盤點人工智能在教育產(chǎn)業(yè)上的應(yīng)用

根據(jù)市場研究和戰(zhàn)略咨詢公司Global market Insights的一份最新研究報告，教育市場的人工智能產(chǎn)業(yè)價值將在2024年超過60億美元。教育市場的AI是由將智能輔導(dǎo)系統(tǒng)（ITS）整合到學(xué)習(xí)過程中來驅(qū)動的。ITS是人工智能的高級應(yīng)用之一，旨在為學(xué)習(xí)者提供即時和個性化的反饋和指導(dǎo)，而無需導(dǎo)師的人工干預(yù)。

人工智能對教育產(chǎn)業(yè)的顛覆

人工智能系統(tǒng)提供的眾多好處是對其需求不斷增長的主要因素。它幫助學(xué)生改進(jìn)學(xué)習(xí)方式，通過評估他們現(xiàn)有的知識和學(xué)習(xí)水平提供個性化的輔導(dǎo)和高質(zhì)量的教育。

平臺可以收集數(shù)據(jù)點，并用機器學(xué)習(xí)和預(yù)測模型來確定個人知識和技能水平，并分析其表現(xiàn)。它也能為學(xué)生提供即時的改進(jìn)反饋。然而，部署的高成本和缺乏熟練的勞動力是阻礙人工智能教育市場增長的因素。

人工智能系統(tǒng)的開發(fā)和落實成本非常高，其開發(fā)所需的周期也很長，這些限制了其在現(xiàn)實世界中的應(yīng)用。此外，數(shù)據(jù)泄露的風(fēng)險和安全性也限制了市場的增長。

人工智能可以通過解決包括計劃、推理、語言處理和認(rèn)知建模等之前所面臨的學(xué)習(xí)挑戰(zhàn)來幫助提高教育質(zhì)量。教育界引入人工智能帶來的各種好處包括輔導(dǎo)評分、課程質(zhì)量的即時反饋、教育的個性化以及對學(xué)生的即時反饋。

人工智能的目標(biāo)是成為學(xué)習(xí)領(lǐng)域的虛擬促進(jìn)力量，并創(chuàng)造出虛擬的類人特質(zhì)，可以通過語言和非語言交流，以自然的方式進(jìn)行思考、反應(yīng)、行動和互動。據(jù)估計，教育市場人工智能領(lǐng)域模型在預(yù)測期間內(nèi)會以相當(dāng)高的速度增長—CAGR（復(fù)合年增長率）高于50%。教育市場人工智能領(lǐng)域模型代表了科目知識、專業(yè)知識和科目中各個不同部分之間的關(guān)系。

它有助于改進(jìn)特定領(lǐng)域的知識，特別是在科學(xué)、技術(shù)、數(shù)學(xué)和工程領(lǐng)域。教育系統(tǒng)中的人工智能通常會收集大量的學(xué)生數(shù)據(jù)，通過計算后增強領(lǐng)域模型。教育市場的人工智能深度學(xué)習(xí)模型預(yù)計在預(yù)測的時間段內(nèi)將以52%的CAGR增長。

深度學(xué)習(xí)這項技術(shù)有助通過像是在學(xué)生中發(fā)展軟技能、培養(yǎng)學(xué)生、幫助他們訓(xùn)練學(xué)生、激勵他們接受更好的教育等任務(wù)來保護(hù)教師的職業(yè)。它們可以在教師、學(xué)生和更廣泛的環(huán)境之間提供一種具有很強的社會和團(tuán)隊相關(guān)技能的協(xié)作式的學(xué)習(xí)方法。科技的出現(xiàn)阻礙了學(xué)校中的深度學(xué)習(xí)。

據(jù)估計，亞太地區(qū)是教育市場上人工智能區(qū)域最賺錢的地區(qū)。預(yù)計該市場的復(fù)合年增長率超過了51%。該區(qū)域的數(shù)字化和政府支持對市場的增長產(chǎn)生了顯著的影響。

例如，2015年日本政府推出了日本振興戰(zhàn)略（Japan Revitalisation Strategy），重點放在了研發(fā)配備了人工智能和機器學(xué)習(xí)技能的先進(jìn)機器人。同樣，印度政府也在學(xué)校和大學(xué)中推進(jìn)科技教育的使用，將學(xué)生打造成為人工智能革命的帶頭創(chuàng)新者。教育市場人工智能領(lǐng)域的主要企業(yè)包括了IBM、AWS、Microsoft、Google、Nuance、Century Tech、Blackboard、Pearson、Cognii、discoveri、Volley.com、Blippar、Knewton、Jenzabar、ContentTechnologies、PLEIQ、Luilishuo、PixatelSystem和Quantum Adaptive Learning。

中國的人工智能教育

中國蓬勃發(fā)展的人工智能產(chǎn)業(yè)帶來對人才需求的增長。為了能建立一個強大的人工智能人才資源庫，中國目前正在通過改進(jìn)課程和促進(jìn)跨學(xué)科研究，在大學(xué)中培養(yǎng)人工智能人才。

