人工智能：拓展人类智慧的边界
制造智能机器是人类长久以来伟大的梦想。但时至今日，机器智能和人类智能之间还存在无法跨越的界限。年初至今，ChatGPT无疑是最火的话题之一，它所展现出的语言合成、图像生成、内容推荐等能力令人惊叹，甚至有人认为ChatGPT是通用人工智能的奇点，人类又站在了一个重要的“十字路口”。
2023年高考即将拉开帷幕，在近几年高校新增专业中，人工智能专业可谓妥妥的“爆款”。让我们跟随西安交通大学人工智能学院副院长魏平教授、中国科学院大学人工智能学院副院长肖俊教授，一起来了解这个“火爆”的专业。
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目录一、专业解析二、专业与就业三、报考指南 回顶部一、专业解析研制智能机器人工智能问世几十年，但对其定义仍然仁者见仁，智者见智。据中国科学院大学人工智能学院副院长肖俊教授介绍：“人工智能其实到现在并没有公认且统一的定义，但其目的和研究内容还是基本一致的，其目的是探索智能的本质，研制具有类人智能的智能机器，其研究内容是能够模拟、延伸和扩展人类智能的理论、方法、技术和应用系统。因此，人工智能专业也就是研究使机器模拟、延伸和扩展人的智能的学科和专业。”
“人工智能的目标是让机器拥有像人一样甚至超越人的智能，从而让机器为人类服务、造福人类和社会。”西安交通大学人工智能学院副院长魏平教授说：“人工智能专业是一门多学科交叉的新兴学科，深度融合自动化、计算机、电子信息、通信、数学统计等各专业领域的知识，旨在培养扎实掌握人工智能基础理论、基本方法和应用技术，未来能在我国人工智能科学与技术产业发展中发挥作用的优秀人才。”
智能科学与技术和人工智能肖俊教授介绍：“近年来人工智能技术取得了很大的进步，并已经逐渐形成了一门独立的交叉学科——智能科学与技术。”
智能科学技术本科教育的开端，可以追溯到2003年北京大学智能科学与技术专业的建立。在教育部公布的2022年版《普通高等学校本科专业目录》中，智能科学与技术专业为“特设”专业，放在计算机类专业之下，可授予理学和工学学位。
2018年，“人工智能”专业首次出现在教育部新增审批本科专业名单中，在新版《普通高等学校本科专业目录》中，人工智能专业放在电子信息类专业之下，授予工学学位。
人工智能专业和智能科学与技术专业有何区别？肖俊教授说：“从专业知识结构来看，两者基本是一样的，没有本质区别，只是说法不同。从学科的角度来讲，智能科学与技术是一级学科名称，人工智能可以看做是专业名称。”
人工智能专业教什么？人工智能专业的专业核心课程体系包括人工智能概论、认知科学、机器学习、模式识别、深度学习、知识工程、数据挖掘、物联网等系列课程。不同层次和类型的高校，人工智能专业培养体系也不尽相同。
以西安交通大学为例，本科阶段课程设置八大课程群，共包含37门课程，其中必修25门、选修12门。此外，还特设了“专业综合性实验”课程群，培养学生综合运用所学知识动手解决实际问题的能力。基础课程包含了数学分析、线性代数与解析几何、计算机科学与人工智能的数学基础、概率统计与随机过程、博弈论、信息论、大学物理、电子技术与系统、数字信号处理、现代控制工程，计算机相关的课程包含了计算机程序设计、数据结构与算法、计算机体系结构等，人工智能核心课程包含了计算机视觉与模式识别、自然语言处理、机器学习、强化学习与自然计算、机器人学等。
中国科学院大学人工智能专业的本科生，除常规的数理基础课程外，所学习的课程还包括数学与统计学基础（离散数学、人工智能的数学基础）、工程科学基础（电路分析基础、信号与系统、数字电路、自动控制原理）、计算机科学基础（理论计算机科学、数据结构与算法）、人工智能核心课（人工智能原理、模式识别与机器学习、认知神经科学、复杂系统决策智能）和人工智能伦理课等专业必修课；以及按不同方向划分的专业选修课，专业方向包括：人工智能基础、模式识别与机器感知、语言与知识处理、智能机器人以及人工智能交叉学科等；此外，还有人工智能科研实践课程。
