基于知识图谱的机器人工程新工科专业建设方法研究

作     者：于璟初 

作者单位：华中科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：刘怀兰

授予年度：2022年

学科分类：0401[教育学-教育学] 04[教育学] 080202[工学-机械电子工程] 08[工学] 081203[工学-计算机应用技术] 0804[工学-仪器科学与技术] 040102[教育学-课程与教学论] 0802[工学-机械工程] 0835[工学-软件工程] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

主      题：新工科专业建设 机器人工程专业 多源数据挖掘 知识图谱 

摘      要：机器人工程专业建设研究对满足相关产业未来人才需求、推动产业发展和经济进步、提升国家科技实力、解决科技“卡脖子问题有着重要意义。基于专家研讨的专业建设方式虽在传统工科建设上取得了一定的成绩,但机器人工程专业作为一门新工科专业相较传统工科专业知识体系更为复杂、学科边界模糊,且机器人工程专业学科发展速度快、变化大。依靠传统的专家研讨的方式来进行专业建设难度大、耗时长,因此,本文以机器人工程专业为例提出了一种基于知识图谱和深度学习的“新工科专业建设方法以支撑专家进行专业建设决策。首先,通过对机器人工程专业建设需求的分析,制定了多源数据的选取和检索方案。通过对专利、论文、岗位需求和现有培养方案的整理与分析,弥补了传统专业建设过程中缺乏有效数据支撑的缺陷。其次,挖掘专利、论文、岗位需求和培养方案多源数据构建机器人工程专业知识能力体系,实现学科边界界定和知识单元划分。同时,基于上述内容构建机器人工程专业知识图谱,实现机器人工程专业多维信息可视化表达,有效支撑专家进行专业建设决策。最后,基于知识图谱表征构建预测分类模型,完成对机器人工程专业关键技术预测和其作为研究型本科教学内容的评估分类,并通过专家交互的方式验证了该知识图谱和预测分类模型的准确性和有效性,有效提升了机器人工程专业建设质量和效率。此外,本方法也可用于“新工科建设领域的其他专业,为专家进行专业建设提供决策支持。