一、專業(yè)背景
人工智能(Artificial Intelligence),它是研究、開發(fā)用于模擬、延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的一門新的技術(shù)科學(xué)。人工智能是計算機科學(xué)的一個分支,它企圖了解智能的實質(zhì),并生產(chǎn)出一種新的能以人類智能相似的方式做出反應(yīng)的智能機器,該領(lǐng)域的研究包括機器人、語言識別、圖像識別、自然語言處理和專家系統(tǒng)等。
人工智能的實際應(yīng)用有:機器視覺,指紋識別,人臉識別,視網(wǎng)膜識別,虹膜識別,掌紋識別,專家系統(tǒng),自動規(guī)劃,智能搜索,定理證明,博弈,自動程序設(shè)計,智能控制,機器人學(xué),語言和圖像理解,遺傳編程等。
如今處于風(fēng)口上的人工智能產(chǎn)業(yè)界,受到了眾多企業(yè)的追捧。截至2019年6月,中國人工智能企業(yè)超過1200家,位居全球第二。但我國人工智能行業(yè)并未擺脫人才稀缺的發(fā)展短板,專業(yè)人才稀缺嚴重。根據(jù)獵聘發(fā)布的《獵聘2019年中國AI&大數(shù)據(jù)人才就業(yè)趨勢報告》,中國人工智能人才缺口超過500萬。為了滿足人工智能產(chǎn)業(yè)界對人才的迫切需求,國家相繼出臺了多項政策方針,引導(dǎo)高校盡快設(shè)置人工智能相關(guān)專業(yè),加大人工智能人才培養(yǎng)力度。2019年3月,35所高校獲批建設(shè)人工智能本科專業(yè)。2019年10月18日在教育部發(fā)布的《普通高等學(xué)校高等職業(yè)教育(???專業(yè)目錄》2019年增補專業(yè)中,增補了人工智能技術(shù)服務(wù)??茖I(yè)。
根據(jù)教育部《普通高等學(xué)校高等職業(yè)教育(??疲I(yè)設(shè)置管理辦法》,在相關(guān)學(xué)校和行業(yè)提交增補專業(yè)建議的基礎(chǔ)上,教育部組織研究確定了2019年度增補專業(yè)共9個,自2020年起執(zhí)行。在高等職業(yè)教育行業(yè)目錄中,正式宣布人工智能技術(shù)服務(wù)專業(yè)誕生,專業(yè)代碼610217。
該專業(yè)建設(shè)以人工智能技術(shù)與應(yīng)用素質(zhì)培養(yǎng)為基礎(chǔ),以人工智能技術(shù)與應(yīng)用能力為培養(yǎng)主線,將人工智能技術(shù)服務(wù)專業(yè)技能知識和職業(yè)資格認證相結(jié)合,構(gòu)建專業(yè)的理論教學(xué)體系和實踐能力培養(yǎng)體系。采取多種形式,通過實施“雙證書”和“多證書”制,培養(yǎng)社會所需的實用型人才。2018年4月2日,教育部印發(fā)了《高等學(xué)校人工智能創(chuàng)新行動計劃》,行動計劃中要求各大高校加快人工智能科技創(chuàng)新基地。因此,在高職院校設(shè)立人工智能專業(yè)迫在眉睫。
二、知識體系
人工智能是一門邊緣學(xué)科,屬于自然科學(xué)和社會科學(xué)的交叉。涉及到的學(xué)科包括:哲學(xué)和認知科學(xué),數(shù)學(xué),神經(jīng)生理學(xué),心理學(xué),計算機科學(xué),信息論,控制論,不定性論等。對于高職學(xué)生而言,人工智能技術(shù)服務(wù)專業(yè)設(shè)計到的知識包括:微電子、計算機技術(shù)、電子信息技術(shù)、軟件工程、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)安防等。
三、人才培養(yǎng)
3.1 需求分析
人工智能的興起廣泛帶動了不同行業(yè)的變革。以計算機視覺及大規(guī)模神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為代表的技術(shù)突破,為人工智能的實際應(yīng)用創(chuàng)造了成熟條件。目前,人工智能的快速發(fā)展與專業(yè)人才尤其是應(yīng)用型人才匱乏的矛盾顯得尤為突出。因此,培養(yǎng)熟悉硬件、掌握AI 相應(yīng)模塊使用方法的應(yīng)用型人才是目前各個企業(yè)和機構(gòu)的當務(wù)之急,對人工智能應(yīng)用型人才的培養(yǎng)顯得尤為重要。
我國人工智能行業(yè)市場分析:

人工智能行業(yè)市場分析圖
