智變故事 | 從密歇根到天津 高校課堂的AI進(jìn)化論
作為前沿科技的誕生地,高校憑借著與技術(shù)的天然親密度,歷來都是數(shù)字化轉(zhuǎn)型的熱土。
上世紀(jì)末,密歇根大學(xué)第11任校長杜德斯達(dá)特博士率先對未來數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境展開了探索。在他帶領(lǐng)下,學(xué)校的傳統(tǒng)圖書館被改建成集教學(xué)、科研、服務(wù)和管理為一體的數(shù)字化工作區(qū)域,成為開啟全球數(shù)字化大學(xué)建設(shè)大潮的歷史性時(shí)刻。
同一時(shí)期,國內(nèi)的大學(xué)也踏上了信息化、數(shù)字化的征途。90年底初開始興建的校園網(wǎng),讓多少年輕學(xué)子第一次有機(jī)會向大洋彼岸say hi;2000年之后,高校信息系統(tǒng)的建立,則為諸多80后、90后留下了選課至系統(tǒng)崩潰、水卡飯卡門禁卡圖書卡終于變身一卡通的青春回憶。
時(shí)間步入2015年,大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能、移動互聯(lián)等新興技術(shù)日益成熟,并開始向高校信息化建設(shè)上快速遷移。
不過,與密歇根大學(xué)立足教學(xué)的數(shù)字化改造不同,國內(nèi)高校的數(shù)字化轉(zhuǎn)型是從校園管理、財(cái)務(wù)、文化等領(lǐng)域起步,致使在教學(xué)方向上的數(shù)字化轉(zhuǎn)型相對落后。在一站式辦事大廳、電子化校務(wù)服務(wù)蓬勃發(fā)展的當(dāng)下,與師生聯(lián)系最為緊密的課堂,卻存在信息技術(shù)與教學(xué)科研融合不足的問題,無論是互動性、還是效率上,都無法有效支撐教學(xué)及科研工作。
天大課堂改造記
時(shí)間來到2019年,人工智能專業(yè)被列入新增審批本科專業(yè)名單,走進(jìn)全國35所高校課堂,也進(jìn)一步激發(fā)各大高校在智能化教學(xué)環(huán)境方面大力投入。其中,在天津大學(xué)智能與計(jì)算學(xué)部,一場針對課堂的智能改造正拉開序幕。
天津大學(xué)智能與計(jì)算學(xué)部于2018年成立,依照國家及天津市建設(shè)新一代人工智能的總體部署,該學(xué)部下集結(jié)了天大在認(rèn)知計(jì)算、數(shù)據(jù)科學(xué)、智能技術(shù)與應(yīng)用等高精尖專業(yè)領(lǐng)域的優(yōu)勢資源,對信息基礎(chǔ)設(shè)施要求更高。
此次課堂改造的頭等大事,就是將人工智能引入日常教學(xué)中,通過集中建設(shè)CPU、GPU資源池,為學(xué)部下屬的計(jì)算機(jī)學(xué)院、軟件學(xué)院、網(wǎng)絡(luò)安全學(xué)院、人工智能學(xué)院廣大師生提供統(tǒng)一的算力平臺。
于是,天津大學(xué)人工智能科研云平臺應(yīng)運(yùn)而生,全面支撐起學(xué)部內(nèi)人工智能、大數(shù)據(jù)處理分析、高性能計(jì)算等相關(guān)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)和科學(xué)研究。
比如,對于人工智能專業(yè)學(xué)生們來說,機(jī)器視覺正是當(dāng)前的研究熱點(diǎn),在AI圖像數(shù)據(jù)多維解析科研項(xiàng)目中,他們需要把圖像異構(gòu)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù),這也意味著復(fù)雜的計(jì)算和大量的算力支持。通過學(xué)部的人工智能科研云集成高性能計(jì)算集群、GPU集群、虛擬化集群和云平臺,在高速萬兆光纖網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)下,高性能計(jì)算集群可支持批處理模式的科研計(jì)算,GPU集群支持AI推理、演算的科研計(jì)算,云平臺的虛擬機(jī)用于前期的程序調(diào)試,以及小規(guī)模實(shí)驗(yàn)教學(xué),完整覆蓋項(xiàng)目所需的所有計(jì)算需求。
