Mở rộng đào tạo ngành công nghệ thông tin theo hướng thị giác máy tính, học máy, công nghệ robot trong cách mạng công nghệ 4.0

TRAO ĐỔI THÔNG TIN KHOA HỌC

Mở rộng đào tạo ngành công nghệ thông tin

theo hướng thị giác máy tính, học máy, công nghệ robot
trong CÁCH

MẠNG CÔNG NGHIỆP 4.0

Lê Văn Hùng1,2
Viện Nghiên cứu Quốc tế MICA – Đại học Bách khoa Hà Nội,
2Tổng cục Thống kê; Email:

1

TÓM TẮT

C

ách mạng công nghiệp 4.0 đã và đang phát triển mạnh mẽ, tác động đến mọi lĩnh
vực của đời sống xã hội. Nó cũng đặt ra vấn đề lớn trong đào tạo nguồn nhân lực
chất lượng cao đáp ứng sự phát triển của công nghệ thông minh. Trong bài viết này,
chúng tôi giới thiệu và phân tích nền tảng của công nghệ thị giác máy tính, học máy,
công nghệ robot trong quá trình xây dựng các hệ thống thông minh; ảnh hưởng của
các công nghệ này đến các ngành khác như kinh doanh, ngân hàng, tài chính, thống
kê, kế hoạch. Chúng tôi cũng đề xuất thay đổi chương trình đào tạo ngành Công nghệ
thông tin tại Đại học Hùng Vương theo định hướng nguồn nhân lực chất lượng cao
đáp ứng nhu cầu của doanh nghiệp.
Từ khóa: Cách mạng công nghiệp 4.0, thị giác máy tính, học máy, công nghệ robot,
nguồn nhân lực chất lượng cao

1.Giới thiệu

Cách mạng công nghiệp 4.0 đã diễn ra từ
những năm 2000, cuộc cách mạng này thông
qua các công nghệ như Internet, trí tuệ nhân
tạo (Artificial Intelligence – AI), thực tế ảo
(Virtual Reality – VR), tương tác thực tại
ảo (Augmented Reality – AR), mạng xã hội,
điện toán đám mây, di động, phân tích dữ
liệu lớn (Social, Mobile, Analytics, Cloud
– SMAC) [1], vv. Các công nghệ trên được
minh họa trong hình 1.
Đến vài năm gần đây cụm từ “Công
nghiệp 4.0” mới được nổi lên từ một báo cáo
72  Tạp chí Khoa học & Công nghệ số 3 (8) – 2017

của Chính phủ Đức. Hiện nay, Công nghiệp
4.0 đã vượt ra khỏi khuôn khổ dự án của
Đức với sự tham gia của nhiều nước và trở
thành một phần quan trọng của cuộc cách
mạng công nghiệp lần thứ tư.
Các công nghệ này đã và đang phát triển
rất mạnh mẽ, thâm nhập sâu rộng vào mọi
lĩnh vực của đời sống xã hội.
Như trong công nghiệp các robot thay
thế con người thực hiện các công việc cần
độ chính xác cao, bền bỉ, độc hại, vv. Robot
là thành tựu của ngành tự động hóa và máy
tính. Tuy nhiên một robot được chế tạo ra để

TRAO ĐỔI THÔNG TIN KHOA HỌC

Hình 1: Các nền tảng công nghệ là trọng tâm của Cách mạng công nghiệp 4.0

phục vụ cho các hoạt động của con người thì
cần có các chương trình phần mềm vận hành
nó. Ví dụ như để robot di chuyển được thì cần
một phần mềm về thị giác máy tính để nhận
biết môi trường và định hướng đường đi.
Trong y học, robot được sử dụng để thực
hiện các ca mổ khó, yêu cầu độ chính xác
cao, đặc biệt là các nano–robot sử dụng
trong các ca mổ nội soi hoặc phát hiện các
dấu hiệu bất thường trong hệ tiêu hóa của
người. Để thực hiện được các công việc này,
robot thực thi các chương trình của thị giác
máy. Các chương trình này thực hiện trên
các hình ảnh thu được từ môi trường, sau
đó phát hiện nhận dạng các bất thường của
hệ tiêu hóa. Gần đây, ở Trung Quốc người ta
đã phát minh ra một máy khám bệnh chính
xác hơn bác sỹ. Chiếc máy này dựa trên công
nghệ khai phá dữ liệu (data mining), học
máy (machine learning) của trí tuệ nhân tạo

