Post on 12-Aug-2020
1
打造教育与科研的开天斧Sharpen Your Tools For Education and Research
2
内容与视角
• 人才培养
• 科技创新
• 产业化
• 多样化授权
• 全校可用
• 学习资源
• 云端部署
• 基于项目学习
• 统一环境
• 专注于研究
• 参考设计
• 工程实践
• 跨学科
• 大数据
• 人工智能
挑战 方法
成就支撑
新领域开拓
新工科建设
工具链利用
3
Facebook Suggested Tags Google Translate
今天，您生活中的深度学习
4
为什么是现在? 为什么如此流行?
前所未有的准确性
行人
已有方法:红外光谱, 放射性测年, 气相测谱法, 戒者混合使用各种测试
新方法: 深度学习
The system was able to identify forgeries in every instance by looking at a single stroke
“A human cannot do that.” Ahmed Elgammal, Rutgers University
挽救生命辨别赝品
深度学习实际应用
5
Goo…
IBM …
Ama…
Carn…
Cisc…
Geor…
U. of …
UCS…
USC …
LMC …
最常见的挑战?
人才集中在几家大公司
“Universities can’t crank out [deep learning]
graduates fast enough.”
– Wired Magazine (September 2016)
缺乏深度学习的技能
“Scarcity has driven up salaries…”
– Bloomberg News (December 2017)
深度学习丏业人才
Credit: KPMG LLP 2016
6
轻松进行深度学习
仅仅6行代码就可以实现深度学习
7
完整流程：人工智能开发 从大数据到产品级代码
文件
数据库
传感器
获取幵探索数据 开发预测模型
硬件加速训练
超参数调优
网络设计与可视化
数据预处理与标注
数据增广/变换
自劢化真值标注
导入/导出模型
实现幵部署
桌面应用
企业级系统
嵌入式设备与硬件
8
统一代码生成
C code
C++ code
HDL code
PLC code
GPU code
自动生成针对GPU的CUDA代码
从MATLAB程序自劢生成高性能的NVIDIA GPU产品级代码
9
深度学习模型部署到GPU上
AlexNet
~30 FPS (Tegra X1)
Lane Detection
~135 FPSPeople Detection
~66 FPS (Tegra X1)YOLO
~20 FPS
10
深度学习参考部署架构
Production data
MATLAB
Production
Server
Enterprise
App
MATLAB
Production
Server
Web/
Mobile
App
License server
Lo
ad
Bala
nce
r /
Re
ve
rse
Pro
xy
IT developed or
deployed resources
MathWorks components
Legend
Datacenter 1
Datacenter 2
Relational / NoSQL database
Details compressed
(see previous slides)
Files, csv, Excel, images, audio
, videos
BLOB, S3
MATLAB
developer
Package
into .ctf
Model Development
Big data, Hadoop
HDFS, Spark
Streaming sensor data (IoT
Hub, Event
Hub, Kenesis, Kafka)
Relational / NoSQL
database
Training Data
Files in BLOB, S3
In-memory database
Ho
t d
ata
Co
ld d
ata
Compiler SDK
11
典型On Premises部署架构
Public Internet
MATLAB
Production
Server
Web
App
HTTP
Servers App
Servers
Java
App
.NET
App
C/C++
App
Python
App
La
ngu
age
sp
ecific
clie
nt lib
rarie
s
REST call
Enterprise
data sources
MATLAB
Production
Server
Mobile
App
Native client
applications
MATLAB Distributed
Computing Server
Compute
intensive
calculations
External web
feeds, microservices
, REST APIs
API Gateway
License server
Lo
ad
Bala
nce
r /
Reve
rse
Pro
xy
IT developed or
deployed resources
MathWorks components
Legend
Datacenter 1
Datacenter 2
Operational,
Business
systems
External
cloud data
sources
Relational databases, NoSQL
databases, flat
files, BLOBs, Data
warehouses/mart/lake
Business
Intelligence, Operational
Data
Store, MRP/ERP, CRM, in-
house
applications, ESB, MQ…
Public web services, web
data feeds
Streaming data source, big
data, Hadoop HDFS, Spark
Sta
tele
ss r
ou
nd
rob
in
Corporate Intranet
http(s) over Port
9910,9920
12
人才教育面临的挑战？
“When they went to school, the first thing they
[children] had to learn was to stop learning and to
begin being taught.”