回顶部二、专业与就业国以才兴“20世纪50年代初，图灵发表论文《计算机器与智能》并提出了图灵测试的概念，标志着人工智能的诞生。1956年达特茅斯会议第一次确立了名词‘人工智能’，自此人工智能很快成为一个新兴的研究领域。进入21世纪特别是2010年后，随着大数据、高算力、云计算以及神经网络等技术的巨大进步，人工智能进入了新的发展高潮。世界各国均高度重视人工智能的发展，陆续出台人工智能相关战略和政策，加快人工智能技术和产业发展。”西安交通大学人工智能学院副院长魏平教授这样为我们介绍人工智能专业的发展背景。
近年来，布局发展人工智能已经成为世界许多国家的共识与行动。中国高度重视人工智能的发展，习近平总书记在中共中央政治局第九次集体学习时强调，人工智能是新一轮科技革命和产业变革的重要驱动力量，加快发展新一代人工智能是事关我国能否抓住新一轮科技革命和产业变革机遇的战略问题。
2017年7月，国务院正式发布《新一代人工智能发展规划》，将我国人工智能技术与产业的发展上升为国家重大发展战略，提出要“完善人工智能教育体系”。2018年4月教育部印发了《高等学校人工智能创新行动计划》,明确提出了设立人工智能专业、推动人工智能领域一级学科建设、建立人工智能学院以及完善人工智能领域人才培养体系等重要任务。
业以才立据人力资源和社会保障部统计，全球人工智能人才储备中，中国只占5%左右，人工智能人才缺口超过500万人，供求比例为1：10。人社部发布的《新职业——人工智能工程技术人员就业景气现状分析报告》中显示，人工智能企业可划分为基础层、技术层和应用层。基础层以AI芯片、计算机语言、算法架构等研发为主；技术层以计算机视觉、智能语言、自然语言处理等应用算法研发为主；应用层以AI技术集成与应用开发为主。
人工智能工程技术人员主要工作任务：
1.分析、研究人工智能算法、深度学习等技术并加以应用；
2.研究、开发、应用人工智能指令、算法；
3.规划、设计、开发基于人工智能算法的芯片；
4.研发、应用、优化语言识别、语义识别、图像识别、生物特征识别等人工智能技术；
5.设计、集成、管理、部署人工智能软硬件系统；
6.设计、开发人工智能系统解决方案。
上述分析报告指出，人工智能行业的高薪主要分布在京津、长三角、珠三角及部分内陆省会城市。北京、上海、深圳及杭州的薪水位列第一方阵，月薪在1.8万左右；苏州、南京、广州及厦门位列第二方阵，月薪在1.4万左右；其他沿海及内陆省会城市，如成都、重庆、长沙及济南等位于第三方阵，月薪在1.3万左右。热门职位中，深度学习算法工程师月薪可以达到2.2万，职位量方面，算法工程师需求遥遥领先。
回顶部三、报考指南生源呈现三大特点近年来，人工智能专业人才培养规模持续扩大，可谓妥妥的“爆款”。从生源情况看，人工智能专业报考呈现三个特征：一是录取分数线高，如浙江大学人工智能专业，近两年在浙江省的录取分数段排名都是在全省前300名左右；西安电子科技大学人工智能专业本科招生的计算机类新工科实验班，近两年在陕西省的录取平均分不低于610分。二是专业兴趣高，在近期北京举办的高招咨询会活动中，很多考生对人工智能专业的展现出了强烈的兴趣，学生最感兴趣的方向是机器学习、深度学习、计算机视觉、自然语言处理、语音识别等。三是继续深造意愿强，大部分学生和家长都表示会在本科毕业后选择继续深造。
新增数量最多的专业之一2018年教育部批准设立人工智能本科专业。经过四轮增开，截止2023年共有499所高校（2018年审批首批35个本科专业点，2019年备案180个，2020年为130个，2021年和2022年分别备案95个和59个）经批准备案设置人工智能本科专业，为近年来新增开设数量最多的专业之一。
