11位顶级专家主讲!人工智能公开课

主讲专家 潘云鹤,郑南宁,高文,陈纯,李伯虎,吴澄,李未,胡志坚,戴国强,王瑞军,王海峰, 2017-07-27 14:57:17
来源:中国科技网
作者: 编辑:王晓宇
【编者按】

最近,党中央、国务院决定实施我国《新一代人工智能发展规划》,这是我国科技界的一件大事。为了充分解读规划,推动规划迅速实施,同时也使社会公众了解发展人工智能的重大意义,我们组织了11位人工智能领域的院士和专家就人工智能各个细分领域发展进行论述,形成了本次“人工智能公开课”。公开课内容将陆续发布在中国科技网,敬请关注!

潘云鹤:新一代人工智能——机遇与挑战

最近,党中央、国务院决定实施我国《新一代人工智能发展规划》,并指出“必须放眼全球,把人工智能发展放在国家战略层面系统布局、主动谋划,牢牢把握人工智能发展新阶段国际竞争的战略主动,打造竞争新优势,开拓发展新空间,有效保障国家安全。”这是科技界的一件大事,广大企业和科技人员都摩拳擦掌,跃跃欲试,有些省市也已闻讯而动。值此之际,我们更要深入学习,行动实施。

一、走向新一代的人工智能是一个重大的机遇与挑战

当前,人工智能已形成一种加速发展的态势,主要表现在:

一是人工智能开始成为经济发展的新引擎。作为新一轮产业变革的核心驱动力,人工智能将重构生产、分配、交换、消费等经济活动各环节,形成从宏观到微观各领域的智能化新需求、新产品、新技术、新业态,引发经济结构重大演化,实现社会生产力的整体跃升。

二是人工智能催生了社会发展的新机遇。人工智能在教育、医疗、环境保护、安全管理、城市建设、数据统计、司法服务等领域广泛应用,将大幅度提高公共服务精准化水平,提升人民生活品质,提高社会治理能力和水平。

三是人工智能已成为世界强国竞争的新焦点。人工智能是引领未来的战略性技术,世界主要发达国家纷纷把发展人工智能作为提升国家竞争力、维护国家安全的重大战略,加紧出台规划和政策,强化部署。如:2016年5月,美国白宫决定在国家科技委中专设“人工智能和机器学习委员会”,来协调指导全美各界的行动;到了10月,美国进而出台政府报告《国家人工智能研发战略规划》。

郑南宁:混合增强智能——协同与认知

人工智能是一种引领许多领域产生颠覆性变革的使能技术,合理并有效地利用人工智能技术,意味着价值创造和竞争优势。为抢抓人工智能发展的重大战略机遇,依托我国应用需求和市场的巨大优势,加快建设创新型国家和世界科技强国,在党中央、国务院统一部署和要求下,《新一代人工智能发展规划》(以下简称规划)对我国人工智能发展战略做了全面部署,明确了我国人工智能发展的总体要求及三步走的战略目标,并将人机协同的混合增强智能作为规划部署的五个重要方向之一。

智能机器与各类智能终端已经成为人类的伴随者,人与智能机器的交互、混合是未来社会的发展形态。人机协同的混合增强智能是新一代人工智能的典型特征。

当前的人工智能系统在不同层次都依赖大量的样本训练完成有监督的学习。真正的通用智能会在经验和知识积累的基础上灵巧地无监督学习。如果仅仅是利用各种人工智能计算模型或算法的简单组合,不可能得到一个通用的人工智能。特定领域的人工智能系统如谷歌的Alpha Go、IBM的深蓝和Watson等依赖强大的计算能力在挑战人类智力方面取得了巨大进步,但这些系统还无法通过自身思考得到更高层次的智能,它们与具有高度自主学习能力的通用人工智能依然存在着差距。但是,人工智能在这些特定领域应用的巨大成功为我们研究与发展新一代人工智能提供了重要的借鉴和新的方法。

人类面临的许多问题具有不确定性、脆弱性和开放性,也是智能机器的服务对象和最终“价值判断”的仲裁者,因此,人类智能与机器智能的协同是贯穿始终的。任何智能程度的机器都无法完全取代人类,这就需要将人的作用或认知模型引入到人工智能系统中,形成混合-增强智能形态,这种形态是人工智能或机器智能的可行的、重要的成长模式。

混合增强智能形态可分为两种基本实现形式:人在回路的混合增强智能,基于认知计算的混合增强智能。

高文:转向跨媒体智能

跨媒体智能是新一代人工智能的重要组成部分,通过视听感知、机器学习和语言计算等理论和方法,构建出实体世界的统一语义表达,通过跨媒体分析和推理把数据转换为智能,从而成为各类信息系统实现智能化的“使能器”。跨媒体智能引擎研究可在现有计算平台上进行,但是它的广泛应用需要研制更为高效的智能芯片和硬件,才能像生物大脑和感知系统那样以极低功耗来高效地表达外部世界的复杂结构。

