機器人&人工智能：相見在頂峰

北京時間2022年10月1日（北美時間9月30日），特斯拉2022 AI Day在加州帕羅奧圖舉行，人形機器人擎天柱正式亮相。

在此之前，波士頓動力旗下的人形機器人Atlas已經(jīng)可以走路、跑步、攀爬、跳過障礙，甚至可以在跌倒后自行起身。因此，人們很自然地覺得擎天柱理應(yīng)比Atlas更加敏捷強悍，甚至能如同科幻電影中的機器人一樣“強大”。

然而，期望越高越容易失望。當(dāng)看到擎天柱在臺上顫顫巍巍地行走，憨憨地招手打招呼完成全球首秀時，有的人甚至表示很擔(dān)心它會摔倒。人們之所以對擎天柱的表現(xiàn)大失所望，一方面在于人們對已經(jīng)近乎“封神”的馬斯克的期望太高，另一方面則在于普通人對機器人的浪漫想象的破碎。

受科幻影視作品的影響，對很多人來說，機器人不僅和人類有著相似的外形，還應(yīng)擁有獨立意識，在進化過程中甚至?xí)a(chǎn)生感情，有喜怒哀樂，其中的邪惡分子還出現(xiàn)想要統(tǒng)治人類社會的情況。在很多人眼里，“機器人”=“人形機器人”=“人形仿生智能機器人”，即具有高度人工智能的人形機器人。

事實上，這個等式從第一個等號開始就不完全成立。

馬斯克就很明確地說，特斯拉2022 AI Day的開辦目的，是吸引更多人工智能、機器人領(lǐng)域的人才加入特斯拉。所以大家一定要明白，機器人和人工智能是兩回事。對于普通人而言，分不清機器人和人工智能并不會帶來什么影響，但如果高考生在報考志愿的時候混淆機器人工程專業(yè)和人工智能專業(yè)，顯然會影響到未來的職業(yè)規(guī)劃。本文將對這兩個專業(yè)進行介紹，以幫助大家了解專業(yè)的內(nèi)涵，進而做出更適合自己的選擇。

現(xiàn)實中的機器人，少見人形

目前已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用的機器人多是工業(yè)機器人。沒錯，你在新聞里看到的車間里自動進行操作的機械手臂，就是工業(yè)機器人中的一種。在工業(yè)應(yīng)用場景中，流水線式簡單而重復(fù)的勞動并不需要具備獨立行走能力的人形機器人，具備AI能力的機械臂更加實用、生產(chǎn)效率更高。

圖1：生產(chǎn)車間中的工業(yè)機器人? ? ?圖2：家庭生活中的掃地機器人

除了工業(yè)機器人，已經(jīng)應(yīng)用于不同場景的還有各類服務(wù)機器人和特種機器人，如掃地機器人、剪草機器人、醫(yī)療康復(fù)機器人、水下機器人、安防機器人等。它們形態(tài)各異，人形只是其中的一種形態(tài)。

所以，“機器人”實際上指的是一種能自動執(zhí)行任務(wù)，用以取代或協(xié)助人類工作的人造機器裝置。

在象牙塔，遇見你的“機器人”

既然如此，那么大學(xué)里的機器人工程專業(yè)，到底學(xué)的是什么？在因為科幻影視劇帶來的美好想象而報考機器人工程之前，了解以下三點或許會對你有所幫助：

第一點，機器人的本質(zhì)是一種自動化裝備，因此，機器人工程專業(yè)實際上是由自動化專業(yè)發(fā)展而來的。

以國內(nèi)第一個開設(shè)“機器人工程”本科專業(yè)的東南大學(xué)為例，該校按自動化大類統(tǒng)一招生。大一、大二階段以通識課為主，入學(xué)兩年后根據(jù)學(xué)生志愿及學(xué)業(yè)狀況分流到自動化專業(yè)和機器人工程專業(yè)。進入機器人工程專業(yè)的學(xué)生從大三開始進行機器人專業(yè)知識的學(xué)習(xí)。

第二點，機器人不是一種普通的自動化裝備，而是集機械、電子、控制、傳感、人工智能等多學(xué)科先進技術(shù)于一體的自動化裝備，因此機器人工程專業(yè)天然具備了交叉學(xué)科性質(zhì)，具有更多的想象空間。