不完全统计，全国已有40多所高校成立了独立的人工智能学院。不同高校人工智能专业培养体系不尽相同。例如，依托所在高校计算机学院或数学学院派生发展起来的高校，侧重于架构和算法；依托自动化学院、电子信息学院或交叉组合的人工智能学院，侧重于智能控制和机器人、信息处理和模式识别等特色应用方向。很多高校结合自身学科建设的特色和基础开展人工智能专业的培养，实力较强的代表院校如清华大学、北京大学、中国科学院大学、南京大学、西安交通大学、浙江大学、哈尔滨工业大学、西安电子科技大学等。
各具特色的人工智能清华大学2019年成立人工智能学堂班（简称“智班”）并招生，与计算机科学与技术系、软件学院等诸多院系保持紧密合作，以广基础、重交叉的培养模式，深化学生对人工智能的理解。
北京大学2021年12月正式成立智能学院，通过整合原智能科学系、王选计算研究所和人工智能研究院的力量，将“智能科学与技术”纳入北京大学“双一流”建设学科。分别依托元培学院和信息学院，打造了“北大通班”、“北大智班”两个旗舰班。
中国科学院大学人工智能学院成立于2017年5月，是我国人工智能领域首个全面开展教学和科研工作的学院。人工智能本科专业依托中国科学院自动化研究所开展教学和培养工作，因此具有非常强的师资力量和非常好科研条件及环境，重在培养人工智能领域的科技领军人才。
南京大学于2018年成立人工智能学院，人工智能专业从计算机学科长期发展孕育，依托南京大学计算机软件新技术国家重点实验室，形成了一支以周志华教授为首的在人工智能领域具有国际影响力的优势团队，并结合南京大学文理工医学科形成交叉优势，开展人工智能本科专业人才培养。
西安交通大学人工智能专业由我国人工智能权威专家、中国工程院院士郑南宁教授于2017年领衔创办，2018年开始招生并于2019年获教育部首批“人工智能”本科新专业建设资格，2019年成立人工智能学院。专业依托人机混合增强智能全国重点实验室、视觉信息与应用国家工程研究中心、认知科学与工程国际研究中心等教学研究机构，秉承和发扬1986年在国内最早成立的人工智能专职研究机构“人工智能与机器人研究所”发展过程中形成的独特的科研和人才培养优势，开展人工智能专业人才培养工作。
哈尔滨工业大学人工智能专业凝聚了哈工大计算机学科人六十余年专业发展的结晶，于2019年由教育部批准建立，2021年黑龙江省教育厅批准为省级一流专业建设点。人工智能专业独具特色，服务国防、服务航天，并逐渐支撑了哈工大声、图、文、特色的计算机学科。
浙江大学设置工科实验班（竺可桢学院图灵班）人工智能专业，目前人工智能有认知机理、人工智能理论等5个培养方向。2018年建立教育部人工智能协同创新中心，2019年成立人工智能系并开始人工智能专业本科招生。
西安电子科技大学的人工智能专业是国家一流本科专业，主要方向为智能算法设计、类脑感知与计算等领域，培养“智能+信息处理”为特色的人工智能领域专业人才。
（排名不分先后，仅为介绍顺序）
人工智能的8个有用的日常例子
如果你在谷歌上搜索“人工智能”这个词，然后不知怎的就打开了这篇文章，或者用优步(Uber)打车上班，那么你就利用了人工智能。
人工智能影响我们生活的例子不胜枚举。虽然有人将其称为“机器人以邪恶的天才统治世界”的现象，但我们无法否认人工智能通过节省时间、金钱和精力使生活变得轻松。
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术语
人工智能是指机器通过专门设计的算法来理解、分析和学习数据，从而充当人类思维蓝图的现象。人工智能机器能够记住人类的行为模式并根据他们的喜好进行调整。
在我们的讨论过程中，您将遇到与AI密切相关的主要概念是机器学习、深度学习和自然语言处理(NLP)。在继续之前，让我们先了解这些。
