基于智能計(jì)算技術(shù)的大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)研究

陳應(yīng)霞，曹治，黃明歡

（長(zhǎng)江大學(xué) 計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院，湖北荊州 434023）

智能計(jì)算是一種以模型（生物進(jìn)化模型、 數(shù)學(xué)模型）為基礎(chǔ)，以分布、并行計(jì)算為特征的自然智能模擬方法，其原理來自達(dá)爾文生物進(jìn)化論，即生物神經(jīng)系統(tǒng)的模擬、進(jìn)化和認(rèn)知。它的主要特點(diǎn)是通過計(jì)算機(jī)信息處理方式來模擬生物本身具備的智能行為，其理論與技術(shù)研究發(fā)展迅猛，在圖像處理、無人駕駛、模式識(shí)別、知識(shí)發(fā)現(xiàn)、經(jīng)濟(jì)金融、數(shù)據(jù)挖掘、生物醫(yī)療、工業(yè)控制等眾多領(lǐng)域都得到了廣泛應(yīng)用，并取得了一系列重大研究成果。大學(xué)生作為最具有創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)潛力的群體，理應(yīng)在這一新型、前沿領(lǐng)域有所作為，從而為我國的科技發(fā)展增添新的活力，同時(shí)也為我國的自主創(chuàng)新提供更多動(dòng)力。本文從軟件和硬件領(lǐng)域兩個(gè)方面著手，分析和探討了當(dāng)前大學(xué)生可以利用智能計(jì)算技術(shù)從事的一些創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)思路和方法。

1 智能計(jì)算在軟硬件領(lǐng)域的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)研究

科技創(chuàng)新、科技強(qiáng)國，這是我們當(dāng)前面臨的首要任務(wù)。 作為“互聯(lián)網(wǎng)+”人工智能時(shí)代的大學(xué)生，應(yīng)抓住當(dāng)前“大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新”的機(jī)會(huì)，勇于承擔(dān)科技創(chuàng)新的使命，為國家的科技發(fā)展貢獻(xiàn)力量。 眾所周知，軟硬件領(lǐng)域是科技創(chuàng)新的基本載體，是我國高端產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)的重要支撐，也是國家戰(zhàn)略之所在。 如今，全球經(jīng)濟(jì)形勢(shì)復(fù)雜，貿(mào)易戰(zhàn)和技術(shù)壁壘不斷加碼，唯有在軟硬件核心領(lǐng)域（如芯片、操作系統(tǒng)、人工智能等）實(shí)現(xiàn)自主研發(fā)、自主創(chuàng)新，才能不斷地實(shí)現(xiàn)自我超越。 接下來針對(duì)大學(xué)生如何利用智能計(jì)算技術(shù)在軟硬件領(lǐng)域創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)做一些探討。

1.1 在軟件領(lǐng)域的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)研究

軟件是用來驅(qū)動(dòng)硬件設(shè)備或管理某些功能的基礎(chǔ)，用戶依賴軟件才得以實(shí)現(xiàn)特定功能的操作。 可以說，軟件是一切工業(yè)設(shè)施、計(jì)算機(jī)設(shè)備的血液。 為了使系統(tǒng)設(shè)備具有更高的實(shí)用性和可靠性，在設(shè)計(jì)和開發(fā)軟件時(shí)，有必要引入新的智能計(jì)算技術(shù)。智能技術(shù)可以使軟件系統(tǒng)變得更智能化、個(gè)性化。

1.1.1 在智慧教育領(lǐng)域的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)淺析

研發(fā)智能組卷+閱卷系統(tǒng)。因材施教作為教學(xué)中一項(xiàng)重要有效的教學(xué)方法，一直以來都被眾多教育專家所提倡，但我國學(xué)生數(shù)量眾多，很難做到根據(jù)學(xué)生不同的基礎(chǔ)水平、自身素質(zhì)以及學(xué)習(xí)能力來制定具體的、有針對(duì)性的個(gè)性化學(xué)習(xí)方案[1]。 另一方面，中小學(xué)生基本上每周都會(huì)有單元測(cè)試，每月會(huì)有階段性知識(shí)點(diǎn)檢驗(yàn)。學(xué)生學(xué)習(xí)任務(wù)繁重，壓力大，難以對(duì)自己的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行系統(tǒng)性梳理。 教師面對(duì)眾多的學(xué)生及相對(duì)落后的測(cè)試方式和手段，也很難對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行系統(tǒng)性分析和總結(jié)。

