1. Trang Chủ
  2. Kĩ thuật Viễn thông
  3. Mở rộng đào tạo ngành công nghệ thông tin theo hướng thị giác máy tính, học máy, công nghệ robot trong cách mạng công nghệ 4.0

Mở rộng đào tạo ngành công nghệ thông tin theo hướng thị giác máy tính, học máy, công nghệ robot trong cách mạng công nghệ 4.0

Trong bài viết này, chúng tôi giới thiệu và phân tích nền tảng của công nghệ thị giác máy tính, học máy, công nghệ robot trong quá trình xây dựng các hệ thống thông minh; ảnh hưởng của các công nghệ này đến các ngành khác như kinh doanh, ngân hàng, tài chính, thống kê, kế hoạch. TRAO ĐỔI THÔNG TIN KHOA HỌC Mở rộng đào tạo ngành công nghệ thông tin theo hướng thị giác máy tính, học máy, công nghệ robot trong CÁCH MẠNG CÔNG NGHIỆP 4.0 Lê Văn Hùng1,2 1Viện Nghiên cứu Quốc tế MICA – Đại học Bách kho

Thể loại Tài liệu miễn phí Kĩ thuật Viễn thông

Số trang 8

Ngày tạo 3/30/2020 1:34:57 AM +00:00

Loại tệp PDF

Kích thước 0.95 M

Tên tệp

Tải Mở rộng đào tạo ngành công nghệ thông tin theo hướ... (.pdf)