để học từ các hồ sơ khám bệnh đã ghi chép
các triệu chứng, sau đó đưa ra một quyết
định là người đó mắc bệnh gì.
Trong kinh doanh sử dụng các công nghệ

của phân tích dữ liệu lớn (big data), học máy,
khai phá dữ liệu để phân tích các dữ liệu của
thị trường chứng khoán, hóa đơn mua bán.
Từ đó đưa ra các chiến lược kinh doanh cho
doanh nghiệp, tổ chức cá nhân.
Trong an ninh các công nghệ, kỹ thuật
của thị giác máy tính và học máy đã giúp xây
dựng được các hệ thống như quản lý bãi đỗ
xe thông qua biển số, hay phát hiện các dấu
hiệu bất thường của tội phạm.
Để nắm bắt, vận dụng, sử dụng các công
nghệ này vào cuộc sống xã hội thì cần có
một đội ngũ trẻ, năng động, sáng tạo để khai
thác, sử dụng các công nghệ này. Từ đó tạo
ra các hệ thống phục vụ tốt nhất nhu cầu của
con người.
Tạp chí Khoa học & Công nghệ số 3 (8) – 2017  73


TRAO ĐỔI THÔNG TIN KHOA HỌC

Trong bài báo này, chúng tôi tập trung
minh họa, phân tích vai trò của thị giác máy,
học máy, công nghệ robot của trí tuệ nhân
tạo để cho thấy được cần có sự chuyển dịch
trong vấn đề đào tạo ngành công nghệ thông
tin trong trường đại học. Cụ thể hơn là đào
tạo cử nhân, kỹ sư công nghệ thông tin có
năng lực, trình độ để đáp ứng được sự phát
triển mạnh mẽ của khoa học công nghệ mà

trọng tâm là các công nghệ trong Cách mạng
công nghiệp 4.0.

2.Nghiên cứu liên quan

Hiện nay cụm từ “Cách mạng công nghiệp
4.0 – Industry Revolution 4.0” đã và đang
được nhắc đến hầu hết trên các diễn đàn về
khoa học công nghệ, thương mại, giáo dục,
vv. Nó được minh họa trong hình 2.

Hình 2: Minh họa các diễn đàn theo từng lĩnh vực
của Cách mạng công nghiệp 4.0

Hình 3: Quá trình phát triển của các cuộc các
mạng công nghiệp

Ralf và các tác giả [2] đã giới thiệu quá
trình hình thành và phát triển của các cuộc
cách mạng công nghiệp, phân tích thành
phần của Cách mạng công nghiệp 4.0.
Reinhard, các tác giả [3] và Klaus [4] đã
phân tích các đặc trưng của Cách mạng công
nghiệp 4.0 trong quá trình xây dựng các
doanh nghiệp số.
Cụ thể hơn trong công nghiệp, Giáo sư
Sabina [5] đã giới thiệu và phân tích những
tiến hóa, cách mạng của việc áp dụng công
nghệ robot vào ngành công nghiệp sản xuất
ôtô (lắp ráp ôtô như hình 4a), cũng như

những áp dụng của công nghệ robot trên các
thế hệ ôtô hiện nay (ôtô không người lái của
hãng Google như hình 4b).
Trong ngành giáo dục tại Việt Nam, gần
đây đã có rất nhiều diễn đàn tại các trường
Hình 4: Minh họa
dây chuyền lắp ráp
ôtô bằng robot (a)
và ôtô không người
lái của Google (b)

74  Tạp chí Khoa học & Công nghệ số 3 (8) – 2017


TRAO ĐỔI THÔNG TIN KHOA HỌC
a)

b)

Hình 5: Diễn đàn về cách mạng công nghiệp 4.0 tại Đại học Bách khoa Hà Nội (a) và Đại học Thủy Lợi (b)

đại học lớn trao đổi của các Giáo sư đầu
ngành về việc xu hướng đào tạo các ngành
khoa học kỹ thuật để đáp ứng được sự thay
đổi, phát triển công nghệ của Cách mạng
công nghiệp 4.0. Ví dụ như diễn đàn tại
trường Đại học Bách khoa Hà Nội[6] (minh
họa trong hình 5a), Trường Đại học Thủy
Lợi (minh họa hình 5b)[7].

