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  • 1 # 田裕民

    人工智慧時代的來臨,機器人離我們的生活越來越近。雖然機器人不是什麼新概念,機器人在應用領域的歷史也超過半個世紀。但機器人工程近兩年才正式成為本科專業,是當下最年輕的專業之一,2016年東南大學是第一家開設機器人工程專業的本科院校。截止到目前中國已開設機器人工程專業的學校有80多所;當今世界各國都在積極發展機器人產業,業內專家認為它是繼網際網路之後又一個產業爆發點。隨著人工智慧進入快速發展,機器人工程專業將擁有廣闊的發展前景。

    作為一個新工科專業,機器人工程到底是什麼?本科開設哪些課程?就業前景怎樣?為幫助廣大考生及家長了解該專業,下面就為大家詳細解讀機器人工程。

    機器人是集新材料、新工藝、新能源、全球定位導航、移動網際網路、雲計算、大資料、自動化等多種學科和技術的產物。目前,機器人分為四類,即工業機器人、服務機器人、仿生機器人和智慧機器人。

    1.機器人工程專業的涵義

    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應用交叉學科和技術。機器人工程專業是以控制科學與工程、機械工程、計算機科學與技術、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,綜合應用自然科學、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,研究機器人的智慧感知、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。

    機器人工程專業是順應國家建設需求和國際發展趨勢而設立的一個新興專業,屬於典型的新工科專業,具有很強的新穎性、綜合性和實踐性。2016年被教育部批准成為本科新專業,是教育部重點扶持的新專業之一,近年來得到了社會的廣泛關注。

    2.機器人工程專業學什麼?

    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:電氣與計算機類(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,強調嵌入式軟體程式設計,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,還有面向智慧製造的工業機器人系統課程。

    機器人工程專業開設的核心課程:高階語言程式設計、電路分析、機械設計基礎、類比電子技術、數位電子技術、自動控制原理、微機原理及介面技術、電機與電氣控制技術、微控制器原理及其應用、機械製造基礎、PLC原理與應用、工業機器人控制系統、運動控制系統、工業機器人計算機程式設計、機器人感測器技術及應用、工業機器人系統整合技術、工業機器人模擬技術、生產運作管理、計算機視覺、現場匯流排控制技術、嵌入式控制系統及應用。

    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,東北大學和湖南大學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,喜歡該專業的同學可以檢視開設高校的課程設定情況。

    3. 機器人工程與智慧科學與技術專業的區別

    機器人工程、智慧科學與技術都是新工科中的熱門專業,看似和人工智慧、機器人有關,它們有什麼相同點和不同點呢?

    智慧科學與技術和機器人工程都是工學專業,都是以研究和發展人工智慧理論和技術為目標的新興學科。從專業目錄中的所屬門類看,智慧科學與技術專業屬於計算機類下的特設專業,而機器人工程專業是2016年教育部新增本科專業,屬於自動化類下的特設專業。

    從某種程度上來說,智慧科學與技術專業是讓機器透過一定的方式判斷、決策並控制機器人如何行動,是研究大資料分析、智慧決策,以演算法加軟體為主,研究物件偏“軟”;而機器人工程專業是集資訊、電子、計算機、控制和機械及認知生物等技術為一體,以研發出能夠最大限度模擬生物體的機電控一體化智慧系統為目標,所研究的物件更偏“硬”一些。

    很多家長在專業選擇時,更關心的問題是就業前景。未來畢業了能找著工作嗎?會在哪樣的單位工作?工資薪酬高不高?

