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美国大学首次开设人工智能本科专业

今年秋季开始，卡内基梅隆大学（CMU）计算机科学学院（School of Computer Science，SCS）提供了一个新的人工智能（Artificial Intelligence, AI）本科学位。这是美国大学首次开设 AI 本科专业，目的是应对 AI 领域的重大技术突破，以及学生和雇主日益增长的对 AI 教育和培训的需求。
经历了60年的酝酿、发展、沉寂与复兴，伴随着近10年来的数据爆炸和算力飙升，以 Deepmind 的围棋 AI AlphaGo 完败人类顶尖棋手为标志性事件——AI 自此获得真正意义上的社会关注，包括深度学习、计算机视觉、自动驾驶、机器人等技术方向和前沿领域在内的人工智能浪潮席卷全球。
中国：政府承诺70亿美元AI资金； 2030年让高校成为建设世界主要人工智能创新中心的核心力量
今年 1 月，中国教育部召开新闻发布会，介绍了《普通高中课程方案和语文等学科课程标准（2017年版）》的有关情况。在此次“新课标”改革中，正式将人工智能、物联网、大数据处理划入新课标。
修订版本的方案中，把高中学习内容分成了必修课、选择性必修课和选修课。具体在信息技术课程上，课程结构如下图所示：
高中信息技术必修课程是全面提高高中生信息素养的基础，包括“数据与计算”和“信息系统与社会”两个模块。
数据与计算：
（1）了解数据编码
（2）学会采集、分析、可视化数据
（3）学会一种程序语言，并使用程序语言完成简单的算法
（4）了解人工智能的重要性
信息系统与社会
（1）知道信息系统基本工作原理
（2）可以开发简单的信息系统
（3）判断安全风险，了解安全防范技术
（4）学会遵守相关法律和道德伦理规范
相比于 2003 版课标，此次公布的“新课标”中，在技术（信息技术和通用技术）上给予了学生更大的发展选择空间。可以看出，“新课标”大幅度减少了对于基本软件使用的要求，而大幅度提升了在编程、计算思维、算法方面的思维要求，以及人工智能、开源硬件、网络空间安全等知识面要求。
Python 作为 2017 年最受欢迎的人工智能编程语言，可以说是 AI 时代头牌语言，被认为是进入 AI 领域的敲门砖。从 2018 年开始，浙江省信息技术教材将放弃 VB，将 Python 纳入为浙江高考内容之一。北京和山东也已确定要把 Python 编程基础纳入信息技术课程和高考的内容体系。
更有前瞻性的是，山东省最新出版的小学信息技术教材，在六年级课本中也加入了 Python 的相关内容——终于，小学生也开始学 Python 了。当然，在小学开设Python 编程课，更多是培养兴趣，培养孩子的编程思维。
我国高中教育乃至初级教育的这一系列调整，正是高等教育为迎接 AI 时代而变革的前奏。今年 4 月，教育部印发了《高等学校人工智能创新行动计划》，这是教育领域落实国务院《新一代人工智能发展规划》的具体举措。
该计划提出18项重点任务，并制定“三步走规划”：首先到 2020 年完善学科体系，到2025 年取得一批有国际影响力的原创成果，到 2030 年让高校成为建设世界主要人工智能创新中心的核心力量，为我国跻身创新型国家前列提供科技支撑和人才保障。
早在 2003 年，北京大学就率先设置了“智能科学与技术”本科专业，建立了比较完善的人工智能人才培养体系。根据过去十年顶级会议论文发表的全球排名 CSRanking，清华大学和北京大学的计算机科学都还未进入全球前十，但人工智能这个领域两校都位列全球前五。
在基于顶级期刊出版物数量得出的排名CSRankings中，过去十年的“人工智能”学科，中国的清华、北大位列全球前五。值得一提，南京大学、浙江大学位列第9和第10。香港科技大学位于第5。来源：csrankings.org，数据最后更新时间是 2018 年 4 月。
今天，虽然国内尚未设立人工智能本科专业，但教育部正式批准设立“智能科学与技术”本科专业的高校已达 50 余个。从去年 5 月中国科学院大学成立人工智能技术学院开始，中国高校开启了设立“人工智能学院”的热潮。西安电子科技大学、重庆邮电大学、南京大学、南开大学、哈尔滨工业大学等一批高校均设立了人工智能学院。
美国：AI人才积累和素质教育底蕴深厚；AI专业课程已非研究生教育独有
中国人工智能市场增长惊人，美中经济与安全评估委员会在其 2017 年年度报告中表示，“中国政府已承诺提供超过 70 亿美元的人工智能资金，深圳等城市准备为人工智能创业提供 100 万美元。”中国科技公司百度、阿里巴巴和腾讯已成为“人工智能的全球领导者”。国家的大力推动下，中国 AI 在学术领域取得较大飞跃，最近人工智能相关论文发表数已经超越美国。
然而，中国在人工智能基础研究和创新，尤其是在 AI 高端人才储备方面，仍然存在很大缺口。根据高盛《全球人工智能产业分布》报告统计，2017 年全球新兴人工智能项目中，中国占据 51%，数量上已经超越美国。但全球人工智能人才储备方面，中国却只有 5% 左右。
机器学习工程师薪水持续上涨。据百度前主管 Thomas Liang 估计，AI 行业薪资水平较 2014 年翻了一倍。据《纽约时报》报道，一般来说，刚出校门的博士生或有若干年工作经验但教育水平低于博士的 AI 专家年薪可以达到 30万-50万美元，或通过持有公司股票可能得到更高的薪水。