幽居于颅骨内的人类大脑通过视觉、听觉、语言等感知通道获得对世界的统一感知,这是人类智能的源头。跨媒体智能就是要借鉴生物感知背后的信号及信息表达和处理机理,对外部世界蕴含的复杂结构进行高效表达和理解,提出跨越不同媒体类型数据进行泛化推理的模型、方法和技术,构造模拟和超越生物感知的智能芯片和系统。

跨媒体智能理论研究主要围绕跨媒体感知计算理论展开,从视、听、语言等感知通道把外部世界转换为内部模型的过程出发,实现智能感知和认知。主要包括:研究超越人类视觉感知能力的视觉信息获取,有效支撑对环境的全景、全光与透彻感知;研究能够适应真实世界复杂场景的主动视觉系统,发展复杂环境感知、建模和交互等技术,构建主动感知框架和技术体系;研究自然声学场景下的听觉感知及计算,实现复杂声学场景中语音定位和增强;突破真实自然交互环境中的语音识别鲁棒性、语音合成表现力、口语理解准确率等难点问题;研究自然交互环境中的言语感知及计算,实现类人的多语种多方言的言语感知和多语种多方言间的言语感知迁移;建立面向异步跨模态序列的类人感知和交互理论,研制突破图灵测试的跨模态社交机器人,实现与人类和谐地进行多模态互动和沟通;研究面向媒体智能感知的自主学习,发展仿人脑记忆的媒体协同分析方法。

大数据智能:从数据到知识与决策

如果说人工智能是经济发展的新引擎,正在重构生产、分配、交换、消费等经济活动各环节,那么大数据就是这个引擎的燃料。大数据与人工智能有机结合,则是发动这个引擎的金钥匙。传统人工智能基于专家手工构造的知识库来进行学习推理,如专家系统。由于难以构造较为全面的人类常识知识库,以及还存在不确定性知识,因此,依赖于知识库的人工智能方法在提升学习推理方法性能方面遇到了难以跨越的鸿沟。 与基于规则、逻辑和知识的推理学习方法不同,机器学习方法从大数据出发,去洞悉海量数据中隐藏的规律和模式,如从网购商品中自动挖掘用户消费偏好和从用户检索词条中洞悉文化概念的演化变迁等。

李伯虎:基于新一代人工智能发展中国智能制造

当前,正在发生重大变革的信息新环境和人类社会发展的新目标正推动人工智能发展进入新阶段,并深刻改变人类社会生活、改变世界。为抢抓人工智能发展的重大战略机遇,构筑我国人工智能发展的先发优势,加快建设创新型国家和世界科技强国,国务院印发了《新一代人工智能发展规划》,从战略态势、总体要求、重点任务、资源配置、保障措施和组织实施等方面明确规划了我国新一代人工智能的发展蓝图。 特别是,在规划重点任务的“加快推进产业智能化升级”一节中,对发展我国“智能制造”提出:“围绕制造强国重大需求,推进智能制造关键技术装备、核心支撑软件、工业互联网等系统集成应用,研发智能产品及智能互联产品、智能制造使能工具与系统、智能制造云服务平台,推广流程智能制造、离散智能制造、网络化协同制造、远程诊断与运维服务等新型制造模式,建立智能制造标准体系,推进制造全生命周期活动智能化”。

自主智能系统:驱动经济发展与科技进步的发动机

自主智能系统是一种人工系统,它不需要人为干预,利用先进智能技术实现各种操作与管理。典型自主智能系统包括陆、海、空、天自主无人载运操作平台、复杂无人生产加工系统、无人化平台等,例如无人车、无人机、轨道交通自动驾驶、空间机器人、海洋机器人、极地机器人、服务机器人、无人车间/智能工厂和智能控制装备与系统等。 自主智能系统强调自主和智能,但不排斥人类的参与,更加重视与人类行为的协同。自主智能系统将利用机器特有的优势,如计算、存储、决策等能力取代人类的部分重复性劳动。但是,针对主观性强、复杂性工作,将充分发挥人机协同能力,追求高智能、高性能的工作效率。因此,机器不可能完全代替人类,人机协同是未来的方向。 人工智能技术起源于上世纪五十年代。而自主智能系统则源于机器人发展的第三阶段,即智能机器人。自从上世纪六十年代末智能机器人的出现,自主智能系统对社会发展的贡献就上升了一个新的台阶,越来越发挥了巨大作用。例如,以PUMA为代表的工业机器人得到广泛应用,iRobot扫地机器人已经走入千家万户,“勇士号”等火星车帮助人类探索宇宙等。进入二十一世纪以来,自主智能系统的外沿进一步扩大。伴随着无人机、自动驾驶汽车、水下无人潜航器、空间操控机器人、医疗机器人、智能无人车间等出现,自主智能系统不再是我们传统认识中的工业机器人,它被赋予了更广泛的内涵。