机器学习(ML)涉及通过大数据为例向机器教学有关重要概念的知识，大数据需要被构造(以机器语言)以便机器理解。这些都是通过向他们提供正确的算法来完成的。
深度学习(DeepLearning)比ML领先一步，这意味着它通过表示进行学习，但不需要对数据进行结构化以使其有意义。这是由于受人类神经结构启发的人工神经网络。
自然语言处理(NLP)是计算机科学中的一种语言工具。它使机器能够阅读和解释人类语言。NLP允许自动翻译人类语言数据，并使两个使用不同语言的实体(计算机和人类)进行交互。
现在您已经掌握了术语，让我们深入研究人工智能的示例及其工作方式。
8个人工智能的例子
以下列出了您每天可能会遇到的八个人工智能示例，但您可能没有意识到它们的AI方面。
1.谷歌地图和打车应用
地图应用程序如何知道确切的方向、最佳路线，甚至是道路障碍和交通堵塞呢?不久以前，只有GPS(基于卫星的导航系统)被用作出行的导航。但是现在，人工智能被纳入其中，让用户在特定的环境中获得更好的体验。
通过机器学习，app算法会记住建筑的边缘，在工作人员手动识别之后，这些边缘会被输入系统。这允许在地图上添加清晰的建筑视觉效果。另一个特点是识别和理解手写的门牌号的能力，这可以帮助通勤者找到他们想要的房子。没有正式街道标志的地方也可以用它们的轮廓或手写的标签来识别。
该应用程序已被教会理解和识别流量。因此，它推荐了避免路障和拥堵的最佳路线。基于AI的算法还告诉用户到达目的地的确切距离和时间，因为它被教导可以根据交通状况进行计算。用户还可以在到达目的地之前查看其位置的图片。
因此，通过采用类似的AI技术，各种乘车应用也已出现。因此，每当您通过在地图上定位您的位置来从应用程序预订出租车时，它都是这样工作的。
2.人脸检测与识别
当我们拍照时在脸上使用虚拟滤镜和使用人脸识别码解锁手机是人工智能的两个应用，现在已经成为我们日常生活的一部分。前者包含人脸检测，即识别任何人脸。后者使用人脸识别来识别特定的人脸。
这是如何运作的?
智能机器经常匹配，有时甚至超越的能力。人类婴儿开始识别面部特征，如眼睛、鼻子、嘴唇和脸型。但这并不是一张脸的全部。有太多的因素使人的脸与众不同。智能机器被教导识别面部坐标(x、y、w和h，它们在面部周围形成一个正方形作为感兴趣的区域)、地标(眼睛、鼻子等)和对齐(几何结构)。
人脸识别还被政府机构或机场用于监视和安全。例如，伦敦盖特威克机场(GatwickAirport)在允许乘客登机之前使用面部识别摄像头作为ID检查。
3.文本编辑器或自动更正
当您键入文档时，有一些内置或可下载的自动更正工具，可根据其复杂程度检查拼写错误、语法、可读性和剽窃。
在您流利使用英语之前，一定已经花了一段时间来学习语言。同样，人工智能算法还使用机器学习、深度学习和自然语言处理来识别语言的不正确用法并提出更正建议。
语言学家和计算机科学家一起工作，以教授机器语法，就像在学校一样。机器被提供了大量高质量的语言数据，这些数据以机器可以理解的方式进行组织。因此，即使您不正确地使用单个逗号，编辑器也会将其标记为红色并提示建议。
下次让语言编辑器检查文档时，请知道您使用的是人工智能的许多示例之一。
4.搜索和推荐算法
当您想看自己喜欢的电影或听歌或在网上购物时，您是否注意到建议的内容完全符合您的兴趣?这就是人工智能的功能。
这些智能推荐系统可从您的在线活动中了解您的行为和兴趣，并为您提供类似的内容。通过不断的培训，可以实现个性化的体验。数据在前端(从用户)收集，存储为大数据，并通过机器学习和深度学习进行分析。然后，它可以通过建议来预测您的喜好，而无需进行任何进一步的搜索。
同样，优化的搜索引擎体验是人工智能的另一个示例。通常，我们的热门搜索结果会找到我们想要的答案。怎么发生的?
