科技改變生活 · 科技引領(lǐng)未來
當(dāng)前,我國(guó)高校正在加快“一流大學(xué)”和“一流學(xué)科”建設(shè),一方面主動(dòng)設(shè)置和發(fā)展一批新興工科專業(yè),另一方面推動(dòng)現(xiàn)有工科專業(yè)的改革創(chuàng)新。新工科建設(shè)和發(fā)展以新經(jīng)濟(jì)、新產(chǎn)業(yè)為背景,需要樹立創(chuàng)新型的“新理念”,構(gòu)建新興工科和傳統(tǒng)工科相結(jié)合的學(xué)科專業(yè)“新結(jié)構(gòu)”,探索實(shí)施工程教育人才培養(yǎng)的“新模式”,打造具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的工程教育“新質(zhì)量”,建立完善中國(guó)特色工程教育的“新體系”,實(shí)現(xiàn)我國(guó)從工程教育大國(guó)走向強(qiáng)國(guó)。新工科有兩層含義,一是“新的工科”,就是老工科專業(yè)里沒有的專業(yè);二是“工科的新要求”。這些新工科建設(shè)的基本思想正是弱化傳統(tǒng)學(xué)科之間的圍墻、構(gòu)建新興工科和拓展專業(yè)空間。
麻省理工學(xué)院提出,工程教育應(yīng)從關(guān)注當(dāng)前產(chǎn)業(yè)界發(fā)展轉(zhuǎn)向面向產(chǎn)業(yè)界未來發(fā)展,即面向未來的新機(jī)器與新工程體系。新機(jī)器是人造物體的統(tǒng)稱,例如機(jī)械類、分子類、生物類、信息類的工程人造物體。新工程體系是指由新機(jī)器組成的產(chǎn)業(yè)體系,21世紀(jì)中期將會(huì)由物聯(lián)網(wǎng)、自動(dòng)化體系、機(jī)器人體系、智慧城市、可持續(xù)材料與能源體系、生化診療、大數(shù)據(jù)等組成。面向未來的新機(jī)器與新工程體系展示出高度的整合性、復(fù)雜性、連通性、自主化、可持續(xù)發(fā)展等特色。整合性指它們超越了傳統(tǒng)工程學(xué)科隔離,對(duì)機(jī)械、信息、分子、生物、建筑、能源等進(jìn)行整合;復(fù)雜性指所運(yùn)用的工程技術(shù)的復(fù)雜程度不斷提升;連通性指各部分是高度連通的;自主化指自主水平提升,獨(dú)立于人的行為自主運(yùn)作;可持續(xù)發(fā)展指與自然生態(tài)環(huán)境之間的關(guān)系。可以想象,來自傳統(tǒng)工程教育培養(yǎng)的研發(fā)人員難以全面應(yīng)對(duì)新工程具有的特點(diǎn)。
人工智能的特殊性決定了其研究不能循規(guī)蹈矩、亦步亦趨。“善出奇者,無窮如天地,不竭如江河”。創(chuàng)新是大學(xué)的靈魂,創(chuàng)新在某種意義上就是最大的“出奇”。人工智能研究離不開理論創(chuàng)新和方法創(chuàng)新,但同時(shí)也與產(chǎn)業(yè)應(yīng)用密不可分。產(chǎn)業(yè)界為人工智能研究提供了豐富的真實(shí)問題、生動(dòng)的應(yīng)用場(chǎng)景和有力的大數(shù)據(jù)支持。人工智能有代表性的核心技術(shù)是機(jī)器學(xué)習(xí)與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),應(yīng)用條件是數(shù)據(jù)量大、邏輯清楚、規(guī)則明確,取得成效體現(xiàn)在避免出錯(cuò),預(yù)測(cè)未來。如航空航天工程結(jié)構(gòu)探傷、電子器件產(chǎn)品的研制,通過人工智能方法對(duì)過往數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,可以大幅縮短研制周期,提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力;區(qū)域供電和空調(diào)能源的管理與控制,通過人工智能可以根據(jù)氣候和負(fù)載變化動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)調(diào)配制冷和供能策略,提高安全性,節(jié)約人力維護(hù)成本和能源消耗;醫(yī)療領(lǐng)域可匯集既有數(shù)據(jù),應(yīng)用圖像識(shí)別、卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)等人工智能手段實(shí)現(xiàn)智能讀片、手術(shù)和診斷等;教育領(lǐng)域可基于語音識(shí)別和自然語言處理等人工智能技術(shù)進(jìn)行智能口語測(cè)評(píng)、寫作批改、自適應(yīng)學(xué)習(xí)等;石油天然氣和冶金礦山可通過人工智能預(yù)測(cè)探明儲(chǔ)量,優(yōu)化開采手段,實(shí)現(xiàn)高效開采。這些應(yīng)用場(chǎng)景由用戶提供,大學(xué)應(yīng)與用戶緊密合作,探索人工智能更廣闊的用武之地。
2018年10月,浙江大學(xué)成立的交叉力學(xué)研究中心以力學(xué)為牽引,實(shí)現(xiàn)各學(xué)科交叉融合,孕育新的科學(xué)增長(zhǎng)點(diǎn),研究方向包括力學(xué)與人工智能交叉、力學(xué)與材料基因交叉以及力學(xué)與電子信息交叉,形成基礎(chǔ)研究、工程應(yīng)用和前沿技術(shù)三大特色。創(chuàng)新性和創(chuàng)造力多產(chǎn)生于學(xué)科交叉與融合。楊衛(wèi)院士等的文章提出:“交叉力學(xué)應(yīng)用力學(xué)的原理和方法,以新的視角闡述自然及社會(huì)。它從不界定自己的邊界,永遠(yuǎn)進(jìn)取;它大道至簡(jiǎn),從而變化萬千;它自我驅(qū)動(dòng),不斷學(xué)習(xí),演化出新的學(xué)科方向,例如信息動(dòng)力學(xué),生物力學(xué)等;它在交叉融合的過程中,不斷豐富了對(duì)力學(xué)的認(rèn)識(shí)”。
近期,清華大學(xué)正式成立了人工智能研究院,及若干交叉中心,例如腦與智能(生命科學(xué)、數(shù)值計(jì)算),人工智能(計(jì)算機(jī),數(shù)學(xué)),智能汽車(信息與汽車),就是要緊緊抓住人工智能這一信息技術(shù)發(fā)展的龍頭,積極推進(jìn)大跨度的學(xué)科交叉融合,積極推進(jìn)大范圍的技術(shù)與產(chǎn)業(yè)、學(xué)校與企業(yè)融合,在人工智能的基礎(chǔ)理論和基本方法上進(jìn)行源頭性和顛覆性創(chuàng)新,為人工智能領(lǐng)域的中國(guó)貢獻(xiàn)增添濃墨重彩的一筆,爭(zhēng)取在當(dāng)代科技的最新前沿做到身位領(lǐng)先,助力中國(guó)將未來科技發(fā)展的戰(zhàn)略制高點(diǎn)牢牢抓在手中。
馬俊
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