能科学与技术专业建设进展：交流与积累,23,概念的界定（钟义信教授提出）,什么是“智能科学与技术”（IST）？,传感：信息获取,通信：信息传递,计算机：信息处理（非认知*处理）,控制：信息执行,狭义智能：信息认知与信息再生#,* 认知：把信息提炼为知识的过程，以知识的形成为标志,自动化,智能化,# 再生：把知识激活为策略的过程，一策略的形成为标志,24,什么是“智能科学与技术”（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,新学科研究范围如何界定？,信息社会的新趋势 人类社会已进入了以计算机和网络技术为基础，数字化、智能化为标志的现代信息社会 网络将成为信息运动的主要载体 信息将成为主导社会生活的一种全新的力量 机器人将走进人类生活的各个领域，并成为重要的社会组成部分 人类快速增长的物质文化需求与有限的物质和能源、有限的生存发展空间的矛盾空前突出 人在信息社会中的地位、作用和价值将面临越来越多的困惑和挑战 。 。,26,新学科研究范围如何界定？,信息社会的新问题？ 科技进步改变生活：巨大方便+难以理解的现象+另人困惑的问题。 为什么越来越多的信息随手可得，而人们却感觉更加茫然和无知？ 为什么越来越多的机器想为人服务，而人们却感觉成了机器的奴隶？ 为什么在越来越舒适的工作和生活空间，人的健康却面临更多的挑战？ 为什么用计算机的速度越来越快，仍然难以解决很多“简单”的问题？ 为什么航天飞机越飞越远，面临地球上的常见灾害却往往无能为力？ 为什么越来越宽的城市道路上，偶然的交通事仍会破坏半个城市的交通？ ,机器人见了她也会感觉到头晕吗?,27,新学科研究范围如何界定？,1.为什么越来越多的信息随手可得，而人们却感觉更加茫然和无知？ 信息管理和信息检索问题（人-信息） 2.为什么越来越多的机器想为人服务，而人们却感觉成了机器的奴隶？ 友好的人-机接口问题（人-机器） 3.为什么在越来越舒适的工作和生活空间，人的健康却面临更多的挑战？ 人与环境的相互感知、和谐互动问题（人-环境） 4.为什么用计算机的速度越来越快，仍然难以解决很多“简单”的问题？ 信息在机器中的表示和处理方式问题（信息-机器） 5.为什么航天飞机越飞越远，面前地球上的灾害却常常无能为力？ 环境信息的采集、处理和控制问题（信息-环境） 6.为什么道路越来越宽，偶然的交通事仍会破坏半个城市的交通？ 机器运动、时空约束与有效调度问题（机器-环境）,28,新学科研究范围如何界定？,交互问题,环境,信息,机器,人,交互问题,和谐问题,和谐问题,(信息检索/用户接口),结合问题,结合问题,(信息处理/机器智能化),(智能环境、环境建模),(人体工程学、人机互动),(机器感知、虚拟现实),(穿戴计算/智能家居),“机器”是具有一定自主能力的机器 “信息”是具有能动性的客观实体 “环境”具有感知、计算能力、调整能力，“人”是作业参与者或服务对象,29,新学科研究范围如何界定？,科技进步的的确确改变着我们的生活，但却使人在信息、机器高度密集的环境中，变得更为被动和无奈。 如何才能更好地尊重、理解并满足人的各种需要，最大限度地体现以人为本的精神，对科技发展和社会进步提出了一个重大的挑战。 人是具有高度智能的社会动物，满足人类需求最大的困难是正是由于人的智能性。研究人的智能性，并将它赋予给信息、机器和环境，是最为有效的解决途径之一。 为什么需要智能科技？因为人是有智能的，人需要在智能的条件下生存和发展；人的智能是有限的，需要复制、转移和扩展。 因此，智能科学技术必将成为信息科学技术学科群中新最耀眼的新成员。,30,智能科学与技术面临的中心课题 将人、信息、机器和环境等信息社会的构成要素统一作为有感知能力和运动能力的“智能体”来认识，研究智能体之间的感知、理解、互动、和谐问题，为智能机器感知、智能信息处理、智能人机交互和智能系统集成不段提供理论、方法和技术，提高传统机器和机器人的智能水平，最大限度地实现人与信息、与机器、与环境的高度协调，推进全社会的智能化进程。,新学科研究范围如何界定？,31,“智能科学” 学什么？,新学科的基本特征 将人、信息、机器和环境等信息社会的构成要素统一作为有感知能力和运动能力的“智能体”来认识； 以最大限度地实现人与信息、与机器、与环境的高度协调，推进全社会的智能化进程宗旨。 以AI理论和智能信息处理基本方法为基础，引入生命科学、认知科学和脑科学的研究成果和研究方法，建设自然智能与人工智能有机结合的新学科。 互联网络将成为智能信息处理、智能行为交互和智能系统集成的主要环境。 传统机器智能化和智能机器人系统为新学科发展提供研究载体和持久动力。 智能科学与技术新学科的建立，适应国家中长期科技发展和社会进步的需要，是一个面向未来的学科。推动信息科技实现跨越式发展，解决信息社会中以人为本的众多科学技术问题，又是一个服务现实的学科。,32,“智能科学” 学什么？,学什么？专业界定培养方案课程设置人才需求社会发展 相关性：硬件工程师软件工程师智能工程师 智能是对信息的“深加工” 信息+网络+机器人 互补性：很多大学计算机专业本科生规模过剩，软件工程师“危机” 特殊性：掌握软件硬件技术 + 智能科技知识 针对性：由于处理对象的综合性、环境的多样性和需求的特殊性，需要针对不同层次、不同需求探索教学内容； 坚定性：智能化将是人类长期面临的重大课题，将成为可持续发展、广阔的研究和应用领域，“智能工程师”将成为大有前途的高尚职业。,33,“智能科学” 学什么？,特色课程是新学科区别与相关学科的重要标志,34,“智能科学” 学什么？,新专业需要一个基本的课程框架：制定一个普适的方案是不可能的,35,“智能科学” 学什么？,新专业需要一个基本的课程框架：制定一个普适的方案是不可能的,36,如何实现新学科的健康发展？新学科发展环境,政策,相关学科,相关学科,传统学科,社会需求,IST,37,1）瞄准社会发展和人才需求的发展趋势，坚持一定的超前性； 5年10年（本科四年毕业，博士10年毕业） 2）建立有效的沟通渠道：每年一度的IST教育会议（学科建设主题、课程 与教材主题、人才需求主题、智能产业主题） 3）充分利用相关学科现有的教学资源：很多课程、教材、师资和实验条 件都是可以为新学科直接使用的;充分利用传统学科改造的契机 4）兼顾“自下而上”和“自上而下”两种发展途径，争取国家政策的倾斜和 教育主管部门的扶持； 5）全国范围内的智能科学与技术学科建设与发展协调网，集中国内外专 家学者的集体智能，使新学科自诞生之日起就得到科学的规划。 6）新学科需要在一定区域内实现跨学科、跨学校的合作教学模式，通过远程 教学实