小朋友在上海交大AI市集上與AI體育應用互動(dòng)。 記者 賴(lài)鑫琳 攝

昨天起,上海交通大學(xué)首個(gè)AI周啟動(dòng),推出“AI十條”——人工智能賦能教育科技人才一體化改革工作方案。在2025年計算機科學(xué)排名CS Rankings中,交大計算機學(xué)科的人工智能分項居全球首位。

從招考“入口”看,交大首屆人工智能專(zhuān)業(yè)的錄取分數線(xiàn)為全校最高,學(xué)校還面向全體學(xué)子開(kāi)放AI輔修專(zhuān)業(yè)。同時(shí),以AI為龍頭,交大電子信息與電氣工程學(xué)院正式升格為全校目前唯一的學(xué)部。這一架構下,各系別也升格為計算機學(xué)院、集成電路學(xué)院、自動(dòng)化與感知學(xué)院、電氣工程學(xué)院等。今年,交大計劃增加的150名本科招生名額,正是向這一學(xué)科大類(lèi)傾斜。

當前,上海正大力培育新質(zhì)生產(chǎn)力,深入實(shí)施集成電路、生物醫藥、人工智能三大先導產(chǎn)業(yè)新一輪“上海方案”。由此,從復旦計算機到同濟交通運輸,從上大微電子到上理工工程學(xué)等,各大高校相關(guān)學(xué)科建設正按下“快進(jìn)鍵”,成為新興的學(xué)科增長(cháng)點(diǎn)。

突破 集成電路物理極限

作為三大先導產(chǎn)業(yè)之首,集成電路不能“缺芯少魂”。如今,我國“集成電路科學(xué)與工程”學(xué)科已從原先的二級學(xué)科升級為一級學(xué)科。當芯片集成度越來(lái)越高、“線(xiàn)寬”越做越細,在肉眼不可見(jiàn)的程度上怎么實(shí)現精準“微雕”?

“進(jìn)入5納米工藝節點(diǎn),依賴(lài)于極紫外光刻技術(shù),加工成本急劇上升!鄙虾4髮W(xué)微電子學(xué)院院長(cháng)趙建龍最近登上以“集成電路與生物醫學(xué)交叉融合”為主題的上海集成電路“大師講堂”講臺,他坦言,“先進(jìn)光刻機設備和技術(shù)由少數西方國家把持,亟須引入新技術(shù)、新材料、新架構,突破制造工藝的物理極限!

作為教育部、工業(yè)和信息化部等首批公布的全國50家現代產(chǎn)業(yè)學(xué)院之一,擁有集成電路一級學(xué)科的上海大學(xué)微電子學(xué)院也掛名“上海微電子產(chǎn)業(yè)學(xué)院”,是上海三大“國家級”現代產(chǎn)業(yè)學(xué)院之一,也是唯一與集成電路直接相關(guān)的現代產(chǎn)業(yè)學(xué)院。另兩大學(xué)院分別是華東理工大學(xué)現代生物醫藥產(chǎn)業(yè)聯(lián)合學(xué)院和東華大學(xué)新材料現代產(chǎn)業(yè)學(xué)院,均聚焦產(chǎn)業(yè)瓶頸進(jìn)行自主創(chuàng )新。

既然擁有雙螺旋復雜結構的DNA可以通過(guò)自組裝,形成帶有特定功能性的蛋白大分子,這種自下而上、由簡(jiǎn)入繁的自組裝機制,能不能用于半導體器件的“增材制造”?趙建龍表示,利用DNA這樣的核酸自組裝機制,可以創(chuàng )造形狀可編程的框架核酸結構,作為“生物建材”生產(chǎn)復雜的三維納米結構。

趙建龍帶領(lǐng)集成電路相關(guān)學(xué)科團隊,應對傳統半導體制造工藝的新挑戰,讓DNA當起集電流水線(xiàn)上“看不見(jiàn)的工人”,基于核酸自組裝,在硅材料上層層堆疊“建筑材料”,從基底搭建起核酸模板,有望成為新一代微納加工技術(shù),其2納米的定位精度可超越極紫外光刻技術(shù)的加工極限。目前,他們通過(guò)“BT(生物技術(shù))+IT(信息技術(shù))”攻關(guān)納米級的框架核酸,在半導體制造領(lǐng)域取得突破性進(jìn)展。