本專業(yè)培養(yǎng)適應(yīng)社會主義現(xiàn)代化建設(shè)事業(yè)需要,德、智、體、美全面發(fā)展,具有良好人文、科學(xué)素養(yǎng)和職業(yè)道德,掌握計算機編程技術(shù)、Python語言高級開發(fā)技術(shù)、人工智能數(shù)學(xué)、機器學(xué)習(xí)、算法、人工智能的實踐工作和創(chuàng)新能力,能從事人工智能技術(shù)在智能交通、環(huán)境保護、公共安全、智能家居、工業(yè)監(jiān)測、個人健康等多個領(lǐng)域中的系統(tǒng)開發(fā)及其應(yīng)用的高級技術(shù)應(yīng)用型人才。綜合素質(zhì)方面具有一定的創(chuàng)新意識、團隊意識、邏輯推理能力,綜合分析能力、實踐動手能力、自主學(xué)習(xí)能力,能在企事業(yè)單位從事人工智能應(yīng)用相關(guān)的開發(fā)、運維、管理工作的高素質(zhì)技術(shù)技能型人才。
3.3 職業(yè)素質(zhì)
具有科學(xué)的世界觀、人生觀和價值觀;具有責任心和社會責任感;具有法律意識。
具有合理的知識結(jié)構(gòu)和一定的知識儲備;具有不斷更新知識和自我完善的能力;具有持續(xù)學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)的能力;具有一定的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神及創(chuàng)新能力,具有一定的人文和藝術(shù)修養(yǎng);具有良好的人際溝通能力。
具有良好的職業(yè)道德與職業(yè)操守;具備較強的組織觀念和團隊意識。
掌握從事人工智能產(chǎn)品集成、人工智能平臺運營、人工智能產(chǎn)品測試、人工智能技術(shù)支持、人工智能產(chǎn)品營銷與策劃等工作所必須的專業(yè)知識;具有一定的工程意識和效益意識,具備一定的市場營銷能力。
具有健康的體魄和良好的身體素質(zhì);擁有積極的人生態(tài)度和良好的心理調(diào)試能力。
能夠根據(jù)人工智能產(chǎn)品規(guī)劃,對客戶的需求進行有效挖掘和準確把握,具有將產(chǎn)品轉(zhuǎn)化成市場化商品能力;
能夠依據(jù)客戶需求的分析,制訂人工智能解決方案的能力;
具備人工智能編程和數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識;
具備人工智能產(chǎn)品調(diào)試、測試、部署和技術(shù)支持的能力;
掌握機器學(xué)習(xí)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、深度學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識和基本技能。
具備面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計能力。
熟悉深度學(xué)習(xí)模型應(yīng)用,具備的訓(xùn)練模型、模型優(yōu)化的能力。
具備能夠使用高級語言開發(fā)實現(xiàn)給定需求的能力(以C#為例)。
能夠較為熟練地使用編程語言(以 Python 為例)。
具備在方案執(zhí)行過程能夠有效跟蹤,及時處理項目執(zhí)行中發(fā)現(xiàn)問題的能力;
(1)分析問題與解決問題的能力;
(2)應(yīng)用知識的能力;
(3)創(chuàng)新能力。
3.6 社會能力
(1)良好的溝通表達能力;
(2)工程實踐能力:人員管理、時間管理、技術(shù)管理、流程管理等能力;
(3)團隊協(xié)作的能力;
3.7 就業(yè)分析
本專業(yè)領(lǐng)域畢業(yè)生可到各類企事業(yè)單位承擔人工智能產(chǎn)品和系統(tǒng)的生產(chǎn)、測試、運營、維護、技術(shù)支持、售后、銷售等工作,對于能力較強的學(xué)生可以承擔人工智能助理工程師、機器學(xué)習(xí)工程師、計算機視覺工程師等研發(fā)崗。
具體崗位包括:人工智能實施工程師、人工智能運營工程師、人工智能運維工程師、人工智能助理工程師、人工智能測試工程師、人工智能技術(shù)支持工程師(FAE)、人工智能工程師、機器學(xué)習(xí)工程師、人工智能產(chǎn)品銷售。

人工智能就業(yè)崗位分析
六、實訓(xùn)室建設(shè)