基于此，大學(xué)生可以結(jié)合自身的考試經(jīng)驗(yàn)和心得，著力打造一套智能“組卷”+“閱卷”系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠很好地解決上述問題。針對(duì)客觀題，采用智能技術(shù)進(jìn)行快速高效地自動(dòng)批量閱卷；針對(duì)主觀題，實(shí)現(xiàn)機(jī)器智能掃描、數(shù)字化，讓閱卷教師通過電腦、平板、手機(jī)等終端設(shè)備快速批改，再利用數(shù)據(jù)庫自動(dòng)智能收集和匯總每個(gè)學(xué)生的主客觀題分?jǐn)?shù)[2]。 另外，可通過智能計(jì)算技術(shù)中的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)或遺傳等算法，對(duì)題目難度進(jìn)行合理化評(píng)級(jí)，從而根據(jù)試卷難度實(shí)現(xiàn)題庫動(dòng)態(tài)更新。還可以通過智能技術(shù)（比如進(jìn)化算法、粒子群算法和多目標(biāo)進(jìn)化算法等）設(shè)計(jì)多種自由組卷策略，在完成合理化的難度評(píng)級(jí)前提下，根據(jù)事先設(shè)定的前置條件，快速生成符合條件的測(cè)試試卷，從而完成針對(duì)每個(gè)學(xué)生的個(gè)性化題庫組建[3]。 在試卷分析階段，亦可以通過智能計(jì)算技術(shù)自動(dòng)統(tǒng)計(jì)每次考試所需要的各種統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，最終為每位學(xué)生提供定制化教學(xué)方案。

1.1.2 在智慧醫(yī)療領(lǐng)域的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)淺析

研發(fā)私人醫(yī)生遠(yuǎn)程在線智能服務(wù)平臺(tái)。私人醫(yī)生，即一對(duì)一進(jìn)行服務(wù)，提供健康咨詢、診斷和治療服務(wù)，將是未來醫(yī)療服務(wù)的有效補(bǔ)充。通常，傳統(tǒng)線下私人醫(yī)生服務(wù)定位于高端客戶，普通客戶無法享受這種定制化、專業(yè)化的高端服務(wù)。 基于智能計(jì)算技術(shù)的“智能終端設(shè)備+云端數(shù)據(jù)庫+醫(yī)療服務(wù)”組成的“私人醫(yī)生”遠(yuǎn)程在線平臺(tái)可以替代傳統(tǒng)線下私人醫(yī)生的絕大部分工作，其價(jià)格相對(duì)低廉、高效便捷的特點(diǎn)，適于將高端醫(yī)療服務(wù)大眾化，為部分行動(dòng)不便和老年患者、以及醫(yī)療條件不發(fā)達(dá)區(qū)域的患者提高服務(wù)[4]。私人醫(yī)生在線平臺(tái)可以借助大數(shù)據(jù)技術(shù)掌握每一個(gè)患者的健康狀況，然后利用智能技術(shù)對(duì)其疾病發(fā)展和預(yù)防提供智能化分析，從而為其提供準(zhǔn)確診斷和醫(yī)療服務(wù)，并可為客戶的身體狀況做出系統(tǒng)性和綜合性評(píng)價(jià)與疾病預(yù)警，必要時(shí)也向客戶提供多學(xué)科聯(lián)合診治等醫(yī)療服務(wù)。

