4月30 日，張鈸院士暢談了清華是怎樣辦人工智能專業(yè)的。

在上一個(gè)十年里，我們見證了人工智能的「復(fù)興」，見證了人工智能技術(shù)對(duì)于眾多行業(yè)的顛覆性變革，也感受到了人工智能對(duì)每個(gè)人生活的深刻影響。隨之而來的，人工智能專業(yè)也成為了當(dāng)前高校中最熱門的專業(yè)之一。 2020 年 3 月，教育部公布的新增備案本科專業(yè)名單中，約 180 所高校通過了新增人工智能專業(yè)的審批，其中既包括理工類、綜合類高校，也包括語(yǔ)言類、醫(yī)藥類等專業(yè)性較強(qiáng)的高校。 有人說，人工智能是當(dāng)前最好的計(jì)算機(jī)專業(yè)。但作為新興專業(yè)，如何辦好還需要教育者們的大量探索。 4 月 30 日，中國(guó)科學(xué)院院士、清華大學(xué)人工智能研究院院長(zhǎng)張鈸為分享了關(guān)于清華大學(xué)計(jì)算機(jī)系人工智能專業(yè)建設(shè)的經(jīng)驗(yàn)與思考。

在著名計(jì)算機(jī)科學(xué)排名「CS Ranking」中，清華大學(xué)的人工智能學(xué)科在 2010 年至今排名僅次于 CMU，如果時(shí)間拉近到 2015 年至今范圍內(nèi)，清華則排名第一。 清華大學(xué)計(jì)算機(jī)系成立于 1958 年，是我國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)科領(lǐng)域教學(xué)水平最高、科研綜合實(shí)力最強(qiáng)、影響力最廣的計(jì)算機(jī)系之一。 2018 年 6 月 28 日，清華大學(xué)人工智能研究院正式成立。中國(guó)科學(xué)院院士、清華大學(xué)計(jì)算機(jī)系教授張鈸出任首任院長(zhǎng)，圖靈獎(jiǎng)獲得者、清華大學(xué)交叉信息研究院院長(zhǎng)姚期智擔(dān)綱學(xué)術(shù)委員會(huì)主任。 一年后，清華大學(xué)宣布成立「人工智能學(xué)堂班」，也就是「智班」。這是「清華學(xué)堂人才培養(yǎng)計(jì)劃」的第 8 個(gè)實(shí)驗(yàn)班，由姚期智院士出任智班首席教授，此前，姚期智也是清華學(xué)堂計(jì)算機(jī)科學(xué)實(shí)驗(yàn)班「姚班」的牽頭者。 清華大學(xué)并非國(guó)內(nèi)最早開設(shè)人工智能專業(yè)的高校，但無疑是專業(yè)建設(shè)水平最高的高校。張鈸認(rèn)為，這與教職員工多年來的不懈努力與跨學(xué)科合作是分不開的。 以智班為例，智班從 2019 年秋季開始招收本科生，首批名單的 30 人中，有就十幾位奧賽國(guó)家集訓(xùn)隊(duì)選手。在本科低年級(jí)，智班學(xué)生將通過數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)與人工智能的核心課程，打下扎實(shí)寬廣的基礎(chǔ)；在本科高年級(jí)，通過交叉聯(lián)合 AI+X 課程項(xiàng)目的方式，有機(jī)會(huì)將人工智能與其他學(xué)科前沿相結(jié)合，推動(dòng)人工智能前沿的發(fā)展。同時(shí)，智班的學(xué)生將獲得與相關(guān)產(chǎn)業(yè)的聯(lián)合實(shí)習(xí)機(jī)會(huì)，深入了解實(shí)際產(chǎn)業(yè)中的前沿基礎(chǔ)科學(xué)問題，并通過人工智能知識(shí)與技術(shù)，加強(qiáng)人工智能在不同產(chǎn)業(yè)中的推廣與應(yīng)用。 張鈸院士今天的演講主要分為五個(gè)部分： 一、人工智能方向本科教學(xué)二、著力培養(yǎng)一流的研究生三、建設(shè)一流實(shí)驗(yàn)室四、國(guó)際合作與交流五、在教學(xué)和科研實(shí)踐中培養(yǎng)一流的師資隊(duì)伍一、本科教學(xué) 雖是人工智能專業(yè)，但本科教育的定位是培養(yǎng)以「通識(shí)」為主，需要適當(dāng)兼顧「專識(shí)」的高端智能技術(shù)人才。 作為國(guó)內(nèi)頂尖高校，清華大學(xué)早在 1978 年就在計(jì)算機(jī)系內(nèi)部成立了「人工智能與智能控制教研組」開展了人工智能方向的本科教學(xué)。在 1979 年，清華為本科生開設(shè)了《人工智能導(dǎo)論》選修課。 目前清華大學(xué)對(duì)本科生的培養(yǎng)方案包含專業(yè)主修課程《人工智能導(dǎo)論》和多門專業(yè)限選課程。