隨著人工智能領(lǐng)域的不斷延伸，機器人的底層邏輯也隨之改變，以前看重靈活性，自動化是核心競爭力，現(xiàn)在則更加注重交互性，人工智能逐漸成為核心競爭力。

谷歌、亞馬遜、百度、騰訊、小米等科技巨頭先后以各種形式切入智能機器人賽道。在特斯拉之前，小米在2022年8月先一步推出了自己的人形智能機器人——鐵大。鐵大初次亮相時和擎天柱有著相似的情況，被有人吐槽說像極了“步履蹣跚的老人”。盡管如此，鐵大和擎天柱身上已經(jīng)集機械設(shè)計、運動控制、人工智能等領(lǐng)域高精尖技術(shù)為一體。它們是人工智能關(guān)鍵核心技術(shù)——計算機視覺、機器學(xué)習(xí)、自然語言處理、語音識別的集中應(yīng)用，是機器人領(lǐng)域中技術(shù)集成度最高、難度最大的。

第三點，對應(yīng)著機器人領(lǐng)域的人才需求的多樣化，各個院校機器人工程專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)大不一樣。

近些年來，我國本科及職業(yè)院校的機器人相關(guān)專業(yè)開設(shè)數(shù)量激增。據(jù)統(tǒng)計，本科機器人工程專業(yè)開設(shè)數(shù)量從2018年的86個到2021年的302個；高職工業(yè)機器人專業(yè)開設(shè)數(shù)量從2018年的523所到2021年3月的708所。

需要注意的是，由于院校的優(yōu)勢與專業(yè)實力不同，同是機器人相關(guān)專業(yè)，重點高校和科研院所一般側(cè)重于研究，把培養(yǎng)重點放在原理研究、本體開發(fā)及特種機器人開發(fā)等方面上。大部分普通本科院校和所有的高職高專院校側(cè)重于工業(yè)應(yīng)用，著重培養(yǎng)學(xué)生從事自動化成套裝備中工業(yè)機器人工作站的現(xiàn)場編程、調(diào)試維護、人機界面編程、系統(tǒng)集成等應(yīng)用性能力。

人工智能：我就是傳說中的AI

1950 年，阿蘭·圖靈提出判斷機器是否能夠思考的圖靈測試；1956 年，達特茅斯會議首次提出人工智能（英語：Artificial Intelligence，縮寫為 AI）這一名稱。

人工智能的定義多種多樣，站在不同的角度給出的概念也不同。有人強調(diào)人工智能是一門技術(shù)科學(xué)，主要用于研究、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)，簡單來說是一種與人類行為相似、會學(xué)習(xí)的計算機程序，它能夠感知周圍環(huán)境、做出合理的行動，并能夠獲得最大收益，這種程序就是一定意義上的人工智能。

在移動互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、超級計算、傳感網(wǎng)、腦科學(xué)等新理論新技術(shù)以及經(jīng)濟社會發(fā)展強烈需求的共同驅(qū)動下，人工智能技術(shù)加速發(fā)展，呈現(xiàn)出深度學(xué)習(xí)、跨界融合、人機協(xié)同、群智開放、自主操控等新特征。人工智能技術(shù)，作為新一輪產(chǎn)業(yè)變革的核心驅(qū)動力，正在加速釋放歷次科技革命和產(chǎn)業(yè)變革積蓄的巨大能量，對經(jīng)濟發(fā)展、社會進步產(chǎn)生重大深遠的影響。

大學(xué)里的“人工智能”，有點難學(xué)

首先需要說明的是，這個專業(yè)對數(shù)學(xué)的要求比較高，特別是在“雙一流”院校。

以首家成立人工智能學(xué)院的 C9 高校南京大學(xué)為例。該校的人工智能專業(yè)特別注重培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，課程包含高等代數(shù)、數(shù)學(xué)分析、離散數(shù)學(xué)等諸多數(shù)學(xué)基礎(chǔ)學(xué)科。在數(shù)學(xué)教學(xué)方面與傳統(tǒng)計算機學(xué)科專業(yè)相比，廣度和難度都有明顯的增加。想要報考這個專業(yè)的同學(xué)，高中數(shù)學(xué)基礎(chǔ)一定要扎實。