人工智能相關(guān)專業(yè)的知識體系比較復(fù)雜,對于的教學(xué)、實訓(xùn)的質(zhì)量要求更高。教學(xué)主要是以理論知識為主,培養(yǎng)學(xué)生對于本專業(yè)知識體系框架的建立。對對于實訓(xùn)而言,旨在培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)備安裝、部署、環(huán)境搭建、運維、故障排除修復(fù)等實操能力。所以實訓(xùn)室的建設(shè)必須要能夠提供學(xué)生動手實踐的空間,能夠?qū)W(xué)生學(xué)習(xí)到的理論知識轉(zhuǎn)化為實操能力,讓學(xué)生全面掌握人工智能產(chǎn)品的組件、系統(tǒng)架構(gòu)、部署流程、運行流程等知識。所以人工智能實訓(xùn)室的實訓(xùn)設(shè)備必須以實際行業(yè)應(yīng)用為依托,對主流的人工智能產(chǎn)品進行模型化重構(gòu),讓學(xué)生、老師可以和人工智能的行業(yè)應(yīng)用進行無縫對接,輕而易舉的完成人工智能理論知識的成果轉(zhuǎn)化,做出一些看得見、摸得著人工智能項目應(yīng)用。
6.1 配置方案
序號 | 名稱 | 數(shù)量 | 型號 | 單價 | 總價 | 備注 |
1 | AI人工智能實驗箱 | 40 | DB-SD23 | 30000 | 1200000 | |
2 | 實驗桌 | 套 | 20 | 6000 | 120000 | |
合計:132萬 含稅含運費安裝調(diào)試培訓(xùn) |
附:參數(shù)
AI人工智能涉及到知識比較廣闊,需要有較強的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、編程基礎(chǔ)及相關(guān)的嵌入式開發(fā)能力。目前已有的書籍或者產(chǎn)品,要么過于理論,很容易讓我們從入門到放棄,要么開發(fā)過于復(fù)雜,沒有基礎(chǔ)的人卻而止步,綜上所訴我們開發(fā)了全新的DB-SD23 AI人工智能實驗箱。
我們基于多維度學(xué)習(xí)實踐平臺,置身初學(xué)者角度,從基礎(chǔ)單獨的 GPIO 擴展開始學(xué)習(xí)過渡到傳感器實驗項目再進入OpenCV、PyTorch、ROS機器人系統(tǒng),機器運動學(xué),AI視覺,AI 聽覺等學(xué)習(xí),從而學(xué)會 AI 人工智能開發(fā)。

GPU :128核 NVIDIA Maxwell GPU
CPU :4核cortex-A57處理器
內(nèi)存:4 GB LPDDR 25.6 GB/s
算力:472 GFLOP
基于NVIDIA強大的Al計算能力,系統(tǒng)內(nèi)核是一個小巧卻功能強大的計算機,它可以讓你并行運行多個神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、對象檢測、分割和語音處理等應(yīng)用程序, 系統(tǒng)搭載四核cortex- A57處理器,128核Maxwell GPU及 4GB LPDDR內(nèi)存,帶來足夠的Al計算能力,提供472GFLOP算力,并支持一系列流行的Al框架和算法,比如TensorFlow、Pytorch、 caffe/caffe2、Keras、MXNET等
二.系統(tǒng)框架與AI框架
系統(tǒng)預(yù)裝ubuntu18.04操作系統(tǒng),所有環(huán)境代碼庫文件均已安裝,開機即用。
Ubuntu 18.04 LTS在云計算領(lǐng)域效率極高,特別適用于機器學(xué)習(xí)這樣的存儲密集型和計算密集型任務(wù)。Ubuntun 長期支持版本可以獲得 Canonical 官方長達五年的技術(shù)支持。Ubuntu 18.04 LTS 還將附帶了 Linux Kernel 4.15,其中包含針對 Spectre 和 Meltdown 錯誤的修復(fù)程序。
提供詳細的python開源范例程序
根據(jù)TIOBE最新排名 ,Python已超越C#,與Java,C,C++一起成為全球前4大最流行語言。國內(nèi)目前百度指數(shù)搜索量已經(jīng)超越Java,與C++,即將成為國內(nèi)最受歡迎的開發(fā)語言。
Python被廣泛應(yīng)用于后端開發(fā)、游戲開發(fā)、網(wǎng)站開發(fā)、科學(xué)運算、大數(shù)據(jù)分析、云計算,圖形開發(fā)等領(lǐng)域;Python在軟件質(zhì)量控制、提升開發(fā)效率、可移植性、組件集成、豐富庫支持等各個方面均處于先進地位。python具有 簡單、易學(xué)、免費、開源、可移植、可擴展、可嵌入、面向?qū)ο蟮葍?yōu)點,它的面向?qū)ο笊踔帘萰ava和C#.net更徹底;