清華大學(xué)的人工智能研究所已開設(shè)了面向本專業(yè)，以及面向全校的課程。

其中不乏姚期智、沈向洋、馬少平等知名學(xué)者親自講授的課程。 二、著力培養(yǎng)一流研究生 多年的發(fā)展歷程中，清華已為國(guó)內(nèi)學(xué)界、工業(yè)領(lǐng)域培養(yǎng)了大批人才。該校在 1978 年招收了第一批 6 名人工智能方向的研究生，第一批學(xué)生在學(xué)成之后大部分成為了國(guó)內(nèi)各所高校的教授、院長(zhǎng)和副校長(zhǎng)。

張鈸院士表示，清華人工智能方向研究生培養(yǎng)方案的覆蓋范圍很寬，覆蓋從模式識(shí)別、計(jì)算機(jī)控制論、計(jì)算語(yǔ)言學(xué)、計(jì)算生物學(xué)、神經(jīng)認(rèn)知計(jì)算到大數(shù)據(jù)分析等等方向。 從成果來看，清華自 1978 年開始招收人工智能方向的碩士生，迄今為止畢業(yè)的碩士已超過 400 名；1986 年開始招收 AI 方向的博士生，迄今為止已培養(yǎng)超過 250 名。其中也包括朱軍、劉知遠(yuǎn)等留校教授。

目前，清華大學(xué)人工智能研究所在讀的碩士生有 67 人，在讀博士為 124 人。 近年來，隨著人工智能技術(shù)逐漸升溫，清華大學(xué)的研究者也積極參與了各類國(guó)際 AI 競(jìng)賽，并獲得了不錯(cuò)的成績(jī)。其中包括 NIPS 2017 對(duì)抗樣本攻防賽的多項(xiàng)冠軍，2019 GeekPwn CAAD CTF 圖像對(duì)抗樣本挑戰(zhàn)賽冠軍等等。 三、建設(shè)一流實(shí)驗(yàn)室 清華大學(xué)早在 1985 年就成立了「智能機(jī)器人」實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)口了國(guó)內(nèi)第一臺(tái) PUMA560 機(jī)器人。有了這個(gè)實(shí)驗(yàn)室之后，學(xué)生們陸續(xù)開展了手眼協(xié)調(diào)的計(jì)算機(jī)視覺等工作。 在 1990 年，清華成立了智能技術(shù)與系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。在其中不僅有人工智能基礎(chǔ)方法的研究，還有面向應(yīng)用的研究，清華大學(xué)的研究者在其中還進(jìn)行了很多交叉研究。

四、國(guó)際合作與交流 張鈸認(rèn)為，要辦好世界一流的人工智能專業(yè)學(xué)科，必須加強(qiáng)國(guó)際合作和交流，引進(jìn)、聯(lián)合培養(yǎng)學(xué)生與科研工作。 在國(guó)際合作方面，清華大學(xué)舉辦了三期講席教授組，所邀請(qǐng)到的學(xué)者每年都會(huì)有累計(jì) 9 個(gè)月的時(shí)間在清華大學(xué)工作，參與學(xué)生授課及聯(lián)合博士生培養(yǎng)等工作。 2003 年，第一期講席教授組開辦，圖靈獎(jiǎng)獲得者姚期智受聘擔(dān)任首席教授。2004 年，姚期智回國(guó)，后加入清華大學(xué)高等研究中心，受聘成為清華大學(xué)長(zhǎng)期教授。當(dāng)時(shí)講席教授組的成員還包括美國(guó)威斯康辛大學(xué)蔡進(jìn)一教授、香港城市大學(xué)鄧小鐵教授、美國(guó)德州大學(xué)達(dá)拉斯分校堵丁柱教授、加拿大滑鐵盧李明教授和美國(guó)波士頓大學(xué)騰尚華教授等。

