專訪MathWorks：MATLAB人工智能時(shí)代技術(shù)崗位的必備技能
2019-08-28 14:36:49
周菊香，EETOP原創(chuàng)
點(diǎn)擊關(guān)注->創(chuàng)芯網(wǎng)公眾號，后臺告知EETOP論壇用戶名，獎勵200信元
? Google產(chǎn)品高級副總裁Jonathan Rosenberg曾說過：“如果你想在谷歌工作，請確保你會用MATLAB。”
? 在LinkedIn上，MATLAB技能是MIT和其他頂尖理工院校畢業(yè)生最常提及的技能，同時(shí)也是成千上萬的技術(shù)崗位的必備技能。
在AIoT時(shí)代，產(chǎn)品迭代更新速度更快。縮短產(chǎn)品研發(fā)周期，加速上市時(shí)間已是共識。MATLAB是一種用于算法開發(fā)、數(shù)據(jù)分析、可視化和數(shù)值計(jì)算的編程環(huán)境，被稱為“科學(xué)計(jì)算的語言”。MATLAB工具平臺代表了未來的設(shè)計(jì)理念，也是面向智能化時(shí)代、自主時(shí)代的這樣設(shè)計(jì)軟件。近日，EETOP受邀，對MATLAB的開發(fā)商MathWorks公司中國區(qū)總經(jīng)理曹新康先生進(jìn)行了深度采訪。
MATLAB，面向未來的設(shè)計(jì)生態(tài)
MATLAB是什么？基于用戶計(jì)算和數(shù)據(jù)分析的編程工具？不僅僅是。它是是一種用于算法開發(fā)、數(shù)據(jù)分析、可視化和數(shù)值計(jì)算的編程環(huán)境，被稱為“科學(xué)計(jì)算的語言”。目前，MATLAB還加入了更多的計(jì)算機(jī)視覺處理，包括現(xiàn)在大熱的機(jī)器學(xué)習(xí)、人工智能，都會大量用到這些可視化的工具。從航空航天、軍工到汽車，再到生物制藥、通訊、半導(dǎo)體、金融等，MATLAB都是被深度使用的工具。據(jù)介紹，像前兩年比較熱的引力波，以及今年很熱的黑洞的照片，MATLAB工具都是非常重要的組成部分。此外，現(xiàn)在通用汽車出一輛雪佛萊新一代產(chǎn)品的話，里面差不多有超過1億行的嵌入式代碼，其中超過80%都是用MATLAB工具制作生成的。特斯拉包括它的Space X都是MathWorks的企業(yè)級客戶。”
MathWorks所提供的工具平臺，正是為未來時(shí)代而生。對于此，曹新康特別拿國內(nèi)現(xiàn)在新出現(xiàn)的很多造車勢力來舉例。傳統(tǒng)如寶馬、通用等的百年造車企業(yè)，都是花了很大的代價(jià)才走到今天。而今天，由MathWorks提供的工具箱平臺，已經(jīng)大大降低了造成的門檻。特斯拉就是一個絕對的創(chuàng)新能手。當(dāng)年特斯拉造車的時(shí)候，在設(shè)計(jì)的階段，他就用MathWorks的工具測試了幾十個動力總承的模型，完全是在Simulink的環(huán)境下做測試，所以整個研發(fā)周期大大降低，研發(fā)成本也大大降低。曹新康特別強(qiáng)調(diào)說：“我們已經(jīng)進(jìn)入一個智能化時(shí)代，進(jìn)入到了一個自主控制系統(tǒng)的時(shí)代。MathWorks的工具平臺更多的是說面向未來的設(shè)計(jì)理念，面向未來的設(shè)計(jì)流程和面向未來的設(shè)計(jì)環(huán)境。”
Simulink是一種圖形環(huán)境，可用于對多域動態(tài)系統(tǒng)和嵌入式系統(tǒng)進(jìn)行仿真和基于模型設(shè)計(jì)，是一個很大的工具平臺。事實(shí)上，MATLAB和Simulink打造的是一個研發(fā)生態(tài)，里面有100多個工具箱，包含了從科學(xué)計(jì)算到自動控制等。其中科學(xué)計(jì)算擁有很龐大的內(nèi)容，包含了繼續(xù)學(xué)習(xí)優(yōu)質(zhì)內(nèi)容，然后信號處理；而自動控制，不管是做汽車，還是飛機(jī)，都將廣泛應(yīng)用到這些工具。
對于現(xiàn)在中國特別重視的芯片產(chǎn)業(yè)，MATLAB和Simulink也都是被深度使用的工具。曹新康介紹說，像荷蘭的ASML、臺機(jī)電、Intel等，所有能列出的在這個行業(yè)頂尖的公司，都是MathWorks的客戶，而且是深度使用MATLAB客戶。針對現(xiàn)在非常火的開源系統(tǒng)，EETOP也特別提問：商業(yè)軟件和開源系統(tǒng)的區(qū)別及競爭優(yōu)勢。