JupyterLab編程
JupyterLab是一個基于Web的交互式開發(fā)環(huán)境,用于Jupyter筆記本、代碼和筆記本、代碼和數(shù)據(jù).JupyterLab非常靈活配置和排列用戶界面,以支持數(shù)據(jù)科學(xué)、科學(xué)計算和機器學(xué)習(xí)中廣泛的工作流.JupyterLab是可擴展的和模塊化的編寫插件,添加新組件并與現(xiàn)有組件集成
多種AI框架
OpenCV計算機視覺庫,TensorFlow AI框架,Pytorch AI框架等
三. 基礎(chǔ)GPIO與傳感器實驗?zāi)K
雙色LED實驗
RGB-LED實驗
繼電器實驗
激光傳感器實驗
輕觸開關(guān)按鍵實驗
傾斜傳感器實驗
振動傳感器實驗
蜂鳴器實驗
干簧管傳感器實驗
U型光電傳感器實驗
PCF8591模數(shù)轉(zhuǎn)換實驗
雨滴探測傳感器實驗
PS2操縱桿實驗
電位器實驗
模擬霍爾傳感器實驗
模擬溫度傳感器實驗
聲音傳感器實驗
光敏傳感器實驗
火焰報警實驗
煙霧傳感器實驗
觸摸開關(guān)實驗
超聲波傳感器距離檢測實驗
旋轉(zhuǎn)編碼器實驗
紅外避障傳感器實驗
I2C LCD1602液晶顯示實驗
BMP180氣壓傳感器實驗
MPU6050陀螺儀加速度傳感器
DS1302實時時鐘模擬實驗
循跡傳感器實驗
直流電機風(fēng)扇模塊實驗
步進電機驅(qū)動模塊實驗
PIR人體熱釋電感應(yīng)模塊實驗
四.AI視覺
球體追蹤
人臉識別追蹤
二維碼識別
汽車/行人檢測
人體追蹤
基于Dlib實現(xiàn)人臉身份識別
車牌識別
自定義物體識別
基于Pytorch的手勢識別
AI人工智能臉部特征識別
顏色識別追蹤
顏色抓取
顏色互動
模型訓(xùn)練-機械手垃圾分揀
人體特征識別互動-機械手手勢互動(識別多種手勢并執(zhí)行相應(yīng)的動作)
人體特征識別互動-機械手手勢抓取(識別數(shù)字手勢,堆疊層數(shù),并在拳頭手勢下推倒)
人體特征識別互動-機械手人臉識別追蹤(檢測人臉,識別后跟蹤移動)
五.AI聽覺
在線語音合成實驗(將文本轉(zhuǎn)化為MP3格式的音頻并播放)
語音聽寫流式實驗(會將語音轉(zhuǎn)化為文字文本輸出)
圖靈機器人實驗(輸入對話內(nèi)容后,機器人將回復(fù)對話的內(nèi)容)
AIUI實驗(科大訊飛推出的自然語言理解為核心的全鏈路人機交互語音解決方案)
VAD實驗(語音活動檢測(Voice Activity Detection,VAD)又稱語音端點檢測,語音邊界檢測)
小薇機器人語音對話實驗(運行程序?qū)⑦M入對話狀態(tài))
Snowboy語音喚醒實驗(KITT.AI開發(fā)的人工智能軟件工具包。通過Snowboy軟件,開發(fā)人員可以在一些硬件設(shè)備上添加 “語音熱詞探測” 功能讓用戶通過與移動設(shè)備進行對話,“喚醒” 或 “命令” 它們?nèi)プ鲆恍┦虑?。在這個過程中,設(shè)備會通過主人的 “語音控制” 變身為一個智能化機器人。)
6.機器運動學(xué)與ROS機器人
手機APP控制機械臂(IO/安卓)
FPV第一視角控制
6自由度機械臂
智能串行總線舵機
PC上位機控制
上位機除了FPV攝像頭畫面外還新增了機械臂3D仿真模型
3D模型和實體同步轉(zhuǎn)動,讓機械臂控制理論和實際相結(jié)合
機械臂自定義學(xué)習(xí)動作組
進入學(xué)習(xí)模式后可通過讀取并記錄每次轉(zhuǎn)動的角度,實現(xiàn)學(xué)習(xí)并重復(fù)執(zhí)行動作組
趣味固定動作組
APP中提供8種固定動作組,可點擊序號進行預(yù)覽,點擊運行后開始執(zhí)行。
機械臂同步示教(需2臺)
讀取主機端的關(guān)節(jié)角度,實時傳輸至從機端,讓從機根據(jù)主機姿態(tài)同步轉(zhuǎn)動
6自由度逆運動學(xué)控制
分解機械臂6個自由度的舵機運動控制,通過輸入目標坐標計算各舵機的理論運動角度,結(jié)合舵機控制協(xié)議同時控制各個舵機運動
ROS操作系統(tǒng)
ROS機器人操作系統(tǒng)是工具、庫和協(xié)議的集合,旨在簡化機器人平臺,構(gòu)建復(fù)雜而強大的機器人
7.云物聯(lián)網(wǎng)
基于MQTT協(xié)議的物聯(lián)網(wǎng)實驗
基于阿里云的物聯(lián)網(wǎng)實驗
基于巴法云的物聯(lián)網(wǎng)實驗
微信小程序的結(jié)構(gòu)
基于微信小程序的物聯(lián)網(wǎng)手機端實驗
物聯(lián)網(wǎng)智能燈實驗
物聯(lián)網(wǎng)智能風(fēng)扇實驗