机器人工程本科专业介绍
【专业名片】
专业名称
机器人工程
专业代码
080803T
学制
4年
修业年限
3~6年
授予学位
工学学士
计划招生
50人
专业联系人
吴小进
联系电话
18653622033
【专业特色】
机器人工程专业是顺应国家建设需求和国际发展趋势而设立的一个新兴专业,是典型的学科综合与交叉的专业,涉及控制科学、机械工程、计算机科学与技术、材料科学等多个学科。本专业依托山东省机器人视觉感知与控制高校工程研究中心等4个省级研究平台,以及潍柴动力、新锐机器人等20余个校外实践基地,坚决贯彻求实、创新的应用型工程技术人才培养理念,在理论学习的过程中,注重学生动手实践能力的培养,大一新生参与科创竞赛比例达到70%以上。
【培养目标】
本专业紧密对接国家高端装备制造产业和人工智能产业发展对人才的需求,培养以机器人基本理论、基本知识和基本技能为基础,具备良好的科学文化素养和现代工程师基本素质,系统掌握机器人工程领域的数学和自然科学等理论知识,具备机器人的结构设计、电气控制、传感技术和智能控制等软硬件及算法设计专业知识,具备机器人编程、安装、调试、维护和操作专项技能,并具有独立解决工程常规问题的基本能力,能够在国民经济各行业的机器人工程相关领域从事机器人系统设计、生产制造、运营管理及销售、技术开发和系统维护等工作的高级应用技术人才。
【主要课程】
电路、数字电子技术、模拟电子技术、机器人学、自动控制原理、传感器与检测技术、液压与气压传动、机器人运动控制技术、图像处理与机器视觉、嵌入式系统、工业机器人、机器人建模与仿真、机器学习、机器人结构设计与运动分析、机器人导航与运动规划等;主要实践教学环节有专业认识、电子电工实习、电气控制线路装配实训、机器人离线编程与仿真实训、机器人运动控制技术课程设计、工业机器人课程设计、专业课综合课程设计、毕业实习、毕业设计等。
【就业前景】
本专业毕业生就业面广、适应性强,尤其适于在智能机器人、无人驾驶汽车等新兴领域及在智能制造业领域从事软硬件等技术开发、产品测试等工作。本专业学生具有厚基础、宽口径、重实践、富创新的特点,还有融合掌握多学科基础理论的优势,从事机器人领域工程技术人员平均收入一般高于同期毕业的其他专业学生。基于本专业多学科交叉的特点,在考取硕士研究生时,本专业毕业生具备更广泛的专业选择,将会获得更多的硕士深造机会。
学生进入企业进行专业认识实习 中国机器人与人工智能大赛获得全国二等奖
学生参加科创 学生进行电气工程实训
“机器人工程”专业解读——专业与就业
1.这个专业比较新,社会认可度、就业前景如何?
机器人工程专业是教育部重点扶持的新专业之一,近年来得到了社会的广泛关注与认可。正如前面谈到的,这个专业和人们的生产、生活的关系日益紧密。由于机器人工程是一个多学科交叉的专业,需要学生具有较强的数学基础、编程能力以及良好的动手能力,这对于学生的综合素质培养是非常有利的,而学生综合能力的提升也很大程度地提升了学生就业质量。
当今世界各国都在积极发展机器人产业,认为它是继互联网之后又一个产业爆发点。目前我国自主知识产权的文字识别、语音识别、中文信息处理、智能监控、生物特征识别、工业机器人、服务机器人、无人驾驶汽车等智能科技成果已进入广泛的实际应用。也正基于此,我国出台了大量支持人工智能发展的政策,如2016年发布的《“互联网+”人工智能三年行动实施方案》和2017年的《新一代人工智能发展规划》,人工智能将进入快速发展,并深入各行各业和消费者个人生活的各个阶段。未来我国人工智能行业发展前景广阔,而机器人技术是人工智能理想的载体,两者的发展是相互促进的,因此,可以说机器人工程专业的就业前景十分广阔。
2.目前,市场对该专业人才的需求是怎样的?是否存在人才缺口?(有没有具体数据)
目前,在世界范围内对机器人工程专业的人才需求都是极其紧迫的,在这个行业存在的巨大的人才缺口。2016年,我国人工智能产业规模突破了100亿,以43.3%的增长率达到了100.60亿元,2017年增长率提高至51.2%,产业规模达到152.10亿元,预计2019年将增长至344.30亿元。据《央广网》消息,我国机器人工程专业人才缺口超过500万人,供需比例仅为1:10。随着机器人在各个行业大规模普及应用,以及人工智能产业的快速发展,社会对于机器人工程专业人才的需求将会更加迫切。