而對于高年級以及天天“泡實(shí)驗(yàn)室”的研究生同學(xué)們而言,實(shí)驗(yàn)環(huán)境則與科研項(xiàng)目的推進(jìn)息息相關(guān)。自行下載的開源軟件往往面臨著插件依賴、系統(tǒng)不兼容等問題,在天津大學(xué)智能與計(jì)算學(xué)部的人工智能科研云平臺中,已經(jīng)包含了深度學(xué)習(xí)訓(xùn)練推理、大數(shù)據(jù)挖掘、科學(xué)計(jì)算基礎(chǔ)軟件環(huán)境以及能夠支持GPU的任務(wù)調(diào)度系統(tǒng),可以為同學(xué)們提供與業(yè)界接軌的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。此外,豐富的資源類型也能滿足來自不同院系、不同學(xué)校的學(xué)生,無論是直接在框架上做訓(xùn)練,還是深入底層架構(gòu),都能一一滿足。
在人工智能科研云的加持下,天津大學(xué)智能與計(jì)算學(xué)部不僅能順利展開國家科技重大專項(xiàng)、國家自然基金以及省部級以上的各類項(xiàng)目,還進(jìn)一步推進(jìn)產(chǎn)學(xué)研轉(zhuǎn)化,促進(jìn)校企結(jié)合的前沿科學(xué)研究和工程項(xiàng)目順利進(jìn)行。
值得一提的是,天津大學(xué)人工智能科研云平臺除了能為在校院系的科學(xué)研究提供支持之外,還可通過專業(yè)的運(yùn)營實(shí)現(xiàn)云基礎(chǔ)設(shè)施資源的擴(kuò)容,把平臺優(yōu)勢推向全校。
“貼地云行”的方案源自何方
實(shí)際上,支撐起天津大學(xué)人工智能科研云平臺的是紫光旗下新華三集團(tuán)為天津大學(xué)智能與計(jì)算學(xué)部定制的解決方案。
此前,新華三集團(tuán)已經(jīng)參與建設(shè)了“數(shù)字天大”平臺架構(gòu),為天大打造教育數(shù)字大腦,為廣大師生帶來了天津大學(xué)校園云服務(wù)平臺、安全管控平臺和智慧校園基礎(chǔ)設(shè)施,助力校園實(shí)現(xiàn)科學(xué)治理服務(wù)和信息系統(tǒng)統(tǒng)一安全管理。而此次在人工智能這一前沿領(lǐng)域能為天津大學(xué)“量體裁衣”,不僅源自新華三對于自身人工智能云解決方案的信心,也緣于雙方長期合作形成的精準(zhǔn)洞察。
在新華三集團(tuán)看來,天津大學(xué)人工智能科研云平臺既要“貼地”,也要“云行”。一方面,強(qiáng)調(diào)求實(shí)用、可靠:云基礎(chǔ)架構(gòu)穩(wěn)定、靈活且可隨需調(diào)整并可持續(xù)擴(kuò)展,并能為日??蒲许?xiàng)目開發(fā)提供穩(wěn)定運(yùn)行;另一方面,該方案與智能高效的云服務(wù)協(xié)同,以云平臺統(tǒng)一納管的技術(shù)方案為人工智能的各項(xiàng)創(chuàng)新提供有效助力。
當(dāng)前,《中國教育現(xiàn)代化2035》將加快信息化時(shí)代教育變革列入十大戰(zhàn)略任務(wù),特別強(qiáng)調(diào)建設(shè)智能化校園,統(tǒng)籌建設(shè)一體化智能化教學(xué)、管理與服務(wù)平臺。因此,高校信息化迎來“全新升級”的時(shí)代。據(jù)估算,我國高校信息化建設(shè)的投入經(jīng)費(fèi)在2020年將達(dá)到300億元左右,巨大的投入為人工智能與教學(xué)科研的深度融合,加速步入高校教室,提供了新契機(jī)。
而天津大學(xué)人工智能科研云平臺的誕生與運(yùn)行,或許就如當(dāng)年杜德斯達(dá)特博士在密歇根大學(xué)的勇敢探索一般,成為國內(nèi)人工智能與教學(xué)科研深度融合的重要開端。