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潘云河院士:AI2.0,中國新一代人工智能的發展方向



第九屆中國科協年會將于6月24-26日在吉林省長春市舉辦,主題為“創新驅動 全面振興”。中國工程院院士潘云鶴作《人工智能2.0》的報告。

主要講述了以下三個部分:

1、人工智能發展近況

2、人工智能走向2.0

3、中國新一代人工智能的發展方向

潘云鶴:第十二屆全國政協常委、外事委員會主任、中國工程院院士。


非常榮幸在吉林這一塊美麗的土地上,和大家一起來討論人工智能。我想講三個問題。

大家知道,最近兩年來,人工智能在國內外迅速升溫,這次升溫和前幾次不同,它是企業界首先發動的,而不是學術界首先發動的,我們可以看到微軟、Microsoft首先早幾年就開始布局,發明了聊天機器人“小冰”,他的目標實際上是在文字、圖形界面經過轉化為語言交互的界面,以200多億美元收購了一個社交網站,準備用人工智能重建。

谷歌宣布收購Engineering,最后作為一個非常著名的軟件叫AlphaGO,而且宣布整個公司的發展方向從過去的移動優先轉化到人工智能優先。Facebook建立人工智能實驗室,IBM也建立了人工智能部門。

而且像谷歌、IBM、亞馬遜、微軟等大的IT巨頭在2016年9月宣布成立一個人工智能聯盟,目標就進行人工智能的研發、應用和產業的發展。

中國的公司發展的很快,最引人注目的是百度,它不但在去年入選MIT科技評論,全世界50家最聰明公司名列第二,而且它在語言搜索、無人車、自動翻譯、商業服務等方面積極布局。另外,像阿里巴巴、海康威視和華為公司在各自領域人工智能方面都有所建樹。

政界也開始聚焦。近年來,中國的領導人在報告中間和在內部講話中間,多次提到人工智能、智慧城市、智能制造、機器人。國務院出臺了《關于互聯網+人工智能行動的指導意見》后、戰略性新興產業中間增加了人工智能部分。國外的發達國家布局尤其明顯。

在美國,去年5月白宮發布了一篇文章叫《準備迎接人工智能的未來》,要在美國國家科技委中間設立人工智能和機器學習委員會,特別是用它對醫學、圖形語言的理解方面進一步開展深入研究。到了10月,美國又出臺聯邦政府報告,即《國家人工智能研發戰略規劃》,并且認為人工智能正處于可能出現的第三次浪潮的初級階段。

在歐洲,英國在2016年12月發布了《人工智能:未來決策制定的機遇與影響》。法國于2017年4月制定了《國家人工智能戰略》。德國在今年5月份頒布全球首部自動駕駛法律。日本讓總務省、文科省、經產省3省聯動機制,對生產力、健康醫療與護理、交通物流、跨領域信息安全等4個重點領域進行人工智能的研究。

與此同時,民間研究的熱度也在迅速的上升,尤其是去AlphaGO4:1戰勝了李世石,今年又戰勝了中國的圍棋世界排名第一的柯潔,尤其它采用的策略令我們世界冠軍和很多圍棋大師驚奇不已。媒體對此表現了極大的興趣,尤其是對于機器什么時候取代人類,有很多科學家發表了不同意見,尤其影響大的是英國物理學家霍金此前表示,人工智能的開發可能導致人類的滅絕,從現在開始到一百年內,即將比人類聰明。

英國金融時報報道說,現在斯坦福等四所學校人工智能專業博士起薪已經達到200-300萬美元,而互聯網精英人才起薪才是20萬美元,后來我打聽了一下,這是個案,而不是普遍情況。

中國工程院對人工智能的關注是中國工程院在研究一系列課題,尤其是智能城市、大數據、智能制造、創新設計、支持中心,深感這些課題最后的技術都指向了人工智能,而且中國已經有400多個城市正在聲勢浩大地建設智慧城市,中國搜索引擎、圖象識別、語音交互、工業機器人市場銷售額近年來逐漸猛增。中國工程院在這樣的背景下,在北京啟動了一個國際工程科技知識中心,這是UNESCO領導下的一個二級中心,這是全世界UNESCO下面第一個關于信息技術發明的二級中心,所以它設在中國也是一個極好的開端。

