地方本科院校人工智能實(shí)驗(yàn)室建設(shè)及實(shí)踐教學(xué)探索

宋慶恒 莫林琳 張葉芳 劉先明 李珊珊

[摘 要] 實(shí)踐教學(xué)是高校培養(yǎng)高素質(zhì)人工智能專(zhuān)業(yè)人才的重要方式，針對(duì)地方院校人工智能專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)方案進(jìn)行探討。分析實(shí)驗(yàn)室建設(shè)教學(xué)需求、科研需求以及持續(xù)可擴(kuò)展需求的基礎(chǔ)上，提出了符合“人工智能+X”的復(fù)合培養(yǎng)模式的硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)，以及由虛擬化支持云平臺(tái)、業(yè)務(wù)應(yīng)用管理平臺(tái)以及教學(xué)資源平臺(tái)組成的軟件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)方案。并對(duì)方案實(shí)踐和預(yù)期效益進(jìn)行了分析與探索。該方案可為地方本科院校人工智能實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)提供有益參考。

[關(guān)鍵詞] 人工智能;地方本科院校;實(shí)驗(yàn)室建設(shè);人工智能+X

[基金項(xiàng)目] 2020年度教育部產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項(xiàng)目“人工智能校企合作聯(lián)合實(shí)踐基地建設(shè)”（202002118074）;“校企合作人工智能新工科人才培養(yǎng)體系的構(gòu)建與實(shí)踐”（202102211008）;“人工智能專(zhuān)業(yè)校企合作實(shí)踐條件建設(shè)”（202102371043）;2021年度湖南省重點(diǎn)教改項(xiàng)目“電子信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)理論課‘課程思政’建設(shè)體系的構(gòu)建”（HNJG-2021-0184）;2021年度湖南省教育科學(xué)“十四五”規(guī)劃課題“電子信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課‘課程思政’建設(shè)研究與實(shí)踐”（ND212050）;2021年度懷化學(xué)院教改項(xiàng)目“電子信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)理論課‘課程思政’建設(shè)研究與實(shí)踐”（2021046）

[作者簡(jiǎn)介] 宋慶恒（1980—），男，湖北咸寧人，博士，懷化學(xué)院電氣與信息工程學(xué)院副院長(zhǎng)，副教授，人工智能專(zhuān)業(yè)負(fù)責(zé)人，主要從事無(wú)人機(jī)通信理論研究。

[中圖分類(lèi)號(hào)] C961 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1674-9324（2022）20-0128-04 [收稿日期] 2022-01-05

引言

隨著人工智能技術(shù)的飛速發(fā)展，諸如智能音箱、智能家電等人工智能產(chǎn)品相繼出現(xiàn)，人工智能對(duì)人們生活的方方面面產(chǎn)生著潛移默化的影響。目前我國(guó)已經(jīng)成為全球人工智能的研發(fā)中心之一，面臨著嚴(yán)重的人才缺口[1]。為了保持我國(guó)人工智能技術(shù)研發(fā)的中心地位、奪取領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，我國(guó)的教育必將為此承擔(dān)新的發(fā)展要求和使命。人工智能專(zhuān)業(yè)在逐步納入高校教學(xué)范疇的過(guò)程中，教育行業(yè)也在對(duì)人工智能專(zhuān)業(yè)的教學(xué)方式進(jìn)行不斷地探索。總體而言，作為操作性和實(shí)踐性極強(qiáng)的工科類(lèi)專(zhuān)業(yè)，人工智能專(zhuān)業(yè)的實(shí)踐教學(xué)在整體教學(xué)中所占比重極高。彭德巍研究了人工智能課程實(shí)驗(yàn)案例研究與實(shí)踐，彭德巍、韓潔瓊等分別針對(duì)人工智能實(shí)驗(yàn)教學(xué)和人工智能實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中存在的幾個(gè)問(wèn)題進(jìn)行了論述[2，3]。然而，實(shí)驗(yàn)室不僅是開(kāi)展實(shí)驗(yàn)課程的前提條件，也是影響實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果的重要因素，如何建設(shè)人工智能專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)室將成為實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)、達(dá)到良好教學(xué)效果的首要問(wèn)題，因此本文將從建設(shè)需求、建設(shè)方案和預(yù)期效益三個(gè)方面對(duì)地方本科院校的人工智能專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)和實(shí)踐進(jìn)行探討[4]。