如果单看人工智能领域的杰出人才这一项，则中国和美国的差距更为明显。
美国在人工智能杰出人才投入量上依旧遥遥领先，累计高达5158人，占据世界总量的25.2%，是排名第二位英国的4.4倍；英国、德国、法国、意大利分列第二、三、四、五名，杰出人才投入量大体相当。中国杰出人才投入量977人，排名第六，相对于其全球第二的人才总量而言，杰出人才占比过低。
在全球人工智能杰出人才最多的高校排行中，中国没有高校进入前十。斯坦福大学杰出人才投入量达79人，全球领先；麻省理工学院、伦敦大学学院、华盛顿大学、圣保罗大学紧随其后。清华大学排名15位，上海交通大学排名第33，与其国际人工智能人才总量相比，排名大幅下滑。美国高等教育优势依然显著。
从政策角度解读，中国人工智能政策在初期偏向于互联网领域，因此相关产业偏重于应用层，如计算机视觉、自然语言处理、智能机器人和语音识别。因此，目前中国的人工智能战略坚持人工智能研发攻关、产品应用和产业培育“三位一体”推进，强化人工智能对科技、经济、社会发展和国家安全的全面支撑。
美国发布的人工智能政策着力点在于应对人工智能蓬勃发展的大趋势，欧盟以及德、英、法为代表的欧洲国家，着重关注的是人工智能带来的伦理和道德。日本的人工智能政策发布较晚，政策预期在国家层面建立起相对完整的人工智能研发促进机制。
作为全球 AI 浪潮的引领者，美国人工智能教育的深厚积累和先发优势，正是其整体AI政策的牢固基石。以前述 Python 进入山东小学课堂一事为例，这样的编程早期教育在美国早已不是新鲜事。微软创始人比尔·盖茨13岁学习编程，Facebook创始人扎克伯格11岁开始学习编程。在美国，就连婴幼儿也有专门的编程童书。
在 2016 年美国一次计算机科学教育周开幕日活动中，时任美国总统的奥巴马亲自上阵，给中小学生示范计算机编程。白宫认为，计算机科学普及教育是美国未来几十年保持创新优势的关键举措之一。
正如著名 AI 技术领袖吴恩达所说，未来，写代码就和识字一样重要。他认为几乎每个人都应该学习编程。“曾经我们以为不需要每个人都会读书写字，但随着人们读写能力的提高，人与人之间的沟通变得更好。如今，我们也处于一个只有很少人能编码的时代。但随着人工智能的发展，人机交流变得越来越重要，编码能力将成为可以预见的未来最深层次的人机交流的基础。” 未来，用 python 等语言编程将成为和英语、开车一样的通用技能。
美国教育界的这种认识，正是其在 AI 领域领先于中国的深层原因之一。一般认为，人工智能是计算机科学、信息学、神经科学、认知科学等多学科交叉性学科，因此本科生学人工智能基础都还不够，为时尚早，人工智能的相应方向到研究生阶段才有。
文章开头所述的卡内基梅隆大学（CMU）计算机科学学院（SCS）宣布设立全美首个人工智能本科学位，使人工智能专业课程不再起始于研究生教育。
今年春天，《美国新闻与世界报道》(U.S. News and World Report)将 SCS 列为人工智能排名第一的研究生院。SCS 院长安德鲁•摩尔(Andrew Moore)表示，“人工智能领域的专家从来没有像现在这样重要，他们的需求将更大。卡内基梅隆大学在人工智能领域拥有无与伦比的专业知识，这使我们具备了独特的能力，能够满足这些毕业生的需求，这些毕业生懂得如何利用人工智能的力量来帮助人们。”
与其他计算机科学专业的学生一样，人工智能专业将在计算机科学和数学课程中获得同样坚实的基础。此外，他们还将在与AI相关的科目(如统计和概率)、计算建模、机器学习和符号计算等方面进行额外的课程学习。
同时，该计划还将包括强调伦理和社会责任。这将包括利用人工智能进行社会公益的独立研究，例如改善交通、医疗保健或教育。
SCS 一年级的新生可以在第二年学习 AI 学位课程。因此，所有的学生都将参加第一年的计算机科学能力和入门课程。
按照最初设计，人工智能本科招生只招收不超过100名的第二、三、四年级学生，每个班级大约30-35人。在2018年秋季，已经选修了大量相关课程的二、三年级学生，可以申请加入新的人工智能学位课程。
人工智能将机器学习、自然语言处理、计算机视觉、机器人技术和人机交互等学科结合在一起，因此人工智能的教学将利用 SCS 机器学习部门、语言技术研究所、机器人研究所、人机交互研究所、计算机科学部门和软件研究所资源。同时，该学位将利用 CMU 在跨学科教学方面的传统优势，特别是在探索人工智能的伦理和社会影响方面，教员包括来自迪特里希人文与社会科学学院、亨氏学院和工程学院。
美国最好的人工智能和计算机专业院校有哪些
今年 3 月，US News 发布了 2019 美国最佳研究生院排名（2019 Best Grad Schools Rankings），排名将计算机科学细分为人工智能、编程语言、系统、理论四个子专业。我们来看人工智能这一分支的情况。
如果纵览整个计算机科学专业的研究生院排名，我们可以看到，强校分数十分接近（评分为1至5分），四大名校 CMU、MIT、斯坦福和 UC Berkeley 排名并列第一。前面 AI 专业 Top 20 学校也全都出现在计算机Top 25的榜单里。
除得分外，US News 还统计了各校的学费、招生总人数，甚至所要求的GRE分数等信息（需登录查看），非常值得作为申请学校的参考。