Xem mẫu

  1. TRAO ĐỔI THÔNG TIN KHOA HỌC Mở rộng đào tạo ngành công nghệ thông tin theo hướng thị giác máy tính, học máy, công nghệ robot trong CÁCH MẠNG CÔNG NGHIỆP 4.0 Lê Văn Hùng1,2 1Viện Nghiên cứu Quốc tế MICA – Đại học Bách khoa Hà Nội, 2Tổng cục Thống kê; Email: van-hung.le@mica.edu.vn TÓM TẮT C ách mạng công nghiệp 4.0 đã và đang phát triển mạnh mẽ, tác động đến mọi lĩnh vực của đời sống xã hội. Nó cũng đặt ra vấn đề lớn trong đào tạo nguồn nhân lực chất lượng cao đáp ứng sự phát triển của công nghệ thông minh. Trong bài viết này, chúng tôi giới thiệu và phân tích nền tảng của công nghệ thị giác máy tính, học máy, công nghệ robot trong quá trình xây dựng các hệ thống thông minh; ảnh hưởng của các công nghệ này đến các ngành khác như kinh doanh, ngân hàng, tài chính, thống kê, kế hoạch. Chúng tôi cũng đề xuất thay đổi chương trình đào tạo ngành Công nghệ thông tin tại Đại học Hùng Vương theo định hướng nguồn nhân lực chất lượng cao đáp ứng nhu cầu của doanh nghiệp. Từ khóa: Cách mạng công nghiệp 4.0, thị giác máy tính, học máy, công nghệ robot, nguồn nhân lực chất lượng cao 1. Giới thiệu của Chính phủ Đức. Hiện nay, Công nghiệp Cách mạng công nghiệp 4.0 đã diễn ra từ 4.0 đã vượt ra khỏi khuôn khổ dự án của những năm 2000, cuộc cách mạng này thông Đức với sự tham gia của nhiều nước và trở qua các công nghệ như Internet, trí tuệ nhân thành một phần quan trọng của cuộc cách tạo (Artificial Intelligence – AI), thực tế ảo mạng công nghiệp lần thứ tư. (Virtual Reality – VR), tương tác thực tại Các công nghệ này đã và đang phát triển ảo (Augmented Reality – AR), mạng xã hội, rất mạnh mẽ, thâm nhập sâu rộng vào mọi điện toán đám mây, di động, phân tích dữ lĩnh vực của đời sống xã hội. liệu lớn (Social, Mobile, Analytics, Cloud Như trong công nghiệp các robot thay – SMAC) [1], vv. Các công nghệ trên được thế con người thực hiện các công việc cần minh họa trong hình 1. độ chính xác cao, bền bỉ, độc hại, vv. Robot Đến vài năm gần đây cụm từ “Công là thành tựu của ngành tự động hóa và máy nghiệp 4.0” mới được nổi lên từ một báo cáo tính. Tuy nhiên một robot được chế tạo ra để 72  Tạp chí Khoa học & Công nghệ số 3 (8) – 2017
  2. TRAO ĐỔI THÔNG TIN KHOA HỌC Hình 1: Các nền tảng công nghệ là trọng tâm của Cách mạng công nghiệp 4.0 phục vụ cho các hoạt động của con người thì để học từ các hồ sơ khám bệnh đã ghi chép cần có các chương trình phần mềm vận hành các triệu chứng, sau đó đưa ra một quyết nó. Ví dụ như để robot di chuyển được thì cần định là người đó mắc bệnh gì. một phần mềm về thị giác máy tính để nhận Trong kinh doanh sử dụng các công nghệ biết môi trường và định hướng đường đi. của phân tích dữ liệu lớn (big data), học máy, Trong y học, robot được sử dụng để thực khai phá dữ liệu để phân tích các dữ liệu của hiện các ca mổ khó, yêu cầu độ chính xác thị trường chứng khoán, hóa đơn mua bán. cao, đặc biệt là các nano–robot sử dụng Từ đó đưa ra các chiến lược kinh doanh cho trong các ca mổ nội soi hoặc phát hiện các doanh nghiệp, tổ chức cá nhân. dấu hiệu bất thường trong hệ tiêu hóa của Trong an ninh các công nghệ, kỹ thuật người. Để thực hiện được các công việc này, của thị giác máy tính và học máy đã giúp xây robot thực thi các chương trình của thị giác dựng được các hệ thống như quản lý bãi đỗ máy. Các chương trình này thực hiện trên xe thông qua biển số, hay phát hiện các dấu các hình ảnh thu được từ môi trường, sau hiệu bất thường của tội phạm. đó phát hiện nhận dạng các bất thường của Để nắm bắt, vận dụng, sử dụng các công hệ tiêu hóa. Gần đây, ở Trung Quốc người ta nghệ này vào cuộc sống xã hội thì cần có đã phát minh ra một máy khám bệnh chính một đội ngũ trẻ, năng động, sáng tạo để khai xác hơn bác sỹ. Chiếc máy này dựa trên công thác, sử dụng các công nghệ này. Từ đó tạo nghệ khai phá dữ liệu (data mining), học ra các hệ thống phục vụ tốt nhất nhu cầu của máy (machine learning) của trí tuệ nhân tạo con người. Tạp chí Khoa học & Công nghệ số 3 (8) – 2017  73