3.Mở rộng đào tạo ngành công
nghệ thông tin theo hướng tiếp cận
của thị giác máy tính, học máy, trí tuệ
nhân tạo

a) Thị giác máy tính, học máy, trí tuệ
nhân tạo trong Cách mạng công nghiệp 4.0
Cách mạng công nghiệp 4.0 bao gồm
các công nghệ như Internet, trí tuệ nhân
tạo (Artificial Intelligence – AI), thực tế ảo
(Virtual Reality – VR), tương tác thực tại ảo
(Augmented Reality – AR), mạng xã hội, điện
toán đám mây, di động, phân tích dữ liệu lớn
(Social, Mobile, Analytics, Cloud – SMAC)
[vnexpress], vv. Dựa trên nền tảng của các
công nghệ này, cách mạng công nghiệp 4.0
có mục tiêu là chuyển mọi hoạt động của con
người sang hoạt động số, hay còn gọi cuộc
cách mạng này là ‘cách mạng số’.

Hiện nay, cùng với sự phát triển của phần
cứng máy tính và các loại cảm biến hình ảnh
thì công nghệ về thị giác máy tính (computer
vision) cũng đã và đang rất phát triển. Nó
được áp dụng vào rất nhiều lĩnh vực như
trong an ninh, trong công nghệ robot, xây
dựng các hệ thống trợ giúp người mù, trong
y học, trong nông nghiệp, vv. Thị giác máy
tính giúp máy tính ‘nhìn’ được như con
người bằng cách hiểu nội dung được của các

hình ảnh thu được từ môi trường. Chúng ta
cần phân biệt hai khái niệm ‘xử lý ảnh’ và
‘thị giác máy tính’. Do có rất nhiều cách hiểu
khác nhau về hai khái niệm này, dưới đây
trình bày về hai khái niệm như sau:
Xử lý ảnh là quá trình từ một hình ảnh
gốc chúng ta làm cho chất lượng hình ảnh
đó tốt lên hoặc xấu đi theo một mục đích nào
đó. Thường quá trình này được thực hiện
trên photoshop hoặc một số phần mềm xử
lý ảnh khác.
Thị giác máy tính là quá trình hiểu nội
dung của hình ảnh, như trong hình ảnh từ
môi trường có khuôn mặt người hay một
đối tượng nào đó không. Trong thị giác máy
tính, xử lý ảnh được xem là một bước tiền xử
lý. Mô hình của một hệ thống thị giác máy
Tạp chí Khoa học & Công nghệ số 3 (8) – 2017  75


TRAO ĐỔI THÔNG TIN KHOA HỌC

Hình 6: Minh họa hệ thống thị giác máy tính trong nhận dạng hình ảnh

tính [image recognition] được minh họa
trong hình 6.
Trong ngành công nghệ robot (robotics)
sử dụng rất nhiều đến các công nghệ của thị
giác máy tính, đặc biệt là thị giác máy tính
trong môi trường 3D. Ví dụ như một robot

muốn di chuyển được trong môi trường thì
trước hết robot phải hiểu được môi trường
xung quanh, bao gồm mặt đất khi robot di
chuyển và các vật cản. Để làm được điều này
thì trên đầu robot thường gắn rất nhiều cảm
biến hình ảnh để thu thập các thông tin hình
ảnh từ môi trường, sau đó tiến hành phân
tích, nhận dạng đường đi, vật cản, sau đó
mới ra quyết định di chuyển. Như hình 7,

a)

hình 8 minh họa robot di chuyển, tìm kiếm
và cầm nắm các đồ vật sử dụng công nghệ
của thị giác máy tính.
Ngoài ra, trong quá trình chế tạo các thiết
bị không người lái như ôtô, UAV, vv..., để
các thiết bị này di chuyển được cũng phải sử
dụng công nghệ của thị giác máy tính. Ví dụ:
sử dụng công nghệ thị giác máy tính để xây
dựng các hệ thống nhận dạng biển số xe, hay
nhận dạng khuôn mặt trên facebook, được
minh họa trong hình 9(a). Rõ ràng thị giác
máy tính là một ngành khoa học công nghệ
hẹp nhưng được áp dụng rất nhiều trong các
hệ thống thông minh phục vụ cho cuộc sống
của con người.

b)

Hình 7: Minh họa robot di chuyển sử dụng công nghệ thị giác máy tính
(a) Robot phục vụ trong nhà hàng; (b) Robot phục vụ cho việc dọn dẹp.

