【人工智能在北大】发挥学科优势 勇当领头羊——北京大学人工智能研究正当时

编者按:4月27日下午,北京大学校长郝平在北大科技创新大会上宣布成立人工智能研究院(Academy for Artificial Intelligence)。科技部副部长黄卫、教育部科学技术司司长雷朝滋、国家自然科学基金委员会副主任谢心澄、北京市科委主任许强和北京大学党委书记邱水平等领导发表了讲话并为人工智能研究院揭牌。北京大学是中国最早开展人工智能研究的大学之一,近年来,北京大学充分利用学科综合优势,服务国家战略需求,大力推进人工智能研究在燕园开花结果。北大新闻网联合学科建设办公室、人工智能研究院推出此文,带领读者回顾了解北大人工智能研究的历史和现状。

2019年4月,北京大学校长郝平宣布成立人工智能研究院,从学科建设的宏观角度为北大人工智能研究提供保障和支持。北京大学人工智能研究在深厚历史积淀的基础上,发挥学科综合齐备的优势,把握学科交叉融合的契机,正乘着政策的东风迸发动力、扬帆起航。

研究历史悠久 奠定雄厚科研基础

北京大学是我国最早开展人工智能研究的大学之一。1986年,由学部委员程民德院士和石青云教授、迟惠生教授发起,以数学系、计算机系、无线电系为主体,联合全校十余个系所,利用北大综合学科优势,以学科交叉为特色,开展视觉与听觉信息处理研究。两年后,北京大学成立了人工智能领域最早的国家重点实验室之一——视觉与听觉信息处理国家重点实验室,在指纹识别、人工耳蜗算法等方面达到了国际先进水平,1994年及1995年两次荣获国际神经网络学会颁发的“神经网络领导奖”,2006年获何梁何利基金科学与技术进步奖。

2002年,北京大学组建信息科学技术学院,创办了国内第一个智能科学系;2003年在计算机科学与技术一级学科下自设智能科学与技术本科专业(2004年招收第一届本科生),从学科建设的层面上夯实了人工智能研究在北大的根基,科研成果呈现井喷之势。从创新图像分割的认知神经机制,到特征空间几何特性研究;从提出言语可懂度理论,到对基于视觉特性的视频编码理论与方法的探索;从灵长类视网膜解析仿真研究,到大规模分布式虚拟现实综合集成支撑平台的开发;从生理反射学说启发的软件自适应研究,到高效打破信息孤岛的数据智能系统软件颠覆式技术发明与重大应用……近年来,北京大学在人工智能领域取得了一项又一项重要成果,在跨媒体智能、大数据智能、类脑智能、自主智能系统、机器感知、自然语言处理等方向的基础理论、关键技术和创新应用等方面作出了代表性贡献,获得了包括国家技术发明一等奖在内的20多项国家与省部级科技奖励,3次入选高等学校十大科技进展。根据最新CS Ranking对人工智能领域顶级国际会议学术论文的统计,北京大学位居全球前五。依托北京大学设立的机器感知与智能教育部重点实验室、高可信软件技术教育部重点实验室2012和2017年连续两次在信息领域教育部重点实验室评估中结果均为优秀。

综合学科优势 把握融合发展契机

北京大学是我国人工智能领域研究综合实力最强的极少数大学之一,突出特点是多学科深度交叉融合。人工智能相关支撑学科包括信息科学(计算机科学、智能科学、微纳电子技术)、脑与认知科学(心理学、神经科学)、数理科学(数学、统计学、系统科学等),在全国第四轮学科评估结果中,北京大学计算机科学与技术、心理学、数学、统计学、生物学、化学、物理学、力学均被评为A+学科,这是建立一流的人工智能学科的雄厚基础。

北京大学从事人工智能研究的相关教师超过百人,长期以来,开展了广泛深入的交叉融合研究。2017年,法学院率先在中国成立了北京大学法律人工智能实验室和北京大学法律与人工智能研究中心,全方位促进法律与人工智能技术的紧密结合和协调发展。心理与认知科学学院与信息科学技术学院合作,通过脑功能成像、神经调控、心理物理等技术和计算建模方法,研究了注意、情境和学习对视觉信息编码优化调节的认知神经机理及计算模型,在脑与认知科学和人工智能领域发表多篇高影响因子学术论文,并成功应用于图像与视频的优化编码和分析计算。工学院在人-机器人耦合系统方面研制出具有仿生结构的智能动力假肢及肢体运动康复机器人,实现智能假肢的流畅运动和对复杂地形的自主适应,成为国际智能下肢假肢代表性研究成果之一。

