人工智能實驗室實訓(xùn)基地建設(shè)方案

人工智能專業(yè)背景
人工智能(Artificial Intelligence),它是研究、開發(fā)用于模擬、延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的一門新的技術(shù)科學(xué)。人工智能是計算機科學(xué)的一個分支,它企圖了解智能的實質(zhì),并生產(chǎn)出一種新的能以人類智能相似的方式做出反應(yīng)的智能機器,該領(lǐng)域的研究包括機器人、語言識別、圖像識別、自然語言處理和專家系統(tǒng)等。
人工智能的實際應(yīng)用有:機器視覺,指紋識別,人臉識別,視網(wǎng)膜識別,虹膜識別,掌紋識別,專家系統(tǒng),自動規(guī)劃,智能搜索,定理證明,博弈,自動程序設(shè)計,智能控制,機器人學(xué),語言和圖像理解,遺傳編程等。
如今處于風口上的人工智能產(chǎn)業(yè)界,受到了眾多企業(yè)的追捧。截至2019年6月,中國人工智能企業(yè)超過1200家,位居全球第二。但我國人工智能行業(yè)并未擺脫人才稀缺的發(fā)展短板,專業(yè)人才稀缺嚴重。根據(jù)獵聘發(fā)布的《獵聘2019年中國AI&大數(shù)據(jù)人才就業(yè)趨勢報告》,中國人工智能人才缺口超過500萬。為了滿足人工智能產(chǎn)業(yè)界對人才的迫切需求,國家相繼出臺了多項政策方針,引導(dǎo)高校盡快設(shè)置人工智能相關(guān)專業(yè),加大人工智能人才培養(yǎng)力度。2019年3月,35所高校獲批建設(shè)人工智能本科專業(yè)。2019年10月18日在教育部發(fā)布的《普通高等學(xué)校高等職業(yè)教育(???專業(yè)目錄》2019年增補專業(yè)中,增補了人工智能技術(shù)服務(wù)??茖I(yè)。
根據(jù)教育部《普通高等學(xué)校高等職業(yè)教育(??疲I(yè)設(shè)置管理辦法》,在相關(guān)學(xué)校和行業(yè)提交增補專業(yè)建議的基礎(chǔ)上,教育部組織研究確定了2019年度增補專業(yè)共9個,自2020年起執(zhí)行。在高等職業(yè)教育行業(yè)目錄中,正式宣布人工智能技術(shù)服務(wù)專業(yè)誕生,專業(yè)代碼610217。
該專業(yè)建設(shè)以人工智能技術(shù)與應(yīng)用素質(zhì)培養(yǎng)為基礎(chǔ),以人工智能技術(shù)與應(yīng)用能力為培養(yǎng)主線,將人工智能技術(shù)服務(wù)專業(yè)技能知識和職業(yè)資格認證相結(jié)合,構(gòu)建專業(yè)的理論教學(xué)體系和實踐能力培養(yǎng)體系。采取多種形式,通過實施“雙證書”和“多證書”制,培養(yǎng)社會所需的實用型人才。2018年4月2日,教育部印發(fā)了《高等學(xué)校人工智能創(chuàng)新行動計劃》,行動計劃中要求各大高校加快人工智能科技創(chuàng)新基地。因此,在高職院校設(shè)立人工智能專業(yè)迫在眉睫。
知識體系
人工智能是一門邊緣學(xué)科,屬于自然科學(xué)和社會科學(xué)的交叉。涉及到的學(xué)科包括:哲學(xué)和認知科學(xué),數(shù)學(xué),神經(jīng)生理學(xué),心理學(xué),計算機科學(xué),信息論,控制論,不定性論等。對于高職學(xué)生而言,人工智能技術(shù)服務(wù)專業(yè)設(shè)計到的知識包括:微電子、計算機技術(shù)、電子信息技術(shù)、軟件工程、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)安防等。
人才培養(yǎng)
需求分析
人工智能的興起廣泛帶動了不同行業(yè)的變革。以計算機視覺及大規(guī)模神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為代表的技術(shù)突破,為人工智能的實際應(yīng)用創(chuàng)造了成熟條件。目前,人工智能的快速發(fā)展與專業(yè)人才尤其是應(yīng)用型人才匱乏的矛盾顯得尤為突出。因此,培養(yǎng)熟悉硬件、掌握AI 相應(yīng)模塊使用方法的應(yīng)用型人才是目前各個企業(yè)和機構(gòu)的當務(wù)之急,對人工智能應(yīng)用型人才的培養(yǎng)顯得尤為重要。
我國人工智能行業(yè)市場分析:

培養(yǎng)目標
專業(yè)代碼:610217(隸屬于61電子信息大類 6102計算機類)
專業(yè)名稱:人工智能技術(shù)服務(wù)
適用院校:高職
本專業(yè)培養(yǎng)適應(yīng)社會主義現(xiàn)代化建設(shè)事業(yè)需要,德、智、體、美全面發(fā)展,具有良好人文、科學(xué)素養(yǎng)和職業(yè)道德,掌握計算機編程技術(shù)、Python語言高級開發(fā)技術(shù)、人工智能數(shù)學(xué)、機器學(xué)習(xí)、算法、人工智能的實踐工作和創(chuàng)新能力,能從事人工智能技術(shù)在智能交通、環(huán)境保護、公共安全、智能家居、工業(yè)監(jiān)測、個人健康等多個領(lǐng)域中的系統(tǒng)開發(fā)及其應(yīng)用的高級技術(shù)應(yīng)用型人才。綜合素質(zhì)方面具有一定的創(chuàng)新意識、團隊意識、邏輯推理能力,綜合分析能力、實踐動手能力、自主學(xué)習(xí)能力,能在企事業(yè)單位從事人工智能應(yīng)用相關(guān)的開發(fā)、運維、管理工作的高素質(zhì)技術(shù)技能型人才。
職業(yè)素質(zhì)
具有科學(xué)的世界觀、人生觀和價值觀;具有責任心和社會責任感;具有法律意識。
具有合理的知識結(jié)構(gòu)和一定的知識儲備;具有不斷更新知識和自我完善的能力;具有持續(xù)學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)的能力;具有一定的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神及創(chuàng)新能力,具有一定的人文和藝術(shù)修養(yǎng);具有良好的人際溝通能力。
具有良好的職業(yè)道德與職業(yè)操守;具備較強的組織觀念和團隊意識。
掌握從事人工智能產(chǎn)品集成、人工智能平臺運營、人工智能產(chǎn)品測試、人工智能技術(shù)支持、人工智能產(chǎn)品營銷與策劃等工作所必須的專業(yè)知識;具有一定的工程意識和效益意識,具備一定的市場營銷能力。
具有健康的體魄和良好的身體素質(zhì);擁有積極的人生態(tài)度和良好的心理調(diào)試能力。
專業(yè)能力
能夠根據(jù)人工智能產(chǎn)品規(guī)劃,對客戶的需求進行有效挖掘和準確把握,具有將產(chǎn)品轉(zhuǎn)化成市場化商品能力;
能夠依據(jù)客戶需求的分析,制訂人工智能解決方案的能力;
具備人工智能編程和數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識;
具備人工智能產(chǎn)品調(diào)試、測試、部署和技術(shù)支持的能力;
掌握機器學(xué)習(xí)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、深度學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識和基本技能。
具備面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計能力。
熟悉深度學(xué)習(xí)模型應(yīng)用,具備的訓(xùn)練模型、模型優(yōu)化的能力。
具備能夠使用高級語言開發(fā)實現(xiàn)給定需求的能力(以C#為例)。
能夠較為熟練地使用編程語言(以 Python 為例)。
具備在方案執(zhí)行過程能夠有效跟蹤,及時處理項目執(zhí)行中發(fā)現(xiàn)問題的能力;
方法能力
(1)分析問題與解決問題的能力;
(2)應(yīng)用知識的能力;
(3)創(chuàng)新能力。
社會能力
(1)良好的溝通表達能力;
(2)工程實踐能力:人員管理、時間管理、技術(shù)管理、流程管理等能力;
(3)團隊協(xié)作的能力;
就業(yè)分析
本專業(yè)領(lǐng)域畢業(yè)生可到各類企事業(yè)單位承擔人工智能產(chǎn)品和系統(tǒng)的生產(chǎn)、測試、運營、維護、技術(shù)支持、售后、銷售等工作,對于能力較強的學(xué)生可以承擔人工智能助理工程師、機器學(xué)習(xí)工程師、計算機視覺工程師等研發(fā)崗。
具體崗位包括:人工智能實施工程師、人工智能運營工程師、人工智能運維工程師、人工智能助理工程師、人工智能測試工程師、人工智能技術(shù)支持工程師(FAE)、人工智能工程師、機器學(xué)習(xí)工程師、人工智能產(chǎn)品銷售。