因此,在2015年中國工程院決定設立一個重大的研究項目,叫中國人工智能2.0發展戰略研究。為什么人工智能2.0?因為研究組專家認為,人工智能重要的不僅將會有一個量的大發展,而且將進入一個質的大飛躍,因此中國應該予以前瞻性研究,并且盡快布局,率先啟動。

現在我講第二部分,人工智能走向2.0。

我們知道,人工智能是在61年以前,1956年,在美國DeepMind學院確立的概念,當時斯坦福大學McCarhy、Minsk、麻省大學的M.L.Minsky教授、卡內基梅隆大學的H.Simont和A.Newell,這四位教授都是圖靈獎的獲得者,這三所大學就是美國計算機最好的三所大學,也是人工智能最好的三所大學。

另外還有企業來的,有貝爾實驗室的C.E.Shannon、IBM的N.Rochester,他們提出人工智能這個概念。這個概念講,人工智能要讓機器能夠像人那樣去認知、思考和學習,也就是用計算機來模擬人的智能。

在這個概念出來以后,人工智能逐漸就形成了典型應用領域,這在過去的半個世紀基本沒有大的變化。我們可以看到,它包括機器定理證明,技術主要用計算機模擬邏輯和推理;機器翻譯,主要是計算機理解自然語言;專家系統,主要探討人類在問題求解和知識表達方面的各種技術;博弈,所采用的主要是樹搜索,AlphaGO打破了這一點,所以取得了輝煌成功。模式識別主要是解決圖像、語音等等各種媒體的認知,學習主要用統計學習,后來取得很大成績的是神經網絡、機器人。

我們看到這些人工智能七大典型應用領域,都是模仿不同專業的人類,所以用計算機來模仿人的智能,在人工智能布局的60年,表現得非常明顯。在這些發展過程中,形成了三大學派,一個是符號學派,一個是連接學派,一個是行為學派。

但是我們看到,60年以后,環境取得巨大變化,如果講過去我們是幾個人、十幾個人、幾十人圍著一個計算機轉的話,現在很多計算機圍著一個人轉,我們很多人包里有個計算機,口袋里放著一個移動電話,也就是移動計算機,有的手上還帶著一個計算機。

我們的信息環境由此進行了巨大變化,出現了互聯網、移動計算、超級計算、穿戴設備、物聯網、云計算、網上社區、萬維網、搜索引擎,這些在半個世紀以前完全不存在的信息環境現在出現了。在這些環境中間,出現了大數據,而且這些大數據是非文字的。

我們社會的需求也不一樣了,不是希望研究一個人的智能,而是希望研究一個系統的智能。比如說,智能城市,要求研究一個城市怎么智能化運行,比如說智能醫療,不僅是希望計算機模擬醫生、輔助醫生,而且希望研究病人,研究整個醫療系統,包括制藥怎么進行巨大的變化,而且研究健康,包括毛病如何在出現以前,使人用其他辦法來保持更好的健康。再比如說智能交通、智能游戲、無人駕駛、智能制造,無不如此。

除了外部環境變化以外,人工智能的基礎和目標也起了巨大的變化,它的基礎剛剛講了,人工智能的基礎數據,現在數據已經不一樣了,是大數據了,是多媒體數據了,是傳感器網的流數據了,是增強現實AR和虛擬現實VR的各種各樣復雜系統。而且人工智能科學家思想有所轉變,如果講過去60年人工智能主要模擬人的智能,現在很多人工智能專家認為,機器的智能和人的智能各有千秋,各有短長,最佳的方案是把機器的智能和人的智能連在一起,形成一個更加強大的混合智能。

這樣的話,我們可以利用各自的所長,使得整個世界更加高水平的運行,所以出現了人機融合的增強智能,出現了用網絡把很多個體連接在一起的群體智能。這些在最近的概念中間表現出了很多新的特征,一是大數據上的深度學習,并且加上自我鍛煉,形成的綜合進化技術,這個技術也就是AlphaGO最終能夠不可動搖地戰勝人類的主要經驗,它的經驗不光是搜索,也不光用了深度學習的技術,他用了很厲害的一招,就是自我博弈,自己跟自己下棋,速度非常之快,遠遠快于他和人類下棋的速度,他有幾十萬個、幾百萬個棋局,人從來沒有看到過,他把這些棋局存儲在自己計算機記憶之中,一旦人工智能程序戰勝人類世界冠軍之后,后面在圍棋這個領域,人類不可能再戰勝計算機。

