吴文俊人工智能科学技术奖
RESEARCH REPORT
研究报告
首页 > 研究报告 > 正文

潘云鹤院士:详解人工智能发展

2019年01月11日    来源:人工智能人物     
1757
[导读] 潘云鹤,男,汉族,1946年11月4日生,浙江省杭州市人,1974年3月加入中国共产党,1970年9月参加工作,浙江大学计算机系计算机应用专业毕业,研究生学历,工学硕士,教授、博士生导师,计算机专家,中国工程院院士,国际欧亚科学院院士。2013年3月任第十二届全国政协常委、外事委员会主任。现兼任国务院学位委员会委员、中国科学技术协会顾问、中国图象图形学学会名誉理事长等职。

  潘云鹤,男,汉族,1946年11月4日生,浙江省杭州市人,1974年3月加入中国共产党,1970年9月参加工作,浙江大学计算机系计算机应用专业毕业,研究生学历,工学硕士,教授、博士生导师,计算机专家,中国工程院院士,国际欧亚科学院院士。2013年3月任第十二届全国政协常委、外事委员会主任。现兼任国务院学位委员会委员、中国科学技术协会顾问、中国图象图形学学会名誉理事长等职。

  潘云鹤院士是中国智能CAD领域的开拓者,创造性地将人工智能引入CAD技术,研制成功了轻纺花型、广告装璜、建筑布局、管网规划等多个新颖实用的智能CAD/CAM系统,特别是轻纺花型图案CAD/CAM领域取得创造性的重大的突破,产生显著经济效益。其中,“装潢图案创作智能CAD系统”的研究获国家科技进步二等奖。

潘云鹤院士:中国人工智能的大方向

  人工智能诞生的标志性事件发生在1956年。那一年,来自美国斯坦福大学、麻省理工学院、卡内基梅隆大学、贝尔实验室、IBM公司等的学者,在一次会议上首次确立“人工智能”概念:让机器能像人那样认知、思考和学习,即用计算机模拟人的智能。

  60年后的今天,人工智能迎来新一轮的世界性关注,在产业界、政界、学界迅速升温,为什么?全国政协常委、外事委员会主任,中国工程院原常务副院长、院士潘云鹤,对此做了解答。

  人工智能热潮升级

  此次人工智能的热潮,首先是产业界先行动的。微软、谷歌、Facebook、IBM等纷纷布局人工智能,如谷歌4亿英镑收购DeepMind,并计划从移动优先改为人工智能优先,Facebook公布10年路线图,将“连接世界”、“人工智能”和“AR/VR”列为三大支柱。百度、阿里巴巴、海康威视、华为等中国公司也紧紧跟随。

  还有就是政界的聚焦。英国创新署于2014年发布了《人工智能2020国家战略》,次年发布了《英国机器人及人工智能发展图景》。2016年10月,美国出台政府报告《国家人工智能研发战略规划》,认为“AI现在正处于可能出现第三次浪潮的初始阶段”。日本政府新近推出“人工智能产业化工程表”,制定在健康、医疗照护、交通、生产效率、信息安全四个领域的官民合作。中国亦同时起步,国务院2015年的出台“互联网+”行动指导意见、2016年印发的“战略性新兴产业发展规划”等文件中均增加了人工智能的内容,2017年3月人工智能更是首次被列入政府工作报告。

  人工智能在民间的热度也在骤升。去年,AlphaGo以4:1战胜了国际围棋冠军李世石。这个胜利激起了媒体很大的讨论:机器何时代替人类?最有名的就是霍金的说法,霍金认为人工智能的完全开发可能导致人类的灭绝,从现在起的一百年内计算机将比人类聪明。还有比尔·盖茨的说法,他表示人工智能比人类更聪明。

  对于人工智能,中国工程院也在研究一系列重大项目,如智能城市、大数据、智能制造、创新设计和知识中心。2015年,中国工程院决定设立“中国人工智能2.0发展战略研究”重大咨询项目。我们认为,人工智能不仅有一次大的浪潮,而且将进行升级。这次升级对人工智能的方法论有一个较大的改变,因此在这样的形势下,中国需要进行前瞻性研究,尽快布局。

