潘云河院士:AI2.0,中国新一代人工智能的发展方向



第九届中国科协年会将于6月24-26日在吉林省长春市举办,主题为“创新驱动 全面振兴”。中国工程院院士潘云鹤作《人工智能2.0》的报告。

主要讲述了以下三个部分:

1、人工智能发展近况

2、人工智能走向2.0

3、中国新一代人工智能的发展方向

潘云鹤:第十二届全国政协常委、外事委员会主任、中国工程院院士。


非常荣幸在吉林这一块美丽的土地上,和大家一起来讨论人工智能。我想讲三个问题。

大家知道,最近两年来,人工智能在国内外迅速升温,这次升温和前几次不同,它是企业界首先发动的,而不是学术界首先发动的,我们可以看到微软、Microsoft首先早几年就开始布局,发明了聊天机器人“小冰”,他的目标实际上是在文字、图形界面经过转化为语言交互的界面,以200多亿美元收购了一个社交网站,准备用人工智能重建。

谷歌宣布收购Engineering,最后作为一个非常著名的软件叫AlphaGO,而且宣布整个公司的发展方向从过去的移动优先转化到人工智能优先。Facebook建立人工智能实验室,IBM也建立了人工智能部门。

而且像谷歌、IBM、亚马逊、微软等大的IT巨头在2016年9月宣布成立一个人工智能联盟,目标就进行人工智能的研发、应用和产业的发展。

中国的公司发展的很快,最引人注目的是百度,它不但在去年入选MIT科技评论,全世界50家最聪明公司名列第二,而且它在语言搜索、无人车、自动翻译、商业服务等方面积极布局。另外,像阿里巴巴、海康威视和华为公司在各自领域人工智能方面都有所建树。

政界也开始聚焦。近年来,中国的领导人在报告中间和在内部讲话中间,多次提到人工智能、智慧城市、智能制造、机器人。国务院出台了《关于互联网+人工智能行动的指导意见》后、战略性新兴产业中间增加了人工智能部分。国外的发达国家布局尤其明显。

在美国,去年5月白宫发布了一篇文章叫《准备迎接人工智能的未来》,要在美国国家科技委中间设立人工智能和机器学习委员会,特别是用它对医学、图形语言的理解方面进一步开展深入研究。到了10月,美国又出台联邦政府报告,即《国家人工智能研发战略规划》,并且认为人工智能正处于可能出现的第三次浪潮的初级阶段。

在欧洲,英国在2016年12月发布了《人工智能:未来决策制定的机遇与影响》。法国于2017年4月制定了《国家人工智能战略》。德国在今年5月份颁布全球首部自动驾驶法律。日本让总务省、文科省、经产省3省联动机制,对生产力、健康医疗与护理、交通物流、跨领域信息安全等4个重点领域进行人工智能的研究。

与此同时,民间研究的热度也在迅速的上升,尤其是去AlphaGO4:1战胜了李世石,今年又战胜了中国的围棋世界排名第一的柯洁,尤其它采用的策略令我们世界冠军和很多围棋大师惊奇不已。媒体对此表现了极大的兴趣,尤其是对于机器什么时候取代人类,有很多科学家发表了不同意见,尤其影响大的是英国物理学家霍金此前表示,人工智能的开发可能导致人类的灭绝,从现在开始到一百年内,即将比人类聪明。

英国金融时报报道说,现在斯坦福等四所学校人工智能专业博士起薪已经达到200-300万美元,而互联网精英人才起薪才是20万美元,后来我打听了一下,这是个案,而不是普遍情况。

中国工程院对人工智能的关注是中国工程院在研究一系列课题,尤其是智能城市、大数据、智能制造、创新设计、支持中心,深感这些课题最后的技术都指向了人工智能,而且中国已经有400多个城市正在声势浩大地建设智慧城市,中国搜索引擎、图象识别、语音交互、工业机器人市场销售额近年来逐渐猛增。中国工程院在这样的背景下,在北京启动了一个国际工程科技知识中心,这是UNESCO领导下的一个二级中心,这是全世界UNESCO下面第一个关于信息技术发明的二级中心,所以它设在中国也是一个极好的开端。