  3. TRAO ĐỔI THÔNG TIN KHOA HỌC Trong bài báo này, chúng tôi tập trung minh họa, phân tích vai trò của thị giác máy, học máy, công nghệ robot của trí tuệ nhân tạo để cho thấy được cần có sự chuyển dịch trong vấn đề đào tạo ngành công nghệ thông tin trong trường đại học. Cụ thể hơn là đào tạo cử nhân, kỹ sư công nghệ thông tin có năng lực, trình độ để đáp ứng được sự phát triển mạnh mẽ của khoa học công nghệ mà trọng tâm là các công nghệ trong Cách mạng công nghiệp 4.0. Hình 3: Quá trình phát triển của các cuộc các 2. Nghiên cứu liên quan mạng công nghiệp Hiện nay cụm từ “Cách mạng công nghiệp 4.0 – Industry Revolution 4.0” đã và đang Ralf và các tác giả [2] đã giới thiệu quá được nhắc đến hầu hết trên các diễn đàn về trình hình thành và phát triển của các cuộc khoa học công nghệ, thương mại, giáo dục, cách mạng công nghiệp, phân tích thành vv. Nó được minh họa trong hình 2. phần của Cách mạng công nghiệp 4.0. Reinhard, các tác giả [3] và Klaus [4] đã phân tích các đặc trưng của Cách mạng công nghiệp 4.0 trong quá trình xây dựng các doanh nghiệp số. Cụ thể hơn trong công nghiệp, Giáo sư Sabina [5] đã giới thiệu và phân tích những tiến hóa, cách mạng của việc áp dụng công nghệ robot vào ngành công nghiệp sản xuất ôtô (lắp ráp ôtô như hình 4a), cũng như những áp dụng của công nghệ robot trên các thế hệ ôtô hiện nay (ôtô không người lái của hãng Google như hình 4b). Hình 2: Minh họa các diễn đàn theo từng lĩnh vực Trong ngành giáo dục tại Việt Nam, gần của Cách mạng công nghiệp 4.0 đây đã có rất nhiều diễn đàn tại các trường Hình 4: Minh họa dây chuyền lắp ráp ôtô bằng robot (a) và ôtô không người lái của Google (b) 74  Tạp chí Khoa học & Công nghệ số 3 (8) – 2017
  4. TRAO ĐỔI THÔNG TIN KHOA HỌC a) b) Hình 5: Diễn đàn về cách mạng công nghiệp 4.0 tại Đại học Bách khoa Hà Nội (a) và Đại học Thủy Lợi (b) đại học lớn trao đổi của các Giáo sư đầu Hiện nay, cùng với sự phát triển của phần ngành về việc xu hướng đào tạo các ngành cứng máy tính và các loại cảm biến hình ảnh khoa học kỹ thuật để đáp ứng được sự thay thì công nghệ về thị giác máy tính (computer đổi, phát triển công nghệ của Cách mạng vision) cũng đã và đang rất phát triển. Nó công nghiệp 4.0. Ví dụ như diễn đàn tại được áp dụng vào rất nhiều lĩnh vực như trường Đại học Bách khoa Hà Nội[6] (minh trong an ninh, trong công nghệ robot, xây họa trong hình 5a), Trường Đại học Thủy dựng các hệ thống trợ giúp người mù, trong Lợi (minh họa hình 5b)[7]. y học, trong nông nghiệp, vv. Thị giác máy tính giúp máy tính ‘nhìn’ được như con 3. Mở rộng đào tạo ngành công người bằng cách hiểu nội dung được của các nghệ thông tin theo hướng tiếp cận hình ảnh thu được từ môi trường. Chúng ta của thị giác máy tính, học máy, trí tuệ cần phân biệt hai khái niệm ‘xử lý ảnh’ và nhân tạo ‘thị giác máy tính’. Do có rất nhiều cách hiểu a) Thị giác máy tính, học máy, trí tuệ khác nhau về hai khái niệm này, dưới đây nhân tạo trong Cách mạng công nghiệp 4.0 trình bày về hai khái niệm như sau: Cách mạng công nghiệp 4.0 bao gồm Xử lý ảnh là quá trình từ một hình ảnh các công nghệ như Internet, trí tuệ nhân gốc chúng ta làm cho chất lượng hình ảnh tạo (Artificial Intelligence – AI), thực tế ảo đó tốt lên hoặc xấu đi theo một mục đích nào (Virtual Reality – VR), tương tác thực tại ảo đó. Thường quá trình này được thực hiện (Augmented Reality – AR), mạng xã hội, điện trên photoshop hoặc một số phần mềm xử toán đám mây, di động, phân tích dữ liệu lớn lý ảnh khác. (Social, Mobile, Analytics, Cloud – SMAC) Thị giác máy tính là quá trình hiểu nội [vnexpress], vv. Dựa trên nền tảng của các dung của hình ảnh, như trong hình ảnh từ công nghệ này, cách mạng công nghiệp 4.0 môi trường có khuôn mặt người hay một có mục tiêu là chuyển mọi hoạt động của con đối tượng nào đó không. Trong thị giác máy người sang hoạt động số, hay còn gọi cuộc tính, xử lý ảnh được xem là một bước tiền xử cách mạng này là ‘cách mạng số’. lý. Mô hình của một hệ thống thị giác máy Tạp chí Khoa học & Công nghệ số 3 (8) – 2017  75
