很多人喜欢看科幻电影。在很多科幻电影中,机器人是不可或缺的元素。在迷茫中挣扎的桑尼,坚守自己孤独的,人气极高的白……科幻迷们对他们耳熟能详,津津乐道。虽然这些高端机器人离我们还太遥远,但今天看似荒诞的幻想,也许就是明天智能社会的现实。随着科技的飞速发展,人工智能时代悄然来临,机器人工程成为高校本科专业的新宠。作为一个新的本科专业,机器人工程到底是什么?本科开设了哪些课程?就业前景如何?为了帮助广大考生和家长了解这个专业,阳光高考特别采访了东南大学自动化学院党委副书记、副院长金,东北大学招生办老师,中国矿业大学采矿机器人研究所常务副所长教授,对机器人项目进行了详细的讲解。
自20世纪60年代美国诞生第一台工业机器人以来,经过50多年的发展,机器人产业经历了起步阶段的低迷,近年来开始迅速崛起并日趋完善。目前机器人分为四大类,分别是工业机器人、服务机器人、仿生机器人和智能机器人。机器人技术也被称为“最高意义上的自动化”、“人类社会的里程碑”、“制造业皇冠上的明珠”。
据东北大学招生老师王红阳先生介绍,机器人工程专业是适应国家建设需要和国际发展趋势而设立的新专业。是典型的新型工科专业,具有很强的新颖性、综合性和实践性。2016年被教育部批准为新增本科专业,是教育部重点支持的新增专业之一。近年来,受到了社会的广泛关注。
工程学是在现实世界环境中融合感知、决策计算和执行驱动的应用交叉学科和技术。机器人学是以控制科学与工程、机械工程、计算机科学与技术、材料科学与工程、生物医学工程和认知科学所涉及的机器人科学与技术问题为研究对象,综合应用自然科学、工程技术、社会科学、人文科学等相关学科的理论、方法和技术,研究机器人的智能感知、最优控制与系统设计、人机交互模式等学术问题的一门前沿学科。
机器人工程专业学什么?目前,关于高校机器人工程专业开设的课程,东南大学自动化学院党委副书记、副院长金先生表示:“目前很多高校都开设了该专业,专业课程内容的差异主要体现在专业基础和系统综合设计课程内容上,大致可分为电气与计算机课程和机电课程两大类。相似之处在于对实验和实践的重视,以及对嵌入式软件编程的重视。开设的课程一般涵盖统一机器人所涉及的传感、感知、驱动和导航,以及面向智能制造的工业机器人系统课程。”
由于机器人工程专业是一门交叉学科,每个学校的行业背景、研究基础、优势学科都不一样,培养方案和课程体系也不一样,从每个学校的机器人工程专业的院系就可以看出来。比如东南大学的机器人工程专业设置在自动化学院,东北大学的机器人工程专业设置在机器人与工程学院,中国矿业大学的机器人工程专业设置在机电工程学院。所以各个大学在本科阶段的具体课程设置还是有差异的,有兴趣的同学可以了解一下具体的学院专业和课程设置。
智能科学与技术偏“软” 机器人工程偏“硬”工科和智能科学与技术都是新工科的热门专业,好像和人工智能、机器人有关。它们的异同点是什么?
智能科学与技术和机器人工程都是工科专业,是旨在研究和发展人工智能理论与技术的新兴学科。按照专业目录中的类别,智能科学与技术专业是计算机类下的特设专业,而机器人工程专业是教育部2016年新增的本科专业,是自动化类下的特设专业。
关于两者的区别,东北大学的王红阳老师说:“从某种程度上来说,智能科学与技术专业就是让机器去判断、决策,控制机器人如何以某种方式行动。是研究大数据分析和智能决策,以算法和软件为主,研究对象是‘软’;机器人工程专业集信息、电子、计算机、控制、机械、认知生物学技术于一体,旨在开发一种能最大限度模拟生物体的机电一体化智能系统,研究对象更加‘硬’。
机器人技术是一个新兴的交叉学科技术领域,被列为《中国制造2025》需要突破的十大领域之一。2015年,机器人产业十三五发展规划发布,机器人岗位被列为未来十大高薪岗位之一。2017年,国务院发布《新一代人工智能发展规划》。目标是到2020年,中国人工智能产业竞争力进入国际第一方阵。
两大人才缺口明显2015年《中国制造2025》明确提出将“高档数控机床和机器人”作为重点推进领域之一。同年,机器人产业“十三五”发展规划正式发布,机器人发展迎来黄金时代。同时,机器人工作被列为未来十大高薪工作之一。
东北大学的王红阳老师说,“现在世界各国都在积极发展机器人产业,认为这是继互联网之后的又一个产业爆发点。未来中国人工智能产业发展前景广阔,机器人技术是人工智能的理想载体。两者的发展是相辅相成的。所以可以说机器人工程专业的就业前景非常广阔。”