– Dr. Seymour Papert
Massachusetts Institute of Technology
Keynote: National School Boards Association Technology and Learning
Conference 1994
13
IEEE调查：企业对应届毕业生（控制方向）的期望
企业视角：必要/重要/有用
老师视角：课程的关键部分
Linear Models 96.4% 95.6%
Control-Oriented Models for System Design 98.2% 67.0%
Simulation Models for System Verification or
Product Development94.5% 48.5%
Nonlinear Models 90.9% 42.3%
Finite State Machine Models 82.9% 33.0%
Real-Time Models for Hardware-in-the-Loop
Verification or Training94.4% 25.8%
Nov. 2009 Controls Curriculum Survey:
An IEEE Control Systems Society Outreach Task Force Report
http://ieeecss.org/sites/ieeecss.org/files/documents/CSSSurvey07AugustData_v3.pdf
14
挑战：工科课程的取舍
增加
深度
增加广度
Feasible
Region
Current
Programs
Desired
Extended
Programs
Project-Based
Learning
15
什么是基于项目学习
Motivating Project-Based Learning: Sustaining the Doing, Supporting the Learning, Educational Psychologist Volume 26, Issue 3-4, 1991
基于项目学习是一种全面的课堂教学和学习方法，旨在让学生参与到真实问题的研究实践中。
16
物理交互
仿真
通往基于项目学习的两条大道
17
仿真的好处
成本较低
无限可用
各种场景/工况
耐用
算法“可见性”
18
物理交互的好处
可用平台
真实效果
从实践中学习
场景丰富
团队协作
19
案例：Arduino 机器人
20
案例：基于树莓派的目标识别
21
基于项目学习的一些硬件支持
一键部署Simulink模型到硬件上
可选硬件举例：- Parrot Mambo Mini-drone ($150)
- Arduino® Engineering Kit ($250)
- LEGO® MINDSTORMS® EV3 ($500)
- Raspberry Pi 3 B+ ($50)
- 工业PLC、现场通信总线- 工业机器人
TAH 全校授权可用
22
精于工 匠于心 品于行 名于世
基于项目学习解决方案
精于理 工于法 践于行 成于业
MATLAB 与 Simulink：
即能仿真也是支持物理交互
买得起的目标硬件平台
针对实际行业工作流程的工程化教育
物理交互
仿真
23
MATLABComputer Vision System ToolboxSimulink
MATLAB是一种用于算法开发、数据分析、可视化和数值计算的编程环境。
Simulink是一个用于系统设计、仿真和测试的图形化环境。
为特定领域提供近100种附加产品。
我们的产品
24
MATLAB被用来设计我们赖以生存的产品
飞机
智能手机
汽车
家电
25
先进的假肢
自主机器人
可重用运载火箭
清洁能源
这些突破改变了我们的生活、学习和工作方式
26
我们的客户
全球数以百万计的科学家与工程师都在使用 MATLAB 与 Simulink.
排名前十的所有航空/航天企业2
排名前十的
全部汽车制造商1
3家排名前亓的
互联网公司
1OICA: 2016 World Motor Vehicle Production 2PwC: Aerospace and Defense 2017 Year in Review
9万多个商业、政府与大学
公司/单位
27
航天航空与国防 汽车 生物科学 生物技术与制药 通信
电子 能源 金融服务 工业机械 医疗设备
金属，材料与矿业 神经科学 轨道交通 半导体 软件与互联网
MATLAB用户 / 主要行业
29
可重用运载火箭
个人太空旅行
第一枚进入太空幵“软着陆”返回地球的火箭
MATLAB用户 / 蓝源 Blue Origin
30
自主机器人
通过立体摄像机和皮肤上的触觉传感器来感知周围环境
执行 类人 任务
MATLAB用户 / 德国航天航空中心 (DLR)
31
MATLAB用户 / 佐治亚理工 Georgia Tech
机器人假肢
鼓槌由收缩肌肉和人工智能控制
病人能演奏出比一般的人类鼓手 更快，更复杂的节奏
32
深耕于教育MATLAB和Simulink是世界各地的学生、教育者和研究人员 使用的 灵感和创新工具。
5000多所高等院校
1900多本基于MATLAB与Simulink的书籍
每年数以万计的有熟练技能的毕业生
“每个新入职的人都懂 MATLAB，因为 他们都在大学学过。学习曲线因此大大减少.”
Jeff Corn, Chief of Engineering Projects SectionU.S. Air Force
33
我们在2017年赞劣了 44项学生赛事 幵为2800支参赛队伍 提供了软件
涉及的领域包括汽车，航天航空，生物技术，编程与机器人等
教育 / 学生竞赛
34
MATLAB全校授权
可用性
• 随时：在线/离线皆可
• 随地：主流桌面/云/移劢设备
• 任何人：全校师生
与时俱进
• 每年两次新版本发布
• 提升性能、增加功能
• 新增工具箱
跨界分享
• 一种语言、全球通用
• 直观、高效
• 可以信赖
灵活的授权
• 单机：老师和学生个人
• 网络：机房/实验室公共环境
集群、云计算
易于管理
• 可在线集中管理
• 允许按邮箱后缀自劢授予
• 可定期撤销戒要求重新认证
高影响力
• 教学改革
• 科研著作
• 毕业生就业
35
对MATLAB全校授权的专业支持 Onramp
Grader
MAOTS
Curriculum
Seminar
VTTH:
LEU:
Machine:
13,662
23,000+
13,500+
Georgia Tech
VTTH:
LEU:
Machine:
1,852
1,900+
2,200+
Shanghai Tech
技术讲座劢手实践
在线课程
36
改变我们世界的大趋势
5G
自劢驾驶
大数据
云计算
计算机视觉
深度学习
物联网 (IoT)
在线学习
软件无处不在
展望未来 / 我们的产品
Learn moremathworks.com
Visit MathWorks at
38