    目前,人工智慧型別的人才供不應求,各種科技企業的發展迫切需要相應的人才,各大高校積極開設“機器人工程”專業,正是為了緩解現狀,為國家和企業培養出專門的人才。2015年《機器人產業“十三五”發展規劃》釋出,機器人就業崗位被列為未來十大高薪崗位之一。2017年國務院下發《新一代人工智慧發展規劃》,目標是到2020年,中國人工智慧產業競爭力要進入國際第一方陣。

    2015年,《中國製造2025》明確提出將“高檔數控機床和機器人”作為大力推動的重點領域之一。同年,《機器人產業“十三五”發展規劃》正式釋出,機器人發展迎來黃金時代,同時,機器人就業崗位被列為未來十大高薪崗位之一。

    當今世界各國都在積極發展機器人產業,認為它是繼網際網路之後又一個產業爆發點。未來中國人工智慧行業發展前景廣闊,而機器人技術是人工智慧理想的載體,兩者的發展是相互促進的,因此,可以說機器人工程專業的就業前景十分廣闊。

    與勞動密集型產業不同,人工智慧行業屬於智力密集型產業。隨著人工智慧的井噴式爆發,技術對人才的需求不斷提升。據《央廣網》訊息,中國機器人工程專業人才缺口超過500萬人,供需比例僅為1:10。隨著機器人在各個行業大規模普及應用,以及人工智慧產業的快速發展,社會對於機器人工程專業人才的需求將會更加迫切。

    按照工信部的發展規劃,到2020年,工業機器人裝機量將達到100萬臺,大概需要20萬工業機器人應用相關從業人員。這就意味著,從2014年開始到2020年,平均每年需要培養3萬名以上的機器人應用人才。機器人運營商拓野機器人董事長凌琳曾坦言:“在中國推行工業機器人技術,遇到的最大瓶頸不是誰買,而是誰會用。”

    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,服務機器人研發製造企業,特種機器人研發製造企業,以及相關產品和服務的銷售公司。除了考研升學深造外,機器人工程專業的畢業生一方面可以進入應用機器人的企業,承擔機器人在生產線上的維護、管理、執行等工作,另一方面也可以進入創新型機器人生產製造企業。畢業生能夠在工業企業、科研院所等機構的機器人系統設計與應用領域內,從事與機器人相關的技術開發、產品與系統設計及應用、裝置與技術管理及相關工作。

    另外,隨著國家智慧製造業的發展,還將出現一大批與機器人相關的新興產業,這些產業不一定從事機器人的整體研發,它可能會專一於某個器件,比如它的感測裝置、控制裝置,或者中間計算系統等機器人的分系統。這些將出現的新興產業,將對機器人工程專業畢業生有著大量需求。

    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係,具體因機電類、電子資訊軟體類、演算法類有所差別。

    1,開沒機器人工程專業的基本情況

    在人工智慧發展如火如荼的當下,越來越多高校瞄準人工智慧領域,聚焦核心人才培養。截止2018年已經有86所高校相繼開設了機器人工程專業。

    由於人工智慧的火爆,越來越多的考生和家長開始關注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。在此列舉國內機器人工程專業實力較強的10所院校供考生選擇參考:       1.東北大學 2.中國礦業大學 3.北京航空航天大學 4.北京工業大學  5.東南大學  6.北京資訊科技大學  7.湖南大學  8.河海大學  9.合肥工業大學    10.天津理工大學。

    2.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,這主要是依託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託控制科學與工程學科,並聯合儀器科學與工程、機械工程、計算機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慧機器人方向,以智慧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”“模式識別與智慧系統”兩個二級學科。

    除上述開設機器人工程專業的院校外,還有眾多高校成立有機器人研究機構:

    上海交通大學1985年成立機器人研究所,是中國最早從事機器人技術研發的專業機構之一。

    哈爾濱工業大學(機器人技術與系統國家重點實驗室成立於2007年,是中國最早開展機器人技術研究的單位之一,其前身主體是1986年成立的哈爾濱工業大學機器人研究所。早在上個世紀80年代,即研製出中國第一臺弧焊機器人和第一臺點焊機器人。