DeepMind在其他領域中間也做出了很重要的貢獻。我們剛剛講過,谷歌用幾億美元把DeepMind收購過來,它不但做AlphaGO,而且軟件控制著數據中心的風扇、制冷系統和窗戶等120個變量,數據還是比較大,僅此一招,就使谷歌的用電效率提升了15%。15%是什么概念呢?就是一共節約電費幾億美元,谷歌已經把買它的錢財全部賺回來了。

這個技術很容易在中國進行實現,而中國數據中心的耗電量也很大,2015年中國數據中心的電能耗電高的1000億度,相當于三家水電站一年的發電量。如果只要15%,大家可以看到是什么樣的數據。

基于網絡的群體智能已經開始萌芽,2016年1月,Science雜志發表了群智之力量,把群體智慧分為三類,一是實現任務分配的眾包模式,二是較復雜支持工作流模式的群智,三是協同求解問題的生態系統模式,他認為這些方式可能在今后幾年中間迅猛發展。

第三表現在人機一體化技術,各種各樣的人機交互設備。令人印象非常深刻的,比如說外骨骼機器人,使人的手臂力量大大增強;再比如各種各樣的穿戴設備,已經把人和機器連在一起。

第四是跨媒體的智能已經崛起。過去人工智能可以單獨處理語言、視覺、圖形和聽覺,但是人的智能實際上是這些感覺打通了使用,這些打通的類型就是重要的形象思維。人在思維過程中,絕大部分使用了形象思維,越是創新性、創造性的行為,形象思維用得最多,形象思維使用過程中間,既用了語言信息,也用了視覺信息,也用了聽覺和觸覺信息,而計算機要把過去的多媒體技術加人工智能技術混在一起,在未來幾十年中間,跨媒體推理、跨媒體表達、跨媒體智能。

第五個,無人系統迅猛發展。我們知道,計算機初期提出要搞機器人,把擬人、擬動物、擬飛行這樣的技術作為機器人的主要發展技術,但是發展的實踐表明,這是一個方面,并不是機器人或者人工智能在智能控制方面發展的主要方面。我們可以看兩個視頻,這就是現在的擬人和邊上的擬馬和擬狗的機器人情況。

我們看看美國波士頓動力公司設計的全世界水平最高的擬人機器人。我們可以看到,邊上那個大狗,就是為美國軍隊所研究的,但是美國軍隊試用了大狗,現在沒有使用。這是美國軍隊采用的為軍隊運行李的機器人。大家可以看到,這個汽車后面那個人拿了一個遙控器。所以我們看到,人工智能正在進行換代,在這樣一個重要的時刻,中國應該有所作為。

現在我講第三部分,中國新一代人工智能的重點方向。

中國新一代人工智能,中國工程院建議沿著這些方向進行研究,研究大數據智能、群體智能、跨媒體智能、人機混合增強智能和自主智能系統,包括用在智能城市、智慧醫療、智能制造等等方面。

我想講講應用。新一代人工智能應用,大家可以看到,和過去60年有很大不一樣,有個很大的不一樣,它將應用的一大批負責系統處理上面,比如說電子商務、智能城市、智能醫療、智能交通、智能物流、智能制造、智能電網、智能社區、智能經濟、智能圖書館,而這一大批剛好是中國目前經濟和社會發展的急需,而且是中國發展規模最大的這樣一批領域。這批領域,我們已經進行了信息化,現在迫切需要智能化。

除此以外,還向一些產品進行前進,包括無人飛機、無人車、機器人、智能手機(現在的手機智能化還不夠,還會繼續智能化)、智能游戲、穿戴式設備、AR/VR,最終人工智能將會和中國的信息化合為一體,使得信息化的線路從數字化進展到網絡化,最后進展到智能化。

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