基于无人驾驶的高职人工智能专业群建设研究

作者:未知

  [摘           要]  基于湖南科技职业学院人工智能学院发展现状,提出怎么通过系列方法打造人工智能(AI)专业群的问题。指出无人驾驶是人工智能技术应用的最新方向之一,分析人工智能专业人才培养与无人驾驶的关系,解析湖南科技职业学院在基于无人驾驶的AI专业群建设的研究,主要包括:根据人工智能产业发展和市场岗位需求推导出对应用人才的技能要求;打造无人驾驶方向的课程体系和实习实训体系;构建基于七阶流程的能力本位课程体系;专业群建设后续思考等。
  [关    键   词]  无人驾驶;人工智能;专业群建设
  [中图分類号]  G712                    [文献标志码]  A                      [文章编号]  2096-0603(2019)36-0028-02
   人工智能正在以迅雷不及掩耳之势席卷全球,冲击着社会各个领域和产业的所有环节,驱动产业结构、城市形态、生活方式、科技格局的颠覆性变革。身处发展和变革中的高等教育面临着严峻挑战,也拥有难得的机遇[1]。为此,湖南科技职业学院于2018年8月10日成立了人工智能学院,为国内首批高职人工智能学院之一,开设有大数据技术与应用、大数据技术与应用(人工智能方向)、计算机网络技术、计算机网络技术(网信安全方向)、移动互联应用技术和嵌入式技术与应用四个专业六个方向。目前学院有网络通信实训室、LTE实训室、路由交换实训室、数据挖掘实训室等25个校内实训室,分别与自兴人工智能集团、科大讯飞股份有限公司、中国软件行业协会智能应用服务分会建立了战略合作关系,产教深度融合,致力于打造国内一流人工智能专业群。
   目前,四个专业六个方向各自在已有的基础上结合人工智能技术进行人才培养方案修订,尚未完全发挥出学院自身特点和学科优势。人工智能在国内的发展还处于初始阶段,学院如何在已开设专业的基础上找到切入点——无人驾驶技术,合理配置教学资源,建设特色鲜明的专业群,推导出符合社会发展需求的人才技能要求,打造出人工智能相关专业课程体系和实训体系成为迫切需要探讨的问题。
   一、无人驾驶是人工智能技术专业应用的最新方向
   作为21世纪三大尖端技术之一,AI随着算法、硬件、交互方式等瓶颈的不断突破,将迎来全新的发展拐点。近些年,世界的主要发达经济体都把AI作为重大战略以提升国家竞争力,极度重视AI领域前沿技术和整体布局,以人工智能发展为核心,规划相关国家政策与战略,力争夺得新的一轮科技竞争话语权。无人驾驶应用是AI技术在人类出行范畴的成功探索。无人驾驶汽车(Driverless Car)又可以叫智能汽车、自动驾驶汽车或轮式移动机器人等,它能够通过电脑系统完成自动驾驶。当下,汽车领域的最新技术发展趋势已导向无人驾驶,应用该技术能够覆盖更高层次的用户使用需求以及大幅度提升舒适性和安全性[2]。
   无人驾驶是以AI技术为核心的新一代汽车产业变革,因此其发展深度依赖于AI自身的不断进步。现在的AI以机器学习和深度神经网络为核心,在不同领域迅猛发展,如语音、机器视觉和自然语言等,在各行业已经像水电气等基础能源一样提供服务。各领域的研究人员分别使用不同的方法,基于不同的视角,循迹于不同路径对AI进行探索。近些年,作为人工智能领域最重要的进展——深度学习(Deep Learning),在众多领域都有极佳的惊人表现。
   无人驾驶技术的组成实际上可以分为两大类:(1)传统汽车产业所涵盖的车身、底盘、发动机(燃油或电动等)、储能装置以及相应的底盘与动力控制、车载电子等传统汽车的电子控制装置等,这些领域的技术已发展得相对成熟,产品的边际效益逐渐递减,突破性的技术进步或创新已经很难再有。(2)以人工智能为核心的智能传感、自主决策等系统以及随着逐年升级的消费者的体验要求,尤其是在可视性、舒适度和可操作性等方面要求较高,使安全系统(ADAS)和车载电子(智能驾舱)市场稳步且快速增长。同时,无人驾驶要真正实现L5级别的智能自主驾驶还面临着相当漫长的研发工作,这里面还包含了各种各样的测试环境。
   无人驾驶第二类技术的整体技术构架大致可以分为算法、系统以及云平台。算法模块包括传感(获取环境数据)、感知(理解车辆周围环境,包括定位、物体识别,物体追踪)以及决策(路线规划,行为预测等),系统及云平台则有一个无人驾驶的云平台,包括高精地图、精准定位、模型训练、计算以及数据存储等[3]。
   二、人工智能专业人才培养与无人驾驶的关系