在私人醫(yī)生遠(yuǎn)程在線智能服務(wù)平臺(tái)中，智能技術(shù)可以應(yīng)用在以下幾個(gè)功能模塊： 利用關(guān)聯(lián)規(guī)則和智能技術(shù)，可以自動(dòng)挖掘病情之間的關(guān)聯(lián)，病情的發(fā)展趨勢(shì)，為疾病的預(yù)防和進(jìn)一步發(fā)展提供解決方案；利用智能技術(shù)，對(duì)用藥后的患者病情進(jìn)行對(duì)比分析，自動(dòng)統(tǒng)計(jì)用某種藥品后的治療效果，從而為治療某種疾病形成穩(wěn)定的治療方案；智能技術(shù)除可以應(yīng)用在私人醫(yī)生遠(yuǎn)程在線智能服務(wù)平臺(tái)外，還可以應(yīng)用在醫(yī)院診治系統(tǒng)、住院系統(tǒng)中。但相對(duì)而言，私人醫(yī)生遠(yuǎn)程在線智能服務(wù)平臺(tái)更具有創(chuàng)新性，且數(shù)據(jù)量不太大，對(duì)平臺(tái)的硬件要求也不太高，更符合大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)需求。

1.1.3 在電商領(lǐng)域的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)淺析

研發(fā)智能客服系統(tǒng)。 如今各大電商平臺(tái)的在線客服比較普及，但仍不能滿足客戶的個(gè)性化需求，且缺乏智能性。 基于智能計(jì)算技術(shù)的客服系統(tǒng)可以很好地解決這一系列問題，在客戶輸入消息后，系統(tǒng)利用智能技術(shù)進(jìn)行相關(guān)問題自動(dòng)匹配，從而高效、快速解決客戶問題。 全天候24 小時(shí)不間斷的在線智能客服，彌補(bǔ)了下班后人工客服不在線的缺陷，解決了人工逐條回復(fù)大量重復(fù)問題的低效率問題，也同時(shí)避免了人工客服情緒化和推諉問題，保證服務(wù)統(tǒng)一，為用戶提供了更好的購物體驗(yàn)。盡管目前智能客服系統(tǒng)種類繁多，但大多還停留在簡(jiǎn)單識(shí)別問題階段，對(duì)復(fù)雜問題的自動(dòng)回答仍不盡人意，這也是創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的機(jī)會(huì)所在。

研發(fā)智能推薦系統(tǒng)。如今很多互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品，比如在線商城和視頻直播等新生物憑借智能計(jì)算技術(shù)為用戶提供了極具個(gè)性化的服務(wù)體驗(yàn)。 用戶使用產(chǎn)品時(shí)能明顯地感受到這些產(chǎn)品的便利性，如同“知己”一般了解自己的興趣愛好，并能夠不斷地實(shí)時(shí)根據(jù)自己的興趣變化推送可能感興趣的內(nèi)容[5]。例如目前比較熱門的京東商城、淘寶、抖音等平臺(tái)，它們會(huì)根據(jù)用戶的興趣愛好或者商品之間的關(guān)聯(lián)，自動(dòng)推薦服務(wù)或商品，省去了復(fù)雜的搜索和查找操作。 這種智能識(shí)別用戶并自動(dòng)智能實(shí)時(shí)匹配對(duì)應(yīng)內(nèi)容的特點(diǎn)大大增加了用戶使用產(chǎn)品時(shí)的沉浸感和使用時(shí)長(zhǎng)。

1.2 在硬件領(lǐng)域的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)研究

硬件是指由電子、機(jī)械和光電元件等組成的各種物理裝置的總稱，這些物理裝置按照某種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方式構(gòu)成一個(gè)有機(jī)整體，為系統(tǒng)整體運(yùn)行提供設(shè)備基礎(chǔ)。硬件領(lǐng)域的范圍很廣，包括工業(yè)設(shè)備、電氣設(shè)備、交通設(shè)備、計(jì)算機(jī)設(shè)備、衛(wèi)星設(shè)備等等。 本文介紹的硬件領(lǐng)域主要是指常見的穿戴設(shè)備、智能家居等小型設(shè)備。

1.2.1 在智能穿戴領(lǐng)域的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)淺析

研發(fā)智能穿戴設(shè)備。在日常生活中，可以看到不少人佩戴著智能穿戴設(shè)備出行，從兒童到老年群體，智能穿戴設(shè)備已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ畹囊粋€(gè)新工具，正在引領(lǐng)健康生活新風(fēng)潮[6]。大學(xué)生著眼于在這個(gè)領(lǐng)域進(jìn)行創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)，定會(huì)有所成績(jī)。

