基于論文數(shù)據(jù)的在杭高校人工智能博碩人才培養(yǎng)情況研究

□文/ 陳 雯 李 廷 朱海鋒 杭州市科技信息研究院 汪嚴(yán)磊 德勤中國

2019 年科學(xué)技術(shù)部發(fā)布了《國家新一代人工智能創(chuàng)新發(fā)展試驗(yàn)區(qū)建設(shè)工作指引》，開始在地方探索人工智能試驗(yàn)區(qū)的建設(shè)。同年，杭州正式獲批建設(shè)國家新一代人工智能創(chuàng)新發(fā)展試驗(yàn)區(qū)。杭州的人工智能產(chǎn)業(yè)提速發(fā)展，人才需求也進(jìn)一步升級。高校作為人才輸出的主陣地，其人才培養(yǎng)狀況值得關(guān)注。

本文以中國知網(wǎng)（CNKI）數(shù)據(jù)庫的博碩士學(xué)位授予單位為依據(jù)，選擇12 家在杭高校（分別為浙江大學(xué)、浙江工業(yè)大學(xué)、杭州電子科技大學(xué)、浙江理工大學(xué)、中國計量大學(xué)、浙江科技學(xué)院、浙江工商大學(xué)、浙江財經(jīng)大學(xué)、浙江農(nóng)林大學(xué)、杭州師范大學(xué)、浙江中醫(yī)藥大學(xué)、浙江傳媒學(xué)院）為樣本，通過圖書分類號和關(guān)鍵字組合策略檢索獲得這些高校人工智能領(lǐng)域研究相關(guān)博碩士論文，并采用CiteSpace.5.8.R3 等工具對論文數(shù)量和關(guān)鍵詞進(jìn)行深入分析，為了解在杭高校人工智能領(lǐng)域研究生培養(yǎng)情況提供一個縱向視角。

基于論文數(shù)量的研究生規(guī)模分析

本次檢索共獲博碩士論文6637篇。其中，博士論文852 篇，占比12.84%；碩士論文5785 篇，占比81.16%。說明在杭高校開展人工智能領(lǐng)域研究的研究生主要以碩士研究生為主，這與高校博士點(diǎn)相對較少、博士招生人數(shù)相對較少有關(guān)。

從論文數(shù)量歷年趨勢看（如圖1），在杭高校博碩論文總量呈現(xiàn)波動式上升趨勢，且近幾年增長迅速。按研究生平均3-4年畢業(yè)時間向前推算，該趨勢與人工智能技術(shù)發(fā)展幾經(jīng)波折有關(guān)。

圖1 在杭高校歷年博碩士學(xué)位論文數(shù)量趨勢圖

據(jù)研究，人工智能技術(shù)自其概念誕生以來經(jīng)歷了多輪低谷，其中就有2006 年的低潮期，該低潮期直到2010 年神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在圖像識別領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破才得以走出，此后又以2016 年Alpha Go 事件為分水嶺，人工智能技術(shù)再次走入研究者的視線，又一次掀起研究熱潮。數(shù)據(jù)顯示，在杭高校研究生對人工智能領(lǐng)域的研究熱度與技術(shù)熱門程度密切相關(guān)。

隨著社會對人工智能技術(shù)熱度的不斷攀升，在杭高校人工智能領(lǐng)域研究生數(shù)量還將繼續(xù)快速增長。

在12所在杭高校中，2所綜合類高校論文總量占比達(dá)66.9%，4 所理工類高校論文總量占比達(dá)27.33%，兩者合計94.23%，可見綜合類高校開展人工智能領(lǐng)域研究的研究生要比理工類高校多。分析各高校情況，浙江大學(xué)、浙江工業(yè)大學(xué)和杭州電子科技大學(xué)的論文總量排名位列前三，論文總量占比分別為50.14%、16.75%和16.01%，合計達(dá)82.90%。其中，浙江大學(xué)一所高校的論文總量占到半數(shù)以上，遙遙領(lǐng)先其他在杭高校。此外，浙江大學(xué)的博士論文數(shù)量占比達(dá)94.82%，這充分說明浙江大學(xué)是在杭高校人工智能領(lǐng)域研究生培養(yǎng)的主導(dǎo)院校，其領(lǐng)頭優(yōu)勢十分明顯。

基于論文首現(xiàn)的研究生初研時點(diǎn)分析

論文首現(xiàn)時間體現(xiàn)了在杭高校研究生最早投入人工智能領(lǐng)域研究的時間。絕大多數(shù)在杭高校論文首現(xiàn)出現(xiàn)在2010年前后。論文首現(xiàn)較早的三所高校分別是浙江大學(xué)、浙江工業(yè)大學(xué)和浙江工商大學(xué)。

其中，浙江大學(xué)是最早出現(xiàn)研究生涉足人工智能領(lǐng)域研究的在杭高校，也是唯一一所博士論文出現(xiàn)時間早于碩士論文的在杭高校，再次體現(xiàn)出浙江大學(xué)對人工智能領(lǐng)域研究生的培養(yǎng)走在各高校的前列。