近日清華大學(xué)宣布成立人工智能學(xué)院（Institute of Artificial Intelligence），這是該校推進(jìn)人工智能研究和教育的計劃之一。該研究所旨在成為一個具有全球影響力的人工智能研究機構(gòu)，將重點研究人工智能的基本理論，積極推動跨學(xué)科人工智能研究以及學(xué)術(shù)界與產(chǎn)業(yè)界的融合。

今年4月中國教育部發(fā)布了一項在大學(xué)中推廣人工智能教育的行動計劃。根據(jù)該計劃，到2020年中國高校將提高人工智能學(xué)科水平，在基礎(chǔ)理論和關(guān)鍵技術(shù)研究方面取得突破。到2030年，中國大學(xué)將成為打造全球人工智能創(chuàng)新中心的核心力量。

隨著這一計劃的推進(jìn)，許多中國大學(xué)都將目光投向了改善人工智能教育和培養(yǎng)更多的人工智能人才。包括中國科學(xué)院、天津大學(xué)、南開大學(xué)、南京大學(xué)、吉林大學(xué)在內(nèi)的多所知名大學(xué)都設(shè)立了新的人工智能系。

南京大學(xué)人工智能學(xué)院院長周志華表示，有必要引入新的人工智能課程，因為目前的人工智能課程非常一般化，無法培養(yǎng)學(xué)生對人工智能的深刻理解和解決人工智能行業(yè)關(guān)鍵問題的能力。南京大學(xué)已經(jīng)開設(shè)了機器學(xué)習(xí)與數(shù)據(jù)挖掘、智能系統(tǒng)與應(yīng)用兩個新專業(yè)，并計劃在2018年招收60至100名本科生。

周志華說：“這種規(guī)模的培訓(xùn)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足以解決中國人工智能人才短缺的問題。該領(lǐng)域的學(xué)生在畢業(yè)進(jìn)入就業(yè)市場之前往往就已經(jīng)被用人單位招走。”

中國高校的實踐

高校不僅是人工智能產(chǎn)業(yè)的人才基地，也是人工智能創(chuàng)新的重要源泉。專家們認(rèn)為，大學(xué)應(yīng)該把重點放在加強人工智能基礎(chǔ)研究和發(fā)展最先進(jìn)的人工智能技術(shù)上。教育部科技司司長雷朝滋表示，大學(xué)應(yīng)該在包括大數(shù)據(jù)驅(qū)動的知識學(xué)習(xí)、人機智能系統(tǒng)和群體智能在內(nèi)的基礎(chǔ)研究和核心技術(shù)上取得重大突破。

在浙江大學(xué)的一個實驗室里，老鼠的頭上被裝上了電極，它們根據(jù)地面上箭頭的指示穿越迷宮。老鼠頭上的機器可以識別箭頭并通過電流刺激它的大腦。老鼠會根據(jù)這個“命令”往左或者我往右行走。

浙江大學(xué)研究人員潘剛表示，他們正在進(jìn)行腦機接口（或半機械人智能）的實驗，該技術(shù)可以將生物感覺系統(tǒng)和機器的計算能力結(jié)合起來，從而產(chǎn)生一種更強大的智能形式。研究機器智能與生物智能的融合對于人工智能的未來發(fā)展具有重要意義?！暗@些項目仍處于試驗階段，應(yīng)用場景也不太清楚，這使得它們對公司的吸引力降低。大學(xué)應(yīng)該在研究中起到帶頭作用，”潘剛說。

浙江大學(xué)校長吳朝暉說:“我們將會努力實現(xiàn)人工智能理論、方法、工具和系統(tǒng)的革命性和顛覆性變革?！?/p>

跨學(xué)科的方法

中國的人工智能教育行動計劃要求人工智能與數(shù)學(xué)、統(tǒng)計學(xué)、物理、生物學(xué)、心理學(xué)、社會學(xué)等學(xué)科相結(jié)合。它在大學(xué)里推廣“AI + X”的跨學(xué)科方法，目標(biāo)是到2020年建立100個結(jié)合AI和其它學(xué)科的主修專業(yè)。

浙江大學(xué)人工智能研究所教師翁愷說，關(guān)鍵在于如何在不同的學(xué)科中使用人工智能。他說:“我們希望每個學(xué)生都能接觸到人工智能技術(shù)，這樣他們就可以把人工智能結(jié)合作為自己研究的工具，這可能會給AI帶來新的可能性。”

浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院和人工智能研究所的研究人員共同開發(fā)了一套針對角膜炎的智能識別和輔助診斷系統(tǒng)，大大提高了該病的診斷準(zhǔn)確率。大學(xué)除了采用跨學(xué)科方法外，加強與人工智能技術(shù)產(chǎn)業(yè)的聯(lián)系也成為了一股越來越普遍的趨勢。

南京大學(xué)已經(jīng)與電子商務(wù)巨頭京東合作，為學(xué)生打造了一個人工智能培訓(xùn)基地。在高級人員的指導(dǎo)下，學(xué)生將為真正的人工智能應(yīng)用進(jìn)行實踐學(xué)習(xí)。

京東商城人工智能平臺與研究部副總裁周伯文表示，該公司在電子商務(wù)、物流和金融方面擁有豐富的數(shù)據(jù)。“這一合作將有助于支持我們的業(yè)務(wù)，促進(jìn)人工智能教育和業(yè)界的融合，”周伯文說。