智能健康手環(huán)。 基于智能計(jì)算技術(shù)的穿戴設(shè)備可以自動(dòng)記錄人體脈搏、呼吸、心跳、血壓、血糖、血氧、血脂、睡眠等數(shù)據(jù)，而且能夠?qū)崟r(shí)、長(zhǎng)期的檢測(cè)，并記錄這些數(shù)據(jù)。 在數(shù)據(jù)產(chǎn)生異常波動(dòng)時(shí)，能夠及時(shí)提出警告。智能穿戴設(shè)備可以通過藍(lán)牙或者WiFi 技術(shù)將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送至手機(jī)，也可將統(tǒng)計(jì)到的數(shù)據(jù)上傳至云端數(shù)據(jù)庫。 云端數(shù)據(jù)庫再根據(jù)統(tǒng)計(jì)到的數(shù)據(jù)自動(dòng)生成用戶的簡(jiǎn)易健康檔案，用戶在想要診斷身體健康時(shí)，能夠通過手機(jī)預(yù)約醫(yī)生進(jìn)行上門或者遠(yuǎn)程會(huì)診服務(wù)，醫(yī)生能夠?qū)φ赵贫藬?shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)進(jìn)行提供相應(yīng)的診斷建議和醫(yī)療服務(wù)。 此外，用戶突發(fā)疾病時(shí)，智能穿戴設(shè)備自動(dòng)地向醫(yī)院請(qǐng)求救助，醫(yī)院能夠及時(shí)提供迅速地救治。

智能防疫手環(huán)。 傳統(tǒng)的智能手環(huán)可以自動(dòng)記錄人體脈搏、呼吸、心跳、血壓、血糖、血氧、血脂、睡眠等數(shù)據(jù)，而且能夠?qū)崟r(shí)、長(zhǎng)期的檢測(cè)，在數(shù)據(jù)產(chǎn)生異常波動(dòng)時(shí)，能夠及時(shí)發(fā)出提醒。

傳統(tǒng)的智能穿戴設(shè)備是通過藍(lán)牙或WiFi 模塊將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送至手機(jī)。 眼下，隨著疫情防控常態(tài)化，我們可以考慮在智能手環(huán)上進(jìn)一步研發(fā)，增加防疫和監(jiān)測(cè)功能，并將相關(guān)數(shù)據(jù)上傳到云平臺(tái)，并給相關(guān)防控部門提供管理和監(jiān)測(cè)功能。初步設(shè)想如下：將手環(huán)和身份信息綁定，然后在手環(huán)上增加測(cè)溫、 定位、 掃碼（或NFC）等功能，可將獲得的數(shù)據(jù)同步自動(dòng)上傳到云平臺(tái)。當(dāng)測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)發(fā)生異?；蚺c疑似病例有接觸史時(shí)，可通過系統(tǒng)管理端迅速提醒相關(guān)部門，從而能提供及時(shí)、精準(zhǔn)的醫(yī)療救治服務(wù)。

智能運(yùn)動(dòng)手表。目前智能運(yùn)動(dòng)手表品牌眾多，例如有華為、小米、360、APPLE 等。 智能手表中大都集成了通話、視頻、短信、語音、跑步計(jì)數(shù)、脈搏監(jiān)測(cè)、睡眠監(jiān)測(cè)等功能。盡管集成了較多功能，但大多數(shù)模塊功能都是在于監(jiān)測(cè)、提醒等功能，很少有專門針對(duì)幫助用戶制定日程安排、 藍(lán)牙設(shè)備智能切換和健康大數(shù)據(jù)智能分析服務(wù)。因此，大學(xué)生可以考慮在穿戴手表的功能模塊和算法上進(jìn)行改進(jìn)和升級(jí)，如可以引進(jìn)智能計(jì)算技術(shù)，建立藍(lán)牙設(shè)備連接模型，權(quán)重參數(shù)動(dòng)態(tài)分配，依據(jù)智能算法全局自動(dòng)尋優(yōu)特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)與周圍藍(lán)牙設(shè)備自動(dòng)切換與相連等。

