CMU的「人工智能」专业本科生都学什么？

公众号/AI科技评论

作者 杨晓凡

AI 的根越扎越深

AI 科技评论按： 这是一个 AI 爆发的时代，从研究，到应用，再到教育。

随着机器学习，尤其是深度学习在许多复杂问题中大获成功，大量企业开始把机器学习技术用在自己的业务中，相关专业的学生和教授在用人市场上变得分外吃香。

有需求就有供给，教育界也进一步顺应社会需求，开始设立专门的人工智能本科专业，为这个朝气蓬勃的方向培养更多可用之才。比如北京航空航天大学去年 9 月宣布设立人工智能专业；南京大学则于今年 3 月宣布组建人工智能学院，下设「机器学习与数据挖掘」、「智能系统与应用」两个本科专业方向；哈工大也在今年 5 月 5 日成立了哈工大人工智能研究院，承担科研任务的同时培养 AI 人才。是否需在高中设立人工智能相关课程都已经引发了讨论。

不只是国内高校动作迅速，实际上，美国卡内基梅隆大学（CMU）日前也宣布设立了美国首个人工智能本科专业，今年秋天就开始招生。

CMU 计算机系官网已经发出声明

人工智能专业来到 CMU

被誉为「人工智能大本营」的 CMU，不仅在依据论文数目评估的计算机科学顶级学校排名（CSRankings）和综合评估的 US News 高校排名中名列人工智能方向第一，在自动驾驶、人脸识别、自然语言处理方面做出了许多开创性的研究，更切切实实地以大批知名教授培养了众多优秀的硕博士生在整个计算机领域发光发热。CMU 的计算机学院名气之盛、影响力之大，以至于调侃科技企业去学校挖人挖的太狠的时候，都首当其中地说「CMU 的计算机学院都要被挖空了」。（对此，CMU 计算机科学学院机器学习系主任 Tom Mitchell 在 AI 科技评论的采访中表示： 如果企业招走了很多人，我们就培养更多人 ）

对于新设立的人工智能本科专业，CMU 计算机科学学院院长 Andrew Moore 在 CMU 官方新闻稿中说道：「人工智能方面的专家从未如此重要、如此短缺、如此被企业渴求。有很多些学生已经认识到了 AI 的力量可以用来帮助别人，而 CMU 在 AI 方面有无可比拟的深入经验，这让就我们尤其地有资格直面这些需求。」

根据此次新的人工智能专业负责人、机器人和计算机科学研究教授 Reid Simmons 介绍，人工智能本科专业的培养目标是让学生可以广泛地思考各种不同学科中的任务应该如何解决，学习内容的重点是如何根据视觉、语言、大规模数据库之类的复杂输入进行决策或者增强人类的能力。与其他计算机学院的学生一样，人工智能专业的学生也需要经过充分、扎实的计算机和数学知识学习。所有计算机学院的学生共同学习了核心的计算机科学课程和一些其他入门课程后，大二时就可以选择人工智能、计算机科学或者计算生物学中的一个方向作为自己的本科专业，选择了人工智能方向的学生会有额外的统计和概率、计算建模、机器学习以及符号化计算课程。

Reid Simmons 教授还补充道，道德和社会责任也将会是这个专业方向强调的内容，包括如何用 AI 为整个社会带来福利的独立研究。「并不只是简单地提供 AI 相关的课程，对我们来说这也是一个展示的机会，展示一下人工智能专业塑造的人才到底应该是什么样的。」

人工智能专业本科生的课表

详细的专业课课表也已经发布在了 CMU 计算机系官网上，四年中需要学习包括数学和统计核心课程、计算机科学核心课程、人工智能核心课程、道德、AI 细分方向、人类学和艺术、一般科学和工程学等大类的至少 30 门课程。四年中的固定课程如下。

大一

• 命令式计算原理；功能式编程原理；
• 微积分；矩阵与线性变换；积分与逼近；
• 计算机科学的数学基础 / 数学的概念，二选一；
• 解释与声明；
• 计算学；计算机科学中的重要理论思想；

大二

• 人工智能：表征与解决问题简介；
• 计算机系统简介；并行与串行数据结构与算法；
• 计算机科学的概率论 / 概率与计算，二选一；
• 机器学习简介；
• 道德选修课一门；

大三

• 计算机视觉简介 / 自然语言处理简介，二选一；
• 现代回归理论；

固定的课程当然只是一小部分，从大二开始有一般科学和工程学选修课（选修四门）、人类学和艺术选修课（选修七门），从大三开始有 AI 细分方向可选课程（包含决策和机器人、机器学习、感知和语言、人类与人工智能交互四个方向，每个方向选修一门）。除此之外还需要学习 5 门自由选修课程。

人类学和艺术选修课包括：认知心理学；人类信息处理与人工智能；感知；人类记忆；视觉认知；认知建模；语言与思维；人类和机器的学习；

道德选修课包括：新生研讨会：人工智能与人性；计算中的道德和政策问题；AI、社会与人性；

决策和机器人方向的 AI 选修课程包括：神经计算；事实、正义与算法；认知机器人；AI 的策略推理；机器人的规划技巧；移动机器人编程实验室；机器人运动学和动态学；规划、执行和学习；

机器学习方向的 AI 选修课程包括：深度强化学习和控制；机器学习文本挖掘；高级数据分析；深度学习简介；

感知和语言方向的 AI 选修课程包括：搜索引擎；语音处理；计算性感知；计算性图像；视觉传感器；

人类与人工智能交互方向的 AI 选修课程包括：设计人类为中心的系统；人类-机器人交互；从人群中学习；智能产品和服务设计工作室；

可以看到，课程设置中除了正常地涵盖了数学、计算机和人工智能的基础课程之外，不仅有单独的道德课程，甚至还要学习多达 7 门的人类学和艺术课程。这一方面符合了「CMU 的强项是计算机和艺术」的传闻，另一面似乎也反衬出国内的理工科教育缺少对于人类自己、技术与人类的关系的辨析和反思。另外， 作为本科生的课程设置，广阔的知识面、多学科交叉内容的安排也对本科阶段的思维锻炼和未来的继续深造大有裨益。

根据 CMU 计算机学院的公告，现阶段人工智能专业的招生规模计划为 30~50 名学生每年（整个计算机学院为 735 名新生每年）。专业成立后，一部分已经学习了足够数量相关课程的大二大三学生就可以申请转向人工智能专业了。

Tom Mitchell 教授今年秋天就会开始教授其中的一门深度强化学习和控制课程，对于申请机器学习相关硕士和博士的同学，Tom Mitchell 教授的建议是掌握扎实的数学和编程能力。而现在对于本科生，我们相信数学仍然是不可以放松的，只不过，数学对于我们中国人来说，并不是什么大问题，对吧？

via School of Computer Science, CMU，AI 科技评论报道