人工智能實訓室建設方案

一、專業(yè)背景

人工智能（ArtificialIntelligence）,它是研窕、開發(fā)用于模擬、延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術及應用系統(tǒng)

的一門新的技術科學。人工智能是計算機科學的一個分支，它企圖了解智能的實質，并生產出一種新的能以人類智能相似

的方式做出反應的智能機器，該領域的研究包括機器人、語言識別、圖像識別、自然語言處理和專家系統(tǒng)等。

人工智能的實際應用有：機器視覺，指紋識別，人臉識別，視網膜識別，虹膜識別，掌紋識別，專家系統(tǒng)，自動規(guī)劃，

智能搜索，定理證明，博弈，自動程序設計，智能控制，機器人學，語言和圖像理解，遺傳編程等。

如今處于風口上的人工智能產業(yè)界，受到了眾多企業(yè)的追捧。截至2019年6月，中國人工智能企業(yè)超過1200家，

位居全球第二。但我國人工智能行業(yè)并未擺脫人才稀缺的發(fā)展短板，專業(yè)人才稀缺嚴重。根據(jù)獵聘發(fā)布的《獵聘2019年

中國AI&人數(shù)據(jù)人才就業(yè)趨勢報告》，中國人工智能人才缺口超過500萬。為了滿足人工智能產業(yè)界對人才的迫切需求，

國家相繼出臺了多項政策方針，引導高校盡快設置人工智能相關專業(yè)，加大人工智能人才培養(yǎng)力度。2019年3月，35所

高校獲批建設人工智能本科專業(yè)。2019年10月18日在教ff部發(fā)布的《普通高等學校高等職業(yè)教育（專科）專業(yè)目錄》2019

年增補專業(yè)中，增補了人工智能技術服務?？茖I(yè)。

根據(jù)教育部《普通高等學校高等職業(yè)教育（專科）專業(yè)設置管理辦法》，在相美學校和行業(yè)提交增補專業(yè)建議的基礎

匕數(shù)百部組織研究確定了2019年度增補專業(yè)共9個，自2020年起執(zhí)行。在高等職業(yè)數(shù)行行業(yè)目錄中，正式宣布人工智

能技術服務專業(yè)誕生，專業(yè)代碼610217。

該專業(yè)建設以人工智能技術與應用素質培養(yǎng)為基礎，以人工智能技術與應用能力為培養(yǎng)主線，將人工智能技術服務專

業(yè)技能知識和職業(yè)資格認證相結合，構建專業(yè)的理論教學體系和實踐能力培養(yǎng)體系。采取多種形式，通過實施“雙證書"和“多

證書"制，培養(yǎng)社會所需的實用型人才。2018年4月2日，教育部印發(fā)了《高等學校人工智能創(chuàng)新行動計劃》,行動計劃

中要求各大高校加快人工智能科技創(chuàng)新基地。因此，在高職院校設S人工智能專業(yè)迫在眉睫。

二、知識體系

人工智能是一門邊緣學科，屬于自然科學和社會科學的交叉。涉及到的學科包括：哲學和認知科學，數(shù)學，神經生理

學，心理學，計算機科學，信息論，控制論，不定性論等。對于高職學生而言，人工智能技術服務專業(yè)設計到的知識包括：

微電子、計算機技術、電子信息技術、軟件工程、通信技術、網絡安防等。

三、人才培養(yǎng)

3.1需求分析

人工智能的興起廣泛帶動了不同行業(yè)的變革。以計算機視覺及大規(guī)模神經網絡為代表的技術突破，為人工智能的實際

應用創(chuàng)造了成熟條件。目前，人工智能的快速發(fā)展與專業(yè)人才尤其是應用型人才匱乏的矛盾顯得尤為突出。因此，培養(yǎng)熟

悉硬件、掌握AI相應模塊使用方法的應用型人才是目前各個企業(yè)和機構的當務之急，對人工智能應用型人才的培養(yǎng)顯得

尤為重要。

我國人工智能行業(yè)市場分析:

產業(yè)理椅（億兀）AKS

圖3-1-1人工智能行業(yè)市場分析圖

3.2培養(yǎng)目標

專業(yè)代碼：610217（隸屬于61電子信息大類6102計算機類）

專業(yè)名稱：人工智能技術服務

適用院校：高職

本專業(yè)培養(yǎng)適應社會主義現(xiàn)代化建設事業(yè)需要，德、智、體、美全面?發(fā)展，具有良好人文、科學素養(yǎng)和職業(yè)道德，掌