一、人工智能實(shí)驗(yàn)室建設(shè)需求分析

對(duì)于地方本科院校，為區(qū)域經(jīng)濟(jì)和相關(guān)行業(yè)的發(fā)展培養(yǎng)人才是其主要的社會(huì)功能，教學(xué)和科研是其擔(dān)負(fù)的重要職能。此外，地方本科院校在實(shí)驗(yàn)室建設(shè)方面的資金往往是有限的。綜合考慮上述因素，地方本科院校人工智能實(shí)驗(yàn)室建設(shè)應(yīng)滿(mǎn)足教學(xué)需求、科研需求以及持續(xù)可擴(kuò)展需求[5]。

（一）教學(xué)需求

人工智能專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)室主要用來(lái)開(kāi)展人工智能專(zhuān)業(yè)的相關(guān)實(shí)驗(yàn)，以便更好地開(kāi)展日常的教學(xué)工作、達(dá)成教學(xué)目標(biāo)。因此，實(shí)驗(yàn)室的總體設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)滿(mǎn)足人工智能專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)需求。以我校為例，人工智能專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)方案中包括“人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”“機(jī)器學(xué)習(xí)”“圖像處理與機(jī)器視覺(jué)”以及“深度學(xué)習(xí)與應(yīng)用”等課程，則我校人工智能實(shí)驗(yàn)室應(yīng)滿(mǎn)足在以上課程教學(xué)過(guò)程中需要開(kāi)展的實(shí)驗(yàn)，如人臉識(shí)別、行為識(shí)別、語(yǔ)音喚醒等實(shí)驗(yàn)。除此之外，人工智能專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)室還應(yīng)滿(mǎn)足學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程可能涉及的設(shè)計(jì)性、綜合性的實(shí)驗(yàn)對(duì)于實(shí)驗(yàn)設(shè)備和平臺(tái)的要求。

（二）科研需求

人工智能專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)應(yīng)滿(mǎn)足師資隊(duì)伍的科研需求，以保證師資隊(duì)伍科學(xué)研究工作的順利開(kāi)展。一方面，需要“以研促教”，科研需求得到滿(mǎn)足可以促使和鼓勵(lì)任課教師持續(xù)地進(jìn)行科學(xué)研究，從而使其自身的知識(shí)結(jié)構(gòu)和教學(xué)內(nèi)容得到及時(shí)有效的更新、教學(xué)方法得到改良[2]。任課教師是人才培養(yǎng)的主力人員，教師只有通過(guò)科研不斷掌握新知識(shí)，才能向?qū)W生教授最前沿的行業(yè)知識(shí)，培養(yǎng)出符合社會(huì)需求和行業(yè)需求的高素質(zhì)人才。另一方面，在科研工作得到實(shí)驗(yàn)設(shè)備和實(shí)驗(yàn)平臺(tái)支持的情況下，高校人工智能技術(shù)的相關(guān)科研成果的產(chǎn)出和轉(zhuǎn)化也將得到促進(jìn)，從而實(shí)現(xiàn)地方本科院校服務(wù)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的目標(biāo)。

（三）持續(xù)可擴(kuò)展需求

一方面，高校的教學(xué)過(guò)程是一個(gè)長(zhǎng)期化、持續(xù)化的過(guò)程，實(shí)驗(yàn)室的軟硬件平臺(tái)的選擇應(yīng)當(dāng)考慮持續(xù)性和可擴(kuò)展性，以便在人工智能技術(shù)的進(jìn)步過(guò)程中實(shí)驗(yàn)室可以便捷地并在低成本的付出下完成對(duì)應(yīng)設(shè)備的同步更新。另一方面，校企合作是地方本科院校提高人才培養(yǎng)質(zhì)量、促進(jìn)畢業(yè)生就業(yè)率的重要和有效途徑之一，校企合作的方式包括企業(yè)派遣專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員為學(xué)生授課。因此，還要求擬建實(shí)驗(yàn)室能夠針對(duì)不同的合作企業(yè)提供相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)授課條件，即實(shí)驗(yàn)室的軟硬件設(shè)備需具備一定的可擴(kuò)展性和通用性。

二、人工智能實(shí)驗(yàn)室建設(shè)方案

擬建的人工智能專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)室應(yīng)由硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和軟件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)組成，如圖1所示，硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)包括教學(xué)機(jī)器人、嵌入式設(shè)備以及服務(wù)器集群等設(shè)備，軟件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)包括虛擬化平臺(tái)、業(yè)務(wù)管理平臺(tái)以及教學(xué)實(shí)訓(xùn)資源模塊。

