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课题介绍

人工智能正在为人机交互带来巨大的推动作用。目前，人工智能是从感知智能向认知智能发展。例如：机器可以进行自主学习且变得更为智能吗？我们可以输入指令让电脑执行日常任务：比如开车吗？现如今，机器学习无处不在，它正在深刻地改变我们的社会。人工智能与机器学习，即使不使用解决方案逻辑编写明确的程序，也可以解实际生活中的决许多问题。当我们尝试通过互联网使用信用卡购买商品时会发生什么？我们如何确保网上银行系统的安全性？我们可以设计一个不能被破解的密码吗？的确，人工智能在最近两年大出风头，无人驾驶汽车，阿尔法狗战胜人类最强棋手，演唱会人脸识别抓捕逃犯，手机多国语言在线翻译，这一切一切无不给我们带来深深的震撼，可以说人工智能将在不久的未来引来巨大的爆发式增长，对我们每个人的生活带来深刻的影响。

因此，本课题将会系统探索人工智能与机器学习之间的相互作用。在我们的日常生活中，这一领域也起着越来越重要的作用。近些年来，机器学习的应用范围从金融应用程序到军事领域，再到比特币，甚至在保护日常的应用程序（如微信和WhatsApp）的安全方面等。本课题将面向初学者介绍人工智能/机器学习与密码学和区块链等非常热门的主题，且这些领域正在蓬勃发展，并提供了巨大的潜力。

导师介绍

Prof. V G

• 加州大学洛杉矶分校博士学位
• 卡耐基梅隆大学计算机理论组、计算机加密技术组主要负责人
• 曾在微软研究部担任过7年的研发工作、计算机加密技术领域专家，27个国际计算机加密技术峰会项目成员
• 2016年获得网络安全顶级会议测试奖
• 荣获JP Morgen教员奖学金，微软研究生奖学金及谷歌杰出研究生奖
• 研究多次被《麻省理工科技评论》及《自然》等大众科学出版物收录及出版
• 2013年度福布斯30位30岁以下科学及医疗领域杰出人获奖者之一（30 under 30）

学校介绍

卡内基梅隆大学（Carnegie Mellon University），简称CMU，是美国25所新常春藤盟校之一。2020年QS世界大学学科排名中，其计算机与信息系统学排名世界第3。截至2019年3月，该校共培养出了13个图灵奖、17个诺贝尔奖、9个奥斯卡金像奖、114个艾美奖、44个托尼奖得主。长期以来，CMU的计算机系都占据全美第一的位置，学校的软件工程专业全美排名第一，其研究院更是美国国防部的军官研究院。CMU位列CSRankings排名世界第一。U.S. News计算机本科及硕士项目与斯坦福大学，麻省理工学院，加州大学伯克利分校并列全美第一。CMU的量化金融硕士项目（MSCF）也常年位列全美前3。此外，CMU戏剧学院还被好莱坞报道评为全美五大最佳本科戏剧学院之一。CMU的其他理工科专业也名声显赫。梅隆科技学院（Mellong College of Science）培养了10名诺贝尔奖得主；同时该院是全球第一个开设“绿色化学”课程的学院；硅胶、防弹材料、现代主流的塑料制造工艺都是该学院的研究成果。

学习目标

• 理解人工智能及机器学习的核心概念
• 探索机器学习与图神经网络的发展历程
• 学习区块链和深度学习等高端技术
• 预测机器学习和计算机科学方向挑战和机遇

项目产出

• 导师私人推荐信(导师EDU邮箱网推)
• 导师签字课程证明
• 导师签字项目评价表
• 项目推荐信
• 国际EI/CPCI会刊论文辅导及发表(独立第一作者)
• 实地或远程参加国际学术会议(学生可选参加与否)

