高校人工智能創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的探索與實(shí)踐
——從2022世界人工智能大會說起

■文/姜 濤

人工智能是國家戰(zhàn)略層面的重點(diǎn)發(fā)展方向之一，對世界產(chǎn)業(yè)格局、基礎(chǔ)科學(xué)研究、商業(yè)和文化等各方面都有深遠(yuǎn)的影響。目前，高質(zhì)量創(chuàng)新型的人工智能人才仍然緊缺。為滿足國家戰(zhàn)略發(fā)展的需要，高校人工智能人才培養(yǎng)至關(guān)重要。

2022世界人工智能大會（WAIC）產(chǎn)業(yè)發(fā)展全體會議的“元宇宙跨次元”茶話會環(huán)節(jié)中，一名虛擬數(shù)字人正承擔(dān)著主持人的工作，屏幕中的他表情自然，動作流暢，“跨越次元”與場上的嘉賓進(jìn)行著精彩的問答。稍后，這名數(shù)字人的真身，同時也是其締造者——數(shù)字人技術(shù)公司影眸科技的首席技術(shù)官（CTO）張啟煊現(xiàn)身臺上，現(xiàn)場觀眾見證了在次元間穿梭的奇妙。除了公司CTO這個角色，張啟煊的另外一個身份是上海科技大學(xué)智能視覺與數(shù)據(jù)中心的研究生。

上?？萍即髮W(xué)（以下簡稱“上科大”）是一所以“服務(wù)國家發(fā)展戰(zhàn)略，培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才”為辦學(xué)理念的創(chuàng)新型研究型大學(xué)，自2013年建校以來就大力發(fā)展人工智能（AI）學(xué)科建設(shè)和人才培養(yǎng)機(jī)制，推動人工智能科技成果轉(zhuǎn)化，在2022世界人工智能大會的多個論壇中展示了豐碩的果實(shí)。

2022 WAIC中上科大的身影

2022 WAIC的前沿論壇“生成AI締造無限創(chuàng)新”在上海世博中心舉行。此次論壇由上科大信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院（以下簡稱“信息學(xué)院”）承辦，上科大信息學(xué)院執(zhí)行院長虞晶怡與助理教授許嵐共同主持。論壇匯聚眾多專家和重量級嘉賓，共同為生成式AI的發(fā)展注入了新的活力和生機(jī)。多位頂尖計(jì)算機(jī)科學(xué)家圍繞“元宇宙與無限可能的生成AI”進(jìn)行精彩的觀點(diǎn)分享，暢談生成AI的核心科學(xué)問題。

虞晶怡還主持了“滴水湖AI夜話”——“AI+元宇宙專場”，邀請來自NVIDIA、Unity、微軟、Meta等4家元宇宙行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)的頂尖專家，共話“AI+元宇宙”，共探人工智能前沿進(jìn)展和發(fā)展路徑。論壇上，虞晶怡帶領(lǐng)大家在云端參觀了上科大MARS實(shí)驗(yàn)室，展示了耗時4年搭建的巨型光場拍攝系統(tǒng)，并在上科大孵化企業(yè)影眸科技的技術(shù)支持下以風(fēng)格化虛擬形象主持了本場論壇，探索虛擬數(shù)字人更多的實(shí)際應(yīng)用可能。

影眸科技致力于數(shù)字人底層技術(shù)的研發(fā)，其產(chǎn)品在WAIC主會場世博中心和分會場張江科學(xué)會堂亮相。此次影眸科技帶來的展品是超寫實(shí)孿生數(shù)字人Digital Xuan——信息學(xué)院研究生、影眸科技CTO張啟煊的數(shù)字替身，數(shù)字人完美還原了真人的皮膚紋理與細(xì)節(jié)。當(dāng)體驗(yàn)者對著手機(jī)做出面部表情變化時，數(shù)字人也會同步做出表情變化。在以元宇宙為主題的音樂劇《再見·ECHO》中，由影眸科技打造的超寫實(shí)數(shù)字人Anelay扮演的虛擬數(shù)字助手為此次音樂劇添上了十分亮眼的一筆，科技與藝術(shù)的完美融合展示了數(shù)字人更多的應(yīng)用可能。

