作者：潘云鶴 來源：
科學網(wǎng) www.sciencenet.cn 發(fā)布時間：2017/1/15 12:20:01
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潘云鶴院士：人工智能邁向2.0
近年來，人們對人工智能（artificial intelligence，簡稱AI）產(chǎn)生濃厚興趣，產(chǎn)業(yè)界首先布局。大量資本與并購的涌入加速了AI技術與應用的結合，并蔓延升溫。據(jù)美國CBInsight公司2016年7月報告，2011年至今，谷歌、微軟、Twitter、Intel、Apple等IT巨頭收購了約140家AI領域的創(chuàng)業(yè)公司。僅2016年上半年，資本市場對AI投入已超2015年全年。
谷歌2014年高價收購DeepMind公司，2016年研制的AlphaGo戰(zhàn)勝了圍棋世界冠軍，2017年初又60連勝，谷歌自稱正從一個“移動優(yōu)先”轉(zhuǎn)向“AI優(yōu)先”的公司。微軟小冰聊天機器人，正引導從傳統(tǒng)的“圖形界面”向“自然語言和情感理解交互界面”轉(zhuǎn)變；IBM開發(fā)Watson系統(tǒng)已進入醫(yī)院，正在改變腫瘤臨床診斷與治療的運作模式；百度公司因在機器翻譯、自然語言理解和智能汽車的布局，被評譽“最聰明的公司”……這些進步預示著AI技術將有大的飛躍。
1956年，美國學者首次提出“AI”概念，即：讓機器能像人那樣理解、思考和學習，即用計算機模擬人的智能。傳統(tǒng)AI典型研究的領域是：機器定理證明、機器翻譯、專家系統(tǒng)、博弈、模式識別、機器學習、機器人與智能控制等，逐步形成符號、連接、行為等學派。
AI進步的動力不僅來自于內(nèi)部驅(qū)動，更來自于信息環(huán)境與社會需求等外部驅(qū)動。
隨著移動終端、互聯(lián)網(wǎng)、傳感器網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)、穿戴設備等的流行，感知設備遍布全球，計算與人類密切相伴，網(wǎng)絡連接著個體和群體，快速反映與聚集他們的發(fā)現(xiàn)、需求、創(chuàng)意、知識和能力。同時，世界已從二元空間結構（物理, 人類社會）演變?yōu)槿臻g結構（信息網(wǎng)絡, 物理, 人類社會），它們之間的互動將形成各種新計算，包括感知融合、“人在回路中”、增強現(xiàn)實（AR）、跨媒體計算等等。
智能化的需求牽引，使AI在城市、醫(yī)療、交通、物流、機器人、無人駕駛、手機、游戲、制造、社會、經(jīng)濟等發(fā)展中成為新技術、新目標，很多企業(yè)和城市已進行AI布局。
從過去追求“用計算機模擬AI”，轉(zhuǎn)化為：用機器與人結合成增強的混合智能系統(tǒng)；用機器、人、網(wǎng)絡結合成新的群智系統(tǒng)；用人、機器、網(wǎng)絡和物結合成的智能城市等更復雜的智能系統(tǒng)。
AI基本方法是數(shù)據(jù)驅(qū)動的算法，今后將涌現(xiàn)出大數(shù)據(jù)、傳感器、網(wǎng)絡、跨媒體等驅(qū)動計算，從而使大數(shù)據(jù)、感知融合、跨媒體等智能發(fā)展成為必然，傳統(tǒng)以字符為基礎的機器智能測試圖靈方法將受到挑戰(zhàn)。
當前，若干新技術變化已初露端倪，成為AI邁向2.0的技術萌芽。
以DeepMind的AlphaGo技術為例，其深度強化學習發(fā)展了“直覺感知（下一步在哪）”、“棋局推理（全局獲勝機會如何）”和“新穎落子（想人所不敢想）”等能力，并將記憶人類棋局和自我博弈積累棋局結合了起來。目前，該深度學習技術的缺陷是不可解釋，不通用，需要大數(shù)據(jù)智能的發(fā)展來解決。
事實上，大規(guī)模個體通過互聯(lián)網(wǎng)參與和交互，可實現(xiàn)超乎尋常的智慧能力。如，普林斯頓大學Connectome項目開發(fā)的EyeWire游戲，玩家可對顯微圖像中單個細胞及其神經(jīng)元連接按功能進行涂色，145個國家的165000多名科學家及志愿者參與，首次詳述了哺乳動物視網(wǎng)膜神經(jīng)組織如何檢測運動的結構功能關系等。群智計算能將極大提高人類社會的智能水平，用途廣，其理論和技術尚處原始階段。
