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

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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”

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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