職業(yè)證書

人工智能專業(yè)課程設(shè)計
表1:專業(yè)學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程體系設(shè)置表

表2:基于工作過程的專業(yè)學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程體系詳細設(shè)計

表3:人工智能技術(shù)服務(wù)專業(yè)課程結(jié)構(gòu)分析圖

人工智能實訓(xùn)室建設(shè)
人工智能技術(shù)服務(wù)專業(yè)旨在培養(yǎng)人工智能產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用型人才,使本專業(yè)的高校畢業(yè)具備數(shù)據(jù)標注、人工智能產(chǎn)品部署安裝、人工智能產(chǎn)品調(diào)試、人工智能系統(tǒng)運維、人工智能產(chǎn)品推廣、產(chǎn)品銷售與咨詢、售前售后技術(shù)支持等能力,以滿足企事業(yè)單位對于人工智能領(lǐng)域高素質(zhì)技術(shù)應(yīng)用型人才的需求。
人工智能相關(guān)專業(yè)的知識體系比較復(fù)雜,對于的教學(xué)、實訓(xùn)的質(zhì)量要求更高。教學(xué)主要是以理論知識為主,培養(yǎng)學(xué)生對于本專業(yè)知識體系框架的建立。對對于實訓(xùn)而言,旨在培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)備安裝、部署、環(huán)境搭建、運維、故障排除修復(fù)等實操能力。所以實訓(xùn)室的建設(shè)必須要能夠提供學(xué)生動手實踐的空間,能夠?qū)W(xué)生學(xué)習(xí)到的理論知識轉(zhuǎn)化為實操能力,讓學(xué)生全面掌握人工智能產(chǎn)品的組件、系統(tǒng)架構(gòu)、部署流程、運行流程等知識。所以人工智能實訓(xùn)室的實訓(xùn)設(shè)備必須以實際行業(yè)應(yīng)用為依托,對主流的人工智能產(chǎn)品進行模型化重構(gòu),讓學(xué)生、老師可以和人工智能的行業(yè)應(yīng)用進行無縫對接,輕而易舉的完成人工智能理論知識的成果轉(zhuǎn)化,做出一些看得見、摸得著人工智能項目應(yīng)用。
唯眾人工智能專業(yè)建設(shè)解決方案以人工智能人才需求為導(dǎo)向,基于唯眾人工智能實訓(xùn)平臺,從招生準備、人才培養(yǎng)、課程體系、師資建設(shè)、科研支撐、環(huán)境建設(shè)、持續(xù)改進的高校專業(yè)建設(shè)七大層面,為高校提供創(chuàng)新性實訓(xùn)室及新型人才培養(yǎng)模式。