76  Tạp chí Khoa học & Công nghệ số 3 (8) – 2017


TRAO ĐỔI THÔNG TIN KHOA HỌC

a)

b)

Hình 8: Minh họa robot NANO trong quá trình tìm kiếm và cầm nắm đồ vật

a)

b)

Hình 9: Nhận dạng khuôn mặt trên Facebook (a); minh họa một hệ thống học máy và đưa ra quyết định (b)

Để xây dựng được các hệ thống thông
minh dựa trên công nghệ thị giác máy tính
thì cần có những hiểu biết chuyên môn về
học máy (machine learning). Đây cũng là
một ngành khoa học có vai trò rất lớn trong
sự phát triển của trí tuệ nhân tạo và xây dựng
các hệ thống thông minh. Hình 9(b) minh
họa một hệ thống học máy. Một hệ thống
học máy còn được áp dụng trong các ngành
kinh tế như trong thống kê đưa ra các dự báo

về kế hoạch phát triển nền kinh tế; trong thị
trường chứng khoán dự đoán sự gia tăng và
sụt giảm của các ‘cổ phiếu’; trong y học sử
dụng để học và đưa ra các hệ ra quyết định.

Có thể nói học máy là hạt nhân của trí tuệ
nhân tạo.
b) Đào tạo nguồn lực để đáp ứng nền tảng
công nghệ của Cách mạng công nghiệp 4.0
Như đã trình bày ở phần trên, sự phát
triển của công nghệ này là rất mạnh mẽ.
Đồng hành cùng với sự nghiệp công nghiệp
hóa, hiện đại hóa đất nước thì các nhà máy,
khu công nghiệp được xây dựng ngày càng
nhiều. Đặc biệt là các tập đoàn lớn như
SamSung, Canon, Panasonic, vv... đã mở
rất nhiều các nhà máy tại Việt Nam cũng
như tỉnh Phú Thọ. Để đáp ứng được các
yêu cầu về nguồn nhân lực chất lượng cao
Tạp chí Khoa học & Công nghệ số 3 (8) – 2017  77


TRAO ĐỔI THÔNG TIN KHOA HỌC

cho các nhà máy, dây chuyền hiện đại thì
đòi hỏi nguồn nhân lực được đào tạo ra cần
có chất lượng chuyên môn, thực hành nghề
cao. Khi đã đáp ứng được chất lượng theo
yêu cầu của nước ngoài thì chắc chắn sẽ có
một nguồn thu nhập ổn định. Cụ thể hơn

trong quá trình đào tạo nguồn nhân lực
chất lượng cao như môi trường giáo dục đại
học, cần trang bị cho sinh viên những kiến
thức về công nghệ cao, công nghệ thông
minh. Từ đó sinh viên ra trường mới có khả
năng làm việc và thích nghi với những dây
chuyền, máy móc hiện đại. Trong đó trọng
tâm là điều khiển được nó, xây dựng thêm
được các hệ thống phần mềm để khai thác
được các thiết bị mà các doanh nghiệp nước
ngoài đã đầu tư.
Hiện nay, qua tìm hiểu về chương trình
đào tạo ngành cử nhân Công nghệ thông tin
tại Trường Đại học Hùng Vương, chúng tôi
nhận thấy một số vấn đề như sau:
•Kiến thức về đại cương vẫn còn nhiều,
chỉ nên học các môn phục vụ chính cho
chuyên ngành. Ví dụ như môn “Vật lý
đại cương” có vai trò như thế nào đối
với ngành CNTT.
•Các học phần về cơ sở ngành cần giảm
như “Lý thuyết ngôn ngữ”, “Phương
pháp tính”. Hai học phần này đã được
học và tính toán nhiều đến trong học
phần “Cấu trúc dữ liệu và giải thuật”.
Trong cả phần cơ sở ngành chỉ có 9 giờ là
thực hành. Đây là một hạn chế, làm ảnh
hưởng rất lớn đến khả năng lập trình, tư
duy lập trình, triển khai thuật toán.
•Chúng tôi đề xuất thêm các môn

sau vào phần Kiến thức ngành: “Trí
tuệ nhân tạo” (môn này từ giai đoạn
2006–2010 là có), “Các hệ thống thông
minh”, “Học máy và ứng dụng”.
78  Tạp chí Khoa học & Công nghệ số 3 (8) – 2017