上科大孵化的TIAMAT團(tuán)隊(duì)在張江科學(xué)會堂展出的最新AI繪畫技術(shù)也吸引了大量觀眾的目光。只要輸入想要的畫面關(guān)鍵詞，設(shè)置一些參數(shù)，這些文本便可以借助人工智能算法在5分鐘內(nèi)生成一幅不錯的藝術(shù)畫作。這種新穎的繪畫體驗(yàn)用AI技術(shù)打通了文本和圖像這兩種不同的模態(tài)，將人類的靈感、創(chuàng)造力與最前沿的科技結(jié)合，幫助藝術(shù)家與普通人利用AI進(jìn)行藝術(shù)創(chuàng)作。

除此之外，上科大孵化的企業(yè)疊境數(shù)字、岱悟智能也在此次大會中開展合作，聯(lián)合打造的數(shù)字孿生城市體驗(yàn)在張江科學(xué)會堂展出。岱悟智能推出的最新產(chǎn)品——手持式三維掃描機(jī)器Stereye Polar由前側(cè)的高密度激光雷達(dá)、頂端的全景相機(jī)和內(nèi)部的儲存運(yùn)算單元組成，可以運(yùn)用多傳感器融合技術(shù)對環(huán)境進(jìn)行實(shí)時采集。

上述人才培養(yǎng)和產(chǎn)業(yè)孵化的成果得益于上科大尤其是信息學(xué)院在面向前沿的人工智能課程體系建設(shè)、科教產(chǎn)深度融合的培養(yǎng)模式和跨學(xué)科交叉與融合的人工智能人才培養(yǎng)等3個方面進(jìn)行的探索和實(shí)踐。

面向前沿的AI課程體系建設(shè)

上科大信息學(xué)院在課程設(shè)置上融合美國加利福尼亞大學(xué)伯克利分校和麻省理工學(xué)院計(jì)算機(jī)學(xué)科培養(yǎng)方案的精髓，建立了豐富立體、面向研究前沿的本碩博一體化的課程體系（包含超70門計(jì)算機(jī)課程、近20門AI課程）。課程群打通傳統(tǒng)學(xué)科間壁壘，涵蓋人工智能數(shù)學(xué)和算法基礎(chǔ)、專業(yè)課程，以及豐富的高階特色課程。

在AI課程教學(xué)實(shí)踐中，上科大堅(jiān)持科教融合：所有專業(yè)課均包含學(xué)科前沿內(nèi)容，100%的專業(yè)課含實(shí)踐實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)；注重基礎(chǔ)課程質(zhì)量與教學(xué)創(chuàng)新，已經(jīng)建設(shè)包括中國科學(xué)院教學(xué)成果獎一等獎、上海市精品課程、上海市一流課程在內(nèi)19門優(yōu)質(zhì)專業(yè)課程；重視學(xué)科交叉培養(yǎng)，積極與物理、化學(xué)、生命、創(chuàng)業(yè)與管理等學(xué)科開展合作，共同建設(shè)了“人工智能在科學(xué)與工程學(xué)的應(yīng)用”“信息科學(xué)技術(shù)發(fā)展倫理與道德”“人工智能原子制造”等系列交叉課程，以及“多模態(tài)腦機(jī)接口：算法與系統(tǒng)”“智能多尺度成像與結(jié)構(gòu)生物學(xué)解析”“光計(jì)算與光神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”等特色前沿博士課程，為促進(jìn)人工智能與各學(xué)科的交叉融合、打破傳統(tǒng)學(xué)科壁壘、助推基礎(chǔ)科學(xué)研究領(lǐng)域重大科研成果產(chǎn)出與跨學(xué)科人才培養(yǎng)奠定了基礎(chǔ)。

上科大信息學(xué)院還著重打造課程設(shè)置與教學(xué)模式的國際化風(fēng)格。教授全部都擁有國外博士學(xué)位，且多數(shù)在回國任教之前已經(jīng)取得了國外高?；蛘呖蒲性核恼铰毼?。全部課程采用雙語授課和英文教材，平時作業(yè)、項(xiàng)目報(bào)告和綜合考試等均采用英文。除課堂教學(xué)外，學(xué)院為研究生提供廣泛的國際交流機(jī)會，每年常態(tài)化舉辦高規(guī)格AI領(lǐng)域國際會議，邀請圖靈獎獲得者、美國兩院院士、電氣電子工程師協(xié)會（IEEE）會士、美國計(jì)算機(jī)協(xié)會（ACM）會士等本領(lǐng)域內(nèi)的學(xué)術(shù)領(lǐng)軍人物，讓師生足不出戶就能與海外高校專家進(jìn)行學(xué)術(shù)交流。