项目优势

• 在地国际化特色
  不出国门，就可以跟随海外名校导师进行学术研究，既为学生及其家庭节省了国际旅费又避免了时差等不适应性。
  
• 海外名校现职导师全程授课并指导科研
  导师均为海外名校现职导师，具有丰富的学术和科研经验，导师将根据中国学生特点设计课题，学术性与趣味性兼备，让学员在学术框架下，充分发挥想象力和创造力，从开题、文献检索、科研报告撰写、修改等多个环节进行学习，实现理论与实践的融会贯通。
  
• 中国双一流名校现职导师全程直播辅助指导
  导师均为国内双一流高校现职导师，具有丰富的学术和科研经验，导师将根据中国学术发展方向以及中国学生特点设计课题，学术性与趣味性兼备，中方和外方导师双师让学生在同一领域探索更多学术内容，同时让学员在学术框架下，充分发挥想象力和创造力，实现理论学习与实践应用的同步发展。
  
• 专业TA/RA助教全程辅助
  助教将经过严格筛选，择优录取相关专业Master/PhD，并通过系统化培训及考核后参与进入科研项目组。助教将协助学生进行课题知识的预习和复习，并为学员提供辅助性指导和技术支持。此外，助教将与学生分享自身升学、海外学习和科研等经验，更加贴近学生实际情况，提供辅助性建议。
  
• 专业论文老师1V1辅导论文发表
  每一位论文老师通过严格筛选，为学生量身制定国际会议及时间规划，另外在论文选题，论证，语言组织，排版，选会，投稿，录用，见刊，检索一系列环节上，论文老师会为学生提供一对一论文指导，确保学术论文地道、专业、顺畅、高效地发表。
  
• 全面提升多项能力，提高名校录取几率
  为来自全球高中生及大学生提供经济便捷的世界顶级学术研讨和实践的参与机会，帮助学生培养批判性思维、分析和创造性思维、复杂沟通（口头和书面表达）和全球视野，通过深度学习，帮助学生大幅提高申请几率，并向成为国际水平高精尖领域人才和高水平创新人才更近一步。

项目细节

1.上课形式

ClassIn在线教室小班互动

2.开课时间

2023.03.11

3.项目周期

10周学术科研

4.课时数量

140个课时

适合人群

• 高中生和大学生

课程大纲

Lecture 1

什么是机器学习? 什么是人工智能? 它们常见的应用是什么? 为什么这是一个如此令人兴奋的话题? 监督学习和非监督学习；分类和回归

Lecture 2

线性回归与多项式回归: 线性回归可能是最基本的机器学习算法；我们将系统学习线性回归的基础，代价函数的概念及梯度下降算法；我们将使用第一个学习算法来解决现实世界中的实际问题，进而复习线性代数；学生将看到是如何处理线性回归和多项式回归概念中的多重特性；我们也将看到如何用矩阵代数来解决线性回归的正规方程的相关方法

Lecture 3

物流回归分析，神经网络，支持向量机，K-Means Clustering算法: 我们将看到物流回归，机器学习之Sigmoid函数，和物流回归成本函数；我们将学习神经网络的基础知识：如何建立和表示神经网络，并训练神经网络；最后我们将从高层次上了解支持向量机(SVMs)的概念，进而将转向无监督学习，并学习流行的K-means聚类算法

Lecture 4

全自动玩游戏: 机器可以聪明到玩国际象棋或围棋，甚至打败人类高手吗? 我们将介绍组合游戏的专业知识，并系统介绍在计算机上实现的理论和算法，并用于赢得棋盘游戏的方法；我们将着眼于许多几乎所有人都在孩童时期玩过的桌面游戏

Lecture 5

机器学习: 只要有大数据，就会涉及隐私问题; 我们能在不侵犯数据隐私的情况下训练模型吗? 这是AI/机器学习中最热门的领域之一; 我们将学习基础知识，并涵盖一些密码技术，以帮助做机器学习，同时保护数据隐私

Lecture 6

最终成果展示、课题答疑