Hiện nay, các học phần của ngành CNTT
– Trường Đại học Hùng Vương phần lớn
hướng đến việc đào tạo cử nhân ra trường
có kỹ năng nghề về sửa chữa máy tính,
giáo viên CNTT cho khối phổ thông, các
trường Cao đẳng, Trung cấp và các Trường
nghề. Đối với kỹ sư ra trường chủ yếu làm
các công việc quản lý đơn giản, lập trình
gia công phần mềm. Tuy nhiên với sự thay
đổi và phát triển của công nghệ trong cuộc
Cách mạng công nghiệp 4.0 thì cần có định
hướng đào tạo nghề nghiệp lâu dài, bắt
kịp, đáp ứng được sự phát triển của khoa
học công nghệ, đặc biệt là xây dựng các hệ
thống thông minh.

4.Kết luận

Trong nghiên cứu này chúng tôi đã
giới thiệu được nền tảng công nghệ của
Cách mạng công nghiệp 4.0. Phân tích
nền tảng của công nghệ thị giác máy tính,
học máy và công nghệ robot để tìm hiểu,
nghiên cứu, từ đó định hướng được vấn

đề đào tạo nguồn nhân lực chất lượng cao
đáp ứng được sự phát triển của khoa học
công nghệ. Chúng tôi cũng đã đề xuất về
chương trình đào tạo ngành CNTT của
Trường Đại học Hùng Vương để đào tạo
ra nguồn nhân lực đáp ứng được các công
nghệ thông minh.

Tài liệu tham khảo
[1]  Cách mạng công nghiệp lần thứ tư là gì?,
/>html, Accessed on 22-Nov-2017.
[2]  Ralf C. Schlaepfer and Markur, Koch and
Philipp, Merkofer, Industry 4.0 Challenges
and solutions for digital transformation and
use of exponential technologies, 2014.


TRAO ĐỔI THÔNG TIN KHOA HỌC

[3]  Reinhard, Geissbauer and Jesper, Vedso and
Stefan, Schrauf, Industry 4.0: Building the
digital enterprise, 2015.
[4]  Klaus, Helmrich, On the Way to Industrie
4.0 – The Digital Enterprise, 2015
[5]  Sabina, Jeschke, Robotics in Industry 4.0, 2016.
[6]  “Vắng bóng” khoa học dữ liệu ở hệ thống bài
giảng đại học ở Việt Nam, .

vn/giao-duc-khuyen-hoc/vang-bong-khoahoc-du-lieu-o-he-thong-bai-giang-dai-hoc-oviet-nam-20170522115602522.htm
[7]  Thông điệp từ bài giảng “Cách mạng công

nghiệp 4.0” của Hiệu trưởng ĐHBK Hà
Nội, />
SUMMARY
Training extention of information technology following method of
computer vision, machine learning, robotics in industry 4.0

Van-Hung Le1,2
International Research Institute MICA, HUST–CNRS/UMI-2954 - GRENOBLE INP, Vietnam;
2General Statistics Office

1

I

ndustrial Revolution 4.0 has been developing strongly in all areas of social life. It also
poses a large problem in the training of high quality human resources to satisfy the
development of smart technology. In this article, we have introduced and analyzed
the fundamental contents of computer vision, machine learning, and robotics in the
building of intelligent systems; and the impact of these technologies on other industries, such as business, banking, finance, planning. We also propose to change the IT
training program at Hung Vuong University in the direction of high quality human
resources to satisfy the requierment of enterprises.
Keyworks: Industrial Revolution 4.0, Computer Vision, Machine Learning, Robotics, High
Quality Human Resources.

Tạp chí Khoa học & Công nghệ số 3 (8) – 2017  79