因此,在2015年中国工程院决定设立一个重大的研究项目,叫中国人工智能2.0发展战略研究。为什么人工智能2.0?因为研究组专家认为,人工智能重要的不仅将会有一个量的大发展,而且将进入一个质的大飞跃,因此中国应该予以前瞻性研究,并且尽快布局,率先启动。

现在我讲第二部分,人工智能走向2.0。

我们知道,人工智能是在61年以前,1956年,在美国DeepMind学院确立的概念,当时斯坦福大学McCarhy、Minsk、麻省大学的M.L.Minsky教授、卡内基梅隆大学的H.Simont和A.Newell,这四位教授都是图灵奖的获得者,这三所大学就是美国计算机最好的三所大学,也是人工智能最好的三所大学。

另外还有企业来的,有贝尔实验室的C.E.Shannon、IBM的N.Rochester,他们提出人工智能这个概念。这个概念讲,人工智能要让机器能够像人那样去认知、思考和学习,也就是用计算机来模拟人的智能。

在这个概念出来以后,人工智能逐渐就形成了典型应用领域,这在过去的半个世纪基本没有大的变化。我们可以看到,它包括机器定理证明,技术主要用计算机模拟逻辑和推理;机器翻译,主要是计算机理解自然语言;专家系统,主要探讨人类在问题求解和知识表达方面的各种技术;博弈,所采用的主要是树搜索,AlphaGO打破了这一点,所以取得了辉煌成功。模式识别主要是解决图像、语音等等各种媒体的认知,学习主要用统计学习,后来取得很大成绩的是神经网络、机器人。

我们看到这些人工智能七大典型应用领域,都是模仿不同专业的人类,所以用计算机来模仿人的智能,在人工智能布局的60年,表现得非常明显。在这些发展过程中,形成了三大学派,一个是符号学派,一个是连接学派,一个是行为学派。

但是我们看到,60年以后,环境取得巨大变化,如果讲过去我们是几个人、十几个人、几十人围着一个计算机转的话,现在很多计算机围着一个人转,我们很多人包里有个计算机,口袋里放着一个移动电话,也就是移动计算机,有的手上还带着一个计算机。

我们的信息环境由此进行了巨大变化,出现了互联网、移动计算、超级计算、穿戴设备、物联网、云计算、网上社区、万维网、搜索引擎,这些在半个世纪以前完全不存在的信息环境现在出现了。在这些环境中间,出现了大数据,而且这些大数据是非文字的。

我们社会的需求也不一样了,不是希望研究一个人的智能,而是希望研究一个系统的智能。比如说,智能城市,要求研究一个城市怎么智能化运行,比如说智能医疗,不仅是希望计算机模拟医生、辅助医生,而且希望研究病人,研究整个医疗系统,包括制药怎么进行巨大的变化,而且研究健康,包括毛病如何在出现以前,使人用其他办法来保持更好的健康。再比如说智能交通、智能游戏、无人驾驶、智能制造,无不如此。

除了外部环境变化以外,人工智能的基础和目标也起了巨大的变化,它的基础刚刚讲了,人工智能的基础数据,现在数据已经不一样了,是大数据了,是多媒体数据了,是传感器网的流数据了,是增强现实AR和虚拟现实VR的各种各样复杂系统。而且人工智能科学家思想有所转变,如果讲过去60年人工智能主要模拟人的智能,现在很多人工智能专家认为,机器的智能和人的智能各有千秋,各有短长,最佳的方案是把机器的智能和人的智能连在一起,形成一个更加强大的混合智能。

