真正的人工智能教育需要一些更具开放性的产品。
打开AI学习“黑盒子”，大疆教育推出AI教育新产品
来源|多知网
作者|徐晶晶
图片来源|受访对象供图
4月21日，大疆教育AI人工智能教育套件(以下简称套件)正式上线。
这是一款面向中小学的软硬件平台结合的AI基础教育工具，团队“希望解决现在中小学人工智能到底要教什么、学生如何学的核心问题”，打开孩子们AI学习的“黑盒子”。
新产品正式开始接受市场和用户的检验，无论是对大疆教育还是对产品负责人杨小虎来说，这自然是意义特别的一天。但，探索不止于此。
01
“真正的人工智能教育需要一些更具开放性的产品”
杨小虎，一名颇具“大疆气质”的产品经理。
在杨小虎眼中，大疆是一家“做事纯粹、习惯洞察事情本质、崇尚工程师文化”的公司。这样的风格和气质也决定了“大疆要做的任何产品都是希望超越用户想象的”。
算起来，今年已经是杨小虎在大疆的第9年，进入教育业务线的第3年，以及成为一名父亲的第8年。此前他参与研发了大疆第一代数字图像传输产品以及农业、行业应用的终端带屏遥控类产品。
从原来单纯做产品，到如今以教育类产品的典型用户视角主导产品研发，和所有父母一样，杨小虎会格外关注对孩子未来的创新创造能力、职业能力的培养。“如果你不是典型用户，很难做好这种产品。因此，我们做产品最底线的一个标准就是自家孩子用不用?是否感兴趣?”
“在产品设计上，首先要能激起孩子的兴趣，要好玩，此外要有团队，要有一个综合性的项目来承载。”惟其如此，才能激发学生学习的主动性和能力。
一个细节是，为了做好这款产品，杨小虎通读了教育学相关书籍，包括《教育心理学》《儿童心理学》《未来的学校》《为孩子重塑教育》《教育的未来》等。
在他看来，与研发其它领域产品不同的是，教育产品由于用户年龄跨度长，对人才培养的需求不聚焦，而且会随着社会的发展而不断改变。因此这是一个需要实时跟踪用户需求且动态迭代产品的过程。换句话说，这是一件长期主义的事。
折射在核心KPI上的不同在于，“我们教育线追求的不是现在要盈利多少，这个是跟其他业务在核心KPI上的不同。因为一旦商业利益非常明确的话，就会束缚住你对教育产品探索真正的可能性。”杨小虎说。
这是一个跨界者突破舒适区、克服挑战、不断攀登下一个高峰的故事。
回到2021年初，套件正式立项。
作为一款软硬件平台结合的AI学习和开发环境，它主要面向中小学生。其核心特色是让中小学生完整体验AI开发的全流程。在老师的指引下，学生可从数据采集开始参与数据标注、模型训练、模型部署、模型应用等全部开发步骤，从零开始构建自己的AI应用作品。
为什么要做这样一款产品?这要从大疆教育的前身说起。
2013年，大疆开始探索教育业务。2015年，为选拔有工程技术创新力的人才，大疆发起了第一届面向高校的 RoboMaster 机甲大师赛。2018年，大疆教育开始将机器人和人工智能教育从大学生新工科教育下沉到青少年阶段。
在大疆探索青少年人工智能教育领域两年后，杨小虎和团队开始注意到，被2017年《新一代人工智能发展规划》等政策带动起来的 K12 AI 教育领域里存在的一个明显问题是，真正落地到学校的人工智能教育产品缺乏体系，效果并不尽如人意。
当前，和人工智能教育结合的课程往往是中小学的信息科学课、综合实践课、编程课、机器人课程等。“这些课程、产品往往并不系统，且只停留在按说明书操作的蜻蜓点水式体验上，并不能启发孩子对人工智能真正产生兴趣，离真正的人工智能教育还很远。”
杨小虎认为，“真正的人工智能教育需要一些更具开放性的产品，让学生有进行探索和创造的可能性。”
因此，2021年初，套件正式立项，这一产品的核心目标指向培养青少年对人工智能领域探索和创造的能力。杨小虎对这一产品的期待是，“希望它能解决现在中小学人工智能到底要教什么、学生如何学的核心问题，希望它能成为中小学人工智能教育场景下的最佳实践方案。”
02
坚持“真AI”，“低门槛、高上限”
根据上述目标，团队提炼出产品的理念“真AI，开启深度学习”。据杨小虎介绍，这也是产品研发之初便定下的，同时也指明了产研团队努力的方向。
从中可以看到整个产品的两个设计初衷：
其一，真AI。即产品要令中小学生体验到真正的人工智能教育，对 AI 领域建立系统认知，完整体验 AI 开发全流程。一个巧思是，“真AI”也谐音“真爱”，期望能结合这一产品及其配套的场景化设计的项目制课程内容，让孩子真正对人工智能产生兴趣。
其二，开启深度学习。人工智能范畴很广，包括机器学习、自然语言处理等，其最内核的是深度学习神经网络的知识点。所以这款产品的核心便是传递“深度学习”的知识和技能。这里的深度学习还有另一层含义，人工智能是跨学科整合的领域，学生需要逐步深入的持续性学习。
由于主要面向中小学群体，对大疆而言，设计这一产品最核心的考量点是，人工智能作为前沿尖端的科技，如何让中小学生既能学懂又能真正对此产生兴趣？
杨小虎介绍了产品的核心设计原则——保持“低门槛、高上限”。
低门槛就是确保产品使用的各个环节都简单易懂，符合学生的认知规律。同时形式上也不能局限于“你讲我听”，而是让学生能上手操作。