曹新康概括總結(jié)了以下比較典型的平臺優(yōu)勢：
首先，兼容性。商業(yè)軟件和開源系統(tǒng)本身并不是對立的。MATLAB和Simulink都是開放的兼容環(huán)境，可以跟開源的社區(qū)提供很好的相對支持。用戶可以同時(shí)在不同的環(huán)境下工作，從而可以有效提高產(chǎn)品開發(fā)的速度，以及最重要的達(dá)成商業(yè)應(yīng)用的終極目標(biāo)。
其次，穩(wěn)定性。商業(yè)軟件每個版本都是經(jīng)過嚴(yán)苛測試才會發(fā)布的，并且發(fā)布后的版本也會及時(shí)打補(bǔ)丁，確保用戶用到的軟件都是最好的。
易用性。開源系統(tǒng)對使用者有很高的要求，必須是一個計(jì)算機(jī)專業(yè)，才有可能能把那些庫打起來、跑起來。而使用MATLAB和Simulink非常容易，不是計(jì)算機(jī)專業(yè)的，也很容易上手。除了工具手段輕松快捷之外，還提供豐富的幫助文檔，以及背后還有技術(shù)工程師給予技術(shù)支持。
完整性。MATLAB和Simulink是一個完整的工具平臺，它可以進(jìn)一步將模型優(yōu)化，跟某個產(chǎn)品結(jié)合起來，把功能加到產(chǎn)品上，是一個工程實(shí)踐的過程。而開源系統(tǒng)實(shí)際上并沒有這樣完整的工作流程來支持產(chǎn)品開發(fā)，或者也沒有辦法輕松的將整套產(chǎn)品開發(fā)流程整合起來。
第五，提高效率，縮短產(chǎn)品開發(fā)周期。
MATLAB實(shí)際上是一個非常自然的，符合自然語言邏輯的語言，跟人的自然思維習(xí)慣很接近。另外，它的功能很強(qiáng)大，作為工具平臺，涵蓋了科學(xué)計(jì)算、信號處理到自動控制。曹總舉例說到，上海交通大學(xué)無線通信技術(shù)研究所要做一個5G車聯(lián)網(wǎng)的項(xiàng)目，該項(xiàng)目涉及的專業(yè)涵蓋了自動控制、信息工程、電氣工程、電子工程等，當(dāng)然還要包括計(jì)算機(jī)、通信儀器，以及很多測試科學(xué)。如果每個環(huán)節(jié)都專人專力去疏通，那必然是一項(xiàng)非常浩大的工程。而上海交通大學(xué)使用MATLAB和Simulink的工具平臺，并實(shí)施Campus-Wide License(全校正版授權(quán))，就能把所有這些學(xué)科很自然統(tǒng)一和結(jié)合起來，從而促進(jìn)了學(xué)科的融合和交叉，使得項(xiàng)目更容易向前推進(jìn)。
MATLAB的教學(xué)意義
MathWorks對教育非常重視，可以說是一直都具備教育情懷的企業(yè)。雖然教育業(yè)務(wù)在整個公司營收占比很小很小，但在教育板塊的投入在人力資源就與商業(yè)用戶的投入不分上下，這源于MathWorks的創(chuàng)始人是兩個很有情懷的數(shù)學(xué)家，MATLAB是他們初創(chuàng)的，也一直以加速科學(xué)和工程的進(jìn)步為公司的宗旨。
現(xiàn)在人工智能很火，在這些企業(yè)里，有大量的人才需求。我們經(jīng)常能看到，普普通通一個人工智能設(shè)計(jì)工程師，就能拿到非常高的薪資。這些企業(yè)愿意開這么高的工資，是因?yàn)樗麄兩钪髽I(yè)去培養(yǎng)自己的研發(fā)人員去學(xué)這些工具、這些方法的話，將會花費(fèi)更多的錢，而且由此產(chǎn)生的時(shí)間成本和機(jī)會成本也是無法估量的。
相比其它語言或工具，MATLAB和Simulink的入門實(shí)際上是非常容易的。在中國，還提供有中文幫助，甚至還有教學(xué)視頻、教學(xué)環(huán)境等入門資料。MathWorks一直致力于增強(qiáng)工具的應(yīng)用性研究，從而很好的提高使用者學(xué)習(xí)和使用的效率。比如做人工智能，如果要做深度學(xué)習(xí)，傳統(tǒng)做法可能需要幾個月甚至半年一年的學(xué)習(xí)時(shí)間，但是用MATLAB通過入門課程，可以在2、3小時(shí)快速掌握深度學(xué)習(xí)基本概念，開始人工智能應(yīng)用開發(fā)。
