人工智能,不僅深刻影響著人們的生活,也正改變著世界。
在工地的施工現場,機器人正按照計算機智能設計出的房屋結構圖建造房子;工廠里,機械設備可以像人一樣擁有“思考、決策”的能力,實現智能制造;龐大的電力能源系統(tǒng)中,電力設備可以智能感知,為人們提供經濟節(jié)能的供電方式……這樣的場景不再只是科幻電影中的畫面,而是現實。
在人工智能技術快速發(fā)展的大背景下,重慶大學的一些傳統(tǒng)優(yōu)勢學科也迎來了躋身世界一流的“黃金期”。如何突出傳統(tǒng)工科優(yōu)勢,讓學科契合產業(yè)變革和經濟社會發(fā)展,重慶大學探索出了一條人工智能和傳統(tǒng)工科深度交叉融合的新路子。
多學院聯手攻關智能建造
可實現全流程智能化操作
“未來的建筑,是以工業(yè)化、信息化、智能化為基礎的綠色建筑。”重慶大學鋼結構工程研究中心主任周緒紅院士在談到未來建筑發(fā)展趨勢時如是說。
與其他行業(yè)相比,建筑業(yè)智能建造水平較低,人工智能與傳統(tǒng)建筑行業(yè)的結合將大大提高工程建造效率,降低人力投入,提高建造質量,隨之帶來的經濟、生態(tài)、環(huán)境和社會效益也將大幅提升。
2017年,周緒紅院士組建了一支來自重慶大學土木工程學院、自動化學院、計算機學院、數學與統(tǒng)計學院相關學科的研究隊伍,在全國率先開展建筑智能建造理論及技術的研究。
當年暑假,正在新加坡參加學術會議的馮亮接到周緒紅院士團隊項目負責人劉界鵬的電話,邀請他加入到建筑智能建造的研究隊伍中,簡單交流后兩人一拍即合。計算機專業(yè)出身的馮亮一直致力于智能計算、機器學習等研究,“與建筑和土木學科的交叉融合為人工智能研究提供了行業(yè)落地的機會。”馮亮說。
“目前,我們智能建造的研究涵蓋了智能設計、智能生產、智能檢測、智能管控等板塊。有了人工智能的助力,今后建筑結構圖紙可以讓電腦設計完成,更高效更精準。在高空作業(yè)、危險環(huán)境施工等情況下,我們可以讓機器人去完成施工作業(yè)。”劉界鵬介紹,施工現場管控、工程質量檢測等環(huán)節(jié)也都可以實現智能化操作。
據劉界鵬介紹,目前,該團隊已建立起包括土木、計算機、自動化、數學、建筑等多個交叉學科的科研團隊,共有上百人,還廣泛與機械、光電等學科進行融合,共同探討裝配式智能建筑的發(fā)展。“學院目前在裝配式建筑領域的研究水平處于全國前列,并主動參與重慶裝配式建筑的應用,重慶中科大廈等建筑的修建都有重大的身影。”
讓機械擁有“最強大腦”
制造業(yè)更智慧智能
“在我們研究的智能無人工廠里,人類的思考推理、突發(fā)靈感創(chuàng)新以及決策能力和計算機的大容量儲存、快速計算能力有機結合、各取所長,工廠的生產線將更加智能,甚至可以自主運行。”重慶大學副校長王時龍教授目前正帶領團隊,依托機械傳動國家重點實驗室平臺開展科技創(chuàng)新2030——“新一代人工智能”重大項目的科研攻關,該項目將新一代人工智能技術與傳統(tǒng)機械制造技術深度融合,為傳統(tǒng)制造業(yè)升級,為智能制造攻克理論和技術難題。
為工廠賦予信息感知、智慧決策、精準控制、學習提升的能力,是實現智能制造的關鍵。
“智能化的生產線可以實現智能重構、優(yōu)化決策和自主運行,比如汽車的生產線,在人工智能、物聯網等技術支撐下,可以通過大數據分析獲得用戶對汽車性能的需求變化趨勢,進而自主調整產品產量。”機械學院青年教師楊波作為該項目研究人員,對智能化無人工廠的遠景滿懷信心。
智能化的生產線還能進行自我評估,并“自我表達”,在清楚了解設備自身運行情況的基礎上,生產線可以主動“報告”,什么時候該“體檢”、什么時候要“治病”。這些都將通過人機物三元世界的全面融合和協(xié)同運行來實現。