人工智能實訓(xùn)室的建設(shè)主要包括:體驗區(qū)、實訓(xùn)區(qū)、測試區(qū)三個區(qū)域。
1、體驗區(qū):展示大屏、展示平臺、人工智能創(chuàng)客產(chǎn)品、硬件模型、文化墻、燈光系統(tǒng)等。
2、實訓(xùn)區(qū):硬件平臺、軟件平臺、資源系統(tǒng)三個方面。
(1)硬件平臺包括:唯眾人工智能AIoT實訓(xùn)裝置、唯眾人工智能視覺實訓(xùn)平臺、唯眾人工智能語音實訓(xùn)平臺、人工智能創(chuàng)新實踐小車、PC機、實訓(xùn)工位
(2)軟件平臺包括:IT教學(xué)云平臺、云虛擬實訓(xùn)平臺、融合云平臺、圖形化編程工具、可視化界面設(shè)計工具。
(3)資源系統(tǒng)包括:人工智能基礎(chǔ)系統(tǒng)資源、人工智能視覺實訓(xùn)資源、人工智能語音實訓(xùn)資源、人工智能綜合項目案例資源、人工智能Python教學(xué)資源、人工智能TensorFlow教學(xué)資源、Linux基礎(chǔ)教學(xué)資源、Hadoop基礎(chǔ)教學(xué)資源、Hadoop實訓(xùn)案例資源、Spark基礎(chǔ)教學(xué)資源、Spark實訓(xùn)案例資源。
3、組裝測試區(qū):組裝工位、組裝工具、實驗賽道、測試組件等。

人工智能實訓(xùn)設(shè)備



技術(shù)優(yōu)勢
1)、硬件功能強大
核心板CPU采用了六核ARM 64位處理器(雙核Cortex-A72+四核Cortex-A53),主頻高達1.8GHz,GPU為四核ARM Mali-T860 MP4 GPU,另外配備有人工智能專用NPU,支持8bit/16bit運算,運算性能高達3.0TOPs。內(nèi)存方面配備了6GB LPDDR3,儲存為 32GB eMMC。通信方面支持TCP/IP、WIFI、藍牙、MQTT、Socket、ssh、串口等。并且配備有豐富的外設(shè)接口(SPI、IIC、UART、GPIO等),可以滿足學(xué)生和老師不同的學(xué)習(xí)和開發(fā)需求。
2)、支持各種主流的深度學(xué)習(xí)框架
唯眾人工智能AI實訓(xùn)平臺支持TensorFlow、Keras、Caffe、Mxnet、Pytorch等主流深度學(xué)習(xí)框架,并在基礎(chǔ)環(huán)境中提供TensoFlow、Keras、YoLo v3的開發(fā)環(huán)境和依賴。
3)、支持零編程
終端節(jié)點使用的是ESP32模塊,開發(fā)語言為MicroPython,該開發(fā)語言和Python3類似,配合唯眾圖形化編程工具可以讓學(xué)生和老師在不需要了解任何底層知識的情況下結(jié)合人工智能AI實訓(xùn)平臺核心板的識別結(jié)果做出AIoT的典型行業(yè)應(yīng)用的小型模型。
4)、完美融合物聯(lián)網(wǎng)
唯眾人工智能AI實訓(xùn)平臺的對硬件進行了兼容性設(shè)計,在硬件上可以同時滿足物聯(lián)網(wǎng)、人工智能和嵌入式三個專業(yè)的實訓(xùn)需求。這樣大大提高了實訓(xùn)設(shè)備在學(xué)習(xí)不同專業(yè)的復(fù)用率,能夠大大減少學(xué)校實訓(xùn)室場地不足的帶來的問題,同時也能夠為解決學(xué)校建設(shè)多個實訓(xùn)室資金不足的問題。
5)、支持可視化界面設(shè)計工具
唯眾可視化界面設(shè)計工具是輔助師生用來構(gòu)建AIoT應(yīng)用程序的教學(xué)工具,它采用圖形化界面來代替代碼開發(fā)界面,通過拖拽、移動控件與控件節(jié)點,來完成頁面設(shè)計。在學(xué)生和老師學(xué)習(xí)AIoT完整項目時,可以通過唯眾可視化界面設(shè)計工具進行控制頁面的輔助構(gòu)建。
6)、支持模型轉(zhuǎn)換
唯眾人工智能AI實訓(xùn)平臺提供模型轉(zhuǎn)換工具,可以將學(xué)生和老師在X86架構(gòu)的計算機中生成的hdf5、pb、onnx人工智能模塊轉(zhuǎn)化為ARM64架構(gòu)的平臺能夠運行的人工智能模型,解決學(xué)生和老師的人工智能項目跨平臺部署的問題。
7)、配套完整的開發(fā)環(huán)境
唯眾人工智能AI實訓(xùn)平臺基礎(chǔ)資源包中就包含了人工智能完整的開發(fā)環(huán)境,包括TensorFlow 、Keras、Python、OpenCV、PIL、gcc、scipy等。學(xué)生和老師不需要自己動手搭建復(fù)雜的人工智能開發(fā)環(huán)境,可以直接進行實訓(xùn)項目案例的學(xué)習(xí)。同時唯眾提供了基礎(chǔ)環(huán)境鏡像包,可以幫助學(xué)生和老師隨時恢復(fù)初始狀態(tài)。另外唯眾的人工智能技術(shù)團隊會不定期對開發(fā)環(huán)境進行擴展以適配新的業(yè)務(wù)場景。
人工智能實訓(xùn)室空間設(shè)計3D效果圖


