本科生参与智能机器人科研探索

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1、本科生参与智能机器人科研探索曾华琳，郑旭玲，晁飞，陈毅东，李绍滋（厦门大学信息科学与技术学院，福建厦门361005）摘要：提出本科学生是否能够尽早进入实验室进行智能机器人相关研究的问题，分析从动员到项目执行等多方面因素的影响，阐述智能科学专业的本科学生进行科研项目的相关经验。.jyqkail protected]．edu．。1背景智能科学与技术是一个新兴的交叉学科，从大方向来说，涉及计算机软件与应用技术、自动控制技术、系统智能方法、仿脑科学、智能多媒体、自然语言处理等多方面多层次内容。国外智能科学与技术专业大多在研究生阶段进行分流培养，国内已有20多家院校设立了智

2、能科学系及相关专业进行本科教学。在本科大类招生、大类培养的环境下，如何体现特色，培养出一流智能人才，这是众多智能专业院系正在积极探索的问题。如何在本科阶段培养高素质人才，为智能专业提供后备人才资源？厦大智能系特别注重加强学生全面素质，推出了一系列培养创新意识和创造力的举措，将“科研带动教学，教学促进科研”的办学理念深入地推广。智能系结合自身研究特色和学术前沿发展，确立了4个研究所，对人工智能的4个主流发展方向进行研究，包括艺术认知与计算、智能多媒体、自然语言处理、仿脑智能计算。其中，仿脑智能计算方向主要开展有关机器人认知引擎的基础性研究。在注重高层次人才培养的背景下，智能系

3、将目光投向了本科生科研，从高年级本科生中挑选动手能力强、科研热情高的优秀学生，提前进入实验室进行基础科研培训，为本方向培养预备人才提供前期保障。2本科智能机器人科研本科生参与科研存在着科研基础薄弱的基本问题，选取智能机器人方向作为科研训练的项目是经过详细的规划和讨论得出的结果。挑选合适的课题是第一步。并不是所有的课题都适合本科科研，根本原因在于本科学习过程中，低年级专注于基础知识教学，而智能专业学生的数学底子必须深厚扎实才能进行更深层级的研究，这导致本科生科研素质出现短板，于是选择适合的课题使学生能够开展科研，这是经过深思熟虑的。2.1智能机器人科研工作背景调查智能机器人适

4、合作为本科生参与科研的引入训练，主要包含两点：①有创意的智能机器人应用可以作为研究的创新点；②智能机器人的研究内容分为硬件机械部分和软件控制部分。智能机器人在上世纪末才成为方兴未艾的热门研究领域，相较于其他学科，智能机器人的研究历程比较短，而且，随着智能机器人进入日常生活的需求越来越大，智能机器人研究课题深入到生活的方方面面，因此，一个新的智能机器人应用往往就能引出较大的研究意义和应用价值；这个特点对本科生开展科研工作的创新性方面最为适合。同时，如果是其他发展多年的学科，创新性的解决方案和应用可能需要在大量的文献阅读之后才能总结得出，这样的科研要求对本科生甚至对硕士生来说都

5、非常高。而智能机器人，本科生可以在教师的指导下，结合自己的兴趣爱好，能比较快捷和容易地提出具有较大创新性的科研题目。智能机器人的硬件和软件两部分没有特别重要的依赖关系，不像是其他方面的科研，必须按部就班，整个研究过程像是一个串联电路，知识点或子研究内容之间的依赖关系特别强烈，需要研究者对相关领域有较大广度和深度了解；而智能机器人的两部分内容更像是并联关系，在拥有了研究目标后，可以很明确地把任务分成两个并行的部分，两方面的依赖或者干涉都不明显，这对本科生团队开展科研是非常有利的。一个本科生团队可以根据成员的擅长领域来有针对性地挑选研究任务；由于研究子任务间的较低的依赖性，不会

6、造成团队成员研究脱节的现象，大大加快了本科生研究进程。2.2智能机器人科研工作时间点选择本科生进入实验室开展科研工作的时间点定在本科生三年级第一学期，这是根据智能科学与技术学科课程来设置的。智能系的本科生在一年级学习基本编程；二年级学习相关专业知识，如数据结构、电子线路、人工智能等；三年级第一学期安排了算法设计与分析、神经网络、数字图像处理等课程。这样的课程设置涵盖了智能机器人的研究基础。随着三年级专业选修课的可选项增多，参与科研的本科生可以根据科研需要进行有针对性地选课，从而达到科研与课程学习互相促进的作用。2.3动员与组队厦门大学和厦门大学智能科学与技术系拥有较好的本科

7、生创新训练的动员机制，在每年的组队方面需要教师针对报名学生的特点进行有针对性的挑选。组队的总体方针是：在共同兴趣的引导下，充分利用每个学生的特点进行组合，让整个团队不出现明显的短板；队长的选择更倾向于能力比较平均的学生。本项目参与的成员一共有4人，其中队长1人，队员3人。队长曾参加过大学生竞赛类项目，有一定的参与课题项目的经验，总体学业成绩较好，没有明显的短板，可以参与到各个子任务中，在有的任务遇到难题时，能扮演救火员的角色。队员A在课程学习方面特别优秀，理论基础与文献阅读能力扎实，但是在动手编程能力方面有明显的短