其次，人工智能是一門典型的新興交叉學(xué)科，它涉及數(shù)學(xué)、計算機科學(xué)、邏輯學(xué)、神經(jīng)科學(xué)、語言學(xué)甚至哲學(xué)等不同領(lǐng)域的知識。雖然它在專業(yè)目錄里被放在電子信息類，但從實際學(xué)科關(guān)聯(lián)來看，人工智能應(yīng)該歸為計算機科學(xué)技術(shù)的一個主要發(fā)展分支。大部分院校的這個專業(yè)是以本校計算機學(xué)科為支撐發(fā)展起來的。

以天津大學(xué)的人工智能專業(yè)為例，其主要課程有：人工智能導(dǎo)論、程序設(shè)計原理、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、計算機組成原理、計算機網(wǎng)絡(luò)、算法設(shè)計與分析、操作系統(tǒng)原理、數(shù)據(jù)庫原理、知識工程、機器學(xué)習(xí)、矩陣分析、模式識別、人工智能程序設(shè)計、認(rèn)知科學(xué)導(dǎo)論、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與深度學(xué)習(xí)、計算機視覺、自然語言處理、數(shù)據(jù)挖掘、大數(shù)據(jù)技術(shù)、語音信息處理、智能無人系統(tǒng)、智能機器人、智能芯片設(shè)計、類腦智能、群體智能。

最后需要說明的是，目前的人工智能還處于只能完成某一項特定任務(wù)或者解決某一特定問題的“弱人工智能”階段，并非大家想象中可以像人一樣勝任多智力性任務(wù)的那種“強人工智能”。但是這個學(xué)科發(fā)展極其迅猛，因此在進入大學(xué)學(xué)習(xí)時，同學(xué)們不僅需要踏踏實實從基本的內(nèi)容開始學(xué)習(xí)，更需要保持持續(xù)的學(xué)習(xí)能力，隨時跟進學(xué)科領(lǐng)域的最新發(fā)展。

總結(jié)一下

區(qū)別：機器人工程專業(yè)是以自動化學(xué)科為基礎(chǔ)，更偏硬件，動手能力要求更高一些；人工智能專業(yè)是以計算機科學(xué)與技術(shù)為基礎(chǔ)，更偏軟件，數(shù)學(xué)能力要求更高一些。

聯(lián)系：智能機器人是人工智能關(guān)鍵核心技術(shù)——計算機視覺、機器學(xué)習(xí)、自然語言處理、語音識別等的集中應(yīng)用。人工智能一定是會應(yīng)用到機器人領(lǐng)域，二者密不可分。

發(fā)展前景：都十分光明。

在勞動力人口下降以及人力成本上漲等因素的影響下，工業(yè)機器人和自動化已經(jīng)成為現(xiàn)代制造業(yè)不可或缺的一部分，“機器換人”進程加速成為行業(yè)的長期增長邏輯。預(yù)計未來10年，機器人將代替全球2000萬個制造業(yè)崗位。一大批結(jié)合著AI深度學(xué)習(xí)、3D視覺、傳感器等新技術(shù)的機器人企業(yè)在中國涌現(xiàn)。

近年來，人工智能領(lǐng)域的發(fā)展可謂突飛猛進，目前已迅速融入經(jīng)濟、社會、生活等各行各業(yè)，在全世界燃起燎原之勢。國際數(shù)據(jù)公司（IDC）發(fā)布的《全球人工智能市場半年報告》預(yù)測稱，未來人工智能領(lǐng)域?qū)⒗^續(xù)高歌猛進，2025年前，人工智能市場將保持兩位數(shù)增長。而且，語言、聲音和視覺技術(shù)以及多模態(tài)解決方案將取得長足發(fā)展，徹底改變“人類效率”。IDC預(yù)測，2022年，包括軟件、硬件和服務(wù)在內(nèi)的全球人工智能市場的總收入將增長19.6%，達到4330億美元，并將在2023年突破5000億美元的大關(guān)。

人才已經(jīng)成為制約人工智能和機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要因素。目前我國人工智能和機器人相關(guān)人才缺口高達上百萬，預(yù)計未來幾年這個數(shù)字還會進一步增加。其中，機器人領(lǐng)域的人才需求，既包括機器人技術(shù)研究方向的高端人才，也包括現(xiàn)場調(diào)試、維護操作與運行管理等應(yīng)用型人才。