  人工智能面临四种巨变

  回顾过去60年来人工智能的发展和演变,有一个非常重要的经验,就是人工智能的发展有两个动力:一是来自AI研究的内部驱动力,二是来自信息环境与社会需求的外部驱动力。人工智能此前之所以遭受挫折和低谷,最大的问题就是太相信内部驱动力,没有内外结合起来。实际上,外部动力要比内部动力更强。

  在当前,呼声骤起的AI恰恰正面临着来自外部信息环境、需求等的巨大变化。

  巨变一:本世纪的信息环境已经发生了巨大而深刻的变化。计算与感知已经铺天盖地,与人类密切相伴,笔记本电脑、手机、智能手表、可穿戴设备等与我们如影随形。网络不但遍布世界,且史无前例地连接着个体和群体,开始快速反映与聚集起他们的意见、需求、创意、知识和能力。世界已从二元空间结构PH(Physics, Human Society)变为三元空间结构CPH(Cyber)。CPH的互动将形成大量CPH之间的新计算,包括“人在回路中”、增强现实(AR)、跨媒体等等。

  巨变二:AI的研究已从过去的学术牵引迅速转化为需求牵引。智能城市、智能医疗、智能交通、智能物流、智能机器人、无人驾驶、智能手机、智能游戏、智能制造、智能社会、智能经济……都迫切需要AI的发展。这也是很多企业、城市纷纷布局,主动进行AI研发的原因。

  巨变三:AI目标和理念大改变。AI的目标不再局限于追求“用计算机模拟人的智能”,正拓展为:机器+人,即人机融合增强智能系统;机器+人+网络,即群智系统;机器+人+网络+物,即复杂智能系统,如智能城市等……对AI很多传统担忧,可以在这种新目标和新理念的实施下化解。

  巨变四:AI的数据基础大改变。AI的基本方法是数据驱动的算法,今后会更多地转向大数据驱动计算、传感器和网络驱动计算、跨媒体驱动计算。因此,大数据智能、感知融合智能、跨媒体智能均不可避免,而传统的机器智能测试图灵方法将受到挑战。

  上述四种巨变的共同作用,必将促使AI的重大提升,这种提升近来已初露端倪:大数据上的深度学习+自我锻炼的综合进化技术;基于网络的群体智能已经萌芽;人机一体化技术。

  中国人工智能2.0的重点方向

  人工智能已经走到了2.0时代。“人工智能2.0”的初步定义是:基于重大变化的信息新环境,发展新目标的新一代的人工智能。其中,信息新环境是指:互联网与移动网的普及、传感网的渗透、大数据的涌现和网上社区的崛起等。新目标是指:智能城市、智能经济、智能制造、智能医疗、智能家居、智能驾驶等从宏观到微观的智能化新领域。

  那中国人工智能2.0的重点方向在哪?

  方向一:大数据智能。形成从数据到知识、从知识到智能的能力,打穿数据孤岛,形成链接多领域的知识中心,支撑新技术和新业态的跨界融合与创新服务。

  方向二:群体智能。能够在网上把大家的智慧和计算机的智慧合在一起,组织起来,建立各种平台,完成各种行为。

  方向三:跨媒体智能。研制跨媒体智能感知、学习和推理引擎,以语义相通相容为媒介,实现跨媒体分析推理,为建立“耳聪目明”和“融会贯通”的智能提供技术支撑。人在工作的时候不再是单独的媒体工作,而是多个媒体融合,把语言、视觉、图形、听觉这些打通。

  方向四:人机混合增强智能。实现生物智慧系统与机器智能系统的紧密耦合,相互协同工作,形成更强的智慧和能力。

  方向五:自主智能系统。以海、陆、空、天自主无人载运操作平台、复杂无人生产加工系统等为典型对象,深入研究智能自主无人系统的技术、架构、平台和设计标准。比如说一个工厂的产品进行改造,不是说去造一个机器人,也许可以使这条生产线加上人工智能变成一条智能的生产线。

  在人工智能2.0的应用上,可以是系统层面,这些系统是过去人工智能1.0不曾用过的,比如电子商务、智能城市、智能医疗、智能交通、智能物流、智能制造、智能电网、智能社区、智能经济、数字图书馆;可以是产品层面的,如无人飞机、无人车、机器人、智能手机、智能游戏、穿戴式设备、AR/VR等。

  真正的人工智能2.0,和中国的信息化密切结合以后会形成信息化的第三个阶段,很多专家认为信息化是按照三个阶段来推进的,即:数字化、网络化、智能化。

潘云鹤院士:人工智能将迎来大爆发?