与劳动密集型产业不同,人工智能产业属于智力密集型产业。随着人工智能的井喷,技术对人才的需求也在不断增加。据“央广网”报道,我国机器人工程专业人才超过500万,供需比例仅为1: 10。随着机器人在各行业的大规模普及应用和人工智能产业的快速发展,对机器人工程专业人才的需求将更加迫切。
东南大学自动化学院党委副书记、副院长金介绍,当前市场人才缺口明显,主要缺乏机器人自动化人才和人工智能软件与算法人才。
根据工信部的发展规划,到2020年,工业机器人装机达到100万台,需要工业机器人应用相关从业人员约20万人。这意味着,从2014年到2020年,平均每年需要培养3万多名机器人应用人才。机器人运营商拓野机器人董事长林绫曾坦言:“中国实施工业机器人技术遇到的最大瓶颈不是谁买,而是谁会用。”
收入高、发展空间大“机器人工程的人才需求主要集中在工业机器人制造企业、服务机器人RD和制造企业、特种机器人RD和制造企业以及相关产品和服务的销售公司。”中国矿业大学朱华教授说,“毕业生主要从事机器人工程领域的机器人机器、核心部件和控制系统、机器人系统应用等相关领域的科学研究、技术开发、应用维护和管理工作。”
机器人专业的学生具有基础厚、口径宽、注重实践和创新的特点,以及掌握多门学科基础理论的优势。从事机器人相关领域的工程技术人员平均收入普遍远高于同期毕业的其他专业。在美国,本科机器人工程毕业生的起薪是6万美元/年,国内机器人工程毕业生从事的职业也属于中高收入。当然这也和学生就业岗位有一定的关系,具体来说是由于机电、电子信息软件和算法的差异。
80余所本科院校开设本专业由于人工智能的普及,越来越多的考生和家长开始关注机器人相关专业。与此同时,本科院校也逐渐开设了机器人工程专业,并开始招生。2016年,东南大学率先开设该专业;2017年,东北大学、湖南大学等25所本科院校紧随其后;2018年,北航空航空航天大学、中国矿业大学等60所本科院校新增该专业。
专业优势各具特色工科是一门交叉学科,很难说它属于哪个独立学科。国内高校开设的机器人工程专业的培养方向各有特色,主要取决于不同高校和行业背景的特点。主要方向有:机械工程、自动化、电气工程等。
比如东南大学的专业,优势是依托控制科学与工程学科,与仪器科学与工程、机械工程、计算机科学与技术、电子信息等专业合作。
东北大学的这个专业优势集中在智能机器人方向,以智能机器人为主要研究对象。本专业属于国家重点学科“控制科学与工程”,一级学科,拥有“机器人科学与工程”、“模式识别与智能系统”两个二级学科。
中国矿业大学的优势在于长期致力于矿用特种机器人技术的研发和应用,在采煤工作面开展了大量无人技术和智能装备的研发。
中国矿业大学朱华教授提醒所有高考考生,“机器人学是一个新专业,每个大学的办学经验和模式都不一样。请考生根据自身情况和当地考试条件合理填报相关专业。”
注意大类招生包含的专业考生报考时要注意。目前,获批的本科院校没有各省的招生计划,部分院校按专业类别招生。在这里,我想提醒考生家长,即使是按专业类别招生,每个院校开设的专业数量和方向也是不一样的。
比如东南大学的机器人工程专业就设置在自动化学院。2016年开始本科招生,按自动化类别招生,包括自动化和机器人工程。中国矿业大学机器人工程专业设置在机电工程学院。2018年开始本科招生。今年招生以机械类为主,包括机械工程和机器人工程。学生入学后,大二开始分头行动,根据自己的兴趣和基础选择专业。
因此,考生在选择时,需要根据各个学校的招生专业,弄清楚该专业是否包含在所报院校的专业类别中,然后根据专业选择院校。
具有以下能力兴趣的考生适合报考什么样的学生更适合学习机器人工程?据东北大学招生办老师王红阳介绍,机器人是一个典型的工科专业,该课程会涉及大量的编程实践,尤其是算法编程。不仅要学习算法,还要把算法编译成软件。学生需要有良好的数学基础、浓厚的编程兴趣和优秀的动手能力。此外,良好的外语读写能力也必不可少。外语好的学生可以率先学习和掌握新的趋势,他们也更容易学习国外的先进技术。
东南大学自动化学院副院长金和中国矿业大学教授也表示,想报考机器人工程专业的学生,数学基础和空的想象力都比较好。喜欢动手实践,有探索精神和挑战意识的同学,学习成长的训练空更大。
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