3.其主要就业领域有哪些,具体可以从事什么样的工作?晋升通道与收入情况怎样?请详谈。
机器人专业的毕业生未来可以在大型企业、高校、科研院所等方向从事技术攻关、产品开发、技术服务、教学科研、营销管理等一系列工作,具体如下:
1)企业:机器人专业的毕业生未来主要就业领域包括:人工智能(视觉认知、人机交互)、智能汽车(无人驾驶、辅助驾驶)、智慧医疗(医疗机器人、智能医疗设备)、智能制造(智能工厂、工业机器人、工业自动化)、智慧物流(快递无人机/机器人、仓储物流机器人)、养老助残(智能辅具、陪护机器人)、智慧家庭(家用机器人、清洁机器人)等领域,从事技术研发、产品设计、技术服务等一系列工作。
晋升通道为:技术研发系列(初级工程师-助理工程师-工程师-主任工程师-高级工程师-副总工程师-总工程师-技术总监)、营销管理系列(技术服务/营销工程师-技术服务/营销经理-高级技术服务/营销经理-营销副总经理-营销总经理-营销/市场总监)
2)高校和科研院所:机器人专业的毕业生由于所学知识面较广,综合能力较强,外语水平普遍较好,所以还可以选择去国内外重点高校和顶级的科研院所等领域从事科学研究、技术攻关、教学(博士以上学历)等一系列工作。
高校晋升通道为:助教-讲师-副教授-教授;科研院所等研究机构晋升通道为:助理研究员-副研究员-研究员。
3)深造:机器人专业的毕业生还可以选择去国内外重点高校继续深造,攻读硕士及博士学位。
收入方面:学生未来就业后的收入,与就业层次岗位也有一定的关系。结合目前东北大学以及机器人学院对以往毕业生的摸底情况,可以看出从事机器人相关领域工程技术人员平均收入一般要远高于同期毕业的其他专业学生,如果是从事人工智能相关领域的工作,收入更高。具体高出水平,还与学生自身综合素质能力以及工作地点等相关。
4.该专业未来的发展前景如何,什么样的人才更有竞争力?
在《中国制造2025》规划中,机器人被列入了政府大力推动实现突破发展的十大重点领域。《机器人产业“十三五”发展规划》已正式发布,"十三五"期间,机器人发展必将迎来黄金时代,而相应也出现了该领域的人才缺口,同时机器人就业岗位也被列为未来十大高薪岗位。具有良好的综合素质、灵活的创新思维、较强的实践动手能力的专业型人才,更容易受到用人单位的青睐。
东北大学机器人工程专业以智能机器人为主体展开教学。学生不但掌握机器人基本知识,同时掌握人工智能技术。这种掌握算法、软件和硬件的高端复合型人才,目前在国内外都非常亟需,具备很强的竞争力。
机器人工程
专业名称:机器人工程
专业导游:熊蓉教授
选择浙江大学机器人工程专业的N个理由
系出名门,底蕴深厚。浙江大学是国内最早开展机器人本科教学的高校之一,2002年建设浙江大学机器人科教实践基地,2006年开始在自动化专业中进行机器人课程体系建设,2016年在竺可桢学院开设智能机器人交叉创新班,探索多学科交叉拔尖人才培养机制。通过近20年的探索和努力,已经形成了较为完备的机器人课程群和多层次的机器人教学实践平台,拥有一批经验丰富、专门从事机器人教学科研工作的专业方向教师。
科教协同,对标国际。浙江大学在机器人方向的研究工作成果斐然,在机器人感知、控制、机构、传感等方面取得了一批创新成果,研制了乒乓球机器人、四足仿生机器人、自主移动机器人、医疗康复机器人、空中机器人等多种具有业界影响力的新一代机器人系统,由科研团队骨干担任机器人课程主讲老师,形成了科研带动教学、教学促进科研的“正反馈式”协同发展特色。
以赛促学,实践创新。学院在机器人人才培养方面成绩突出,在国内外机器人大赛中屡获优异成绩,曾获RoboCup机器人世界杯冠军4次、IDCRobocon国际机器人设计竞赛冠军3次。本专业注重学生实践能力培养,将采用实践训练与竞赛、科研相结合的方式,通过组织校内竞赛、选拔参加国内外重要机器人比赛,对学生进行系统的机器人综合能力培养。
Q1:机器人工程专业的学习(研究)对象是什么?