  “如果机器人的发展再用前二三十年的经验来发展,那就糟糕了…未来,人工智能将要爆发…”中国工程院常务副院长、著名的计算机智能CAD专家潘云鹤院士在杭州机器人西湖论坛上这样论断。

  论坛上,潘云鹤院士首先在“院士前瞻报告”单元中发言,他的发言主题是《人工智能与机器人》。

  “这一次人工智能热从企业界开始”

  我讲一讲人工智能现在面临的重大挑战,就是人工智能要大热。

  最近的人工智能比机器人还要热。全世界来看,机器人在中国比较热。

  首先,我们可以看到这次人工智能的热度,和以前不一样。

  1956年是从学术界开始,而这一次从产业界开始。

  大家知道聊天的人工智能“小冰”。不要看“小冰”是虚拟的小孩子,实际上它采用了自然语言理解、语音识别、问答包括体会你的情感,它有六项人工智能的基本功能,最后才能够和你进行聊天。

  谷歌最近非常成功地行动着,首先2014年收购DeepMind(阿尔法狗就出自DeepMind),最后谷歌变成全世界引人注目的企业。

  Facebook(脸书)正在语音识别上下功夫,IBM用10亿美元组织了华森的人工智能部门。

  所以大家可以看到这一轮的人工智能和前一轮的人工智能不一样,是企业首先开始进入,然后政界开始进入,李克强总理在政府工作报告当中都讲了智慧城市、智能制造、机器人。

  去年7月国务院出台“互联网+”,中间专门有一条“互联网+人工智能”,指在互联网的环境下我们要大力发展人工智能。

  “人工智能博士起薪200万”

  当然,我们媒体的兴趣更大。媒体现在在问机器人何时代替人类,比如说法新社讲人工智能完全开发可能导致人类的灭绝。《金融时报》发表一篇文章,他说现在互联网精英的人士起薪是20万,人工智能专业博士的起薪在200万左右。

  中国工程院在研究“智能城市”、“大数据”、“智能制造”和“知识中心”等项目,已感到人工智能的重要性。

  虽然讲智能制造,但是核心还是讲人工智能,现在对人工智能的需求非常大,因为现在全国有409个城市建设“智慧城市”,如果它采用传统数据库的方法搞“智慧城市”,他就是低水平的。

  中国的搜索引擎市场规模600亿元,中国工业及其人销量猛增54%,达5.6万台。

  根据这样的情况,根据中国的需求,根据现在的人工智能的发展情况,去年中国工程院做了一个判断,这个判断就是:人工智能即将有一个重大突破,不仅是产业的突破、工业的突破,而且是技术的突破。

  因此我们建立了一个重大课题,研究人工智能。

  人工智能会有大变!为什么?

  这一次的人工智能热,会有大变化。为什么?

  第一,人类的信息环境与设施大改变。现在已经出现了移动技术、互联网、传感 器网、车联网、穿戴设备,感知已经铺天盖地了,网络已经遍布世界,世界的结构已经变了。以前世界是两元世界,现在已经是三元世界了,我们把它称为CPH,三元世界互相之间进行交替,推动着世界的发展。

  第二,对人工智能的需求大爆发。从过去讲的智能城市、智能医疗、智能交通、智能物流、智能机器人、无人驾驶、智能手机、智能玩具、智能制造、智能社会、智慧经济都迫切需要人工智能的发展。这就是为什么我们中央政府还没动以前,我们城市很多企业都已经在布局人工智能。

  第三,人工智能目标和理念大改变。如果讲我们以前的人工智能,实际上是用计算机模拟人,或者是研究一个类脑技术,用类脑计算模拟人的行为。我们现在研究的是什么?是机器如何和人结合起来,变成一个人机融合。我们现在用网络把很多机器和人结合起来,形成一个群智系统。再比如说我们研究的人、网、物三元世界如何进行联动,变成一个城市的智能系统。

  第四,人工智能的数据以及有它带来的方法、技术有很大的改变。它将越来越地转化为大数据驱动计算、传感器驱动计算、多媒体驱动计算,因此大数据智能、感知融合智能、跨媒体智能军不可避免,而传统的机器智能检测图灵方法将受到挑战。

  所以这四种结合起来在一起,将促进人工智能的重大提升。

  人工智能将如何改变我们的生活?