  5. TRAO ĐỔI THÔNG TIN KHOA HỌC Hình 6: Minh họa hệ thống thị giác máy tính trong nhận dạng hình ảnh tính [image recognition] được minh họa hình 8 minh họa robot di chuyển, tìm kiếm trong hình 6. và cầm nắm các đồ vật sử dụng công nghệ Trong ngành công nghệ robot (robotics) của thị giác máy tính. sử dụng rất nhiều đến các công nghệ của thị Ngoài ra, trong quá trình chế tạo các thiết giác máy tính, đặc biệt là thị giác máy tính bị không người lái như ôtô, UAV, vv..., để trong môi trường 3D. Ví dụ như một robot các thiết bị này di chuyển được cũng phải sử muốn di chuyển được trong môi trường thì dụng công nghệ của thị giác máy tính. Ví dụ: trước hết robot phải hiểu được môi trường sử dụng công nghệ thị giác máy tính để xây xung quanh, bao gồm mặt đất khi robot di dựng các hệ thống nhận dạng biển số xe, hay chuyển và các vật cản. Để làm được điều này nhận dạng khuôn mặt trên facebook, được thì trên đầu robot thường gắn rất nhiều cảm minh họa trong hình 9(a). Rõ ràng thị giác biến hình ảnh để thu thập các thông tin hình máy tính là một ngành khoa học công nghệ ảnh từ môi trường, sau đó tiến hành phân hẹp nhưng được áp dụng rất nhiều trong các tích, nhận dạng đường đi, vật cản, sau đó hệ thống thông minh phục vụ cho cuộc sống mới ra quyết định di chuyển. Như hình 7, của con người. a) b) Hình 7: Minh họa robot di chuyển sử dụng công nghệ thị giác máy tính (a) Robot phục vụ trong nhà hàng; (b) Robot phục vụ cho việc dọn dẹp. 76  Tạp chí Khoa học & Công nghệ số 3 (8) – 2017
  6. TRAO ĐỔI THÔNG TIN KHOA HỌC a) b) Hình 8: Minh họa robot NANO trong quá trình tìm kiếm và cầm nắm đồ vật a) b) Hình 9: Nhận dạng khuôn mặt trên Facebook (a); minh họa một hệ thống học máy và đưa ra quyết định (b) Để xây dựng được các hệ thống thông Có thể nói học máy là hạt nhân của trí tuệ minh dựa trên công nghệ thị giác máy tính nhân tạo. thì cần có những hiểu biết chuyên môn về b) Đào tạo nguồn lực để đáp ứng nền tảng học máy (machine learning). Đây cũng là công nghệ của Cách mạng công nghiệp 4.0 một ngành khoa học có vai trò rất lớn trong Như đã trình bày ở phần trên, sự phát sự phát triển của trí tuệ nhân tạo và xây dựng triển của công nghệ này là rất mạnh mẽ. các hệ thống thông minh. Hình 9(b) minh Đồng hành cùng với sự nghiệp công nghiệp họa một hệ thống học máy. Một hệ thống hóa, hiện đại hóa đất nước thì các nhà máy, học máy còn được áp dụng trong các ngành khu công nghiệp được xây dựng ngày càng kinh tế như trong thống kê đưa ra các dự báo nhiều. Đặc biệt là các tập đoàn lớn như về kế hoạch phát triển nền kinh tế; trong thị SamSung, Canon, Panasonic, vv... đã mở trường chứng khoán dự đoán sự gia tăng và rất nhiều các nhà máy tại Việt Nam cũng sụt giảm của các ‘cổ phiếu’; trong y học sử như tỉnh Phú Thọ. Để đáp ứng được các dụng để học và đưa ra các hệ ra quyết định. yêu cầu về nguồn nhân lực chất lượng cao Tạp chí Khoa học & Công nghệ số 3 (8) – 2017  77
  7. TRAO ĐỔI THÔNG TIN KHOA HỌC cho các nhà máy, dây chuyền hiện đại thì Hiện nay, các học phần của ngành CNTT đòi hỏi nguồn nhân lực được đào tạo ra cần – Trường Đại học Hùng Vương phần lớn có chất lượng chuyên môn, thực hành nghề hướng đến việc đào tạo cử nhân ra trường cao. Khi đã đáp ứng được chất lượng theo có kỹ năng nghề về sửa chữa máy tính, yêu cầu của nước ngoài thì chắc chắn sẽ có giáo viên CNTT cho khối phổ thông, các một nguồn thu nhập ổn định. Cụ thể hơn trường Cao đẳng, Trung cấp và các Trường trong quá trình đào tạo nguồn nhân lực nghề. Đối với kỹ sư ra trường chủ yếu làm chất lượng cao như môi trường giáo dục đại các công việc quản lý đơn giản, lập trình học, cần trang bị cho sinh viên những kiến gia công phần mềm. Tuy nhiên với sự thay thức về công nghệ cao, công nghệ thông đổi và phát triển của công nghệ trong cuộc minh. Từ đó sinh viên ra trường mới có khả Cách mạng công nghiệp 4.0 thì cần có định năng làm việc và thích nghi với những dây hướng đào tạo nghề nghiệp lâu dài, bắt