机器人工程是一门在真实世界环境下将感知、决策和执行驱动融合在一起的应用交叉学科和技术。浙江大学机器人工程专业是以控制科学与工程、机械工程、计算机科学与技术、材料科学与工程、生物医学工程和认知科学等学科中涉及的机器人科学技术问题为研究对象,综合应用自然科学、工程技术、社会科学、人文科学等相关学科的理论、方法和技术,研究机器人的智能感知、优化控制与系统设计、人机交互模式等学术问题的一个多领域交叉的前沿学科。机器人工程专业的教学目标是培养一批具有研发、操作、维护机器人系统的综合性技术人才。
Q2:机器人工程专业本科核心课程有哪些?
机器人工程是典型的学科综合与交叉的专业,涉及控制科学、机械工程、计算机科学与技术、材料科学甚至生物工程等多个学科。同时,机器人工程专业还具有“软硬结合”的特点,既重视理论学习,也强调动手实践能力。
根据机器人工程专业的培养目标,本科的核心课程大致分为四类:一是工(科)基础课,包含数、理、电、信息的基础,如微积分或数学分析、大学物理、模拟与数字电子技术、计算机基础等;二是专业基础课,包含自动控制原理、嵌入式系统、工程力学等;三是专业核心课,包含机器人与人工智能导论、机器人学Ⅰ、机器人学Ⅱ、机器人传感技术、机器视觉、机器人驱动与控制、人工智能与机器学习等;四是专业拓展课,包含机器人前沿、空中机器人、软体仿生机器人与智能材料、计算机控制系统设计与实践等相关课程。
Q3:机器人工程专业的学生需要具备什么特质?
机器人工程专业是一个综合性和前沿性非常强的专业,希望选择这个专业的学生具有(或培养)如下特质。
第一,喜欢创新。机器人工程专业是目前发展最为快速、综合性最强的专业之一。只有不守旧,具有创新思想,对新事物充满了好奇心的学生才能跟得上机器人学科的发展。
第二,具有实践精神和较好的动手能力。机器人工程专业从确立起就是以实践应用为主要目标的。喜欢动手,理论结合实际,将理论知识转换为现实的软硬件是这个专业学生的特性和必须有的能力。
第三,具备团队合作能力。机器人系统通常是个复杂系统,需要团队一起合作。
Q4:机器人工程专业有哪些国际化交流项目?
机器人工程专业依托浙江大学海外交流平台和控制学院机器人科研团队,拥有大量且具有层次性的国际化交流项目。这些项目可以分为“走出去”和“请进来”两大类。
“走出去”指的是学生将有机会出境去世界顶尖的大学或者科研机构交流学习。“走出去”的项目还可以根据学生年级不同、目标不同分成好几个层次。低年级的学生将有机会参加出境科研访问,拜访世界顶尖大学,了解不同学术文化,聆听世界学术大牛的讲座,感受不同风土人情、异域文化。高年级的学生则可以出境参加国际竞赛、国际学术会议甚至进入坐落于如哈佛大学、MIT、斯坦福大学、剑桥大学、帝国理工学院等世界顶级名校中的实验室,完成科研训练甚至本科毕业设计。
“请进来”的交流项目则是邀请国际学术大师来给专业学生做前沿讲座,进行面对面的座谈,甚至讲授原汁原味的课程。
Q5:机器人工程专业的深造与就业前景怎样?