这样的话,我们可以利用各自的所长,使得整个世界更加高水平的运行,所以出现了人机融合的增强智能,出现了用网络把很多个体连接在一起的群体智能。这些在最近的概念中间表现出了很多新的特征,一是大数据上的深度学习,并且加上自我锻炼,形成的综合进化技术,这个技术也就是AlphaGO最终能够不可动摇地战胜人类的主要经验,它的经验不光是搜索,也不光用了深度学习的技术,他用了很厉害的一招,就是自我博弈,自己跟自己下棋,速度非常之快,远远快于他和人类下棋的速度,他有几十万个、几百万个棋局,人从来没有看到过,他把这些棋局存储在自己计算机记忆之中,一旦人工智能程序战胜人类世界冠军之后,后面在围棋这个领域,人类不可能再战胜计算机。

DeepMind在其他领域中间也做出了很重要的贡献。我们刚刚讲过,谷歌用几亿美元把DeepMind收购过来,它不但做AlphaGO,而且软件控制着数据中心的风扇、制冷系统和窗户等120个变量,数据还是比较大,仅此一招,就使谷歌的用电效率提升了15%。15%是什么概念呢?就是一共节约电费几亿美元,谷歌已经把买它的钱财全部赚回来了。

这个技术很容易在中国进行实现,而中国数据中心的耗电量也很大,2015年中国数据中心的电能耗电高的1000亿度,相当于三家水电站一年的发电量。如果只要15%,大家可以看到是什么样的数据。

基于网络的群体智能已经开始萌芽,2016年1月,Science杂志发表了群智之力量,把群体智慧分为三类,一是实现任务分配的众包模式,二是较复杂支持工作流模式的群智,三是协同求解问题的生态系统模式,他认为这些方式可能在今后几年中间迅猛发展。

第三表现在人机一体化技术,各种各样的人机交互设备。令人印象非常深刻的,比如说外骨骼机器人,使人的手臂力量大大增强;再比如各种各样的穿戴设备,已经把人和机器连在一起。

第四是跨媒体的智能已经崛起。过去人工智能可以单独处理语言、视觉、图形和听觉,但是人的智能实际上是这些感觉打通了使用,这些打通的类型就是重要的形象思维。人在思维过程中,绝大部分使用了形象思维,越是创新性、创造性的行为,形象思维用得最多,形象思维使用过程中间,既用了语言信息,也用了视觉信息,也用了听觉和触觉信息,而计算机要把过去的多媒体技术加人工智能技术混在一起,在未来几十年中间,跨媒体推理、跨媒体表达、跨媒体智能。

第五个,无人系统迅猛发展。我们知道,计算机初期提出要搞机器人,把拟人、拟动物、拟飞行这样的技术作为机器人的主要发展技术,但是发展的实践表明,这是一个方面,并不是机器人或者人工智能在智能控制方面发展的主要方面。我们可以看两个视频,这就是现在的拟人和边上的拟马和拟狗的机器人情况。

我们看看美国波士顿动力公司设计的全世界水平最高的拟人机器人。我们可以看到,边上那个大狗,就是为美国军队所研究的,但是美国军队试用了大狗,现在没有使用。这是美国军队采用的为军队运行李的机器人。大家可以看到,这个汽车后面那个人拿了一个遥控器。所以我们看到,人工智能正在进行换代,在这样一个重要的时刻,中国应该有所作为。

现在我讲第三部分,中国新一代人工智能的重点方向。

中国新一代人工智能,中国工程院建议沿着这些方向进行研究,研究大数据智能、群体智能、跨媒体智能、人机混合增强智能和自主智能系统,包括用在智能城市、智慧医疗、智能制造等等方面。

我想讲讲应用。新一代人工智能应用,大家可以看到,和过去60年有很大不一样,有个很大的不一样,它将应用的一大批负责系统处理上面,比如说电子商务、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、智能图书馆,而这一大批刚好是中国目前经济和社会发展的急需,而且是中国发展规模最大的这样一批领域。这批领域,我们已经进行了信息化,现在迫切需要智能化。

除此以外,还向一些产品进行前进,包括无人飞机、无人车、机器人、智能手机(现在的手机智能化还不够,还会继续智能化)、智能游戏、穿戴式设备、AR/VR,最终人工智能将会和中国的信息化合为一体,使得信息化的线路从数字化进展到网络化,最后进展到智能化。

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