  我们讲了人工智能的变化,而这些变化将如何影响我们的生活?

  比如现代医用机器人,如果我们的医用机器人有一个很庞大的知识存储,它连着医用开刀的规范,连着病人所有的病例,连着类似于病人症状的各种各样的案例,机器人可以在主导医生开刀的同时与他讨论问题,提醒医生需要注意的问题和风险,提出合理的建议。

  工业机器人和服务机器人,也是同样。所以我们要关注人工智能的变化,并且把这种变化用到机器人里面去,用到它的大脑里面。

  除了这三类传统机器人以外,无人驾驶的飞机的出现也给了我们一个启发,就是任何机械加上智能系统,都可以成为一类新的机器人。这样的想法,可以用到自行车、吸尘器,把吸尘器变成机器人,甚至还可以用到皮鞋、床、椅子身上,所有的东西都可以加上智能系统,变成一个非传统的机器人。

  最后,我们还应该思考如何从机器人与人的协作上变。我们现在已经出现大量的穿戴式设备,比如说智能头盔、智能眼镜、智能手表包括智能手机,我们的智能手机一定会成为越来越强大的终端,我们的机器人如何和它结合起来?这是非常重要的思考。

潘云鹤院士:人工智能迈向2.0

  (本文作者系中国工程院院士、中国工程院原常务副院长潘云鹤,此文英文版发表于中国工程院院刊)

  近年来,人们对人工智能(artificial intelligence,简称AI)产生浓厚兴趣,产业界首先布局。大量资本与并购的涌入加速了AI技术与应用的结合,并蔓延升温。据美国CBInsight公司2016年7月报告,2011年至今,谷歌、微软、Twitter、Intel、Apple等IT巨头收购了约140家AI领域的创业公司。仅2016年上半年,资本市场对AI投入已超2015年全年。

  谷歌2014年高价收购DeepMind公司,2016年研制的AlphaGo战胜了围棋世界冠军,2017年初又60连胜,谷歌自称正从一个“移动优先”转向“AI优先”的公司。微软小冰聊天机器人,正引导从传统的“图形界面”向“自然语言和情感理解交互界面”转变;IBM开发Watson系统已进入医院,正在改变肿瘤临床诊断与治疗的运作模式;百度公司因在机器翻译、自然语言理解和智能汽车的布局,被评誉“最聪明的公司”……这些进步预示着AI技术将有大的飞跃。

  1956年,美国学者首次提出“AI”概念,即:让机器能像人那样理解、思考和学习,即用计算机模拟人的智能。传统AI典型研究的领域是:机器定理证明、机器翻译、专家系统、博弈、模式识别、机器学习、机器人与智能控制等,逐步形成符号、连接、行为等学派。

  AI进步的动力不仅来自于内部驱动,更来自于信息环境与社会需求等外部驱动。

  随着移动终端、互联网、传感器网、车联网、穿戴设备等的流行,感知设备遍布全球,计算与人类密切相伴,网络连接着个体和群体,快速反映与聚集他们的发现、需求、创意、知识和能力。同时,世界已从二元空间结构(物理, 人类社会)演变为三元空间结构(信息网络, 物理, 人类社会),它们之间的互动将形成各种新计算,包括感知融合、“人在回路中”、增强现实(AR)、跨媒体计算等等。

  智能化的需求牵引,使AI在城市、医疗、交通、物流、机器人、无人驾驶、手机、游戏、制造、社会、经济等发展中成为新技术、新目标,很多企业和城市已进行AI布局。

  从过去追求“用计算机模拟AI”,转化为:用机器与人结合成增强的混合智能系统;用机器、人、网络结合成新的群智系统;用人、机器、网络和物结合成的智能城市等更复杂的智能系统。

  AI基本方法是数据驱动的算法,今后将涌现出大数据、传感器、网络、跨媒体等驱动计算,从而使大数据、感知融合、跨媒体等智能发展成为必然,传统以字符为基础的机器智能测试图灵方法将受到挑战。

  当前,若干新技术变化已初露端倪,成为AI迈向2.0的技术萌芽。

  以DeepMind的AlphaGo技术为例,其深度强化学习发展了“直觉感知(下一步在哪)”、“棋局推理(全局获胜机会如何)”和“新颖落子(想人所不敢想)”等能力,并将记忆人类棋局和自我博弈积累棋局结合了起来。目前,该深度学习技术的缺陷是不可解释,不通用,需要大数据智能的发展来解决。