向质量控制算法提供数据，以识别超越SEO垃圾内容的高质量内容。这有助于根据质量对搜索结果进行升序排列，以获得最佳用户体验。
由于搜索引擎由代码组成，因此自然语言处理技术可以帮助这些应用程序理解人类。实际上，他们还可以通过汇编排名靠前的搜索并预测他们开始键入的查询来预测人们要问的问题。
诸如语音搜索和图像搜索之类的新功能也不断被编程到机器中。如果要查找在商场播放的歌曲，只需将手机放在旁边，音乐识别应用程序就会在几秒钟内告诉您歌曲的内容。在丰富的歌曲数据库中进行筛选后，机器还将告诉您与该歌曲有关的所有详细信息。
5.聊天机器人
作为一个客服，回答问题可能会很费时。一个人工智能的解决方案是使用算法来训练机器，通过聊天机器人来迎合客户的需求。这使得机器能够回答常见问题，并接受和跟踪订单。
聊天机器人被教导通过自然语言处理(NLP)来模仿客户代表的对话风格。高级聊天机器人不再需要特定的输入格式(例如，是/否问题)。他们可以回答需要详细答复的复杂问题。实际上，它们只是人工智能的另一个例子，它们给人的印象是客户代表。
如果您对收到的答复的评价不佳，则机器人会识别出所犯的错误并在下次进行纠正，以确保最大的客户满意度。
6.数字助理
当我们全力以赴时，我们常常求助于数字助理来代表我们执行任务。当您单手开车喝咖啡时，您可能会要求助手给您的妈妈打电话。助理(例如Siri)将访问您的联系人，识别单词“Mom”并拨打电话。
Siri是一个较低层模型的示例，该模型只能在说话时做出响应，而不能给出复杂的答案。最新的数字助理精通人类语言，并集成了高级NLP和ML。他们了解复杂的命令输入并给出令人满意的输出。他们具有自适应能力，可以分析您的喜好、时间表和习惯。这使他们能够以提醒、提示和时间表的形式为您系统化、组织和计划事务。
7.社交媒体
社交媒体的出现为世界提供了一种新的叙事方式，提供了过度的言论自由。然而，这也带来了一些社会弊端，如网络犯罪、网络欺凌和仇恨言论。各种社交媒体应用程序都在使用人工智能的支持来控制这些问题，并为用户提供其他有趣的功能。
AI算法可以发现并迅速删除包含仇恨言论的帖子，速度远比人类快。通过他们以不同语言识别仇恨关键字，短语和符号的能力，这成为可能。这些已被输入到系统中，该系统具有向其词典添加新词的附加功能。深度学习的神经网络架构是该过程的重要组成部分。
表情符号已成为代表各种情感的最佳方式。AI技术也可以理解这种数字语言，因为它可以理解特定文本的含义并提示正确的表情符号作为预测文本的一部分。
社交媒体是人工智能的一个很好的例子，它也能够理解用户产生共鸣的内容并向他们建议相似的内容。面部识别功能还用于社交媒体帐户中，可帮助人们通过自动建议为朋友加标签。智能过滤器可以识别并自动清除垃圾邮件或不需要的邮件。智能回复是用户可以享受的另一个功能。
社交媒体行业的一些未来计划包括使用人工智能通过分析发布和消费的内容来识别心理健康问题，例如自杀倾向。这可以转发给心理健康医生。
8.电子支付
银行现在正在利用人工智能通过简化支付流程来便利客户。
通过观察用户的信用卡支出模式来检测欺诈的方式也是人工智能的一个示例。例如，算法知道用户X购买哪种产品，何时何地购买产品以及价格落在什么价格区间。当有一些不正常的活动不适合用户个人资料时，系统会立即提醒用户X。
总结
人工智能算法超越了人类的能力，可以节省时间，从而使科学家们可以将精力投入到其他更重要的发现中。
我们已经讨论过的人工智能示例不仅可以作为娱乐的来源，而且还提供了我们已变得如此依赖的无数实用程序。人工智能领域仍处于新生阶段，还有更多的发明将更精确地复制人类的能力。