1.2.2 在智能家居領(lǐng)域的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)淺析

研發(fā)智能家居產(chǎn)品。智能家居是以云平臺(tái)為基礎(chǔ)，利用分布式系統(tǒng)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、智能計(jì)算技術(shù)、圖像處理技術(shù)、 語音識(shí)別技術(shù)等與家居生活有關(guān)的設(shè)備進(jìn)行連接，構(gòu)成一套高效的管理系統(tǒng)，從而提升便捷性、高效性、舒適性。智能家居是在“互聯(lián)網(wǎng)+”家居設(shè)備的智能化體現(xiàn)，如智能電視、智能音箱、智能照明系統(tǒng)、智能窗簾、智能空調(diào)、智能冰箱、智能安防系統(tǒng)、智能門鎖、智能電飯煲等，將其連接到一起，提供照明控制、遠(yuǎn)程APP 控制、室內(nèi)外遙控、防盜監(jiān)測(cè)、環(huán)境感知等多種功能和手段。與普通家居相比，智能家居不僅具有傳統(tǒng)的居住功能，同時(shí)提供全方位的實(shí)時(shí)控制、智能交互等功能。

大學(xué)生可以借鑒華為、小米、?？低暤绕髽I(yè)的成功產(chǎn)品，著力打造新的迭代智能家居產(chǎn)品，為用戶提供更豐富更具有個(gè)性化的服務(wù)，比如： 研發(fā)智能中控設(shè)備。 智能中控設(shè)備由控制面板、顯示屏、傳感器、藍(lán)牙/WIFI 模塊等設(shè)備組成。 用戶通過中央控制設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)文件共享、影音上傳下載和實(shí)時(shí)監(jiān)控等，用戶也可以通過智能中控設(shè)備控制整套智能家居產(chǎn)品，還能根據(jù)用戶偏好和周圍環(huán)境的變化智能調(diào)節(jié)舒適溫度和濕度等。

除采用手機(jī)APP 控制外，還可研發(fā)基于智能手表或者智能手環(huán)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制、安防安保、智能響應(yīng)等全方位的控制管理，例如用智能手表或智能手環(huán)控制空調(diào)、冰箱、洗衣機(jī)、電視等產(chǎn)品，這樣可以擺脫對(duì)手機(jī)APP 的依賴。由此可見，家居產(chǎn)品的智能化為用戶提供了方便、快捷、健康、環(huán)保的家居環(huán)境體驗(yàn)，這也是一個(gè)非常有前景的領(lǐng)域。

2 總結(jié)與展望

本文首先對(duì)智能計(jì)算技術(shù)做了簡(jiǎn)單描述，并從軟件/硬件兩個(gè)維度探討了利用智能技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的方法和思路，尤其在智慧教育、智慧醫(yī)療、智能穿戴設(shè)備、智能家居領(lǐng)域做了較為深入的描述。智能技術(shù)的應(yīng)用遠(yuǎn)不止本文中所列舉的幾個(gè)場(chǎng)景，還有很多更為重要的未知應(yīng)用領(lǐng)域值得我們?nèi)ヌ剿骱屯诰颉?/p>

擁抱智能，方能計(jì)算未來。智能計(jì)算正在引領(lǐng)新一輪行業(yè)創(chuàng)新，重塑市場(chǎng)，在教育領(lǐng)域、大健康領(lǐng)域、農(nóng)業(yè)領(lǐng)域、工業(yè)領(lǐng)域都有著較為廣闊的市場(chǎng)，其對(duì)各行各業(yè)將帶來深刻變革。因此，基于智能技術(shù)的各領(lǐng)域創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)也將迎來巨大機(jī)遇，作為新時(shí)代的大學(xué)生應(yīng)抓住當(dāng)今萬物互聯(lián)、智能互通的歷史性機(jī)遇，做出一番創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)舉措，研發(fā)更為優(yōu)秀的軟硬件產(chǎn)品，以推動(dòng)科技發(fā)展。