浙江工業(yè)大學(xué)論文首現(xiàn)年份在2001 年，該年份也是在杭高校論文總量陡然由少變多的一個關(guān)鍵時點(diǎn)。在2001 年以前，人工智能領(lǐng)域主要是博士研究生的研究范圍，論文數(shù)量寥寥，而此后，不僅博士論文數(shù)量徒增，碩士論文數(shù)量也在快速攀升，說明2001 年是在杭高校研究生開始關(guān)注人工智能領(lǐng)域研究的關(guān)鍵一年，而浙江工業(yè)大學(xué)貢獻(xiàn)了重要力量。

浙江工商大學(xué)作為財經(jīng)類高校，其首現(xiàn)論文時間甚至早于部分理工類高校，說明人工智能技術(shù)較早影響財經(jīng)、金融等領(lǐng)域，致使財經(jīng)類高校少數(shù)研究生較早介入該領(lǐng)域的研究。

此外，杭州電子科技大學(xué)、浙江理工大學(xué)、中國計量大學(xué)論文的首現(xiàn)年份雖無先發(fā)優(yōu)勢，但論文總量可觀，說明近些年來三所高校正加快對人工智能領(lǐng)域研究生的培養(yǎng)。

基于高頻關(guān)鍵詞的研究熱點(diǎn)分析

關(guān)鍵詞是論文內(nèi)容的核心概括，高頻關(guān)鍵詞代表了研究熱點(diǎn)。本文獲得高頻關(guān)鍵詞如表1，其中頻次超過200 的關(guān)鍵詞依次是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、支持向量機(jī)、深度學(xué)習(xí)、卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、計算機(jī)視覺、遺傳算法、bp 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和機(jī)器學(xué)習(xí)，主要涉及機(jī)器學(xué)習(xí)和計算機(jī)視覺兩大技術(shù)領(lǐng)域，其中以機(jī)器學(xué)習(xí)為主。據(jù)相關(guān)研究，機(jī)器學(xué)習(xí)是人工智能較早開拓的研究領(lǐng)域之一，起先致力于計算機(jī)棋類博弈研究，后來分裂出神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和行為模擬兩條研究路線。這也說明在杭高校研究生更傾向于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)路線，并經(jīng)歷了從bp 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、支持向量機(jī)、卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等淺層學(xué)習(xí)到循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、生成對抗網(wǎng)絡(luò)等深度學(xué)習(xí)的技術(shù)變化過程。

表1 高頻關(guān)鍵詞信息表

分析博碩論文總量過百的6 所在杭高校的高頻關(guān)鍵詞，它們80%以上至少存在1 次重合，其中各高校top6的高頻關(guān)鍵詞高度重合，均包括神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、支持向量機(jī)、卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和深度學(xué)習(xí)；而計算機(jī)視覺、特征提取、圖像處理、遺傳算法在5所綜合類或理工類高校中均有涉及，說明在杭高校研究生對人工智能技術(shù)研究的關(guān)注點(diǎn)差別不大，區(qū)別只在于介入時間的先后不同。當(dāng)然，從各高校獨(dú)有的高頻關(guān)鍵詞中可以看出高校的研究特色，比如：浙江大學(xué)的腦機(jī)接口、數(shù)據(jù)挖掘；浙江工業(yè)大學(xué)的粒子群算法、人臉識別、路徑規(guī)劃、機(jī)器人、圖像識別；杭州電子科技大學(xué)的腦電信號、注意力機(jī)制、遷移學(xué)習(xí)、生成對抗網(wǎng)絡(luò)；浙江理工大學(xué)的蟻群算法等。

基于共現(xiàn)圖譜和突變詞的研究熱點(diǎn)演進(jìn)分析

關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜不僅可以更加直觀感受高頻關(guān)鍵詞，還可以顯示高頻關(guān)鍵詞之間的關(guān)聯(lián)，進(jìn)而分析研究熱點(diǎn)的演進(jìn)（如圖2）。圖譜中的節(jié)點(diǎn)代表了關(guān)鍵詞，節(jié)點(diǎn)標(biāo)簽大小體現(xiàn)詞頻大小，節(jié)點(diǎn)年輪的顏色和厚度體現(xiàn)了關(guān)鍵詞在不同年份的頻次，而節(jié)點(diǎn)間連線表示關(guān)鍵詞共現(xiàn)關(guān)系，連線越粗說明共現(xiàn)次數(shù)越多，連線顏色則是關(guān)鍵詞共現(xiàn)關(guān)系的初現(xiàn)年份。另外，紫色輪廓節(jié)點(diǎn)是具有較大中介中心性（≥0.1）的節(jié)點(diǎn)，在網(wǎng)絡(luò)關(guān)系中具有重要意義，往往是研究熱點(diǎn)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，能反映研究熱點(diǎn)轉(zhuǎn)移關(guān)系。

