复旦这门AI大课，让自动驾驶梦想“跑”起来
复旦大学开设自动驾驶人工智能课程，采用虚拟仿真平台与线下沙盘小车结合的教学模式。学生从数据采集、模型训练到实景验证完成全流程实践，在考核中实现零碰撞、低接管率的避障表现。课程面向全校，降低门槛并保留挑战性，已在全国多所高校推广。
前些天去复旦大学遛了一圈，在元·创中心406的自主集群系统实验室里，撞见了一场挺特别的“比赛”。赛道上跑的不是真车，是一辆巴掌大的小车；而赛车手呢，则是学生们亲手训练出来的AI模型。
小车沿着车道稳稳前行，前方忽然冒出一个蓝白条纹的障碍物。你猜怎么着？小车微微一滞，迅速向左变道，从外道绕过去，继续平稳行驶。盯着沙盘的，是未来信息创新学院23级的本科生杨瑞麒。他为了这场验收比赛，前前后后花了十几个小时训练控制小车的AI模型。
“没有碰撞，接管率只有3%。”比赛结束后，杨瑞麒长舒一口气。他的小车几乎完美的避障表现，拿了个不错的成绩。
从虚到实
搭建一个自动驾驶训练场
这门课全名叫“自动驾驶人工智能原理与实践”，属于复旦AI大课体系中的AI-T类，专攻垂直领域应用，面向全校本科生和研究生开放。
授课教师未来信息创新学院教授胡波（左）与集成电路与微纳电子创新学院副教授林青（右）
课程负责人胡波教授介绍，这门课最早可以追溯到2019年的校企合作。当时用的是带车端算力的定制小车，前置要求高，对初学者不太友好。团队不断改进，把计算任务转移到边缘侧，用电脑实现主要AI功能，小车只负责执行。这么一来，门槛就降下来了，连嵌入式编程都不用学，全校不同专业的同学都能上手。
课程内容覆盖了自动驾驶开发的完整流程：从车辆准备、道路采集、数据集预处理，到模型编写、训练、部署，再到路测验证。学生既要在线上仿真平台里跑通算法，也要在线下沙盘上用小实物车完成效果验证。
离开406实验室，同学们还有一间“线上教室”——“自动驾驶虚拟仿真实验”平台。
线上虚仿实验平台包含10个实验步骤和1个日志记录回顾环节
这个平台是课程的半边天，衍生的实验课去年9月入选了教育部第三批国家级虚拟仿真实验教学一流课程。虚拟仿真平台累计访问量都快20万了，修读学生超过1500人，全国已经有85所高校用它上过实验课。
配套的线下实验沙盘小车系统实验教学平台
虚拟仿真平台和线下沙盘小车系统形成了“数字孪生”。线上平台内置了5万张由线下沙盘小车采集的实景道路图片，提供10套可选训练集和5层卷积网络模型，学生可以自主设计修改。
“线上平台还配有16个小时的教学视频和18个关键知识点，涵盖从深度学习框架到自动驾驶系统集成的完整知识体系。”胡波说。学生登录平台，既可以操作“巡线实验”或直接进入“人工智能自动驾驶”主实验，也可以学习人工神经网络、卷积神经网络、模型超参数调优等理论内容。“理论课程还邀请了企业的一线工程师参与录制和讲解。学生们在平台上就能了解工业界采集数据、设计模型、处理边界等真实情况。”
一门课串起AI落地全流程
“很多同学学人工智能，理论懂、算法熟，但就是不知道怎么落地。”胡波说。这门课的设计初衷，就是让学生在一个具体的垂直领域里，把学到的AI知识从头到尾用一遍。
具体流程是：先在虚拟仿真平台上学习基本概念、构建数据集、完成模型训练，再到线下用小车实景验证和道路测试。“线上可以反复调试，线下用实物验证，避免纯仿真实验的‘游戏化’倾向。”胡波解释。
选课的研究生杨汝坤，来自计算与智能创新学院电子信息专业，研究方向就是自动驾驶。他说：“老师会结合自动驾驶的开发流程来讲。这门课既能收获理论知识，也能提升实践能力。”
整个学期，学生需要完成四个循序渐进的基础实验：经典算法的巡线测试、电机及小车底盘控制、AI基础模型验证、道路采集与数据集构建。
巡线实验界面