2008年，中國科學家率先提出了“跨媒體計算”概念。2010年，《Nature》發(fā)文指出，文本、圖像、語音、視頻及其交互屬性將緊密混合一體，即為“跨媒體”?？缑襟w智能是機器認知外界環(huán)境的基礎，對語言、視覺、圖形和聽覺的語義貫通是實現(xiàn)聯(lián)想、設計、概括、創(chuàng)造等智能行為的關鍵。當前，其尚處發(fā)展萌芽狀態(tài)，可望形成新一代AI的重要領域。
用計算機來模擬人的智能固然重要，而讓計算機與人協(xié)同，取長補短而成為一種“1+1>2”的增強性智能系統(tǒng)則更為重要。當前，各種穿戴設備、智能駕駛、外骨骼設備、人機協(xié)同手術等紛紛出現(xiàn)，而宏觀系統(tǒng)的人機協(xié)同有更大空間，預示著人機協(xié)同增強智能系統(tǒng)的前景廣泛。
AI誕生之際，機器人被列入其目標領域，仿生學也成為重要發(fā)展方向。但大多數(shù)案例表明，對原有機械裝備進行智能化和自主化升級，要比類人機器人更高效。因此，自主智能系統(tǒng)將成為新一代AI的重要方向，也對制造業(yè)升級尤為重要。
綜上所述，我們給出的AI2.0初步定義是：基于重大變化的信息新環(huán)境和發(fā)展新目標的新一代人工智能。其中，信息新環(huán)境是指：互聯(lián)網(wǎng)與移動終端的普及、傳感網(wǎng)的滲透、大數(shù)據(jù)的涌現(xiàn)和網(wǎng)上社區(qū)的興起等等。新目標是指：智能城市、智能經(jīng)濟、智能制造、智能醫(yī)療、智能家居、智能駕駛等從宏觀到微觀的智能化新需求?？赏壍男录夹g有：大數(shù)據(jù)智能、跨媒體智能、自主智能、人機混合增強智能和群體智能等。
AI2.0的技術特征表現(xiàn)在：一是從傳統(tǒng)知識表達技術到大數(shù)據(jù)驅(qū)動知識學習，轉(zhuǎn)向大數(shù)據(jù)驅(qū)動和知識指導相結合的方式，其中機器學習不但可自動，還可解釋，更廣泛；二是從分類型處理多媒體數(shù)據(jù) (如視覺、聽覺、文字等)，邁向跨媒體認知、學習和推理的新水平；三是從追求“智能機器”到高水平的人機協(xié)同融合，走向混合型增強智能的新計算形態(tài)；四是從聚焦研究“個體智能”到基于互聯(lián)網(wǎng)絡的群體智能，形成在網(wǎng)上激發(fā)組織群體智能的技術與平臺；五是將研究的理念從機器人轉(zhuǎn)向更加廣闊的智能自主系統(tǒng)，從而促進改造各種機械、裝備和產(chǎn)品，走上智能化之路。
相比以往，AI2.0將不但以更接近人類智能的形態(tài)存在，而且以提高人類智力活動能力為主要目標，將緊密融入我們的生活（跨媒體和無人系統(tǒng)），甚至擴展為我們身體一部分（混合增強智能），可以閱讀、管理、重組人類知識（大數(shù)據(jù)智能與群體智能），為生活、生產(chǎn)、資源、環(huán)境等社會發(fā)展問題提出建議，在越來越多的專門領域的博弈、識別、控制、預測中接近甚至超越人的能力。
中國正值工業(yè)化、城鎮(zhèn)化、信息化、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化和綠色化發(fā)展高潮，急需AI發(fā)展不斷改善人民生活，提高社會生產(chǎn)力，優(yōu)化城鎮(zhèn)的發(fā)展、提高資源利用水平，促進教育、醫(yī)療、貧困、環(huán)境、資源等緊迫問題的解決。
建議我國布局實施AI2.0時，一是要與重大需求和已積累的發(fā)展成果相結合，如電子政務、電子商務、快遞物流、智能社區(qū)、分享經(jīng)濟、智能手機、電視家電、制造業(yè)升級，和創(chuàng)新設計、跨媒體計算、圖像編碼、中文識別、知識中心、智能城市及大數(shù)據(jù)等先行理念或技術成果；二是研究內(nèi)容要圍繞大數(shù)據(jù)智能、互聯(lián)網(wǎng)群體智能、跨媒體智能、人機混合增強智能、自主智能系統(tǒng)等新一代方向；三是中國要推動和全球各國科學家與智庫開展合作，推動人工智能技術能沿著服務人類的正確方向升級。
(作者系中國工程院院士、中國工程院原常務副院長，此文英文版發(fā)表于中國工程院院刊《Engineering》)