   2018年10月31日,基于人工智能发展现状和趋势,中共中央政治局开展了第九次集体学习。作为新的一轮产业变革与科技革命重要驱动力,加快发展AI是战略问题,直接关系到我国能否抓住新一轮产业变革和科技革命。在人工智能这一新兴技术领域,能抢占到核心技术人才确实是一件很重要的事。无人驾驶产业扩张迅速,在技术大佬频繁跳槽、科技巨头之间的挖角争夺战之间透露的其实是无人驾驶产业巨大的人才缺口[4]。无人驾驶是跨学科行业,无论是对汽车类院校还是IT类院校均如此,对大多数学校的学生而言,无人驾驶至今仍是看不到、摸不到的存在。要推动无人驾驶技术的发展,大力投入高职教育(高等教育)是最好的途径。
   目前,人工智能相关领域各级各类的人才需求大于供给的问题普遍存在,尤其在高端人才、转化人才和应用人才方面存在非常大的缺口。高等职业教育是培养高级应用型人才最重要的教育方式之一,属高等教育范畴,是高等层次的职业教育。此类教育着眼点在于学生实际技能培养,以为国民经济所属各部门输送高级应用型人才和高级技术工人为培养目的,也是人工智能产业应用人才的重要培育环节。只有各级各类高校增加人工智能专业技能人才的培养数量,并提高专业人才的培养质量,才能缓解当前人工智能技术人才的供需矛盾。    与科研型本科教育不同,高职院校的培养目标、专业设置、培养方式、课程开发、实习实训安排等环节需纳入区域化经济和社会发展体系,实现深度校企合作,达到产教融合的效果。其实,校企合作只是产教融合的一种表达形式,实现产教融合的前提是深度的校企合作,而真正落实校企合作主要基于职业教育的市场化动力,以确切的市场需求作为导向的高职教育才是人才培养和技能形成的原动力。
   三、人工智能学院在基于无人驾驶技术专业群建设的研究
   (一)根据人工智能产业发展和市场岗位需求推导出对应用人才的技能要求
   高职学生主要培养岗位为AI应用型人才和技术工人,技能要求:(1)人工智能工程知识,包括人工智能及相关领域跟踪和发展新理论、新知识[5]。(2)人工智能工具的使用。针对复杂人工智能工程问题选择和使用恰当的技术、工具,能够对工程问题的数据进行处理,甚至进行预测与模拟。(3)其他能力,即适用其他环境、职业规划、团队合作等方面的能力。
   (二)打造无人驾驶技术一体的课程体系和实习实训体系
   经梳理无人驾驶相关技术需求并结合学院实际专业设置情况,确立以下无人驾驶中的三个关键技术为抓手建立课程与实习实训体系:(1)车辆与设施的关键技术,包括但不限于控制执行技术、环境感知和智能决策技术等。其中环境感知部分放在嵌入式技术与应用方向,智能决策与控制执行放在人工智能方向。(2)信息通信的关键技术,包括但不限于V2X、大数据与云计算技术、网络与信息安全技术等。其中V2X通信技术放在计算机网络技术和移动互联应用技术方向,云平台与大数据技术放在大数据技术与应用方向,信息安全技术放在网信安全方向。(3)支撑技术基础,包括但不限于高精度地图和定位、相关标准法规和评价测试等。这部分放在人工智能方向,学院将依托湖南地理信息产业园开展相關教学和实践活动。经过建立课程与实习实训体系,四个专业六个方向能较好地围绕无人驾驶技术开展课程教学。
   (三)在课程开发方面,学院利用校企合作资源优势,构建基于七阶流程(行业调研、工作任务、职业能力、行动领域、学习领域、学习情境、课程体系)的能力本位课程体系
   根据技术领域和职业岗位的任职要求,获取相关工作任务与岗位的核心能力,通过“岗位领域→技术领域→学习领域”的剖析与转换过程,制定以职业能力为核心的新的专业课程体系。课程教学团队与企业专家一起,按照基础课程工具化、核心课程项目化、方向课程岗位化,以能力为本的原则,遵从反转映射实施过程之“取得—内省—转化—实施”的思维过程,有机融合过程知识与程序知识,采取企业导向、项目驱动的原则进行核心课程开发。
   (四)对本校人工智能专业群建设的后续思考
   人工智能专业拥有非常广阔的发展前景,我校抓住先机开设了对应专业,为区域发展、为无人驾驶行业培养高质量的应用型人才。接下来,应当思考如何科学制定人才培养模式,如何建设专业教学资源库以及如何提高人工智能专业群师资队伍建设。
   参考文献:
   [1]谢青松.人工智能时代职业教育的转型和发展[J].教育与职业,2018(8):50-56.
   [2]中国信息通信研究院和中国人工智能产业发展联盟.人工智能发展白皮书:技术架构篇[Z],2018.
   [3]熊璐,康宇宸,张培志,等.无人驾驶车辆行为决策系统研究[J].汽车技术,2018(8):1-9.
   [4]郑洁红,彭建升.新一代人工智能变革大学教育的方向与限度[J].中国高校科技,2018(12):45-47.
   [5]黄河燕.新工科背景下人工智能专业人才培养的认识与思考[J].中国大学教学,2019(2):20-25.
  ◎编辑 赵瑞峰
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