時(shí)隔六年，第二期講席教授組在 2009 年開辦，主要圍繞「神經(jīng)與認(rèn)知科學(xué)」，首席科學(xué)家為美國(guó)科學(xué)院院士 Michael Merzenach，其余成員也大多是該領(lǐng)域的知名學(xué)者，包括王小勤和李兆平教授等。 2013 年到 2016 年，第三期講席教授組的主題為「人工智能與機(jī)器人」，首席教授為美國(guó)工程院院士莊炳煌，其他成員還包括 IEEE Fellow、計(jì)算機(jī)視覺專家田奇，斯坦福大學(xué)教授李飛飛等人。 2012 年開始，清華大學(xué)開展了與 CMU 的聯(lián)合培養(yǎng)雙碩士學(xué)位項(xiàng)目，學(xué)制兩到三年，在兩所大學(xué)各學(xué)一年。自 2010 年起，清華大學(xué)還有先進(jìn)計(jì)算英文碩士班，在機(jī)器學(xué)習(xí)、分布式系統(tǒng)、未來網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域面向全球招收外籍學(xué)生進(jìn)行精英化教育。 此外，清華大學(xué)也和海外多所著名學(xué)府成立了覆蓋各學(xué)科的研究中心，包括 2006 年開展的中德博士生合作研究項(xiàng)目，由漢堡大學(xué)的張建偉與清華大學(xué)孫富春教授共同負(fù)責(zé)，第一期圍繞「自然與人工認(rèn)知系統(tǒng)中的模式交相感應(yīng)」研究課題，第二期圍繞「跨模態(tài)學(xué)習(xí)的自適應(yīng)、預(yù)測(cè)和交互」研究課題；此外還包括 2009 年與滑鐵盧大學(xué)成立的互聯(lián)網(wǎng)信息獲取聯(lián)合研究中心，2010 年與新加坡國(guó)立大學(xué)成立的下一代搜索技術(shù)聯(lián)合研究中心等。在今年，清華大學(xué)還與博世公司成立了研究中心，面向機(jī)器學(xué)習(xí)方面的研究。 五、在教學(xué)和科研實(shí)踐中培養(yǎng)一流的師資隊(duì)伍 從 1978 年開始，清華大學(xué)就開展人工智能方面的研究，并開始招收研究生。最初只是進(jìn)行了有限范圍的研究工作，包括人工智能理論、專家系統(tǒng)、機(jī)器人等，發(fā)展到到今天已經(jīng)覆蓋 AI 的各個(gè)分領(lǐng)域。 目前，清華大學(xué)計(jì)算系擁有國(guó)內(nèi)計(jì)算機(jī)專業(yè)最全的學(xué)科方向，涵蓋了人工智能基礎(chǔ)理論與方法、知識(shí)智能（知識(shí)表示、推理、不確定性處理和知識(shí)圖譜等）、感知（視覺智能、聽覺智能、觸覺等）、人機(jī)交互、大數(shù)據(jù)智能、知識(shí)獲取、自然語(yǔ)言處理、智能控制和機(jī)器人系統(tǒng)、多學(xué)科交叉研究（數(shù)學(xué)、神經(jīng)與認(rèn)知、心理學(xué)、社會(huì)科學(xué)等）多個(gè)方面。 2018 年 6 月，清華大學(xué)人工智能研究院成立。這一跨系、跨學(xué)科的聯(lián)合研究機(jī)構(gòu)是清華大學(xué)在人工智能專業(yè)建設(shè)上具有非凡的意義。研究院下設(shè) 9 個(gè)研究中心，全校 18 個(gè)院系都有學(xué)者參加。 成立之初，研究院就確定了「一個(gè)核心、兩個(gè)融合」的發(fā)展戰(zhàn)略，即以人工智能基礎(chǔ)理論和基本方法研究為核心，積極推進(jìn)大跨度的學(xué)科交叉融合，積極推進(jìn)大范圍的技術(shù)與產(chǎn)業(yè)、學(xué)校與企業(yè)融合。充分發(fā)揮清華大學(xué)在多學(xué)科綜合、優(yōu)秀人才匯聚、高水平國(guó)際合作等方面的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，在人工智能的基礎(chǔ)理論和基本方法上開展源頭性和顛覆性創(chuàng)新。 在人工智能研究的基礎(chǔ)上，清華大學(xué)已經(jīng)在開源工作方面形成了獨(dú)特影響力：2017 年 5 月，清華大學(xué)朱軍團(tuán)隊(duì)發(fā)布可微分概率編程庫(kù)「珠算」，迄今在 GitHub 上收獲 1800 多星；還有最近發(fā)布的純基于 PyTorch 代碼的強(qiáng)化學(xué)習(xí)編程庫(kù)「天授」，兩位主要作者都是清華大學(xué)的本科生，這些都是清華大學(xué)在人工智能教學(xué)實(shí)踐中所取得的成果。

「天授」自 3 月開源以來，已經(jīng)在 GitHub 上獲得了 1400 多 star 量。 與此同時(shí)，在清華大學(xué)計(jì)算機(jī)系的教師隊(duì)伍中，可以看到許多年輕優(yōu)秀人才的成長(zhǎng)。包括朱紀(jì)洪、應(yīng)明生、劉洋、孫富春、劉奕群、朱軍、劉知遠(yuǎn)等人。 在 CS ranking 全球計(jì)算機(jī)科學(xué)專業(yè)排行榜中，2010 年-2020 年期間，清華大學(xué)在人工智能方向上排名世界第二，僅次于卡內(nèi)基梅隆大學(xué)；如果是 2015 年-2020 年期間的評(píng)估，清華大學(xué)排名第一。在 2019 年度計(jì)算機(jī)科學(xué)綜合榜上，清華大學(xué)和麻省理工學(xué)院并列第二。 最后，張鈸總結(jié)說，從 1978 年開辦人工智能課程內(nèi)容以來，多年的專業(yè)建設(shè)經(jīng)驗(yàn)表明，人工智能是一門發(fā)展迅速的學(xué)科，我們一方面需要讓人才培養(yǎng)跟上時(shí)代，另一方面，高等院校的理工科教育也有其共性的規(guī)律，特別是本科教育，需要保持一定的穩(wěn)定性。 如何平衡兩者之間的關(guān)系，是辦好人工智能學(xué)科的關(guān)鍵。