握計算機編程技術、Python語言高級開發(fā)技術、人工智能數(shù)學、機器學習、算法、人工智能的實踐「作和創(chuàng)新能力，能從

事人工智能技術在智能交通、環(huán)境保護、公共安全、智能家居、工業(yè)監(jiān)測、個人健康等多個領域中的系統(tǒng)開發(fā)及其應用的

高級技術應用型人才。綜合素質方面具有一定的創(chuàng)新意識、團隊意識、邏輯推理能力，綜合分析能力、實踐動手能力、自

主學習能力，能在企事業(yè)單位從事人工智能應用相關的開發(fā)、運維、管理工作的高素質技術技能型人才。

3.3職業(yè)素質

?具有科學的世界觀、人生觀和價值觀；具有責任心和社會責任感；具有法律意識。

?具有合理的知識結構和一定的知識儲備：具有不斷更新知識和自我完善的能力；具有持續(xù)學習和終身學習的能力；

具有一定的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神及創(chuàng)新能力,具有一定的人文和藝術修養(yǎng)：具有良好的人際溝通能力C

?具有良好的職業(yè)道德與職業(yè)操守：具備較強的組織觀念和團隊意識。

?掌握從事人工智能產品集成、人工智能平臺運營、人工智能產品測試、人工智能技術支持、人工智能產品營銷與

策劃等工作所必須的專業(yè)知識：具有一定的工程意識和效益意識，具備一定的市場營銷能力。

?具有健康的體魄和良好的身體素質：擁有積極的人生態(tài)度和良好的心理調試能力。

3.4專業(yè)能力

?能夠根據(jù)人工智能產品規(guī)劃，刻客戶的需求進行有效挖掘和準確把握，具有將產品轉化成市場化商品能力：

?能夠依據(jù)客戶需求的分析，制訂人工智能解決方案的能力：

?具備人工智能編程和數(shù)學基礎知識：

?具備人工智能產品調試、測試、部署和技術支持的能力；

?掌握機器學習、神經網絡、深度學習基礎知識和基本技能。

?具備面向對象程序設計能力。

?熟悉深度學習模型應用，具備的訓練模型、模型優(yōu)化的能力。

?具備能夠使用高級語言開發(fā)實現(xiàn)給定需求的能力（以C#為例）。

?能夠較為熟練地使用編程語言（以Pylhon為例》。

?具備在方案執(zhí)行過程能夠有效跟蹤，及時處理項目執(zhí)行中發(fā)現(xiàn)問題的能力；

3.5方法能力

<1）分析問題與解決問題的能力；

（2）應用知識的能力：

<3）創(chuàng)新能力。

3.6社會能力

（1）良好的溝通表達能力；

（2）工程實踐能力：人員管理、時間管理、技術管理、流程管理等能力：

（3）團隊協(xié)作的能力；

3.7就業(yè)分析

本專業(yè)領域畢業(yè)生可到各類企事業(yè)單位承擔人工智能產品和系統(tǒng)的生產、測試、運營、維護、技術支持、售后、銷售

等工作，對于能力較強的學生可以承擔人工智能助理工程師、機器學習工程師、計算機視覺工程師等研發(fā)崗。

具體崗位包括:人工智能實施工程師、人工智能運營工程師、人JL智能運維工程師、人工智能助理工程師、人工智能測

試工程師、人工智能技術支持工程師（FAE）、人工智能工程師、機器學習工程師、人工智能產品銷售。

人工智能就業(yè)崗位分析

10必修概率統(tǒng)計64

1必修Python語言程序設計72

2必修云計算導論72

3必修C#程序設計80

4必修大數(shù)據(jù)導論72

5必修深度學習實踐72

6必修機器學習基礎72

7必修智能系統(tǒng)運營與維護80

8必修數(shù)據(jù)結構與算法分析64

專業(yè)核心課

程

9選修自動控制系統(tǒng)48

10選修Python網絡爬蟲技術72

11選修人工智能應用開發(fā)80

12選修自然語言處理72

13選修計算機視覺72

14選修電子商務48

15選修專業(yè)英語64

16選修就業(yè)/創(chuàng)業(yè)指導48

畢業(yè)設計（論文）160

綜合實訓環(huán)

節(jié)