（一）人工智能硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)方案

首先，教學(xué)機(jī)器人可以包括智能機(jī)械臂和機(jī)器人等人工智能技術(shù)的典型工業(yè)產(chǎn)品，用于人工智能技術(shù)實(shí)踐教學(xué)以及開(kāi)展智能機(jī)器人系統(tǒng)有關(guān)的科研活動(dòng)。其次，目前相關(guān)教育行業(yè)已提出“人工智能+嵌入式”“人工智能+計(jì)算大數(shù)據(jù)”以及“人工智能+物聯(lián)網(wǎng)”等“人工智能+X”的復(fù)合專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)模式。根據(jù)嵌入式、物聯(lián)網(wǎng)的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)，嵌入式、大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)與人工智能的結(jié)合必然會(huì)對(duì)人工智能技術(shù)的推廣和應(yīng)用起到積極的推動(dòng)作用，“人工智能+X”在未來(lái)也將成為培養(yǎng)人工智能高精尖人才的重要方式。因此，結(jié)合實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的持續(xù)可擴(kuò)展需求，擬建實(shí)驗(yàn)室的硬件設(shè)備應(yīng)包括嵌入式設(shè)備、服務(wù)器以及交換機(jī)等用于實(shí)現(xiàn)人工智能與其他技術(shù)相融合的硬件實(shí)驗(yàn)設(shè)備。其中，擔(dān)任管理節(jié)點(diǎn)和計(jì)算節(jié)點(diǎn)的服務(wù)器可采用無(wú)關(guān)化設(shè)計(jì)，支持多品牌服務(wù)器的接入，以便充分利用學(xué)?，F(xiàn)有服務(wù)器，降低實(shí)驗(yàn)室建設(shè)成本。

（二）人工智能軟件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)方案

如圖1所示的實(shí)驗(yàn)室架構(gòu)，擬建實(shí)驗(yàn)室的軟件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)包括：虛擬化支持云平臺(tái)、業(yè)務(wù)應(yīng)用管理平臺(tái)以及實(shí)訓(xùn)教學(xué)資源模塊。

1.虛擬化支持云平臺(tái)。虛擬化支持云平臺(tái)包含人工智能實(shí)驗(yàn)管理平臺(tái)、Cloud虛擬化云平臺(tái)以及Hypervisor虛擬機(jī)監(jiān)視器，用于為在線虛擬實(shí)驗(yàn)提供支持。該虛擬化支持云平臺(tái)首先支持多虛擬機(jī)集群的創(chuàng)建，并且虛擬機(jī)之間可以進(jìn)行通信和訪問(wèn)。其次，基于該平臺(tái)的KVM框架，不僅可以為虛擬實(shí)驗(yàn)?zāi)K、軟件的更新升級(jí)提供便利，而且在后續(xù)增加服務(wù)器集群時(shí)只需在新服務(wù)器上進(jìn)行軟件部署后對(duì)接原有服務(wù)器集群即可。從而大大降低了后續(xù)增加服務(wù)器集群的成本。此外，除了人工智能、嵌入式開(kāi)發(fā)以及計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)及其相同類(lèi)型課程實(shí)驗(yàn)均可基于該平臺(tái)創(chuàng)建適用的實(shí)驗(yàn)虛擬機(jī)，與之對(duì)應(yīng)的CPU、硬盤(pán)、存儲(chǔ)等資源也可以實(shí)現(xiàn)靈活配置。

2.業(yè)務(wù)應(yīng)用管理平臺(tái)。業(yè)務(wù)應(yīng)用管理平臺(tái)用于滿(mǎn)足人工智能專(zhuān)業(yè)的日常實(shí)驗(yàn)教學(xué)需求——（1）系統(tǒng)管理，支持用戶(hù)對(duì)平臺(tái)進(jìn)行個(gè)性化的設(shè)置，同時(shí)支持豐富的虛擬機(jī)管理功能，可以實(shí)現(xiàn)虛擬機(jī)的全生命周期管理。（2）考試管理，支持截圖功能和實(shí)驗(yàn)報(bào)告在線提交功能，學(xué)生可以將實(shí)驗(yàn)過(guò)程的截圖和實(shí)驗(yàn)報(bào)告在線提交給教師進(jìn)行檢查，還支持在線考試和自動(dòng)評(píng)分功能，考試的試題類(lèi)型既可以是主觀題也可以是客觀題。（3）資源管理，支持學(xué)生在所在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)隨時(shí)訪問(wèn)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行資源分配。（4）實(shí)訓(xùn)管理，支持教師在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中通過(guò)管理界面對(duì)學(xué)生的虛擬機(jī)進(jìn)行監(jiān)控，實(shí)時(shí)查看學(xué)生的實(shí)驗(yàn)過(guò)程。（5）編排模塊，支持用戶(hù)根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)需求進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?zāi)K的選擇和編排。

