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武漢理工大學作為MindSpore的重要伙伴之一,將AI框架與教學科研深度融合,構造了產學研合作創新的全新範式。
文/武漢理工大學計算機與人工智能學院院長 熊盛武
從MindSpore1.0發布以來,武漢理工大學計算機與人工智能學院(以下簡稱學院)就對MindSpore的發展十分關注。其中,?N思MindSpore眾智計劃(以下簡稱“MindSpore眾智”)是?N騰眾智計劃之一,主要面向高校,通過發放模型、算子、套件等不同粒度的AI開發任務,促進AI框架演進和生態建設。
全院師生利用自身積累的MindSpore開發經驗,積極參與MindSpore眾智、MindSpore社區易用性SIG、各類科技競賽活動等,在教學、科研、實踐中均取得了良好成果,不僅為學院培養了一批高水平、創新型的人工智能教師團隊和IT生態創新人才,更為AI產業鏈輸送了一批高質量人才,建立了一支助力MindSpore發展與完善的中堅力量。
學院充分利用“智能基座”平台,全面引入?N騰與MindSpore的國產軟硬件體系,將AI類課程與MindSpore框架全面融合。同時,調動全院師生參與MindSpore眾智,基于此增強授課教師、學生對MindSpore框架的深度理解,並豐富使用經驗(如圖1)。
圖1︰學院的全方位產教融合方案
基于“智能基座”和“MindSpore眾智”,學院完成了本科培養的授課階段、課外實踐、畢業設計等環節全方位的產教融合覆蓋,使學生能學MindSpore入門AI、用MindSpore開發實踐、以MindSpore完成畢業設計。下面我將對上圖中的各項產教融合方案成果進行簡述︰
自2020年開始,學院采用MindSpore進行AI類課程教學,並逐年增加課程覆蓋度,截至2022年春季,已達成AI類課程與MindSpore全面融合覆蓋(如圖2)。
圖2︰采用 MindSpore 進行 AI 類課程教學,並逐年增加課程覆蓋度
經過2年多的課程融合,學院使用MindSpore授課累計覆蓋學生620+,武漢理工大學也成為國內第一所將全部AI課程與國產軟硬件平台深度融合的學校。
在教學全面融合的基礎上,學院積極參與MindSpore眾智,並與學生培養策略有機結合,組合高低年級,培養梯隊人才,通過輪流組長制培養種子學生;此外,不斷探索MindSpore眾智運作新模式,通過社團運作吸引跨學科、跨專業的學生參與學習和貢獻MindSpore社區,促進更多同學加入。
兩年多來,學院已承接多批眾智項目,累計投入600多人次,培養150余名MindSpore開發者,貢獻300條代碼PR,產生43名“未來之星”,其中34人次獲得“眾智金質量獎”,獲獎人數位居全國前列。
同時,學院在校內建立“?N思社”,在全校乃至跨校範圍內宣講,吸引眾多同學跨地區、跨學校、跨學院一起參與MindSpore眾智;我帶領著同學們積極參與MindSpore 社區易用性SIG,,提供易懂的MindSpore教程,幫助新加入的開發者打通使用MindSpore的“最後一公里”。
“?N思社”和“MindSpore社區易用性SIG”舉辦的多次MindSpore開發宣講會,吸引了包括重慶郵電大學、中南民族大學以及本校的汽車學院、理學院等跨學校、跨學院100余名本科生和研究生加入MindSpore社區,其中40余人參與了MindSpore項目開發,獲得了系統化的學習資源,了解到業界最佳實踐和學術界前沿技術。這不僅幫助他們得到豐富的實踐機會,還擴大了在開源社區中的影響力。
學院在學生課程學習和課外實踐深度融入MindSpore的基礎上,大膽革新,提供基于MindSpore算法研究的畢業設計選題,鼓勵學生將課內外MindSpore學習實踐經驗融會貫通,完成畢業論文和畢業設計。在 2022 年發布的 21 個 MindSpore 畢業設計選題中,被14名本科畢業生選用,最終有9篇榮獲優秀畢業論文(如圖3)。
圖3︰基于MindSpore選題的“優秀畢業論文”
為推進“教育部-華為‘智能基座’產教融合協同育人基地”項目,我校聯合武漢大學、華中師範大學、中國地質大學(武漢)、西藏大學、湖北工業大學和海南大學跨時空、跨區域建設“深度學習課程虛擬教研室”(如圖4),開設了深度學習、計算機視覺、人工智能程序設計、智能芯片原理與應用、智能系統與應用5門課程,並基于?N騰與MindSpore等國產軟硬件平台構建藏文化數字重建、智慧農業、智慧海洋、衛星遙感等實踐案例,通過虛擬教研室的建設,培養了一大批高水平、創新型的人工智能教師團隊。
圖4︰虛擬教研室建設方案
為提高高校教學和人才培養質量,學院與華為合作,共同開發基于MindSpore的AI精品課程(如圖5)。
圖5︰共同開發的AI精品課程
依托產教融合的顯著成果,學院學生結合長期豐富的MindSpore開發經驗,利用基于MindSpore開發的系統積極參與各類計算機、人工智能領域的相關競賽,獲得多個國家及省部級獎項,並將學院研究與SOTA模型的眾智經驗相結合,產出了一批高質量的創新論文。
在醫療領域,基于MindSpore開發皮膚病分類的神經網絡,用于皮膚病監測系統,所開發的系統讓無專業知識的患者也可以輕松使用。
在農業領域,開發分子育種預測系統,基于MindSpore開發並訓練深度學習模型,實現對優質種質的篩選。本項目獲得第八屆中國國際“互聯網+”大學生創新創業大賽產業命題賽道湖北省金獎,同時獲得2022首屆“崖州灣杯”科技創新大賽南繁賽道一等獎、最佳成果轉化獎。
在國土安全領域,開發艦船識別系統,考慮到數據以及算法的隱私性和安全性,該項目基于國產深度學習框架Mindspore進行開發,在華為的國產硬件上進行部署。本項目獲得全國人工智能創新應用大賽二等獎。
學院師生基于MindSpore自主開展科研,並將科研成果在國內外頗具影響力的期刊、雜志、重大會議上發表,其中發表CCF-A會議論文1篇,CCF-B論文2篇,CCF-C論文4篇,JCR Q1論文1篇,Q2論文1篇,Q3論文1篇。
“創新之道,唯在得人。”一路走來,武漢理工大學計算機與人工智能學院積極對接產業界科技發展趨勢與市場需求,多方協同、優勢互補,全面實行產學研融合,以產教融合先行,逐步帶動科研創新,並不斷構建新的教學資源和師資力量,向中西部地區進行輻射,推廣其先進經驗,培養了一大批AI人才,形成基于國產軟硬件平台的校企合作循環,最終構建了良性的MindSpore人才生態與培養體系,持續激發出教育與產業的強大活力。
兩年多來,學院承接多批眾智項目,累計投入600多人次,培養150余名MindSpore開發者。