工具平臺代表了未來的設(shè)計(jì)理念，也是面向智能化的時(shí)代、自主時(shí)代的這樣一個設(shè)計(jì)。目前，全球有超過6500所大學(xué)采用了MathWorks提供的MATLAB作為其教學(xué)工具，其實(shí)這里面有超過1300家大學(xué)都已將其許可證升級為 MATLAB Campus-Wide License（正版全校授Simulink權(quán)）。現(xiàn)在的教學(xué)更加強(qiáng)調(diào)動手，尤其是基于項(xiàng)目學(xué)習(xí)。所謂基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)，現(xiàn)在國內(nèi)教育有一個很典型的項(xiàng)目叫產(chǎn)學(xué)研融合項(xiàng)目。MathWorks所提供的MATLAB&Simulink及其工具，就很契合這個教育項(xiàng)目中。MATLAB和本身是工程設(shè)計(jì)平臺，包括科學(xué)研究、工程設(shè)計(jì)。今年6月，MathWorks在中國實(shí)現(xiàn)了一個非常有意義的里程碑，實(shí)現(xiàn)了中國C9，即所有9所高校全部成為了MathWorks Campus-Wide License（正版全校授權(quán)）的客戶。其中清華大學(xué)早在三四年前就已經(jīng)采用，是比較早一批Campus-Wide License（正版全校授權(quán)）的使用者。MATLAB和Simulink一方面可以助力清華在學(xué)術(shù)上實(shí)現(xiàn)成功；另一方面助力學(xué)校為國家，包括為世界提供頂尖的人才。因?yàn)镸ATLAB和Simulink是一個非常重要的工具，學(xué)生必須掌握這些工具和必要的技能，來為他們未來的職業(yè)發(fā)展做準(zhǔn)備。
過去的學(xué)習(xí)大多都是填鴨式的，在整個學(xué)習(xí)過程中存在很大的偏差，尤其是不能根據(jù)工程需要來進(jìn)行。MathWorks提供的工具，本身是跟工程聯(lián)系很緊密的一個開發(fā)環(huán)境。工具中提供了很多直接工程中有相當(dāng)廣泛應(yīng)用的基礎(chǔ)硬件支持。MATLAB不僅提供可基于Window、Mac、Linux操作系統(tǒng)的版本，此外還有在線版的MATLAB，使用者還可以將MATLAB放在移動端、手機(jī)端、APP端。使用者可以跨過很多初級的門檻，將時(shí)間和精力更多的花在自己的專業(yè)領(lǐng)域上。對于學(xué)生來說，很容易實(shí)現(xiàn)他們的想法，只要他專注在自己的專業(yè)、關(guān)注自己的創(chuàng)意想法，去花到構(gòu)建系統(tǒng)和設(shè)計(jì)模型中，也不需要花費(fèi)時(shí)間和精力在手寫代碼上，用MATLAB和Simulink工具可以去自動實(shí)現(xiàn)，更容易獲得成功。這也是現(xiàn)在工業(yè)界很廣泛采用的開發(fā)模式。
目前，MathWorks已獲批教育部新工科產(chǎn)學(xué)研的合作項(xiàng)目，關(guān)注新興學(xué)科建設(shè)，特別是機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)，自動駕駛、物聯(lián)網(wǎng)、視覺、機(jī)器人、工業(yè)4.0這7大類，在課件、習(xí)題、實(shí)驗(yàn)中采用MATLAB和Simulink平臺進(jìn)行教學(xué)模式和體系的深入探索。
貫穿本科的MATLAB & Simulink 新工科教學(xué)改革方案(以通信工程專業(yè)為例)
大一： 高等數(shù)學(xué)部分，增加MATLAB 高等數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)部分，培養(yǎng)學(xué)生的基本編程能力和數(shù)學(xué)應(yīng)用能力；
大二： 線性代數(shù)和概率部分，增加相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，繼續(xù)增強(qiáng)學(xué)生的編程能力和基本的工程應(yīng)用能力，如數(shù)據(jù)分析、數(shù)學(xué)建模、算法設(shè)計(jì)能力。大二在部分專業(yè)基礎(chǔ)課程部分，增設(shè)MATLAB實(shí)驗(yàn)和項(xiàng)目實(shí)踐內(nèi)容，培養(yǎng)基本專業(yè)理論的應(yīng)用能力。