巡线实验让学生们在仿真平台上验证控制模型、调整系数，让小车沿着黑线行驶，理解经典算法。小车底盘控制实验要求学生自己写代码驱动电机，把程序指令转化为实际动作。AI基础模型验证用MNIST数据集来测试AI开发环境，帮非工科背景的同学快速上手。道路采集与数据集构建则让学生自己操控小车采集图像、存储数据，再进行清洗、增强、标注，为训练模型做准备。
智能机器人与先进制造创新学院23级的本科生吕洁熙说：“我们平时都是拿现成的数据集做实验，很少自己采过数据。真动手才发现，数据标签可能失衡，采集策略会影响模型效果，这些不亲自做是体会不到的。”
当AI模型“跑”进物理世界
课程最吸引人的环节，是把训练好的模型部署到小车上，让它在沙盘赛道上跑起来。
考核当天，学生的小车要在有障碍的赛道上跑完三圈。成绩怎么算？课程采用了一套不公开的评分规则。“碰撞扣多少分，出界扣多少分，系数不公布，只给一个框架，具体倍数和权重是黑盒。”杨汝坤说。
课程另一位负责人林青副教授解释：“如果公开了，大家可能只去优化那几个指标，反而偏离了学习目的。”学生只能根据公开方向自己摸索最优策略，比如降低接管率、避免碰撞、减少越界、提高速度。“每人有顺时针和逆时针各一次机会，取高分作为最终成绩。”
考核当天，杨汝坤的小车遇到了突发状况。“比赛环境和之前数据采集的环境不太一样，模型表现不如自己测试时那么好。”在他看来，这正是实践的价值——数据处理和模型泛化能力的问题，只有真实场景才会暴露出来。
不公开的规则倒逼学生思考更深层的问题。赛道上障碍物随机摆放，其中一个被放在弯道后方，形成视野盲区，小车进入弯道前看不到，转过弯才发现障碍就在眼前，来不及反应。
杨瑞麒的模型就撞上了这个挑战。基础模型没有记忆能力，只能根据当前一帧图像做判断，容易直接冲向危险区域。他想了三种办法：加强训练让模型反应够快；改变驾驶策略，在不确定区域默认切入外道；或者重写一个带记忆能力的模型。时间有限，他选了第二种。“让小车在那个位置默认切外道，不管有没有障碍都这样。虽然多走点路，但能保证最大视野。”考核当天，障碍物恰好摆在那个刁钻位置，他的策略很有效：全程零碰撞，接管率只有3%。
跨专业、本研融通：让不同起点的学生都有收获
这学期选课的14个学生里，一半本科生、一半研究生。专业五花八门：计算机、电子信息、生物医学……课程对编程基础有要求，但更看重动手意愿。
“这门课本研学生可跨学段选修，难度等级4级。我们降低了门槛，但提升了天花板。”林青说。课程采用“4+4+2”结构：40%理论知识，40%基础实践，20%挑战考核。理论部分鼓励自主探索，实践部分必须完成基础实验，挑战部分完全开放，学生可以用自己的模型参赛。
“课程难度适中，照顾到了不同基础的同学，”杨汝坤说，“但如果你想做得更深，空间也很大。”他私下里开始尝试训练自己的模型，想在数据预处理和模型结构上有更多自由度。
杨瑞麒坦言，这门课让他对自动驾驶有了系统性认知。“以前只是看新闻，知道这行业很火。现在了解了数据采集、数据集构建、模型训练部署、车体架构、底盘控制——很多因素共同推进。”他正在为个人模型展示环节做准备。
不止于课程，更是创新的起点
课程所在的自主集群系统实验室里，除了沙盘赛道，还有一个模拟驾驶舱。学生坐进去，眼前屏幕显示着小车第一视角，方向盘和踏板可以操控小车。这个设备背后，是同一套技术平台。
“我们这个系统是开放的。”林青说。学生如果觉得不够挑战，可以自己加难度。“上学期23级的本科生王锦秋在课程展示时，拿出了一个别人都没做过的特别算法，效果很好。”
这门课的影响力已经超出了课堂。虚拟仿真平台在国家虚拟仿真实验教学课程共享平台上线，面向全国高校开放。平台数据显示，目前有近百所高校用它上课，“有的学校一学期就有上百名学生使用。”林青说。
