06.26 想入門人工智能,高考考生必讀的4點建議

這幾天,各地高考分數線相繼出爐,但考好只是第一步,熬過考試的考生和家長還要面對另一個嚴峻的問題:選什麼專業?

談及選專業,每年家長們都會積極調研就業市場,試圖從中選出所謂的熱門專業和冷門專業。誠然,專業之間確實存在冷暖,以近兩年的行業投資情況來看,人工智能(AI)的表現無疑是最熱門的,相比傳統學科,這個新興學科潛力無限,從業人員的發展前景也更為可觀。

根據去年的Kaggle數據科學&機器學習調研報告,數據科學家這個團體雖然平均年齡只有30歲,但平均年薪卻達到了驚人的37萬。高薪必定吸引人才,見識了AI的繁榮後,想必許多人都對這個行業心弛神往。

那麼這個“時髦”該怎麼趕?下面是論智給出的幾點建議。

想入門人工智能,高考考生必讀的4點建議

建議一:瞭解人工智能是什麼

就像人們常說的,志願首先要能提現考生自己的真實意願。在入場前,有能力的考生要問自己兩個問題:1.我理解的AI是什麼?2.我對真正的AI感不感興趣?

在Poole、Mackworth和Goebel於1998年出版的《計算智能》裡,他們把AI定義為能模擬人類智能、能自主執行任務,並能根據行為作出反饋的智能體。從實際研究領域看,符合這個概念的有遊戲算法(Game-playing algorithms)、機器人及控制論、優化、自然語言處理和強化學習。

如果說這些名詞有些抽象,我們可以在智能水平上把AI劃分成三類:

弱人工智能。弱人工智能是最常見的AI形式,它們只專注於解決一類問題,沒有任何自我意識和其他智能標誌,如聊天機器人(chatbot)。

強人工智能。強人工智能可以媲美人類智能,它們擁有自我意識,而且可以代替人類完成所有人類能夠的完成的事情。從衡量標準角度看,強人工智能的一個前提是通過圖靈測試,但真正符合強人工智能概念的機器還不存在。

超人工智能。超人工智能是AI的極致,它超越了人類智能,是人工智能的最佳形式。短時間內實現超人工智能是不現實的,但圍繞它的倫理討論從未平息過,比如開發AI或將導致人類滅絕。

雖然後兩個能引發更多藝術聯想,但我們還是要保持清醒,現實不比科幻電影:

  • 擊敗柯潔的AlphaGo是弱人工智能(遊戲算法);
  • 自動駕駛汽車同樣也是弱人工智能(機器人/控制論);
  • 谷歌地圖自動導航是弱人工智能(優化);
  • 百度翻譯等各種機器翻譯是弱人工智能(自然語言處理);

AI本身並沒有媒體宣傳的那麼“高大上”,這個行業不存在“終結者”,廣受關注的波士頓動力機器人也無關AI。未來,以弱人工智能為主的研究仍將長期存在。

建議二:進AI學院要慎重

今年,政府號召多領域推進“互聯網+”,於是各大高校紛紛規劃開設AI課程,其中天津大學、南開大學、南京大學、吉林大學這4所高校更是趕在高考前,先一步成立了人工智能學院。以南京大學為例,這個新學院下設“機器學習與數據挖掘”和“智能系統與應用”兩個專業方向,計劃招收60-100名本科生。

雖然學校擁有像周志華這樣的優秀師資,但這趟渾水,考生實在不應該輕易去碰。

AI本身不是一個單純的學科,也不是一個專業,它是跨學科的產物,對學習者的基礎知識掌握水平要求很高。比如自然語言處理是計算機科學和語言學的產物,機器人控制需要大量使用自動化控制技術,所有研究的基礎和難點並不是編程,是數學,尤其是統計學。而大多數本科生是不具備這些基礎的,這也是現在國內外都把機器學習、自然語言處理等作為碩士、博士研究方向的原因之一。

想入門人工智能,高考考生必讀的4點建議

AI學院的質量令人擔心,其中最大的一點是發展不成熟。首先,這些學院的課程是倉促安排的,缺乏科學性和可行性。目前國內外還沒有針對本科AI教育的完整的體系,本科生也沒有碩士研究生和博士生的知識積累,既然沒法參考和照搬,各大高校就必須在短時間內平地起高樓,在這種情況下,第一屆學生和老師幾乎等同於第一批小白鼠。

如果說課程設置不夠,老師可以來補救,那這裡就出現了第二個問題。這些新專業的課其實是計算機系和數學系某些課程的雜糅,以計算機為主,數學為輔。學生吃的是其他兩個系的師資資源,而這些資源必定向原專業的學生傾斜。這也是新興專業的常見問題,由於只能吃“百家飯”,學習其他專業的皮毛,四年下來學生“學而不精”,反而喪失競爭力。