大三：在專業(yè)課部分，增加實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐環(huán)節(jié)，鼓勵學(xué)生將所學(xué)的專業(yè)知識通過平臺轉(zhuǎn)化成工程產(chǎn)品原型。
大四：在課程設(shè)計(jì)或畢業(yè)設(shè)計(jì)中，鼓勵學(xué)生系統(tǒng)使用基于模型設(shè)計(jì)的技能完成完整的工程項(xiàng)目。
跟高校的合作中，除了課程教學(xué)方面的合作之外，還有一些項(xiàng)目的合作。MATLAB每年都會提供兩個更新的版本，工具內(nèi)容的更新上，MathWorks會提供選題，高校老師可以挑選課題，然后按照項(xiàng)目的要求執(zhí)行，除了軟件技術(shù)支持和技術(shù)資料之外，MathWorks還會提供一定的經(jīng)費(fèi)支持。最重要的，項(xiàng)目完成之后，MathWorks會對項(xiàng)目進(jìn)行審核，進(jìn)一步鞏固成果，建設(shè)成可共享的內(nèi)容。MathWorks希望通過這些方式，建立出一個標(biāo)準(zhǔn)，共享給所有的高校，服務(wù)于更多的人，這也是這個項(xiàng)目合作的初衷。
關(guān)于 Campus-Wide License （正版全校授權(quán)）和商業(yè)版授權(quán)模式的區(qū)別，可能很多人會關(guān)心，曹新康也做了特別清晰和明確的說明：MathWorks 在國外有學(xué)生版，這個學(xué)生版沒有加入很多商業(yè)用戶的工具箱，里面包含的工具箱可能只有十幾個。不過在中國，MathWorks提供的Campus-Wide License是正版全校授權(quán)，也就是在這個學(xué)校里面，可供任何人、在任何地點(diǎn)使用。老師和學(xué)生們可以非常容易地使用工具進(jìn)行教學(xué)、學(xué)習(xí)\開發(fā)。同時(shí)，Campus-Wide License （正版全校授權(quán)）和商業(yè)版在產(chǎn)品性能上沒有任何差別，而商業(yè)用戶都是按工具箱采購的，而Campus-Wide License （正版全校授權(quán)）是全模塊的。而且Campus-Wide License （正版全校授權(quán)）的一個好處是始終保持升級，始終為最新版本。
面向未來，MathWorks 持續(xù)跟蹤所有的技術(shù)趨勢變化，始終致力于提供最新的前沿技術(shù)，每年都會保持更新兩個版本。曹新康最后特別強(qiáng)調(diào)說：“學(xué)校里充滿了任何可能，他們代表著未來、代表著創(chuàng)新，MathWorks鼓勵高校師生去嘗試任何可能！”或許，我們聽聽下面這些使用者們的評價(jià)，會更知道 MATLAB 和 Simulink 在高校的重要意義。
“我們可以讓學(xué)生參與到技術(shù)前沿的研究中。這些工具讓研究群體和學(xué)生，包括生物學(xué)專業(yè)的學(xué)生和工程師可以專注于研究，不用花那么多時(shí)間在編程上。”
----麻省理工大學(xué)(MIT) 和哈佛大學(xué)Gil Alterovitz博士
“學(xué)生選擇MATLAB 要比C 等底層開發(fā)語言快得多。他們可以在MATLAB 中嘗試并立即獲得可視化反饋。當(dāng)我們將MATLAB與實(shí)踐動手結(jié)合起來時(shí)，我們從理論、到數(shù)值計(jì)算、再到實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)，都有了完整的進(jìn)展.”
----Dr. Jamie Evans，University of Melbourne
我們可以讓學(xué)生參與到技術(shù)前沿的研究中。這些工具讓研究群體和學(xué)生，包括生物學(xué)專業(yè)的學(xué)生和工程師可以專注于研究，不用花那么多時(shí)間在編程上。
——麻省理工大學(xué)（MIT）和哈佛大學(xué) Gil Alterovitz博士
關(guān)鍵詞：
MATLAB
Simulink