科教產(chǎn)深度融合的創(chuàng)新人才培養(yǎng)機(jī)制

上科大信息學(xué)院教學(xué)團(tuán)隊(duì)在課程教學(xué)培養(yǎng)中注重實(shí)踐，重點(diǎn)以項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)、前沿綜述等方式培養(yǎng)學(xué)生的科研實(shí)踐能力，密切結(jié)合課程教學(xué)與科研課題，通過課程項(xiàng)目、豐富的客座講座等來促進(jìn)教學(xué)與科研的結(jié)合與創(chuàng)新。除了課程培養(yǎng)外，學(xué)院還積極建立“企業(yè)導(dǎo)師”制度，為在校生創(chuàng)造更多接觸行業(yè)前沿以及行業(yè)領(lǐng)軍人物的機(jī)會，創(chuàng)新校企合作人才培養(yǎng)模式；聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室、聯(lián)合科研項(xiàng)目攻關(guān)，在解決行業(yè)關(guān)鍵共性技術(shù)難題中培養(yǎng)創(chuàng)新人才；通過“1+2”模式，探索建立與產(chǎn)業(yè)界緊密結(jié)合的項(xiàng)目型研究生培養(yǎng)。

人工智能技術(shù)和算法的實(shí)際功效，通常要建立在對真正業(yè)務(wù)場景的深層理解上，有針對性地解決技術(shù)難點(diǎn)，使技術(shù)可以迭代發(fā)展。因此，學(xué)院逐步建立和完善了研究生的創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)機(jī)制，通過制定創(chuàng)新為導(dǎo)向的培養(yǎng)方案，大力協(xié)助在讀研究生將研究成果轉(zhuǎn)化（如申請專利等），積極開展由學(xué)生主導(dǎo)的創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)活動, 如創(chuàng)立高科技初創(chuàng)企業(yè)。

探索跨學(xué)科AI人才培養(yǎng)模式

上科大在人工智能豐富的課程體系上，以AI促進(jìn)基礎(chǔ)自然科學(xué)研究的未來技術(shù)為立足點(diǎn)，探索未來技術(shù)人才的培養(yǎng)模式，推動工科與理科深入融合，培養(yǎng)能研發(fā)和應(yīng)用AI技術(shù)來促進(jìn)加速基礎(chǔ)科學(xué)技術(shù)研究的科技人才。主要思路是“交叉”和“開放”，在學(xué)生培養(yǎng)、師資培養(yǎng)、教學(xué)合作、科研合作等方面引導(dǎo)和促進(jìn)工科與應(yīng)用理科的交叉融合；同時，始終保持開放的態(tài)度，項(xiàng)目中的課程、培訓(xùn)、講座等都?xì)g迎全校師生參與，形成的資料與方案也提供給全校師生使用，成熟后還可開放分享至更大的范圍，回饋社會。

信息學(xué)院于2021年進(jìn)一步擴(kuò)展了跨學(xué)科的課程設(shè)計(jì)，引入了“AI與原子制造”“智能結(jié)構(gòu)生物學(xué)”“AI與藥物設(shè)計(jì)”等課程，深入推廣AI技術(shù)在材料科學(xué)、分子生物學(xué)與醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的研究生人才培養(yǎng)，并以課促研，推動跨學(xué)科的聯(lián)合科研創(chuàng)新。

人工智能是上?！笆奈濉逼陂g著力推動發(fā)展的三大先導(dǎo)產(chǎn)業(yè)之一，是國家賦予上海的重要使命，上海市確立了“十四五”期間人工智能產(chǎn)業(yè)規(guī)模翻番和建成具有全球影響力的人工智能創(chuàng)新發(fā)展高地的兩大目標(biāo)。上?？萍即髮W(xué)在高校人工智能創(chuàng)新型人才培養(yǎng)中所做的探索與實(shí)踐值得上海乃至全國的高校參考。