作為成立僅5年多的年輕學(xué)院,上大微電子學(xué)院將學(xué)科邏輯與產(chǎn)業(yè)邏輯更好結合,破解上海集成電路產(chǎn)業(yè)人才需求量大、人才培養速度相對較慢、傳統產(chǎn)教融合脫節的難題。學(xué)院與頭部企業(yè)建立新型聯(lián)合實(shí)驗室開(kāi)展科研,通過(guò)聯(lián)聘聯(lián)用吸納企業(yè)專(zhuān)家直接參與課程開(kāi)發(fā)、教學(xué)指導等關(guān)鍵環(huán)節,用企業(yè)的資金與人才做企業(yè)的研發(fā),校企“手把手”培養對口學(xué)生。

解答 醫工交叉現實(shí)難題

對于生物醫藥這一先導產(chǎn)業(yè),醫工交叉成為學(xué)科攻關(guān)、助力產(chǎn)業(yè)的“流行底色”。有沒(méi)有一種無(wú)害光可以替代X射線(xiàn)?有沒(méi)有一種技術(shù)能協(xié)助醫生恰到好處地切除腫瘤?有沒(méi)有一種機器人可以促進(jìn)頜骨重建和恢復功能?每當大學(xué)教授與醫生面對面溝通時(shí),總能發(fā)現臨床醫學(xué)對醫療科技的眾多需求。

最新一期《基本科學(xué)指標數據庫》(ESI)統計數據顯示,上海理工大學(xué)的工程學(xué)學(xué)科位列第234位,全球排名在前0.96‰。這是上理工工程學(xué)學(xué)科首次進(jìn)入ESI全球前1‰。

進(jìn)入前千分之一的行列,使之成為助推生物醫藥等先導產(chǎn)業(yè)的動(dòng)能之一。儀器科學(xué)與技術(shù)是現代科技體系的重要基礎學(xué)科之一,也是工程學(xué)的二級學(xué)科。上理工儀器科學(xué)與技術(shù)學(xué)科具有深厚的行業(yè)底蘊,2019年本科專(zhuān)業(yè)“測控技術(shù)與儀器”入選首批“雙萬(wàn)計劃”國家級一流本科專(zhuān)業(yè)建設點(diǎn),2020年本科專(zhuān)業(yè)“電子信息工程”入選國家級一流本科專(zhuān)業(yè)建設點(diǎn),2024年獲批博士學(xué)位授權點(diǎn)。

著(zhù)眼于高端醫學(xué)儀器及智能儀器產(chǎn)業(yè),上理工儀器科學(xué)與技術(shù)學(xué)科結合突破“卡脖子”核心元件的需求,破解醫工交叉、人工智能、智能制造領(lǐng)域面臨的難題。

今年1月,上海理工大學(xué)超精密光學(xué)制造團隊與上海交通大學(xué)附屬仁濟醫院浦南分院、美國杜克大學(xué)合作,創(chuàng )新提出“AI熒光成像——無(wú)濾波熒光顯微成像技術(shù)”,可廣泛應用于生物診斷、臨床醫學(xué)、環(huán)境監測、刑偵勘探等領(lǐng)域。

其實(shí),這一研究最初是為了推動(dòng)臨床醫學(xué)研究更加智能化。早在三年前,上理工團隊發(fā)現,現有的熒光成像系統,不僅需要多套濾波組件設備,還操作煩瑣、耗時(shí),無(wú)法滿(mǎn)足高速成像的應用需求,而且增加了成像系統的復雜性、體積及成本。

上理工教授戴博提出了大膽設想——利用AI技術(shù)取代傳統光學(xué)濾波組件,從而實(shí)現熒光信號的特異性定位及定量分析,實(shí)現對生物樣本高效精確的檢測和分析。

上理工團隊里既有光學(xué)工程、儀器科學(xué)的專(zhuān)家,又有從事人工智能領(lǐng)域研究的學(xué)者,團隊還和臨床醫生長(cháng)期合作……

上理工儀器科學(xué)與技術(shù)學(xué)科與華為技術(shù)有限公司、上海微電子裝備集團有限公司等開(kāi)展全方位戰略合作;依托上海理工大學(xué)—上海交通大學(xué)醫學(xué)院共建的“醫工交叉創(chuàng )新研究院”和“醫工交叉研究生院”,啟動(dòng)由醫生和教授共同攻關(guān)的醫療儀器類(lèi)項目60余項;聯(lián)合中國科學(xué)院微系統所、上海新微科技集團共建“醫療器械創(chuàng )新與轉化平臺”開(kāi)展高端醫療裝備研究項目;與海軍軍醫大學(xué)共建先進(jìn)醫療與保障技術(shù)研究院,就醫療裝備、醫療科技等聯(lián)合開(kāi)展攻關(guān);與航天八院深度合作,開(kāi)展關(guān)鍵裝備、大數據分析和人工智能算法的各項研究。