课程还衍生出多项复芏计划（FDUROP）科创项目。去年，23级本科生张子程负责的登辉项目“虚实映射可灵活配置的自动驾驶人工智能教学实验装置研发”以全校优秀结项。今年，22级本科生肖子璇与胡波的AI+师生共创登辉项目“基于AI算力芯片部署的自动驾驶教具系统研发”，完成了国际上前沿算法的复现，还基于沙盘提出自己的“BEV”建图优化算法，计算效率提升数倍。23级本科生田佳雨与林青的AI+师生共创登辉项目“基于通用AI大模型技术的自动驾驶验证平台研发与实践”，验证了大模型实现自动驾驶的可行性，用“双脑驱动”等方法解决了实时性与准确率问题。
在胡波看来，课程的目标不是让学生学完就能进入企业做自动驾驶开发。“工业界的要求比这复杂得多。我们希望学生了解整个流程，知道人工智能怎么落地，会遇到哪些挑战，有能力去迭代优化。”
WPS Office是一款面向macOS用户的综合办公套件，将文字处理、电子表格、演示文稿、PDF工具、模板与云协作整合在同一应用中。它兼容常见Microsoft Office格式，支持Intel及Apple芯片Mac，基础功能可免费使用，
Shapr3D是一款面向工业设计、机械工程、建筑概念和三维打印工作流的CAD软件。Mac版采用Parasolid建模内核，支持草图约束、实体建模、工程图、可视化渲染及常见CAD格式交换，并可通过账户在多台设备之间同步项目。
REAPER是Cockos开发的数字音频工作站，提供多轨音频与MIDI录制、剪辑、处理、混音和母带制作工具。Mac版兼容Intel与Apple芯片，支持AU、VST、VST3、CLAP等插件格式，并提供高度可定制的工作流程。
Ableton Live 是面向音乐制作人与现场表演者的数字音频工作站，提供编曲视图、独具特色的现场视图、音频录制、MIDI创作、实时变速、乐器及效果器。Mac版原生支持Apple芯片，并可连接音频接口、MIDI控制器和第三方插件。
Adobe After Effects 是面向动态图形、影视特效与视频合成的专业创作软件。它提供关键帧动画、遮罩抠像、运动跟踪、三维空间、文字动画和表达式等工具，并可与 Premiere Pro、Photoshop、Illustrator
Adobe Audition 是面向播客、影视后期、音乐制作及内容创作者的专业音频工作站，提供波形精修、多轨录制与混音、频谱编辑、降噪修复、响度匹配和效果处理工具，并可与 Adobe Premiere 协同完成视频声音制作。
Adobe Bridge 是面向摄影师、设计师及内容团队的免费数字资产管理工具，可集中预览照片、视频和 Adobe 项目文件，并利用评级、标签、关键词、元数据、筛选与收藏集完成分类检索。它还支持批量重命名、格式导出、相机导入及 Camera
Adobe Illustrator 是 Adobe 推出的专业矢量图形设计软件，适合在 Mac 上制作标志、图标、插画、包装、信息图及印刷版面。它以路径和锚点构建可无损缩放的图形，并提供钢笔、形状、文字、图像描摹、渐变、画板及生成式功能。
Adobe InDesign 是面向印刷品与数字出版物的专业版面设计软件，可在 Mac 上制作书籍、杂志、宣传册、海报、报告及交互式文档。它提供精细的文字样式、网格、母版、长文档管理和印前输出能力。
Adobe Lightroom Classic 是面向桌面摄影工作流的照片管理与后期处理软件，可将原始照片保存在本地硬盘，通过目录、关键词、评分和收藏夹高效整理图库，并提供 RAW 冲印、蒙版、镜头校正、批量同步及多格式导出等功能。
Adobe Media Encoder 是 Adobe 推出的专业音视频编码与转码工具，可通过队列、预设和监视文件夹批量完成格式转换、代理文件创建及多平台成片输出，并与 Premiere Pro、After Effects 等软件紧密协作。