机器人工程专业毕业的学生主要从事机器人、人工智能、智能制造等领域内的整体系统设计、核心零部件开发和智能算法研发工作,以及机器人相关应用领域的科学研究、技术开发、应用维护和管理等工作。由于机器人专业的学生具有厚基础、强交叉、重实践、富创新等特点,掌握多学科基础理论和实践应用的优势,所以在就业竞争中将极具有优势。目前,从事机器人相关工作的专业人士都属于高薪人群,且供不应求。另外,由于近些年人工智能与机器人系统的高速发展,以及机器人交叉学科的特点,在学术科研领域也迫切需要相关机器人科研人才,国内外高校和科研机构也投入了大量的科研经费用于机器人研究,所以机器人工程专业的毕业生将会很容易获得硕士或者博士深造的机会。
■机器人工程专业最吸引我的——
机器人工程专业的培养方式与专业的契合度极高。机器人学科是一门交叉度极高的学科,需要对各方面都有一定的了解才能上手。控制学院开设了大量相关基础课程,确保了学生可以对每个方面都建立基本的认识。机器人的实践性很强,因此专业课大部分带有难度匹配的实验,不用担心“学了不用,扭头就忘”的问题。即使是更擅长理论的同学也可以借助老师、助教细致的指导领会知识。除此之外,机器人学科的知识过于浩繁,实际过程中需要借助团队的力量。机器人工程专业向来提倡团队合作,课程任务实验通常组队完成,从课程开始就注重培养学生的团队合作和组织领导能力。课程之后也提供了丰富的研究选择,几乎涵盖了机器人的所有方面,并鼓励同学们自由进行尝试,找到自己最感兴趣的领域。
——2016级本科生王志成
学院让我感触颇深的一点就是对于机器人实践的全方面支持。从大二作为什么都不懂的新人加入控制学院小仿人团队,到大四成为电路组的组长,我将本科阶段大部分的课余时间与精力都投入在小仿人机器人上。机器人硬件开发是一个极其耗费资金的过程,学院有坚实的资金支持,我们本科生也可以放开束缚去尝试自己的想法。同时,学院具有长远的国际视野,十分重视机器人团队的对外交流。在小仿人机器人团队的三年里,我曾去过伊朗、德国和澳大利亚参加国际赛事,与来自世界各国的队伍切磋与交流,也取得过诸多好成绩。现在回想起来,自己本科阶段最难忘便是在小仿人机器人团队中的这三年,而这些,都是学院的机器人平台所赋予的。
——2015级本科生江家骏
我一直认为,机器人工程是控制科学中很有意思的一个方向。我在大二时加入了ZJUNlict小型足球机器人团队,一待就待到了大四毕业。小型足球机器人提供了一个实践的平台,能够去实践课堂上讲述的控制理论、优化算法和编程技巧。同时,我也在团队中认识了一群优秀的同学,我们一起研究、调试、备赛,最终蝉联了RoboCup机器人世界杯2018—2019年两届冠军。无论你感兴趣的是机械硬件、电路设计还是软件架构,机器人工程都有着适合你的一条道路。
——2015级本科生温力成
进入控制学院以后,我便走上了机器人的道路。参加“中控杯”机器人竞赛,亲手设计制作自己的“小伙伴”。从硬件到算法,从电路到程序,不断学习每一个部分,不断探索每一个细节。后来加入了控制学院的无人机实验室,这里更是有着一群志同道合的小伙伴,在广阔的平台上去实践每一个新奇的想法。通过参加国际无人机大赛,更是让我们领略到了人工智能的魅力。控制学院带给我们的不仅仅是相关的专业知识,更重要的是科研的平台和探索的机会。进入控制学院,你离梦想又近了一步!