因此，人工智能和機器人相關(guān)專業(yè)的畢業(yè)生近些年的就業(yè)前景都很不錯，無論他們的學(xué)習(xí)內(nèi)容是側(cè)重研究還是側(cè)重應(yīng)用。

【報考須知】

1.熱門專業(yè)冷靜選

機器人工程和人工智能都是近些年新增的熱門專業(yè)。對這樣的專業(yè)的選報，考生更需要保持冷靜，持理性的態(tài)度。一方面考生要考慮自己是不是真的感興趣，另一方面院校的師資和教學(xué)質(zhì)量也需要考生重點考察。

如人工智能專業(yè)，考慮到這個專業(yè)與計算機學(xué)科的緊密關(guān)系，考生在選校時就要側(cè)重考察院校在計算機方面的實力。如果院校的計算機方向偏弱，即使設(shè)有人工智能專業(yè)，其水平也不會太高；反之，如果院校的計算機方向很強，即使不專門設(shè)置人工智能專業(yè)，其培養(yǎng)水平一般也不會太弱。選報機器人工程專業(yè)也要有同樣的操作，即重點考察院校在自動化方面的實力。

此外，由于機器人和人工智能這兩個新的學(xué)科與工業(yè)界的應(yīng)用關(guān)系極為密切，考生還需要綜合考慮院校的實習(xí)實踐課程與基地的建設(shè)。

2.注意院校培養(yǎng)方向的不同

以機器人工程為例，前面我們只提到了不同檔次的院校在培養(yǎng)方向上的不同，事實上同檔次的院校在培養(yǎng)方向上也是有很大區(qū)別的，比如哈爾濱工業(yè)大學(xué)聚焦在醫(yī)療外科機器人和工業(yè)機器人，上海交通大學(xué)則聚焦于救援機器人的研究。在最后選校的時候，建議同學(xué)們要認(rèn)真上學(xué)校相關(guān)院系的網(wǎng)站進行查詢。

3.選科要求要注意

老高考地區(qū)，這兩個專業(yè)均只招理科生；新高考地區(qū)，這兩個專業(yè)要求必選物理和化學(xué)。

相近專業(yè)簡介

/ 自動化專業(yè) /

自動化，顧名思義就是在無人干涉的情況下，通過系統(tǒng)預(yù)先設(shè)定的指令，使得裝置或設(shè)備實現(xiàn)自我控制和管理的過程。

自動化的應(yīng)用領(lǐng)域極其廣泛，與現(xiàn)代化工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防、民生息息相關(guān)。常見的如家里的全自動洗衣機、樓道里的聲光控?zé)?、銀行的自動存取款機、十字路口的紅綠燈等，都是自動化在實際生活中的應(yīng)用；機器人、無人駕駛等是自動化在高精尖行業(yè)的典型應(yīng)用；可自動幫助糖尿病人控制血糖的胰島素泵，則是自動化在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用成果之一。

因此，自動化專業(yè)歷來被稱為“工科萬金油”專業(yè)，畢業(yè)生的就業(yè)面廣。隨著學(xué)科建設(shè)發(fā)展，很多院校不斷引入機器人技術(shù)概論等瞄準(zhǔn)前沿領(lǐng)域的課程，因此該專業(yè)畢業(yè)生未來的發(fā)展空間較大。

自動化專業(yè)的學(xué)習(xí)是以自動控制理論為基礎(chǔ)，涉及電力電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)等多個學(xué)科。數(shù)理基礎(chǔ)比較好，動手能力強的同學(xué)更適合報考。

/ 智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè) /

這門專業(yè)的知識主要包含兩部分的內(nèi)容，一部分是智能科學(xué)，另一部分是智能技術(shù)。智能科學(xué)是研究自然智能的生成機理和探索機器模擬的理論和方法；智能技術(shù)是將這種方法應(yīng)用于人造系統(tǒng)，給機器賦予一個類似人的大腦、神經(jīng)傳導(dǎo)及信息處理系統(tǒng)，研制面向各種應(yīng)用領(lǐng)域的智能機器。因此，本專業(yè)是一門面向前沿高新技術(shù)，具有廣闊發(fā)展前景和巨大應(yīng)用需求的專業(yè)。

在這個專業(yè)的研究范圍中，機器人技術(shù)、計算機、軟件工程、智能控制、信息傳輸和處理等都有涉及。對人工智能感興趣的同學(xué)，可以同時考慮報考智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)。