Adobe Photoshop 是面向摄影师、设计师和内容创作者的专业图像处理软件，提供图层、蒙版、选区、修复、调色、文字排版、智能对象及生成式编辑等能力。Mac 版支持 Intel 与 Apple Silicon 处理器。
Adobe Photoshop 是面向摄影师、设计师和内容创作者的专业图像处理工具，可在 Windows 上完成照片修饰、选区抠图、图层合成、文字排版、绘画及生成式编辑。软件采用订阅授权，由 Creative Cloud 管理安装、更新与许
Adobe InDesign 是面向印刷与数字出版的专业页面排版工具，可制作书籍、杂志、宣传册、海报、交互式 PDF 和电子书。它提供精细的文字样式、多页面管理、印前检查及多格式输出能力，并能与 Photoshop、Illustrator
Adobe Illustrator 是用于绘制矢量图形、插画、图标、徽标和版式的专业设计工具。它以路径和锚点为核心，作品放大后仍能保持清晰，并提供画板、文字、渐变、图像描摹及精确变换等功能，适合品牌视觉、印刷物料、数字界面和商业插画创作。
Adobe Bridge 是 Adobe 推出的创意资产管理工具，可集中预览、分类和查找照片、视频、PDF及多种设计文件，并支持元数据、关键词、评级、批量重命名和格式导出。它可与 Photoshop、Illustrator 等应用衔接，
Affinity Photo 是一款面向摄影师、修图师和视觉设计人员的桌面图像编辑工具，提供 RAW 显影、多图层合成、蒙版、实时滤镜、批处理和色彩管理等功能。原独立产品已停止销售，其照片编辑能力已延续至免费的新 Affinity 应用；
Adobe Lightroom Classic 是面向 Windows 桌面摄影工作流的照片管理与无损编辑工具，可通过目录集中整理大型图库，并完成 RAW 显影、局部蒙版、批量调整、打印和多格式导出。它强调本地文件管理与精细控制，
Figma 是面向产品设计与开发团队的云端协作平台，可在 Windows 桌面客户端中完成界面绘制、组件管理、交互原型、评论评审和开发交付。文件保存在云端，多名成员能够同步编辑并共享设计系统；官方同时提供免费 Starter 方案及按席位计
Affinity Designer 是面向矢量图形、数字插画和界面设计的专业创作工具，可在矢量、像素与导出工作区之间快速切换。它提供曲线编辑、形状构建、画板、排版、图层和专业色彩管理，并支持常见设计文件的导入及多种印刷、网页格式输出。
Capture One Pro 是面向摄影师和影像团队的专业桌面照片处理工具，提供相机定制色彩配置、RAW转换、图层与蒙版、联机拍摄、目录及会话管理等功能。它适合棚拍、人像、商业产品、婚礼和风光摄影，
Adobe Acrobat Pro 是面向专业 PDF 工作的综合解决方案，可在 Windows 中创建、编辑、转换、比较、整理和保护文档，并支持表单、电子签名、扫描件文字识别及敏感信息永久遮盖。订阅还包含网页、移动服务和云端协作能力，
Adobe After Effects 是面向动态图形、动画与影视视觉特效制作的专业工具，可完成关键帧动画、图层合成、遮罩跟踪、抠像、文字动画和二维三维元素整合。Windows 版通过 Adobe Creative Cloud 安装及更新，
DaVinci Resolve是Blackmagic Design推出的一体化影视后期工具，将素材管理、非线性剪辑、专业调色、Fusion视觉特效、Fairlight音频处理和成片交付整合在统一工程中。免费版已覆盖多数个人创作需求，