——2011级本科生秦通
(入选华为天才少年)
机器人最吸引人的一点就在于“创造”,从无到有地创造出一个内在复杂、外在简洁的系统去自主完成一系列任务;或者说,以最小的代价,使一个复杂系统具备自洽的智能。在我看来,控制学院的机器人专业就是给学生们提供了这样一个“创造”的平台:这里齐全的实验设备、紧跟科技前沿的课程设置以及经验丰富的教师们无时无刻不在引领学生们走上机器人学的道路,去创造最实用、最先进的机器人系统。控制学院在机器人教学和科研方面具有非常好的基础,在学院的学习经历不仅给了我知识和技能,更是将我的机器人梦想渐渐放大,最终促使我走上了机器人研究这条学术道路。
——2011级本科生高飞
(现为控制学院特聘副研究员)
机器人工程专业
机器人工程专业是上海市首批新工科建设专业,主要培养“工程型、创新性、国际化”的机器人及智能制造领域工程师。专业以面向机器人机构及其系统设计与开发应用等核心能力培养为目标,培养学生具备智能机器人机构创新设计能力、驱动控制开发能力、智能制造系统配套设计能力;使学生具备能根据不同制造系统要求,制订工艺过程,设计机器人项目应用的整套方案;使学生能对机器人及相关设备进行分析与选型,能对外围的工装夹具、传输设备、检测装置进行设计;能对智能机器人系统的构建、功能开发、调试应用的全过程,提供专业的技术支持;培养人才能在不同制造行业中,对智能制造系统设计与运行提供咨询、决策与管理等服务。
主要课程
高等数学、概率论与数理统计、外语、大学物理、计算机通识课程、智能软件高级开发技术、工程力学、电路原理、机械设计基础、电子技术、嵌入式系统,复变函数与积分变换,机器人操作系统,自动控制原理,机器人电机驱动与控制,机构综合与创新,流体力学和液压气动技术,智能制造技术,机器人传感技术,热工基础,机器人专业英语,机器人机构创新课程设计,机器人系统控制课程设计,机器人系统集成设计,机器人工程生产实习,机器人工程实习。
就业方向
毕业生可胜任各种工业机器人和服务机器人本体设计、机器人控制系统软件开发等工作,可从事制造系统中智能设备开发、智能制造系统集成设计与编程应用等工作,具体岗位有机械设计与制造、机器人开发、机器人装配与测试、示教器研制、语言系统开发、机器人算法研究、运动控制系统开发、伺服系统开发等。
授予学工学学士位
“机器人工程”专业解读——专业解析
1.请您简要介绍一下机器人工程这个专业。这个专业和人们的生产、生活有什么关系?
“机器人工程专业”是顺应国家建设需求和国际发展趋势而设立的一个新兴专业,2016年被教育部批准成为本科新专业,列入招生计划。该专业是以控制科学与工程、机械工程、计算机科学与技术、材料科学与工程、生物医学工程和认知科学等学科中涉及的机器人科学技术问题为研究对象,综合应用自然科学、工程技术、社会科学、人文科学等相关学科的理论、方法和技术,研究机器人的智能感知、优化控制与系统设计、人机交互模式等学术问题的一个多领域交叉的前沿学科。机器人工程专业的学生具有厚基础、宽口径、重实践、富创新的特点,具有团队组织协调与综合运用所学知识的能力,具有融合掌握多学科基础理论的专业优势。
在生产方面,伴随着我国人口红利不断消退,各地工业经济发展加速转型升级,由政府力推、企业力行的“机器换人”潮正加快部署,完全由机器人来代替人工进行生产的“黑灯工厂”不断涌现。自2013年起,中国已经成为全球第一大工业机器人市场。2013年工信部发布的《关于推进工业机器人产业发展的指导意见》指出,到2020年,工业机器人装机量将达到100万台,大概需要20万与工业机器人应用相关的从业人员。此外,深部地下、深海、深空等极端危险环境下的作业也需要使用机器人来实现少人化和无人化。
在生活方面,随着我国经济的快速发展和社会文明的进步,人民对美好生活的需求也不断提高。机器人技术是提高日常生活质量的重要手段,扫地机器人、炒菜机器人、情感陪护机器人、仓储物流机器人、巡检机器人、康复机器人和医疗手术机器人及特种服务机器人不断涌现,功能越来越先进,技术也将愈来愈成熟。机器人技术在生活服务领域的应用和发展同样迫切需要大量机器人工程专业人才。
2.怎样用一句话或几句简短的话来概括和形容这个专业。
机器人被称为“最高意义上的自动化”,机器人是“人类社会的里程碑”,机器人是“制造业皇冠顶端的明珠”。机器人专业是顺应国家建设需求、符合国际发展趋势的典型新工科专业,具有很强的新颖性、综合性和实践性。
工业机器人——改变生产方式;
服务机器人——提升生活品质;
军用机器人——颠覆战争模式。
3.它研究的是什么,本科阶段主要学习哪些基础课和专业课?目前有不少高校开设了这个专业,课程是否差不多?或有什么相同点吗?