3.教學(xué)實(shí)訓(xùn)資源模塊。教學(xué)實(shí)訓(xùn)資源模塊容納了人工智能專(zhuān)業(yè)的核心技術(shù)課程、實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)、實(shí)戰(zhàn)課程的教學(xué)資源。針對(duì)每門(mén)課程教學(xué)需求提供包括教程、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)、教學(xué)視頻、實(shí)驗(yàn)代碼和實(shí)驗(yàn)環(huán)境鏡像、習(xí)題、考試作業(yè)試題等內(nèi)容。同時(shí)，支持用戶(hù)將視頻、PPT課件、Word/PDF文檔等教學(xué)內(nèi)容的上傳到平臺(tái)。支持課程包括Python編程、Python數(shù)據(jù)分析與挖掘、數(shù)據(jù)挖掘—典型算法、機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)—算法基礎(chǔ)、深度學(xué)習(xí)—主流框架、深度學(xué)習(xí)—典型實(shí)例、AI—算法基礎(chǔ)等。具體實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目有：動(dòng)物圖片識(shí)別、手寫(xiě)數(shù)字識(shí)別、鳶尾花分類(lèi)、棋類(lèi)游戲、提取文章摘要、監(jiān)督學(xué)習(xí)、非監(jiān)督學(xué)習(xí)、非監(jiān)督學(xué)習(xí)自編碼、氣象數(shù)據(jù)分析、足球比賽聚類(lèi)分析、梯度下降優(yōu)化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、彩票預(yù)測(cè)、基于馬爾科夫隨機(jī)場(chǎng)的圖像去噪方法等。

三、實(shí)踐探索和預(yù)期效益

（一）實(shí)踐探索

1.智慧農(nóng)業(yè)實(shí)踐探索。將人工智能與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)決策技術(shù)深度融合，開(kāi)發(fā)了作物病蟲(chóng)害自動(dòng)化識(shí)別、作物生理狀態(tài)識(shí)別、作物產(chǎn)量快速預(yù)估等場(chǎng)景的實(shí)踐教學(xué)項(xiàng)目。

2.智慧冷鏈物流實(shí)踐探索。對(duì)冷鏈物流倉(cāng)庫(kù)內(nèi)的全過(guò)程設(shè)備進(jìn)行了實(shí)時(shí)管理和檢測(cè)，獲取了第一手物流管理數(shù)據(jù)。通過(guò)對(duì)物流大數(shù)據(jù)的處理與分析，挖掘了對(duì)企業(yè)運(yùn)營(yíng)管理有價(jià)值的信息，為企業(yè)進(jìn)行科學(xué)合理管理提供了決策依據(jù)。另外采用粒子群算法、蟻群算法等算法優(yōu)化了存揀貨路徑和任務(wù)組拆分策略，使得多任務(wù)存揀貨更加均衡、存揀貨路徑最短，有效地提高了存揀貨設(shè)備的作業(yè)效率、解決了同個(gè)巷道內(nèi)存揀貨設(shè)備扎堆的現(xiàn)象。

（二）預(yù)期效益

1.提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的水平，充分保證教學(xué)和創(chuàng)新訓(xùn)練的需要。通過(guò)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)，滿(mǎn)足學(xué)校在人工智能相關(guān)領(lǐng)域的教學(xué)實(shí)踐要求和對(duì)學(xué)生工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)，特別是提高學(xué)生求解復(fù)雜人工智能工程應(yīng)用問(wèn)題的能力。

2.提升人才培養(yǎng)質(zhì)量。擬建實(shí)驗(yàn)室在單一人工智能專(zhuān)業(yè)的基礎(chǔ)上兼顧了其與物聯(lián)網(wǎng)、嵌入式和大數(shù)據(jù)等先進(jìn)技術(shù)的結(jié)合，既能體現(xiàn)出當(dāng)前企業(yè)最先進(jìn)的人工智能技術(shù)，緊貼前沿技術(shù)，又能結(jié)合教學(xué)讓老師更好地開(kāi)展實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)，提高學(xué)生的對(duì)“人工智能+X”技術(shù)的動(dòng)手實(shí)踐能力，增強(qiáng)其工程意識(shí)，訓(xùn)練學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力，為學(xué)生的繼續(xù)深造或參加實(shí)際工作奠定基礎(chǔ)。