前不久,機械工程學院黃文彬研究員關于智能材料的最新研究成果發(fā)表在了國際頂級學術期刊,這也是該學院推進學科前沿交叉融合取得的顯著成果。此外,劉飛老師團隊的智能機器人、邵毅敏老師的機械設備智能診斷等智能制造項目的研究成果也正逐步投入應用中。
“傳統(tǒng)的機械學科要發(fā)展,要突顯優(yōu)勢,學科交叉融合是必然趨勢。”王時龍介紹,機械學院在科學研究和人才培養(yǎng)方面都在積極開展學科交叉融合,“目前機械學科很多項目與數學、軟件、計算機、自動化這些學科都有深度融合。在人才培養(yǎng)方面,我們去年開始招收的機器人本科專業(yè),除了機械專業(yè)課程外還要學習自動化相關課程,這也是我們新工科人才培養(yǎng)的一個試點。”
智慧能源系統(tǒng)可為
每個電力設備裝上“大腦”
建成世界首個具有國際領先水平,集電網、風力機、飛行器覆冰研究于一體的“雪峰山能源裝備安全防御研究基地”,獲批教育部野外科學觀測研究站;
建設我國首個“空間太陽能電站實驗基地”,打造支撐國家創(chuàng)新驅動的研究中心……
這些科研項目都來自重慶大學電氣工程學院。
“學院正致力于打造智慧能源共性開放平臺,建設國際一流研究基地。”電氣工程學院院長李劍介紹,為推動學科交叉融合、破解學科老化問題,學院以“智慧能源”一流學科群建設為目標,以建設輸配電裝備及系統(tǒng)安全與新技術國家重點實驗室為抓手,不斷開展與物理、化學、新能源、通信及人工智能等學科的協(xié)同創(chuàng)新研究,將基礎研究與工程應用緊密結合,構建以“能源電氣+人工智能+大數據”為核心的學科交叉創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系。
“拿未來電力與能源系統(tǒng)來說,智慧能源系統(tǒng)可為每個電力能源設備都裝上‘大腦’,實現智能感知、智能調控等,以保障供能系統(tǒng)安全高效運行。”李劍表示,團隊目前還正在開展智能感知終端平臺系統(tǒng)在智慧城市建設中的應用研究,研究成果將在國家智慧城市試點城市云南省大理市、玉溪市應用驗證。
三門學科進入國內前5%
實施“工科革新登峰行動”
制定人工智能+學科群建設計劃,成立大數據與軟件學院、微電子與通信工程學院,促進傳統(tǒng)優(yōu)勢學科和人工智能學科的交叉融合;
高起點布局建設醫(yī)學學科,成立醫(yī)學院和醫(yī)學部,促進醫(yī)工結合;
實施跨學科合作支持計劃……
重慶大學在“雙一流”建設過程中激活學科發(fā)展的內生動力,大力營造學科交叉融合的氛圍,厚植學科交叉融合的土壤,實現了學科建設的快速突破。
在2019年軟科“中國最好學科”排名中:
● 土木工程上升至全國前4%,排名第6位;
● 電氣工程上升至全國前5%,排名第5位,
● 機械工程上升至全國前5%,排名第11位。
“建設一流大學,首要的是建設若干一流學科。我們鼓勵優(yōu)勢學科做大做強,整合強化一流學科高地,大力加強理科、基礎文科、醫(yī)科建設,推進‘人工智能’學科建設。”重慶大學校長張宗益介紹,學校正在實施“工科革新登峰行動”,加大力度推進傳統(tǒng)工科方向凝練和現代化改造,打造一流頂尖學科,實現在厚重學科高原上凸顯學科高峰。
為學科發(fā)展奠定強有力的基石,提供源源不斷的動力,目前,重慶大學正大力加強基礎學科建設。張宗益說:“一流的基礎學科是成為一流大學的必要條件。重慶大學將圍繞學科戰(zhàn)略前沿,創(chuàng)新體制機制建設,加快補短板、增長板、強內涵,努力構建一流的學科生態(tài),全面推動學校‘雙一流’加快建設、特色建設、高質量建設。”
9月15日-17日
2020線上中國國際智能產業(yè)博覽會
將在重慶舉行