至於那些奔著師資力量去的考生,以過來人的眼光看,這個想法真的不靠譜。高校名師重點培養的首先是博士生,其次才是本科生和碩士生,雙方接觸的機會並沒有想象中的多,學校也不會一開始就貿貿然搞資源傾斜。再加上現在大部分高校都在實行通識教育,學生在專業知識以外還要花費大量的時間和精力,基礎不夠紮實永遠是學好學精的攔路虎。

建議三:請選擇計算機科學(CS)專業

雖然我們強調了AI的跨學科性,也強調了數學在AI研究中的絕對地位,但如果考生有志於成為一名人工智能行業的從業者,我們還是建議你一步到位,直接選擇計算機科學專業。因為人工智能本質上離不開計算機,它和CS一樣更偏向工程,而數學則更偏向理論,容易迷失方向。

以下是【第四輪全國高校學科評估結果:計算機科學與技術】給出的報考建議:

想入門人工智能,高考考生必讀的4點建議

這裡我們把清華放第一位,它在人工智能上的話語權確實全國第一。當然,如果人人都去得了清華,我們也不用寫這篇文章了。

事實上,對於選擇了計算機科學的同學,我們也有一些小建議。許多人都喜歡說大學學習要靠自覺,但自覺也要有正確的方向。如果你已經選擇了CS專業,或者已經被錄取,那在之後的4年裡,Python和TensorFlow是你必須要熟練的語言和工具。

除了本專業課程之外,數學是你一定要打好的基礎。無論是數據科學、機器學習還是人工智能,它們的共同基礎是線性代數和統計學。和數學同樣重要的是英語,美國是研究AI的前沿陣地,要學習人工智能,你就必須熟悉英語語言環境,否則你怎麼接觸最新研究成果?換句話說,如果英語太差,可能你連編程都不一定學得好。

最後就是其他專業學科的內容,這也是我們希望考生能瞭解AI本質的原因之一。只有確定方向,一個人才能制定計劃並一一落實。如果你認為學好語言學和自動控制才是最重要的,那也無妨,但選擇CS更有助於你未來的深造,無論是國內還是國外。

建議四:人工智能和機器學習

這兩個詞都是搜索的高頻詞,它們有很多重疊,再加上媒體連續不斷的捆綁營銷炒作,人們很容易把它們誤解為同一種東西。考慮到許多考生感興趣的可能是機器學習方向,這裡我們再解釋一下兩個概念的區分。

機器學習的特點是產生預測:給定具有特定特徵的樣本X,預測Y。這些預測可能是關於未來的(如預測病人的疾病惡化情況),也有可能是關於計算機的弱勢領域的(如預測圖像中是否有鳥)。Kaggle上的所有項目比賽幾乎都可以被視為機器學習問題:他們提供一些訓練數據,看參賽者的模型能否基於數據集準確預測全新樣本。

以前我們會把機器學習作為人工智能的一個子領域,尤其是計算機視覺,它是後者的一個經典問題。但現在,機器學習很大程度上已經從人工智能中剝離出來了,其中的一個原因是從業人員的反感:大多數從事機器學習的人都不願意把自己形容為AI研究人員(許多機器學習突破都源於統計學)。

以自動駕駛汽車為例,假設我們正在製造一輛自動駕駛汽車,需要研究汽車識別停車標誌這個問題,那麼我們需要結合這兩個領域的知識。

  • 機器學習:汽車必須使用攝像頭識別停車標誌。我們需要構建一個包含數百萬個帶路標街景圖像的數據集,並基於它訓練一個能夠準確識別停車標誌的算法。
  • 人工智能:一旦我們的車識別出了停車標誌,它必須能自主判斷何時剎車。過早過晚都是很危險的,同時它也要兼顧路況(如雨雪天氣光滑路面),這是控制論的問題。

小結

在過去十年中,AI的發展速度十分驚人,我們也已經在生活中看到了它的存在:自動駕駛汽車、AlphaGo Zero、Google Brain……在媒體筆下,它一直是這些勁爆新聞的核心元素。

如果是對這個行業有抱負的青年,現在入場確實是個正確的時機——開放的社區、鉅額的科研投入、新成果的不斷湧現——AI這幾年的蓬勃發展絕不只是媒體炒作,它確實在技術上實現了不小的突破,而且這些突破能被用於現實商業運作。

但任何高薪背後都是長年的付出,現在招聘市場渴求的是出過優秀成果的各種博士。如果只是看中回報,忽視其背後的艱辛,那任何專業都不適合你。對於成為AI人才這個夢想,我們希望你能有足夠的毅力和恆心,從現在開始力爭上游,凝聚自己的核心競爭力。畢竟AI的一個主題就是自動化,而它首先會發生在自己的領域。

最後一問:你理解的AI是什麼?

想入門人工智能,高考考生必讀的4點建議


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