畢業(yè)實習480

總計（學時）2428

表2：基于工作過程的專業(yè)學習領域課程體系詳細設計

主要工作崗位工作過

典型工作任務學習領域課程名稱對應職業(yè)資格證15

（群）程

計算機基礎

負貢數(shù)據(jù)標注分類、數(shù)據(jù)標注流程、

人工智能數(shù)據(jù)標數(shù)據(jù)處大數(shù)據(jù)導論人工智能開發(fā)工程

數(shù)據(jù)標注質量檢驗、數(shù)據(jù)標注管理和

注工程師（初級）理人二智能基礎師證書

數(shù)據(jù)標注應用等工作。

Pytion網絡爬蟲技術

計算機基礎

負責人工智能應用產品的開發(fā)和測

人工智能應用工網絡技術基礎人工智能開發(fā)工程

運維試、數(shù)據(jù)處理、系統(tǒng)運維、產品營銷、

程師（中極）Linux操作系統(tǒng)應用師證書

技術支持等工作

智能系統(tǒng)運營與維護

計算機基礎

Pytnon語言程序設計

負責人工智能相關算法、深度學習等

數(shù)據(jù)結構與算法分析

人工智能工程技研發(fā)、多種技術的分析、研究、開發(fā)，并對人工智能1AI圖形識

機器學習基礎

術人員（高級）部署人工智能系統(tǒng)進行設計、優(yōu)化、運維、別）證書

計算機視覺

管理和應用等工作。

深度學習實踐

人二智能應用開發(fā)

六、實訓室建設

人工智能技術服務專業(yè)旨在培養(yǎng)人工智能產業(yè)的應用型人才，使本專業(yè)的高校畢業(yè)具備數(shù)據(jù)標注、人工智能產品部署

安裝、人工智能產品調試、人工智能系統(tǒng)運維、人工智能產品推廣、產品銷售與咨詢、售前售后技術支持等能力，以滿足

企事業(yè)單位對于人工智能領域高素質技術應用型人才的需求。

人工智能相關專業(yè)的知識體系比較復雜，對于的教學、實訓的質量要求更高。教學主要是以理論知識為主，培養(yǎng)學生

對于本專業(yè)知識體系框架的建立。對本于實訓而言，旨在培養(yǎng)學生的設務安裝、部署、環(huán)境搭建、運維、故障排除修豆等

實操能力。所以實訓室的建設必須要能夠提供學生動手實踐的空間，能夠將學生學習到的理論知識轉化為實操能力，讓學

生全面掌握人工智能產品的組件、系統(tǒng)架構、部署流程、運行流程等知識。所以人工智能實訓室的實訓設備必須以實際行

業(yè)應用為依托，對主流的人工智能產品進行模型化重構，讓學生、老師可.以和人工智能的行業(yè)應用進行無縫對接，輕而易

舉的完成人工智能理論知識的成果轉化，做出一些看?得見、摸得著人工智能項目應用。

6.1實訓室解決方案

MS削電?地學生社團

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人工智能系統(tǒng)構架圖

6.2實訓設備

［人工智能小釘］

人工智能視覺實訓平臺人工智能語音實訓平臺

人工智能實訓設備

2、主控系統(tǒng)參數(shù)

1.CPU處理器：雙核ARMCortex-A72+四核ARMCortex-A53,CPU主頻1.8GHzx2+L4GHzx40

2.AI加速器：

?①內存1GBLPDDR.

?②存儲8GBEMMC。

?③支持8bit運算，運算性能3.0TOPS。

?④支持TensorFlow、Caffe,ONNX、Darknet模型。

?⑤支持OpenCL/OpenVXo

?⑥支持主流Linux系統(tǒng)：USB3O接口。

3.NPU人工智能神經網絡處理器：

?①集成神經網絡處理器NPU,支持8bit/16bit運算，運算性能3.0TOPS,

?②支持TensorFlow、Caffe,Pytorch、Mxnet,Darknet、onnx等多種模型。

?③提供AI開發(fā)工具，支持模型快速轉換。

4.GPU圖形處理器：

?①四核GPU：ARMMali-T860Mp4性能。

?②支持OpenGLESl.l/2.0/3.0/3.1(OpenVGl.l,OpenCL,DXllo

?③支持AFBC(幀緩沖壓縮)。

5.VPU視頻處理器：

?①支持4KVP9and4K10bitsH265/H264視頻解石馬，60fps。

?②支持1080P多格式視頻解碼(VC-l,MPEG-l/2/4,VP8)。

?③支持1080P視頻編碼，支持H.264,VP8格式視頻后期處理器：反交錯、去噪、邊緣/細節(jié)/色彩優(yōu)化。

6.3產品架構

皿Q國應用層

■.RM

jT二

?；?回網絡層

VwaodtoeUAvKm

平臺層

K/BMMM'

0感知層

圖6-3-1產品架構圖

6.4產品功能

—

—

|—

信

語

語

語

音

號

。.