高上限体现在硬件和软件具备强大的性能和开放性，因此对于高阶的学生，也具备足够高的上限，可支持学生做出自动瞄准射击等高性能 AI 应用。
由于目前中小学极缺懂人工智能教育的老师，因此，低门槛、高上限，也要降低老师的使用门槛，同时也要让老师有自主构建教学内容的空间。
说起来容易，但这对产研团队来说却是个挠头的事。
杨小虎感慨，整个研发过程中，“最大的挑战是怎样把人工智能这种非常前沿的技术做成一个教育类的产品，让对人工智能没有过任何认知的孩子能够体验和掌握。”
从底层来讲，机器之所以可以产生智能，核心是解决了数据、算法、算力三个问题。但对师生来说，直接理解数据、算法、算力非常难。
对此，团队设计了一套简化但完整的体验流程，让学生完整体验真正的AI项目开发的全过程。学生可以用AI模块去采集数据(即拍摄视频，如想识别篮球，就要先拍摄各种场景及角度下的篮球)，将数据上传到AI训练平台，再对数据进行标注(用拖方框的方式告诉计算机画面的哪部分是篮球)，最后将标注后的数据喂给神经网络进行模型训练。这便是通过AI算法训练出一个模型的完整过程。
“每个环节都要做到上手容易，同时能给孩子一系列的反馈。这样才能激发他进一步学习的动力。”因此产品采用半自动标注，支持自动追踪目标，学生只需要进行微调;内置神经网络模板，学生不需要自己去选择神经网络并进行复杂的参数调整过程，整个训练过程可视化，便于学生理解。
杨小虎说，另一个很重要的点是，怎样能让中小学生建立起人工智能思维。“让孩子了解人的能力与人工智能能力的区别，知道未来要培养与人工智能差异化的能力，而不必去学人工智能擅长的东西。”
“究竟怎样才能让孩子体验到AI在某些方面比自己要强？”团队为此讨论了数次。最后决定通过 RoboMaster 青少年比赛中(大疆主办的中小学生机器人射击对抗类团队竞技比赛)的“自动瞄准射击”这一技术点，让孩子体验到。
为此，团队内部先用套件做了一个自动瞄准射击的程序。“刚开发出来时，人工智能的水平很低，人很容易PK掉人工智能。但经过模型的不断迭代，当人操作稍有疏忽时，人工智能则抓住时机自动瞄准发射，一下子把人击败了。”
在这个场景中，学生同样也能意识到“人的智能”的重要性。由于这是一场团队竞技类的比赛，团队的战术、配合不可或缺，因此也就给出了“如何培养人工智能思维”这一核心问题的第二个答案——让孩子体验到人的能力和机器的能力差别是什么，意识到未来要学机器无法取代的能力。
针对“如何培养人工智能思维”，杨小虎给出的第三个答案是，在未来，这一代孩子会进入与AI机器人大量协作的时代，须学会让人工智能为我所用，才能赢得未来。
产品上线并不意味着研发结束。
在研发挑战外，团队设想过，产品普及推广的最大阻力在于学校。“一方面，当下很多学校并不具备相应的环境和条件，再加上学校要看到新产品的教学成果，这其实需要一个长周期。”
“但是我们还是比较有信心的。”杨小虎话锋一转。他提到，在此前的产品试运行阶段，团队已经收到一些合作校关于新产品的反馈。
“老师们觉得，它可以真正让学生动手操作，在实践中去体验。首先他会体验到人工智能学科的基本概念，不仅是听老师讲一下概念，还可以自己上手去做数据标注、算法的模型训练、模型部署等这些基本的过程，更透彻的理解概念和原理。另外，它是开放性的，是基础性的工具类的平台，学生可以充分发挥想象力，创作自己的作品，去解决校园里、生活中的一些实际问题。比如要制作一个校园超市的自动零食结算机，学生就可以完成。”
03
未来：仅有硬件还不够，将构建虚实结合的教育解决方案
在套件之前，大疆已有两款主要产品进入了中小学的教学场景：一个是RoboMaster TT教育无人机，另一个是RoboMaster EP 教育机器人(地面机器人)。
区别于前面的产品，它在产品体系里有两个用途：它本身可以作为一个独立的AI平台，同时套件里的模块可以拆装下来，和飞行器组合，和地面机器人组合，横向联通，赋予他们更强的、更开放的AI开发的能力。
“大疆的所有的产品都是先让孩子有兴趣玩起来，我们又会再走一步，变成可以构建教学应用的平台。”
新产品能否完成它最初被寄予的使命，仍需时间检验。可预见的是，对杨小虎和团队来说，关于人工智能教育的探索与创新不会停止。
杨小虎认为：“孩子的工程技术创造能力到底怎样才能得到培养?需要创造什么样的环境，提供什么样的产品、服务，从而能启发他们建构自己的知识和能力。我们认为这其实是一个非常底层的核心问题。”
他认为，大疆教育当前的产品初步解决了产品从无到有的问题。下一步，要通过完善课程内容和软件模拟器往构建虚实结合的教育解决方案的方向前行。这是因为，“大疆教育始终希望面向普及类的科创教育场景，启发更多孩子的科技梦。”
“对前端大部分学生的兴趣开蒙会通过软件的模拟器来实现，对后续真正有兴趣又有志于此的孩子，再导向硬件实物学习。”
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本文作者：徐晶晶