群体智能:新一代人工智能的重要方向

基于互联网的群体智能理论和方法是新一代人工智能的核心研究领域之一,对人工智能的其他研究领域有着基础性和支撑性的作用。著名科学家钱学森先生在上世纪90年代曾提出综合集成研讨厅体系,强调专家群体以人机结合的方式进行协同研讨,共同对复杂巨系统的挑战性问题进行研究。《规划》提出的群体智能研究方向,实质上正是综合集成研讨厅在人工智能新时代的拓展和深化。它的研究内涵不单是关注精英专家团体,而是通过互联网组织结构和大数据驱动的人工智能系统吸引、汇聚和管理大规模参与者,以竞争和合作等多种自主协同方式来共同应对挑战性任务,特别是开放环境下的复杂系统决策任务,涌现出来的超越个体智力的智能形态。在互联网环境下,海量的人类智能与机器智能相互赋能增效,形成人机物融合的“群智空间”,以充分展现群体智能。其本质上是互联网科技创新生态系统的智力内核,将辐射包括从技术研发到商业运营整个创新过程的所有组织及组织间关系网络。因此,群体智能的研究不仅能推动人工智能的理论技术创新,同时能对整个信息社会的应用创新、体制创新、管理创新、商业创新等提供核心驱动力。

胡志坚: 发展新一代人工智能 把握打造国家先发优势的战略机遇

当前,我国正处于深化供给侧结构性改革和新旧动能转换的关键时期。抢抓人工智能发展这一重大战略机遇,构筑我国人工智能先发优势,将有利于落实新发展理念,极大地促进深化供给侧结构性改革,为我国经济发展注入新动能,带动国家经济社会整体跃升和跨越式发展。2016美国总统经济报告认为,机器人对于美国经济来说和蒸汽机的问世一样重要。2016年底,英国政府发布报告指出,人工智能有望像19世纪的蒸汽机经济那样,彻底改变我们的生活,将成为推动社会经济重大变革的核心力量,并由此引发对就业和劳动力市场的重大影响。国外研究报告显示,2016年全球人工智能市场规模已达1650亿美元;到2020年中国人工智能应用市场将以50%的增速逐年增长,基于人工智能的自动化可为中国经济增长每年贡献0.8至1.4个百分点。人工智能将是中国经济社会发展未来实现赶超的关键。 同时,我国打造人工智能先发优势具有良好基础。我国科技创新整体实力和水平正步入以跟踪为主转向跟踪和并跑、领跑并存的新阶段,正处于从量的积累向质的飞跃、从点的突破向系统能力提升的重要时期。我国人工智能领域处于世界前列,部分领域核心关键技术实现重要突破,许多领域具备跨越发展的巨大潜力,进入实际应用的速度和规模扩张迅猛,人工智能创新创业日益活跃,一批龙头骨干企业加速成长,在国际上获得广泛关注和认可。新一代人工智能是我国科技未来领跑世界的极为重大的战略领域。

戴国强:开源开放是构建我国人工智能创新生态的必然选择

人工智能企业创新更加活跃,国际竞争日趋激烈。美国、日本、德国、法国、英国等主要发达国家把人工智能作为提升国家竞争力、维护国家安全的战略利器,竞相出台规划和政策,围绕核心技术、顶尖人才、标准规范等展开激烈争夺,力图在新一轮国际科技竞争中抢占主导权。谷歌、微软、苹果、IBM、亚马逊等顶尖企业都已经或正在将人工智能技术列入企业研发的重点,通过成立人工智能实验室、并购初创公司等方式,在人工智能领域快速抢滩布局。 要在这样的态势下打造我国新一代人工智能先发优势,构建AI良性高效发展的创新生态必须以“开源开放”为基本原则。 在技术实现层面,人工智能是现代IT技术的重大集成,其发展离不开信息技术领域的开源开放元素。这些典型元素一般包括开源软件、开源硬件、开放标准、开放云以及开放数据等。其中开源软件已成为分布式创新下发挥“众智”作用的典型代表,是互联网时代成功的大规模“协作”实践。同时新一代人工智能天生无法与数据分割开来,高质量的训练和测试数据集是机器学习技术突破、人工智能规模化应用等的必备资源,这些数据集供给归根结底离不开行业、领域等数据的开放。

王瑞军:强化战略引导与合理规制 促进人工智能健康持续发展

人工智能的发展与安全使用不仅可以提升科技创新能力,而且可以促进经济繁荣、改善生活质量和保障国家安全,全面提升社会生产力、综合国力和国家竞争力,为建设创新型国家和世界科技强国提供强大支撑。

百度王海峰:一张人工智能系统布局的蓝图

这份蓝图从基础理论、支撑平台、关键技术和应用等方面对人工智能产业发展做了详细部署。作为多年深耕人工智能技术、并积极开源开放以推动产业应用和构建生态圈的企业,《规划》的出台进一步坚定了百度把人工智能作为核心战略,加速核心技术创新的信心和动力。