教學(xué)支持
理論教學(xué)
教學(xué)資源:《Linux基礎(chǔ)》、《認識人工智能》、《Python基礎(chǔ)》、《Python入門》、《Python進階》、《TensorFlow基礎(chǔ)》、《TensorFlow入門》、《TensorFlow進階》、《Python網(wǎng)絡(luò)爬蟲》、《Linux基礎(chǔ)》、《Hadoop生態(tài)系統(tǒng)與環(huán)境搭建》、《Spark大數(shù)據(jù)分析》等。



實訓(xùn)項目
唯眾的實訓(xùn)資源主要分為五個大方向:人工智能基礎(chǔ)、機器學(xué)習(xí)、計算機視覺、自然語言處理、Hadoop生態(tài)開發(fā)、Spark大數(shù)據(jù)分析。


人工智能基礎(chǔ)資源包
包括:Python、TensorFlow、YoLo、OpenCV、PIL、MU、MQTT.fx等。
人工智能視覺資源包
(1)圖像基本操作類:滑塊控制三原色實驗;
(2)圖像檢測類:輪廓邊界框檢測實驗;表面劃痕檢測實驗;行人檢測實驗;車牌目標識別實驗;人臉檢測實驗等;
(3)圖像變換類:圖像黑白變換實驗;圖像灰度變換實驗;圖像取反變換實驗;圖像銳化變換實驗等。
(4)圖像修復(fù)類:圖像污點修復(fù)實驗;
(5)圖像識別類:紅綠燈識別實驗;字符識別實驗;貓狗分類實驗;車牌識別實驗;人臉識別實驗;目標檢測實驗;手勢識別實驗等。
(6)圖像跟蹤類:目標跟蹤器實驗;圖像采集監(jiān)控實驗;智能監(jiān)控云臺實驗。
(7)雙目類:雙目標定實驗、雙目校正實驗、雙目測距實驗;
(8)三維圖像類:三維立體空間重建實驗。


人工智能語音資源包
(1)語音采集類:語音采集、語音波形顯示、語音編碼、語音采樣頻率轉(zhuǎn)換等;
(2)語音信號類:語音信號強度、白噪聲信號、語音短時傅里葉變換、音頻自動增益控制等;
(3)語音檢測類:語音端點檢測;
(4)語音噪聲類:語音增強;語音添加噪聲;
(5)語音模型類:LSTM聲學(xué)模型訓(xùn)練;情感分析;知識圖譜關(guān)系抽??;
(6)聲源定位類:實時聲源定位;
(7)語音識別類:語音識別;分詞識別;詞性標注;命名識別;
(8)語音合成類:語音合成。

人工智能項目綜合案例資源包
1.手寫數(shù)字識別項目案例WZ-AISZ-V1.0
2.人臉識別系統(tǒng)項目案例WZ-AIRL-V1.0
3.情感燈控系統(tǒng)項目案例WZ-AIBQ-V1.0
4.性別識別項目案例 WZ-AIXB-V1.0
5.智能家居系統(tǒng)項目案例 WZ-AIYY-V1.0
6.智能游戲交互系統(tǒng)項目案例 WZ-AIYX-V1.0
7.智能識別監(jiān)控系統(tǒng)項目案例 WZ-AIYO-V1.0
文章來源:http://www.whwkzc.com/html/2020/rgznsjjjfa_1222/201.html