在John Crerar图书馆里，你也许能瞥见未来。
就在大厅外，芝加哥大学的计算机科学家和艺术家们正在媒体艺术、数据和设计中心使用数字制造工具，创造出可伸缩的电子产品，为未来的可穿戴设备提供动力。而在楼上，研究人员不仅在推进数据科学和人工智能的基础，而且在促进它们在其他领域的应用，并嗅出恶意方可能会如何利用它们。
位于芝加哥大学的计算机科学之家最近翻修一新，这里所发生的一切反映了该部门正在进行的转型和增长，在过去三年里，这一转型和增长速度有所加快。自2016年迈克尔·富兰克林(Michael Franklin)教授出任刘家的计算机科学系主任以来，该学院的规模有望扩大近一倍，从人工智能到人机交互、从数据科学到网络安全等前沿领域的专家也将陆续加入。
随着人们对计算机和数据科学的兴趣显著增长，这一数字也在不断扩大。在过去的十年里，芝加哥大学计算机科学专业的本科招生人数激增，本科和博士学位的授予人数增长了500%以上，这反映了全国的趋势。随着新教员的加入，新的课程和实验室也随之诞生，学生们可以在这里学习机器人、量子计算、计算机视觉和加密货币等创新主题。
今天，计算机科学比以往任何时候都更紧密地与社会交织在一起，需要多学科的协作研究。富兰克林和他的同事们设想了一种独特的芝加哥大学计算机和数据科学方法——一种建立在计算基础上的方法，利用数据的巨大可能性开创强大的应用程序来塑造和定义这些新兴领域。这一整体愿景得到了与哈里斯公共政策学院(Harris School of Public Policy)和布斯商学院(Booth School of Business)联合举办的计算机科学项目的支持，以及校园范围内的新举措，如数据与计算中心(Center for Data and Computing)，它促进了跨部门和学校的数据科学合作。
富兰克林说:“你进行有影响力的计算机科学研究的方法是与那些试图解决实际问题的人合作。”“计算和数据科学已经成为重新定义市场和社会、人类健康和人文学科等传统问题的有力方法。这所大学将根据我们的探索和影响文化来定义计算机和数据科学的未来。”
新教员带来创新的态度
助理教授佩德罗·洛佩斯的实验室给人一种高科技玩具作坊的感觉。通过使用最新的3d打印机、刺激肌肉的可穿戴设备和虚拟现实耳机，Lopes和他的学生们创造出了实验性的新技术——从你拨动空气演奏的乐器到使VR体验更加真实的感官幻象。偶尔，Lopes的追求也会延伸到艺术领域，比如2017年Ars电子会议上的装置装置Ad Infintium。在该装置中，一台“寄生”机器控制用户的肌肉为自己提供动力。
这项工作处于人机交互的前沿，人机交互是计算机科学的一个固有的多学科子领域，研究我们如何使用我们的设备，以及它们如何塑造我们。今年1月加入芝加哥大学的洛佩斯，通过首先发明新技术，然后质疑它们的科学和哲学意义，接近了他的领域。对他来说，芝加哥大学的学生和教员所展示的广博知识使他确信，芝加哥大学是他进行研究的合适场所。
洛佩斯说:“芝加哥大学有一种非常特殊的教育方法，它允许学生在所有学科中都具有超创造性和超批判性。”“人机交互已经是一个跨学科的领域，我觉得这里已经有了这么多性格各异、背景各异的人。这是一个巨大的吸引力。”
其他新教员推动人工智能技术的发展，提高计算机在复杂任务上的性能，并将这些能力移植到科学和工业的新领域。计算机科学与统计学教授丽贝卡·威利特(Rebecca Willett)创立了数据科学和机器学习方法，帮助神经生物学、农业、天文学和医学领域的科学家从杂乱、复杂的数据或低分辨率图像中提取新发现。
去年夏天加入芝加哥大学的助理教授桑杰·克里希南(Sanjay Krishnan)设计了“智能学习系统”，可以提高手术机器人或自动驾驶汽车的性能。迈克尔·梅尔(Michael Maire)从芝加哥的丰田技术研究所(Toyota technology Institute)转学到芝加哥大学，研究神经网络的结构。神经网络是教授计算机识别图像或在围棋游戏中胜过人类的最受欢迎的方法。
当这些新的教师探索和扩大人工智能和计算的潜力时，教授们。Ben Zhao和Heather Zheng致力于确保这些技术不会被用来伤害而不是创新。赵设计了人工智能系统，能够为Yelp撰写令人信服的虚假餐厅评论，并为恶意程序员植入应用程序的“后门”创建警报。郑则研究了如何利用无线智能家居设备查看建筑物内部。通过将这些恶意的可能性公之于众，研究人员可以在它们被滥用之前创造出保护措施。
“目前，这些技术非常强大，但它们还没有得到充分的研究或审查。我们没有像普通软件那样的工具来理解和测试它们，”赵说。“我认为CS社区有责任提供这些工具，这样我们就能确定这些技术的可靠性和性能。”
在全校推广计算十字路口
即使有了这些新面孔，计算机科学招聘仍在继续。今年春天，超过25名来自全球领先计算机科学项目的潜在教师参观了校园，该部门希望继续增长。
富兰克林说:“我们正在芝加哥大学建立一个顶级的计算机科学项目，这意味着在对今天和明天的技术至关重要的研究领域增加专门知识。”
计算机科学不再是孤立运作的，因为几乎每一门学科都利用它的方法和工具。最生动的例子是数据科学的迅速崛起，它是计算机科学和统计学的融合，帮助实现了商业和科学领域“大数据”时代的潜力。尽管数据科学仍然是一个年轻的领域，但从不断增长的数据洪流中提取知识的新技术已经在金融、医学、物理学和城市研究方面取得了突破。
为了促进数据科学及其跨领域应用基础的进一步发展，芝加哥大学成立了数据与计算中心，这是一个多学科研究的孵化器。本月，该中心宣布了第一轮种子基金，资助来自校园各个角落的研究人员的项目。第一个队列包括为没有互联网的地区的医生提供一个移动决策界面;人工智能和量子计算伦理会议;数据科学研究气候驱动的生物变化、心血管疾病的社会驱动因素以及金融弹性方面的种族不平等。
富兰克林说:“我们的学生和教师——不仅在计算机科学领域，而且在全校各个系和学院——都想了解、使用和推广这些最新的方法，以促进他们的学术和研究。”“这种扩展在芝加哥大学建立了一种重要的计算学术和发现文化。”