  事实上,大规模个体通过互联网参与和交互,可实现超乎寻常的智慧能力。如,普林斯顿大学Connectome项目开发的EyeWire游戏,玩家可对显微图像中单个细胞及其神经元连接按功能进行涂色,145个国家的165000多名科学家及志愿者参与,首次详述了哺乳动物视网膜神经组织如何检测运动的结构功能关系等。群智计算能将极大提高人类社会的智能水平,用途广,其理论和技术尚处原始阶段。

  2008年,中国科学家率先提出了“跨媒体计算”概念。2010年,《Nature》发文指出,文本、图像、语音、视频及其交互属性将紧密混合一体,即为“跨媒体”。跨媒体智能是机器认知外界环境的基础,对语言、视觉、图形和听觉的语义贯通是实现联想、设计、概括、创造等智能行为的关键。当前,其尚处发展萌芽状态,可望形成新一代AI的重要领域。

  用计算机来模拟人的智能固然重要,而让计算机与人协同,取长补短而成为一种“1+1>2”的增强性智能系统则更为重要。当前,各种穿戴设备、智能驾驶、外骨骼设备、人机协同手术等纷纷出现,而宏观系统的人机协同有更大空间,预示着人机协同增强智能系统的前景广泛。

  AI诞生之际,机器人被列入其目标领域,仿生学也成为重要发展方向。但大多数案例表明,对原有机械装备进行智能化和自主化升级,要比类人机器人更高效。因此,自主智能系统将成为新一代AI的重要方向,也对制造业升级尤为重要。

  综上所述,我们给出的AI2.0初步定义是:基于重大变化的信息新环境和发展新目标的新一代人工智能。其中,信息新环境是指:互联网与移动终端的普及、传感网的渗透、大数据的涌现和网上社区的兴起等等。新目标是指:智能城市、智能经济、智能制造、智能医疗、智能家居、智能驾驶等从宏观到微观的智能化新需求。可望升级的新技术有:大数据智能、跨媒体智能、自主智能、人机混合增强智能和群体智能等。

  AI2.0的技术特征表现在:一是从传统知识表达技术到大数据驱动知识学习,转向大数据驱动和知识指导相结合的方式,其中机器学习不但可自动,还可解释,更广泛;二是从分类型处理多媒体数据 (如视觉、听觉、文字等),迈向跨媒体认知、学习和推理的新水平;三是从追求“智能机器”到高水平的人机协同融合,走向混合型增强智能的新计算形态;四是从聚焦研究“个体智能”到基于互联网络的群体智能,形成在网上激发组织群体智能的技术与平台;五是将研究的理念从机器人转向更加广阔的智能自主系统,从而促进改造各种机械、装备和产品,走上智能化之路。

  相比以往,AI2.0将不但以更接近人类智能的形态存在,而且以提高人类智力活动能力为主要目标,将紧密融入我们的生活(跨媒体和无人系统),甚至扩展为我们身体一部分(混合增强智能),可以阅读、管理、重组人类知识(大数据智能与群体智能),为生活、生产、资源、环境等社会发展问题提出建议,在越来越多的专门领域的博弈、识别、控制、预测中接近甚至超越人的能力。

  中国正值工业化、城镇化、信息化、农业现代化和绿色化发展高潮,急需AI发展不断改善人民生活,提高社会生产力,优化城镇的发展、提高资源利用水平,促进教育、医疗、贫困、环境、资源等紧迫问题的解决。

  建议我国布局实施AI2.0时,一是要与重大需求和已积累的发展成果相结合,如电子政务、电子商务、快递物流、智能社区、分享经济、智能手机、电视家电、制造业升级,和创新设计、跨媒体计算、图像编码、中文识别、知识中心、智能城市及大数据等先行理念或技术成果;二是研究内容要围绕大数据智能、互联网群体智能、跨媒体智能、人机混合增强智能、自主智能系统等新一代方向;三是中国要推动和全球各国科学家与智库开展合作,推动人工智能技术能沿着服务人类的正确方向升级。

分享到:
[责任编辑:yxl]
转载申明:吴文俊人工智能科学技术奖官网独家专稿,转载请注明出处,违者必究!