随着人类知识的不断拓展与纵深,新的学术突破和前沿创新往往需要广泛跨学科的综合性研究来支撑,这已是必然之势。2017年12月公布的《北京大学一流大学建设高校建设方案》“(五)学科建设总体规划”提出:“围绕人工智能与仿脑智能,以颠覆传统体系的类脑计算机(或称神经计算机)的发展为切入点,加快引进领军人才,组建世界一流的研究团队。”在“以6个综合交叉学科群培育新的学科增长点”一节又明确强调:“信息与工程综合交叉学科重点建设计算理论、人工智能、生物医学工程、工业大数据等前沿交叉学科领域……全面增强信息领域优势,大力发展计算理论、人工智能与智能硬件、信息与通信工程,建设前沿计算研究中心及‘图灵班’,筹备成立人工智能研究机构,建设科技成果转移转化平台。”

在学校整体学科建设迈入世界一流水平时,2018年,北京大学重点推进学科布局优化。“以队伍建设为核心,以院系建设为基础,以学科交叉与融合为重点,以体制机制改革为动力”,在这样的指导思想下,北大布局了人工智能研究院、北京国际数学研究中心、量子材料科学中心、科维理天文与天体物理研究所、生物医学前沿创新中心、人文社科研究院、中国社会科学调查中心等一批实体研究机构。在多学科交叉的开诚合作下,研究人员的原始创新能力被深度激活,研究团队研究解决重大问题能力得以有质的突破。若干世界水平优秀团队聚集北大,为人工智能研究提供了新的契机。

加强人才培养 服务国家战略需求

人工智能领域的竞争,主要体现为人才之争。目前,人工智能人才全球性短缺,国外著名高校纷纷引进人工智能领域卓越学者,扩大高端学生培养数量,提升在人工智能领域的领导力。美国麻省理工学院、斯坦福大学和卡内基梅隆大学先后启动人工智能领域的基础研究和人才培养计划。与美国相比,我国高端人工智能人才更为短缺,据《人民日报》此前报道,我国人工智能的人才缺口超过500万,供需比例仅为1:10。

北京大学是我国人工智能人才培养的领头羊,于2003年创办了国内首个智能科学与技术本科专业及研究生学科方向,2007年获批高等学校特色专业建设点,同年通过增列智能科学与技术硕士、博士点,形成了本、硕、博完整的培养体系,入选教育部“国家级教学团队”,培养智能科学方向本科生五百多名,研究生上千名。据2017年中国科学评价研究中心(RCCSE)等推出的《中国大学及学科专业评价报告(2017-2018)》中,北京大学智能科学与技术专业在全国27所高校中排名第一。

在学科建设过程中,科研与教学互相促进,不断完善学科体系、人才培养方案与课程设置,持续引领我国智能学科的发展。2017年开设培养计算机科学技术领军人才的“图灵班”,从全校遴选30人重点培养。2018年,图灵班扩展为两个班,增设人工智能班(人数30名),探索高端人工智能人才培养的重心下移到本科阶段的可能性。2018年暑期,受教育部委托,开办全国高校教师人工智能培训班,致力于改变我国人工智能领域师资匮乏的现状。2019年春季,以“大班课+实践课”的1+6教学模式,面向大一本科生开设人工智能课程,旨在引领学生能以大视野更早地进入人工智能领域,探索人才培养的新模式。

北京大学是国家“新一代人工智能发展规划”的主要起草单位之一,多位教师担任新一代人工智能产业基础创新战略联盟(科技部)理事长、中国人工智能产业发展联盟(发改委)技术委员会主任、教育部《高等学校人工智能创新行动计划》起草组联合组长、科技部新一代人工智能战略咨询委员会委员等重要职位,积极参加国家人工智能发展规划和学科建设规划工作。

2019年,百廿北大焕发着新活力,新学科新机制为人工智能在北大的发展铺下了深厚肥沃的土壤,北大人工智能研究正迎风招展、茁壮成长。(整理/新闻网记者 高雷 陈思伽

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