机器人工程专业主要以控制科学与工程、机械工程、计算机科学与技术、材料科学与工程、生物医学工程和认知科学等学科中涉及的机器人科学技术问题为对象开展研究,例如机器人的智能感知、优化控制与系统设计、人机交互模式等等。
本科阶段主要学习的基础课和专业课包括以下课程:机器人技术基础、自动控制原理、机械学基础、机器人操作系统基础、机器人动力学控制、机器学习、人机交互与人机接口技术等,涵盖了人工智能、传感技术、机器人机构设计制造、系统集成和人机交互等各个方面,并且面向新工科建设和工程教育认证,加强了实践教学环节,安排了大量的实验、实习和实训课程。所有课程分类为不同的课群,采取渐进、梯度式的培养模式进行教学工作。
目前全国开设机器人工程专业的高校已有近百所,由于每个学校的行业背景、研究基础和优势学科各不相同,培养方案和课程体系也不尽相同。比如,东北大学在自动化、计算机学科都具有非常好的基础,因此,培养方案的制定是以先进制造、两化融合为背景,以自动化技术为基础,瞄准人工智能进行专业的人才培养。不同高校机器人工程专业的相同点是集中在机器人这一特殊对象上开展研究和人才培养的。
4.贵校的“机器人工程”专业开设在哪个学院?本科如何招生,请详细介绍一下专业情况。
东北大学的机器人工程专业开设在机器人科学与工程学院。它是由东北大学与中国科学院沈阳自动化研究所、沈阳新松机器人自动化股份有限公司于2015年9月签约后协同建立的国内“985”高校首个机器人学院。三方充分发挥各自优势,共同探索机器人及相关领域拔尖创新人才选拔培养的新途径,推进机器人领域科技创新,瞄准科技前沿,为辽宁省及沈阳市打造世界级机器人产业基地提供有力的智力支撑和人才保障。机器人学院采取新型的人才培养模式,三方互聘教师和研究人员,共同开展合作教学和人才培养,推进机器人学科与相关学科的交叉融合。
本专业隶属于一级学科国家重点学科“控制科学与工程”,机器人科学与工程学院在此一级学科下拥有“机器人科学与工程”、“模式识别与智能系统”两个二级学科,设有博士、硕士学位授权点。
5.作为相近专业,智能科学与技术专业与机器人工程专业,二者有何区别?
智能科学与技术专业与机器人工程专业都是符合时代发展需要,以研究和发展人工智能理论和技术为目标的新兴学科。在某种程度上,智能科学与技术专业更“偏软”一点,比如大数据分析、智能决策等都是以算法加软件为主。机器人工程专业是集信息、电子、计算机、控制和机械及认知生物等技术为一体的,所研究的对象更“偏硬”一点,以研发出能够最大限度模拟生物体的机电控一体化智能系统为目标。它需要有合理的机械结构、灵敏的感知和认知、实时准确的动作控制、灵活的智能分析和自然和谐的人机交互等。因此,机器人是一个前沿性、多学科交叉的研究平台,以此为基础开展教学改革和科研实践,具备有天然的优势。而且,不论是在“德国工业4.0”、“美国CPS系统”,还是“中国制造2025”等国家发展战略中,机器人都处于核心和不可替代的地位,这些发展战略的开展和实施都迫切需要大量的机器人专业人才。
6.本专业主要培养什么样的人才?
作为机器人及人工智能领域最前沿的学科专业,机器人工程专业主要培养适应国际科技前沿和国家战略发展需求,符合社会和行业发展需要,具有较强国际沟通能力,熟悉国际规则和惯例的,厚基础、宽口径、重实践、富创新的高素质复合型人才。这些人才要具有团队组织协调与综合运用所学知识的能力,具有融合掌握多学科基础理论的专业优势,正是因为这样的特色,毕业学生的就业和深造前景十分广阔。