結(jié)合圖2 和表1 可以發(fā)現(xiàn)，有些高頻關(guān)鍵詞存在共現(xiàn)關(guān)系，比如：神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與專家系統(tǒng)有灰色連線，說明兩者較早便存在聯(lián)系，或許在杭高校對專家系統(tǒng)的研究中運(yùn)用到神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方面的算法；專家系統(tǒng)與遺傳算法之間，雖然沒有直接關(guān)聯(lián)，但是都與儀表設(shè)計關(guān)鍵詞有灰色粗線聯(lián)系，說明在杭高校研究生研究儀表設(shè)計方面可能存在專家系統(tǒng)和遺傳算法兩條技術(shù)路線；深度學(xué)習(xí)和卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與人臉識別存在綠線共現(xiàn)關(guān)系，說明近年來在杭高校研究生對人臉識別研究高度依賴深度學(xué)習(xí)和卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)研究。此外，專家系統(tǒng)、故障診斷、模式識別、圖像處理、計算機(jī)視覺等高中介中心性節(jié)點(diǎn)之間的共現(xiàn)關(guān)系揭示出，通過模式識別這個中介中心性最高的節(jié)點(diǎn)，在杭高校研究生研究熱點(diǎn)從知識工程向計算機(jī)視覺、機(jī)器學(xué)習(xí)等方向轉(zhuǎn)移。

圖2 在杭高校博碩士論文關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)圖譜

突變詞代表關(guān)鍵詞在某段時間出現(xiàn)頻次有較大變化，可以反映關(guān)鍵詞的興起和衰落，進(jìn)而體現(xiàn)研究熱點(diǎn)的爆發(fā)和消跡。Citespace共生成64個突變詞，本文選擇strength≥10 的突變詞進(jìn)行分析（如表2）。數(shù)據(jù)顯示，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、bp 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、支持向量機(jī)、極限學(xué)習(xí)機(jī)、深度學(xué)習(xí)和卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的起始年和終止年反映出在杭高校研究生對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域研究的熱度變遷，從最初比較抽象的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)概念開始，相關(guān)研究依次經(jīng)歷了bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、支持向量機(jī)、極限學(xué)習(xí)機(jī)研究的興起和衰落，再到近三年深度學(xué)習(xí)和卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)研究的異軍突起，此演進(jìn)情況也契合人工智能技術(shù)的發(fā)展趨勢，經(jīng)歷從淺層學(xué)習(xí)到深度學(xué)習(xí)兩個階段。此外，突變詞還揭示出模糊控制、數(shù)據(jù)挖掘曾對在杭高校人工智能領(lǐng)域研究產(chǎn)生過影響，而在2009 年至2016 年間，人機(jī)交互、腦機(jī)接口、機(jī)器人出現(xiàn)過一小波高校研究熱潮。

表2 Strength≥10的突變詞

思考

在杭高校人工智能領(lǐng)域研究生培養(yǎng)已具備一定規(guī)模，但增量會遇到瓶頸。近五年，在杭高校開展人工智能領(lǐng)域研究的研究生規(guī)模急劇攀升，已形成綜合類高校領(lǐng)頭、理工類高校追趕、其他類高校有特色地跟進(jìn)的態(tài)勢，在杭高校一方面緊跟人工智能技術(shù)發(fā)展趨勢開展新技術(shù)研究，另一方面在金融、醫(yī)療、媒體傳播、種植等領(lǐng)域也開始引入人工智能技術(shù)的應(yīng)用研究，兩者結(jié)合加速了人工智能領(lǐng)域?qū)I(yè)性人才和復(fù)合型人才的培養(yǎng)，使得本地人才培養(yǎng)具備了一定規(guī)模。但相比較武漢、南京等城市，在杭高?？傮w數(shù)量偏少，而且綜合類和理工類高校又只占總體數(shù)量的一半，這使得在杭高校培養(yǎng)人工智能領(lǐng)域研究生的數(shù)量也相對受限，面對產(chǎn)業(yè)需求，從其他城市吸引人才，特別是高層次人才，依然是一條不可或缺的途徑。

目前，在政府大力引導(dǎo)和產(chǎn)業(yè)需求拉動的雙重作用下，在杭高校都在積極探索人工智能領(lǐng)域人才的培養(yǎng)。2018 年，杭州電子科技大學(xué)和浙江理工大學(xué)紛紛成立人工智能學(xué)院；2019年，浙江大學(xué)設(shè)立人工智能交叉學(xué)科，浙江工業(yè)大學(xué)成立了自動化與人工智能研究中心和人工智能系；西湖大學(xué)這類新型高等學(xué)校也持續(xù)發(fā)力人工智能領(lǐng)域研究。

新一代人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展正考驗(yàn)著地方高校的人才培養(yǎng)能力，在杭高校需要跳出傳統(tǒng)人才培養(yǎng)模式，主動在學(xué)科、機(jī)構(gòu)、課程、培養(yǎng)方式等方面大膽嘗試開拓創(chuàng)新，才能為社會輸出更多擁有綜合知識、具備專業(yè)能力的人工智能領(lǐng)域人才。