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如何看待機器人工程?

2018-06-11科學

很多人愛看科幻片。在眾多科幻影片中,機器人是一個不可或缺的元素,在惶惑中掙紮的桑尼、在孤獨中堅守的瓦力、還有異常受歡迎的大白……科幻影迷對它們耳熟能詳並津津樂道。雖然這些高端機器人離我們還過於遙遠,但今天看似荒誕的幻想也許就是明天智能社會的現實。隨著科技發展的日新月異,人工智能時代正在悄然到來,而機器人工程也隨之成為高校本科專業的新寵。作為本科一個新晉專業,機器人工程到底是什麽?本科開設哪些課程?就業前景怎樣?

什麽是機器人工程專業?

機器人工程是一門在真實世界環境下將感知、決策計算和執行驅動組合在一起的套用交叉學科和技術。機器人工程專業是以控制科學與工程、機械工程、電腦科學與技術、材料科學與工程、生物醫學工程和認知科學等學科中涉及的機器人科學技術問題為研究物件,綜合套用自然科學、工程技術、社會科學、人文科學等相關學科的理論、方法和技術,研究機器人的智能感知、最佳化控制與系統設計、人機互動模式等學術問題的一個多領域交叉的前沿學科。

目前不少高校開設了這個專業,專業課程內容不同點主要體現在大類基礎和系統綜合設計課程內容上,大致分兩類:電氣與電腦類(AI機器人)和機電類(機械電子與機構)。相同之處在於強調實驗和實踐,強調嵌入式軟件編程,開設課程一般覆蓋統一機器人學(Unified Robotics)涉及的換能、感知、驅動和導航,還有面向智能制造的工業機器人系統課程。

由於機器人工程專業是個交叉學科,每個學校的行業背景、研究基礎和優勢學科各不相同,培養方案和課程體系也不盡相同,這從機器人工程專業在各校的所屬院系可見一斑。例如,東南大學的機器人工程專業開設在自動化學院,東北大學則開設在機器人科學與工程學院,中國礦業大學是開設在機電工程學院。所以各校本科階段具體的課程設定還是有差異的,感興趣的同學可以檢視具體的高校專業和課程設定情況。

收入高、發展空間大

「機器人工程專業的人才需求主要集中在工業機器人整機制造企業,服務機器人研發制造企業,特種機器人研發制造企業,以及相關產品和服務的銷售公司」,中國礦業大學朱華教授介紹說,「畢業生主要從事機器人工程領域內的機器人整機、核心零部件、控制系統設計,以及機器人系統套用等相關領域的科學研究、技術開發、套用維護及管理工作。」

機器人工程專業的學生具有厚基礎、寬口徑、重實踐、富創新的特點,還有融合掌握多學科基礎理論的優勢。從事機器人相關領域工程技術人員平均收入一般要遠高於同期畢業的其他專業學生。在美國,機器人工程本科畢業起薪6萬美元/年,在國內機器人工程畢業生從事的職業也屬於中高收入,當然這和學生就業崗位也有一定的關系,具體因機電類、電子資訊軟件類、演算法類有所差別。

80余所本科院校開設本專業

由於人工智能的火爆,越來越多的考生和家長開始關註與機器人相關的專業。與此同時,本科院校也逐漸設立機器人工程專業並開始招生。2016年,東南大學率先開設了該專業;2017年,東北大學、湖南大學等25家本科院校緊隨其後;2018年,北京航空航天大學、中國礦業大學等60家本科院校增設該專業。

專業優勢各具特色

機器人工程是個交叉性強的學科,很難說完全歸屬於哪個獨立的學科。國內各高校開設的機器人工程專業培養方向各具特色,這主要是依托於不同的院校特色和行業背景。主要方向有:機械工程專業、自動化專業、電氣工程專業等。

例如,東南大學該專業的優勢在於依托控制科學與工程學科,並聯合儀器科學與工程、機械工程、電腦科學與技術及電子資訊合作建設。

東北大學的該專業優勢側重智能機器人方向,以智能機器人為主要研究物件。該專業隸屬於一級學科國家重點學科「控制科學與工程」,擁有「機器人科學與工程」「模式辨識與智能系統」兩個二級學科。

中國礦業大學的優勢在於長期致力於礦用特種機器人技術的研發與套用,並開展了大量的煤礦采掘工作面無人化技術與智能裝備等方面的研發。

中國礦業大學朱華教授提醒各位高考考生,「機器人工程專業是一個新專業,各高校辦學經驗和辦學模式各有不同,請考生根據自己的情況和所在地的考情合理填報相關專業。」

註意大類招生包含的專業

考生報考時要註意,目前獲批開設的本科院校並非在所有省都有招生計劃,還有的高校是按大類招生。這裏想要提醒考生家長註意的是,即使是按大類招生,各院校開設的專業數量和專業方向也是不同的。

例如,東南大學的機器人工程專業開設在自動化學院,2016年開始本科招生,按自動化大類招生,包含自動化和機器人工程2個專業。中國礦業大學的機器人工程專業開設在機電工程學院,2018年開始本科生招生,今年招生按照機械大類招生,含機械工程和機器人工程2個專業。學生入校後大二年級開始分流,根據自己的興趣愛好和基礎選擇專業。

因此,考生在選擇時,需根據各校招生專業,弄清所報院校的大類中是否包含該專業,對準專業再選擇院校。

具有以下能力興趣的考生適合報考

什麽樣的學生更適宜學習機器人工程專業呢?據東北大學招生辦王宏陽老師介紹,機器人工程是個典型的工科專業,課程將大量涉及多種編程實踐,特別是演算法編程,不僅學習演算法同時要將演算法編成軟件。需要同學有良好的數理基礎、強烈的編程興趣和優秀的動手能力。另外,良好的外語讀寫能力也必不可少。外語好的學生能夠率先獲知和掌握新的動向,也更容易學習國外的先進技術。

東南大學自動化學院金立左副院長和中國礦業大學朱華教授也都表示,希望報考機器人工程專業的學生具有良好的數理基礎和空間想象力。喜歡動手操作實踐,有探索精神和挑戰意識的學生學習成長的培養空間更大。