通過(guò)醫學(xué)與工學(xué)、理學(xué)等多學(xué)科協(xié)作,“醫”“工”專(zhuān)家攜手對臨床醫療技術(shù)痛點(diǎn)進(jìn)行集中“會(huì )診”和攻關(guān),至今已累計啟動(dòng)醫工交叉項目360多項。小至手術(shù)縫合針、手術(shù)高頻電刀、超聲切割止血刀,大至手術(shù)裸眼3D顯示系統、混合現實(shí)手術(shù)導航系統、醫廢快速消殺設備等,大學(xué)的科技創(chuàng )新直接瞄準“大健康”實(shí)際需求,研發(fā)“醫生用得順、百姓用得起”的醫療器械,加速醫療裝備國產(chǎn)化替代進(jìn)程。

布局 用系統觀(guān)為AI增能

AI離不開(kāi)算法、算力、數據。在國際高等教育研究機構(QS)日前公布的世界大學(xué)學(xué)科排名中,復旦計算機科學(xué)與信息系統學(xué)科全球排名第39,相較三年前躍升32位,在中國內地排名第5。

復旦計算機學(xué)科創(chuàng )建于中國計算機事業(yè)起步期,造就了1956年我國第一臺電子模擬計算機。1975年復旦成立計算機科學(xué)系,亦是中國首批獨立建計算機科學(xué)系的高校。

一直以來(lái),在國內頭部高校中,復旦計算機學(xué)科師資規模都不算大!拔覀兊膸熧Y‘畫(huà)像’比較穩定!痹谖挥诮瓰承^的二號交叉樓,復旦大學(xué)計算與智能創(chuàng )新學(xué)院執行院長(cháng)楊珉告訴記者,科研人員傾向于在國際前沿領(lǐng)域開(kāi)展突破性、原創(chuàng )性研究。

計算機是一門(mén)實(shí)踐性很強的應用學(xué)科,產(chǎn)業(yè)界往往“春江水暖鴨先知”,并催生出很多新需求,同時(shí)也為高校計算機人才培養“出題”。學(xué)院從早年間就不要求專(zhuān)業(yè)碩士發(fā)論文而是倡導扎實(shí)做好系統,同時(shí)與多家頭部企業(yè)共建實(shí)踐化培養基地,讓學(xué)生在實(shí)踐中發(fā)現問(wèn)題解決問(wèn)題。

2023屆博士畢業(yè)生潘旭東,率先揭示多種AI大模型的重大安全風(fēng)險,得到OpenAI、谷歌、百度等國內外AI龍頭企業(yè)高度關(guān)注。他負責研發(fā)復旦白澤大模型靶向安全測評與防護體系,相關(guān)技術(shù)產(chǎn)業(yè)化應用于百度、阿里和華為等國產(chǎn)頭部大模型廠(chǎng)商。

中國學(xué)術(shù)力量想要從“跟跑”到“并跑”甚至“領(lǐng)跑”,關(guān)鍵要構建自主知識體系,并能為整個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展作出重大貢獻。既要允許一部分人心無(wú)旁騖地自由探索,也要聚焦國家戰略需求和行業(yè)技術(shù)痛點(diǎn)開(kāi)展科研。

“這必然要求學(xué)生思維方式的變化,以及解決問(wèn)題的能力提升,我們要應對這種變化,為學(xué)生提供革命性工具!睏铉胝f(shuō)。2023年6月上線(xiàn)的復旦大學(xué)CFFF智算平臺,是一個(gè)超常規的“算力基建”,也是中國高校規模最大的云上科研智能計算平臺。至今,已涌現出一批由計算機學(xué)院教授牽頭、有較大影響力的成果,如多元協(xié)同的視覺(jué)計算理論體系,以及伏羲天氣預報大模型和MOSS基座大模型等。

2024屆博士畢業(yè)生孫天祥,是國內首個(gè)類(lèi)ChatGPT對話(huà)式大型語(yǔ)言模型MOSS的主要研究人員。他還在人工智能領(lǐng)域國際頂級會(huì )議上發(fā)表論文十余篇,被引用4200余次。