    2011年南京航空航天大學研製的動物全空間運動行為—反力測試儀、仿壁虎機器人,空中機器人,“基於全域性視覺的可重構機器人”。

    2014年5月,北京航空航天大學機械學院“智慧技術與機器人聯合研究中心”成立。

    2015年9月東北大學組建國內985高校首個機器人科學與工程學院。

    2015年6月東華大學機械工程學院機器人研究所成立。

    2015年3月四川大學錦城學院機械工程系機器人研究所成立。

    2016年3月廈門大學嘉庚學院微柏工業機器人創新實驗室。

    2016年4月中國機器人產業聯盟在重慶成立,全國有四家高等學校當選為該聯盟理事單位,即上海交通大學、北京航空航天大學、哈爾濱工業大學、上海工程技術大學。

    清華大學機械電子工程研究所,研究特種操作與移動機器人、仿人與仿生機器人,服務機器人,以及機器人自動化的科學理論與技術方法,研製各種特殊用途的機器人裝備與自動化系統,解決國家重大科技與工程應用問題,促進學科發展,建設世界一流先進機器人與自動化技術及裝備研究實驗室,培養機器人與自動化技術及裝備領域的領軍和高階專業技術人才。

    同濟大學建有機器人與智慧控制系統研究室。

    復旦大學建有機器人智慧實驗室。2015年3月,復旦大學研製出機器人"中醫一號”。2016年9月5日,復旦大學成立 “復旦-南商智慧機器人聯合研究中心”。

    北京大學智慧控制實驗室致力於水中機器人相關理論與技術的研究。北京大學工學院先進智慧機械系統及應用聯合實驗室,2015年12月成功研製新型人機協作機器人。

    北京航空航天大學機器人研究所在現代機構學、機器人學及服務機器人方面的研究處於國內領先水平,在國際上也有一定影響。

    上海工程技術大學建有“弧焊機器人應用技術聯合實驗室”,形成了焊接機器人系統應用、仿生機器人研究方向。

    浙江大學控制學院下設自動化一個本科專業,培養包括機器人技術等工程技術基礎和專業知識。此專業進入“工科試驗班(資訊)”大類招生。

    2016年3月,機器人行業首個國家工程實驗室在湖南大學成立。

    3.注意大類招生包含的專業

    考生報考時要注意,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。這裡要提醒考生家長注意的是,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。東北大學的機器人工程專業開設在機器人科學與工程學院,2017年開始本科招生,按自動化大類招生,包含5個專業:自動化、電氣工程及其自動化、測控技術與儀器、電子科學與技術、機器人工程。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。

    4.哪些學生適合報考

    機器人工程是個典型的工科專業,課程將大量涉及多種程式設計實踐,特別是演算法程式設計,不僅學習演算法同時要將演算法編成軟體。需要同學有良好的數理基礎、強烈的程式設計興趣和空間想象力。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。另外,良好的外語讀寫能力也必不可少。

    由於機器人工程專業是一個新興的交叉學科,融合了計算機、自動化、機械、電氣電子等傳統學科,新開設的專業,沒有相應的師資和教材,大都是各個學科都學一點,提醒考生在報考時一定要慎重,儘量選擇實力較強的院校,不能因為是熱門專業就一哄而上,因為分數達不到,寧可不選擇也不要降低學校檔次!

    5,考生報考機器人工程專業應考慮那些必要因素呢

    定位興趣能力:考生應該對演算法程式設計感興趣同時具備良好的動手能力;

    定位大學實力:首先看是否是“雙一流“大學或者是“雙一流”學科,其次是以國家重點學科定位專業選擇以及就業情況等;

    定位自己實力:機器人工程是個典型的工科專業,課程涉及程式設計實踐和多種交叉學科,報考該專業的考生應具備良好數理基礎和外語讀寫能力;

    定位城市發展:看院校所在城市的地理位置和發展潛力等;

      報考提示:  從教育部的大學本科專業目錄來看,機器人工程專業和自動化專業都是自動化類下的專業,報考時分清大類招生院校,同時不要因為是熱門專業,而不考慮自己的興趣和實力盲目跟風報考。

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