3.提高教師的科研水平和科研成果產(chǎn)出。為教師提供人工智能研究平臺(tái)，滿(mǎn)足對(duì)當(dāng)前人工智能前沿領(lǐng)域進(jìn)行跟蹤和研究的需要，以及對(duì)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、自然語(yǔ)言處理、機(jī)器視覺(jué)以及機(jī)器人等人工智能關(guān)鍵技術(shù)展開(kāi)進(jìn)一步地深入學(xué)習(xí)和研究的需求，可以提升教師的研究水平和創(chuàng)新能力。同時(shí)，擬建實(shí)驗(yàn)室滿(mǎn)足將科研成果進(jìn)行應(yīng)用型實(shí)驗(yàn)的需要，可以大大促進(jìn)科研成果的轉(zhuǎn)化率。

結(jié)語(yǔ)

人工智能實(shí)驗(yàn)室主要是將人工智能與教學(xué)緊密結(jié)合起來(lái)，既能體現(xiàn)企業(yè)先進(jìn)的人工智能技術(shù)，又能結(jié)合教學(xué)讓老師更好地開(kāi)展實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)，提高學(xué)生人工智能方面的動(dòng)手實(shí)踐能力，增強(qiáng)其工程意識(shí)，使學(xué)生不僅能夠掌握人工智能的相關(guān)原理與方法，而且具有應(yīng)用這些原理與方法獨(dú)立分析、解決復(fù)雜問(wèn)題的能力，對(duì)提高課程教學(xué)質(zhì)量、培養(yǎng)人工智能復(fù)合型人才具有十分重要的意義和參考價(jià)值[6]，并對(duì)地方本科院校人工智能專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)提供有益參考。

本文分析了地方本科院校人工智能專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的需求，并以此為指導(dǎo)提出了實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的硬件和軟件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的建設(shè)方案，使學(xué)生能夠針對(duì)復(fù)雜計(jì)算機(jī)工程問(wèn)題運(yùn)用相關(guān)的理論和方法建立定性或定量模型，進(jìn)行分析與比較;能夠掌握原始數(shù)據(jù)收集與處理方法、參數(shù)分析方法、實(shí)驗(yàn)結(jié)果檢驗(yàn)方法與綜合分析方法;能夠熟練掌握人工智能系統(tǒng)的應(yīng)用環(huán)境與開(kāi)發(fā)工具等，包括數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)環(huán)境與工具、操作系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、人工智能計(jì)算平臺(tái)等;能夠選擇與運(yùn)用人工智能的方法、平臺(tái)與工具，針對(duì)復(fù)雜工程問(wèn)題的解決方案，進(jìn)行分析與比較、預(yù)測(cè)與模擬;最終實(shí)現(xiàn)以下培養(yǎng)目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生掌握人工智能基本知識(shí)、基本原理、基本方法，能夠熟練運(yùn)用數(shù)據(jù)思維、算法、工具、人機(jī)交互、機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)等技術(shù)解決實(shí)際問(wèn)題的高素質(zhì)應(yīng)用型人才。

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Exploration on the Construction and Practical Teaching of Artificial Intelligence Laboratory in Local

Undergraduate Colleges and Universities

SONG Qing-heng， MO Lin-lin， ZHANG Ye-fang， LIU Xian-ming， LI Shan-shan

（School of Electrical and Information Engineering， Huaihua College， Huaihua， Hunan 418008， China）

Abstract： Practical teaching is an important way for colleges and universities to cultivate high-quality artificial intelligence professionals. This paper discusses the construction scheme of artificial intelligence laboratories in local colleges and universities. Based on the analysis of the teaching needs， scientific research needs and sustainable and scalable needs of laboratory construction， this paper puts forward the construction of hardware experiment platform in line with the compound training mode of “artificial intelligence + X”， and the scheme of software experiment platform composed of virtualization support cloud platform， business application management platform and teaching resource platform. The practice and expected benefits of the scheme are analyzed and explored. The scheme can provide a useful reference for the construction of artificial intelligence laboratories in local colleges and universities.

Key words： artificial intelligence; local undergraduate colleges and universities; laboratory construction; AI + X