這學(xué)期,復旦大學(xué)首批建設的110余門(mén)AI課程將完成首輪開(kāi)課。其中,學(xué)院承擔了超60%的教學(xué)任務(wù)。

在數智化趨勢下,一個(gè)拔尖人才必須掌握相應的計算機技術(shù)。對于那些術(shù)業(yè)有專(zhuān)攻,又對AI有興趣的學(xué)生,AI課程提供了一個(gè)以學(xué)生成長(cháng)為中心的體系,而這些學(xué)生未來(lái)將是AI+的創(chuàng )新主體。

“廣義人工智能其實(shí)是一個(gè)計算機系統,大模型只是其核心算法,往下是支撐算法的算力基礎設施,往上是算法的各種應用場(chǎng)景!睏铉胝f(shuō)。在未來(lái)的復旦計算機學(xué)科版圖中,從科研布局到學(xué)生培養,都將統一于用系統觀(guān)為AI+提供核心能力。

加速 向智慧化方向挺進(jìn)

在2024“軟科世界一流學(xué)科排名”中,同濟大學(xué)的交通運輸工程學(xué)科位列第6名,連續幾年保持在前十位。而最近一個(gè)事例,體現了同濟大學(xué)交通學(xué)科的新動(dòng)向。

一個(gè)月前,上海市道路運輸事業(yè)發(fā)展中心聯(lián)合同濟大學(xué)交通學(xué)院發(fā)布“云路助手”,采用AI大模型技術(shù)深度賦能道路設施管理與養護運營(yíng)。150部政策法規、100余項地方標準與200萬(wàn)條歷史管理案例,再加上市道運中心涵蓋4434項業(yè)務(wù)表單的數據庫,以及同濟交通仿真實(shí)驗平臺經(jīng)16億次場(chǎng)景推演產(chǎn)出的數據……這些海量數據統統裝進(jìn)“云路助手”的大腦,結合AI強大的邏輯推理能力打造“行業(yè)知識中樞”,推動(dòng)城市交通治理邁向“科學(xué)化、智能化、精細化”。

實(shí)際上,有著(zhù)111年歷史的同濟大學(xué)交通學(xué)科已逐步發(fā)展為綜合性大交通學(xué)科,所有二級學(xué)科覆蓋基礎設施、運行管控、載運裝備等“全要素”,涉及道路、鐵路、城市軌道、航空、磁浮“全方式”領(lǐng)域,及其規劃、建造、制造、運營(yíng)“全鏈條”發(fā)展。

在智能交通基礎設施、先進(jìn)載運工具運用、復雜交通系統、交通系統全時(shí)主動(dòng)安全、交通系統全息感知與智能應用五大優(yōu)勢學(xué)科方向上,越來(lái)越多的“AI+交通”項目正在研發(fā)中。

比如,我國軌道交通線(xiàn)路種類(lèi)復雜,旅客出行要求越來(lái)越高,如何編制出一個(gè)高效、優(yōu)質(zhì)的列車(chē)運輸組織方案?高速鐵路、普速鐵路、城際鐵路、市域(郊)鐵路、城市軌道交通如何協(xié)同運營(yíng)?

同濟徐瑞華團隊成果正加速向運輸組織與調度指揮智慧化方向挺進(jìn)。團隊在國內外首次實(shí)現超大規模、復雜結構、海量客流、多運營(yíng)主體的網(wǎng)絡(luò )票務(wù)清分和客流分布計算;首次研發(fā)并實(shí)際運用了城市軌道交通列車(chē)運行圖計算機編制系統(TPM)及運營(yíng)管理輔助決策系統,實(shí)現運行圖的智能編制和快速實(shí)施,在北上廣深等近30個(gè)城市廣泛應用。

數據顯示,同濟交通至今輸送了5萬(wàn)多名優(yōu)秀畢業(yè)生,包括3位兩院院士,60多位海外高校教師,650多位國內高校教師,100多位行業(yè)總工,被譽(yù)為“人才培養的同濟交通現象”。

未來(lái),同濟交通學(xué)科將以數智化、綠色化、融合化為核心,引領(lǐng)百年學(xué)科轉型發(fā)展。人才培養方面,通過(guò)專(zhuān)業(yè)升級、本研貫通課程重構、AI賦能等舉措,提升交通人才的數智實(shí)踐能力、跨界融合能力、戰略規劃思維與持續創(chuàng )新能力。(記者 徐瑞哲 李蕾 黃海華)

編輯:沈梅
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