面向智慧農(nóng)業(yè)的深度學(xué)習(xí)與機器視覺師資培訓(xùn)實踐

曹英麗，周云成，王敬依，于豐華

（沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué) 信息與電氣工程學(xué)院，遼寧 沈陽 110866）

深度學(xué)習(xí)與機器視覺是智慧農(nóng)業(yè)的重要技術(shù)支撐，教育部高等教育司產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項目聯(lián)合遨博（北京）智能科技有限公司開展“面向智慧農(nóng)業(yè)”的深度學(xué)習(xí)與機器視覺師資培訓(xùn)與實踐，通過培訓(xùn)項目的實施培養(yǎng)農(nóng)業(yè)信息化領(lǐng)域“雙師型”師資隊伍，全面提升一線教師教學(xué)水平和實踐能力。

1 深度學(xué)習(xí)與機器視覺在智慧農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用

智慧農(nóng)業(yè)是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的高階階段，其前景是將互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)計算進行統(tǒng)一應(yīng)用。農(nóng)業(yè)信息的感知、處理與智能決策離不開現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，智慧農(nóng)業(yè)試圖能以人類智能相似的方式進行農(nóng)業(yè)種植和管理；機器學(xué)習(xí)是人工智能的一部分，核心是使用算法從中無序的海量數(shù)據(jù)中學(xué)習(xí)知識，做出智能決策；深度學(xué)習(xí)是機器學(xué)習(xí)的特殊形式，它通過構(gòu)建深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自動的從數(shù)據(jù)中提取特征和模式，并對任務(wù)進行訓(xùn)練和優(yōu)化；計算機視覺是人工智能的子領(lǐng)域，主要對象是圖像和視頻數(shù)據(jù)，通過計算機處理和分析,能夠“看到”和“理解”視覺信息。深度學(xué)習(xí)與機器視覺在農(nóng)作物生長監(jiān)測與管理、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機械化、自動化、智能化、作物病蟲害預(yù)防、農(nóng)產(chǎn)品流通與農(nóng)業(yè)市場監(jiān)管等方面已經(jīng)有了長足的應(yīng)用。

2 面向智慧農(nóng)業(yè)提升高校人工智能領(lǐng)域教師能力的背景與意義

深度學(xué)習(xí)與機器視覺等信息化技術(shù)是我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)的重要支撐，國家“2025智能制造”鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略等對信息技術(shù)人才培養(yǎng)提出了更高的要求，在此教育需求背景下亟須提升教師教學(xué)水平和實踐能力。為推動人工智能、機器人、機器視覺行業(yè)的發(fā)展，加快人工智能、智能制造領(lǐng)域高層次人才培養(yǎng)，提高教師的知識、技術(shù)能力和教學(xué)水平，開展相關(guān)師資培訓(xùn)，為高校人工智能領(lǐng)域教師提供學(xué)習(xí)及交流機會，對提升人工智能相關(guān)專業(yè)師資水平、提高人才培養(yǎng)質(zhì)量具有重要意義。

3 師資培訓(xùn)項目的建設(shè)與目標(biāo)

為提升高校人工智能領(lǐng)域教師教學(xué)能力和水平，本項目聯(lián)合遨博（北京）智能科技有限公司與沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)，開展“面向智慧農(nóng)業(yè)深度學(xué)習(xí)與機器視覺師資培訓(xùn)”。通過師資培訓(xùn)、技術(shù)培訓(xùn)、項目研究、協(xié)同育人等方式，強化教師的實踐操作能力、教學(xué)能力，為高校培養(yǎng)既深諳產(chǎn)業(yè)技術(shù)實踐應(yīng)用又精通機器人技術(shù)理論的“雙師型”師資隊伍，全面提升一線教師教學(xué)水平和實踐能力。

4 面向智慧農(nóng)業(yè)的深度學(xué)習(xí)與機器視覺師資培訓(xùn)總結(jié)

（1）師資培訓(xùn)的組織。本項目師資培訓(xùn)由沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)與遨博（北京）智能科技有限公司聯(lián)合組織與實施，沈農(nóng)具有農(nóng)業(yè)工程、農(nóng)學(xué)、生物、園藝等多學(xué)科交叉教學(xué)、科研平臺為培訓(xùn)內(nèi)容提供實踐與應(yīng)用環(huán)境，有效保障培訓(xùn)效果。遨博公司在智能機器人研發(fā)、人工智能應(yīng)用軟件開發(fā)等方面技術(shù)先進，可為師資培訓(xùn)提供技術(shù)、課程、案例等方面的支撐。

（2）培訓(xùn)具有豐富的教學(xué)資源。項目研發(fā)形成豐富的教學(xué)資源，完整課程體系、專業(yè)的教材、全套PPT課件、配套實驗案例、實踐平臺等機器學(xué)習(xí)課程套裝，可為全面掌握深度學(xué)習(xí)與機器視覺系統(tǒng)應(yīng)用。

（3）培訓(xùn)教學(xué)方法先進。本次師資培訓(xùn)采用案例教學(xué)+翻轉(zhuǎn)課堂+工程實踐的模式，結(jié)合智慧農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域選取實際項目作為教學(xué)案例，結(jié)合應(yīng)用實際講解機器視覺的應(yīng)用原理、技術(shù)，實現(xiàn)理論與實際應(yīng)用的無縫對接；培訓(xùn)中廣泛采用小班、討論等翻轉(zhuǎn)式互動教學(xué)模式，師生互動討論與分享；深入開展“信息技術(shù)”智慧農(nóng)業(yè)應(yīng)用實踐活動。

（4）通過培訓(xùn)的實施切實提升了農(nóng)業(yè)信息化領(lǐng)域教師的教學(xué)水平與實踐能力，并與行業(yè)領(lǐng)域相關(guān)公司、高校建立長期的產(chǎn)學(xué)研活動，長期開展學(xué)術(shù)交流、師資培訓(xùn)、協(xié)同育人等活動。