星

星

正

處

碼

理

，81

圖6-4-1產品功能怪

6.5技術優(yōu)勢

1）、硬件功能強大

核心板CPU采用了六核ARM64位處理器（雙核Cortex-A72+四核Cortex-A53）,主頻高達L8GHz,GPU為四核

ARMMali-T860MP4GPU,另外配備有人工智能專用NPU,支持8bit/16bit運算，運算性能高達30Tops。內存方面配備了

6GBLPDDR3,儲存為32GBeMMCo通信方面支持TCP/IP、WIFI、鹿牙、MQTT、Socket,ssh、串口等。并且配備有

豐富的外設接口（SPI、HC、UART、GPIO等），可以滿足學生和老師不同的學習和開發(fā)需求。

2）、支持各種主流的深度學習框架

唯眾人工智能AI實訓平臺支持TensorFlow、Keras.Caffe.Mxnet.Pytorch等主流深度學習框架，并在基礎環(huán)境中

提供TensoFlow、Keras、YoLov3的開發(fā)環(huán)境和依賴。

3）、支持零編程

終端節(jié)點使用的是ESP32模塊，開發(fā)語言為MicroPython,該開發(fā)語言和Python3類似，配合唯眾圖形化編程工具可

以讓學生和老師在不需要了解任何底層知識的情況下結合人工智能AI實訓平臺核心板的識別結果做出AIoT的典型行業(yè)應

用的小型模型。

4）、完美融合物聯(lián)網

唯眾人工智能AI實訓平臺的對硬件進行了兼容性設計，在硬件上可以同時滿足物聯(lián)網、人工智能和嵌入式三個專業(yè)

的實訓需求。這樣大大提高了實訓設備在學習不同專業(yè)的復用率，能夠大大減少學校實訓室場地不足的帶來的問題，同時

也能夠為解決學校建設多個實訓室資金不足的問題。

5）、支持可視化界面設計工具

唯眾可視化界面設計工具是輔助師生用來構建AIoT應用程序的教學工具，它采用圖形化界面來代替代碼開發(fā)界面，

通過拖拽、移動控件與控件節(jié)點，來完成頁面設計。在學生和老師學習AIoT完整項目時，可以通過唯眾口、.視化界面設計工

具進行控制頁面的輔助構建。

6）、支持模型轉換

唯眾人工智能AI實訓平臺提供模型轉換工具，可以將學生和老師在X86架構的計算機中生成的hdf5、pb、onnx人

工智能模塊轉化為ARM64架構的平臺能夠運行的人工智能模型，解決學生和老師的人工智能項目跨平臺部署的問題。

7）、配套完整的開發(fā)環(huán)境

唯眾人工智能AI實訓平臺基礎資源包中就包含了人工智能完整的尸發(fā)環(huán)境，包括TensorFlow、Keras.Python.

OpenCV.PIL、gcc、scipy等。學生和老師不需要自己動手搭建復雜的人工智能開發(fā)環(huán)境，可以直接進行實訓項目案例的

學習。同時唯眾提供了基礎環(huán)境鏡像包，可以幫助學生和老師隨時恢復初始狀態(tài)。另外唯眾的人工智能技術團隊會不定期

對開發(fā)環(huán)境進行擴展以適配新的業(yè)務場景。

6.6實訓室建設內容及空間設計

人工智能實訓室的建設主要包括：體驗區(qū)、實訓區(qū)、測試區(qū)三個區(qū)域。

1、體驗區(qū)：展示大屏、展示平臺、人工智能創(chuàng)客產品、硬件模型、文化墻、燈光系統(tǒng)等。

2、實訓區(qū)：硬件平臺、軟件平臺、資源系統(tǒng)三個方面。

（1）硬件平臺包括：唯眾人工智能AIoT實訓裝置、唯眾人工智能視覺實訓平臺、唯眾人工智能語音實訓平臺、人工

智能創(chuàng)新實踐小車、PC機、實訓工位

（2）軟件平臺包括：IT教學云平臺、云虛擬實訓平臺、融合云平臺、圖形化編程工具、可視化界面設計工具。

（3）資源系統(tǒng)包括：人工智能基礎系統(tǒng)資源、人工智能視覺實訓資源、人工智能語音實訓資源、人工智能綜合項目

案例資源、人工智能Python教學資源、人工智能TensorFlow教學資源、Linux基礎教學資源、Hadoop基礎教學資源、

Hadoop實訓案例資源、Spark基礎教學資源、Spark實訓案例資源。

3、組裝測試區(qū)：組裝工位、組裝工具、實驗賽道、測試組件等。

體

驗

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實調平

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