chuyền, máy móc hiện đại. Trong đó trọng kịp, đáp ứng được sự phát triển của khoa tâm là điều khiển được nó, xây dựng thêm học công nghệ, đặc biệt là xây dựng các hệ được các hệ thống phần mềm để khai thác thống thông minh. được các thiết bị mà các doanh nghiệp nước ngoài đã đầu tư. 4. Kết luận Hiện nay, qua tìm hiểu về chương trình Trong nghiên cứu này chúng tôi đã đào tạo ngành cử nhân Công nghệ thông tin giới thiệu được nền tảng công nghệ của tại Trường Đại học Hùng Vương, chúng tôi Cách mạng công nghiệp 4.0. Phân tích nhận thấy một số vấn đề như sau: nền tảng của công nghệ thị giác máy tính, • Kiến thức về đại cương vẫn còn nhiều, học máy và công nghệ robot để tìm hiểu, chỉ nên học các môn phục vụ chính cho nghiên cứu, từ đó định hướng được vấn chuyên ngành. Ví dụ như môn “Vật lý đề đào tạo nguồn nhân lực chất lượng cao đại cương” có vai trò như thế nào đối đáp ứng được sự phát triển của khoa học với ngành CNTT. công nghệ. Chúng tôi cũng đã đề xuất về • Các học phần về cơ sở ngành cần giảm chương trình đào tạo ngành CNTT của như “Lý thuyết ngôn ngữ”, “Phương Trường Đại học Hùng Vương để đào tạo pháp tính”. Hai học phần này đã được ra nguồn nhân lực đáp ứng được các công học và tính toán nhiều đến trong học nghệ thông minh. phần “Cấu trúc dữ liệu và giải thuật”. Trong cả phần cơ sở ngành chỉ có 9 giờ là Tài liệu tham khảo thực hành. Đây là một hạn chế, làm ảnh [1]  Cách mạng công nghiệp lần thứ tư là gì?, hưởng rất lớn đến khả năng lập trình, tư https://vnexpress.net/projects/cach-mang- duy lập trình, triển khai thuật toán. cong-nghiep-lan-thu-tu-la-gi-3571618/index. • Chúng tôi đề xuất thêm các môn html, Accessed on 22-Nov-2017. sau vào phần Kiến thức ngành: “Trí [2]  Ralf C. Schlaepfer and Markur, Koch and tuệ nhân tạo” (môn này từ giai đoạn Philipp, Merkofer, Industry 4.0 Challenges 2006–2010 là có), “Các hệ thống thông and solutions for digital transformation and minh”, “Học máy và ứng dụng”. use of exponential technologies, 2014. 78  Tạp chí Khoa học & Công nghệ số 3 (8) – 2017
  8. TRAO ĐỔI THÔNG TIN KHOA HỌC [3]  Reinhard, Geissbauer and Jesper, Vedso and vn/giao-duc-khuyen-hoc/vang-bong-khoa- Stefan, Schrauf, Industry 4.0: Building the hoc-du-lieu-o-he-thong-bai-giang-dai-hoc-o- digital enterprise, 2015. viet-nam-20170522115602522.htm [4]  Klaus, Helmrich, On the Way to Industrie [7]  Thông điệp từ bài giảng “Cách mạng công 4.0 – The Digital Enterprise, 2015 nghiệp 4.0” của Hiệu trưởng ĐHBK Hà [5]  Sabina, Jeschke, Robotics in Industry 4.0, 2016. Nội, http://sie.hust.edu.vn/thong-diep-tu-bai- [6]  “Vắng bóng” khoa học dữ liệu ở hệ thống bài giang-cach-mang-cong-nghiep-4-0-cua-hieu- giảng đại học ở Việt Nam, http://dantri.com. truong-truong-dai-hoc-bach-khoa-ha-noi. SUMMARY Training extention of information technology following method of computer vision, machine learning, robotics in industry 4.0 Van-Hung Le1,2 International Research Institute MICA, HUST–CNRS/UMI-2954 - GRENOBLE INP, Vietnam; 1 2General Statistics Office I ndustrial Revolution 4.0 has been developing strongly in all areas of social life. It also poses a large problem in the training of high quality human resources to satisfy the development of smart technology. In this article, we have introduced and analyzed the fundamental contents of computer vision, machine learning, and robotics in the building of intelligent systems; and the impact of these technologies on other indus- tries, such as business, banking, finance, planning. We also propose to change the IT training program at Hung Vuong University in the direction of high quality human resources to satisfy the requierment of enterprises. Keyworks: Industrial Revolution 4.0, Computer Vision, Machine Learning, Robotics, High Quality Human Resources. Tạp chí Khoa học & Công nghệ số 3 (8) – 2017  79
nguon tai.lieu . vn
Kiến trúc - Xây dựng Tự động hoá Điện - Điện tử Kĩ thuật Viễn thông Cơ khí - Chế tạo máy Năng lượng Hoá dầu Hoá học Sinh học