鄭南寧:人工智能的下一步是什么?
鄭南寧
中國(guó)工程院院士、西安交通大學(xué)電信學(xué)院教授
隨著2006年Hinton等人提出深度學(xué)習(xí)概念,人工智能研究進(jìn)入了嶄新的發(fā)展時(shí)期,也不斷地影響、推進(jìn)著相關(guān)眾多產(chǎn)業(yè)、行業(yè)的快速發(fā)展。人工智能“精彩回歸”,重新受到學(xué)術(shù)界、產(chǎn)業(yè)界等社會(huì)各界的廣泛關(guān)注。
人工智能是研究人類智能活動(dòng)的規(guī)律,構(gòu)造具有一定智能的人工系統(tǒng),使機(jī)器能夠像人一樣思維和認(rèn)知。當(dāng)前人工智能的研究前沿之一是如何實(shí)現(xiàn)由完整信息到非完整信息的處理,構(gòu)建更加健壯的人工智能,使人工智能系統(tǒng)對(duì)用戶錯(cuò)誤、目標(biāo)偏差、錯(cuò)誤模型以及未建模對(duì)象具有更好的適應(yīng)性。無(wú)人駕駛就是一種典型的非完整信息處理問(wèn)題。
由于我們不可能為所有的問(wèn)題建模,“未知的未知”問(wèn)題對(duì)構(gòu)建穩(wěn)健的人工智能系統(tǒng)提出了挑戰(zhàn)。為了設(shè)計(jì)更加健壯的人工智能,需要采用穩(wěn)健優(yōu)化、學(xué)習(xí)因果模型和組合模型等方法來(lái)提高人工智能建模問(wèn)題的穩(wěn)健性。
要設(shè)計(jì)更加健壯的人工智能,首先要提升對(duì)于模型錯(cuò)誤的穩(wěn)健性,對(duì)風(fēng)險(xiǎn)敏感的目標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化,采用穩(wěn)健推理的算法,如采取謹(jǐn)慎的策略提升應(yīng)對(duì)建模錯(cuò)誤情況下的魯棒性;其次,需提升對(duì)于為建模問(wèn)題的穩(wěn)健性,擴(kuò)充模型、學(xué)習(xí)因果模型、采用組合模型監(jiān)測(cè)模型表現(xiàn)以檢測(cè)異常等。
從人工智能的研究來(lái)看,我們長(zhǎng)期以來(lái)堅(jiān)持兩個(gè)目的:一是如何使機(jī)器更加聰明,二是如何用機(jī)器模擬人的智能,同時(shí)能夠發(fā)展出更聰明的機(jī)器幫助人類更好地發(fā)展。從人的角度來(lái)思考,建立一種智能系統(tǒng)需要以下基本的因素:它必須要適應(yīng)我們的世界,要具備學(xué)習(xí)的能力,同時(shí)需要有記憶能力,在學(xué)習(xí)記憶的基礎(chǔ)上完成推理,另外在推理的過(guò)程中還必須建立一種因果模型。
直覺(jué)推理可以看成兩個(gè)方面:一個(gè)是物理層面的推理,就是可以跨越時(shí)間尺度給出判斷和情景演變的過(guò)程;另一個(gè)是心理層面的推理。無(wú)人駕駛車事故的例子,說(shuō)明無(wú)人駕駛車是在非完整信息下出現(xiàn)的問(wèn)題。如何在不完整信息下讓機(jī)器做出正確判斷,使得機(jī)器具有推理和自主學(xué)習(xí)的能力,這樣的過(guò)程是健壯的人工智能能夠?qū)崿F(xiàn)的。
人的認(rèn)知過(guò)程,在很多場(chǎng)合下是從全局到局部的,在大量先進(jìn)知識(shí)的前提下,往往是一種自上而下的過(guò)程。我們做了一個(gè)讓計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)人體運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分析的實(shí)驗(yàn),并選擇了樂(lè)團(tuán)的指揮。樂(lè)團(tuán)的指揮實(shí)際上是樂(lè)團(tuán)的靈魂,在樂(lè)團(tuán)演出中每一個(gè)人都要按照指揮的動(dòng)作把曲子用自己演奏的樂(lè)器表達(dá)出來(lái)。通過(guò)身上的標(biāo)記點(diǎn)把指揮的動(dòng)作通過(guò)攝像機(jī)模擬出來(lái),把一個(gè)指揮家的動(dòng)作合成以后,我們讓機(jī)器來(lái)指揮。
人工智能是一門(mén)綜合性的前沿學(xué)科和交叉學(xué)科,其發(fā)展與信息科學(xué)、認(rèn)知科學(xué)、神經(jīng)生物學(xué)、心理學(xué)、數(shù)學(xué)等學(xué)科深度融合。發(fā)展人工智能要做到“兩手抓”,即一方面要踏踏實(shí)實(shí)積極推進(jìn)人工智能的基礎(chǔ)理論研究,另一方面要重視人工智能在重大學(xué)科領(lǐng)域和重大工程中的實(shí)踐應(yīng)用。開(kāi)展科學(xué)研究的目的是造福人類,但在歷史進(jìn)程中,科學(xué)技術(shù)也曾被別有用心者利用而阻礙了社會(huì)發(fā)展,甚至給人類帶來(lái)災(zāi)難。
實(shí)現(xiàn)類人水平的人工智能還需要迎接哪些挑戰(zhàn)?一是如何讓機(jī)器在沒(méi)有人類的幫助下學(xué)習(xí),二是如何讓機(jī)器像人類一樣感知和理解世界,三是如何讓機(jī)器具有自我意識(shí)、情感以及反思自身處境與行為的能力。使機(jī)器具有自我意識(shí)和反思能力是類人智慧最難的挑戰(zhàn),無(wú)論對(duì)科學(xué)和哲學(xué)來(lái)說(shuō),這都是一個(gè)引人入勝的探索領(lǐng)域。
未來(lái)三十年,人工智能將在計(jì)算能力、人工智能系統(tǒng)等方面催生顛覆性技術(shù),其研究成果將在社會(huì)管理、國(guó)防、生命健康、金融、能源、農(nóng)業(yè)、工業(yè)等眾多領(lǐng)域大放光彩,人工智能也將迎來(lái)新的發(fā)展高潮。未來(lái),人工智能將滲透到人們生活中的各個(gè)角落,成為人們生活中不可或缺的組成部分。
(本文根據(jù)鄭南寧在“國(guó)際工程科技發(fā)展戰(zhàn)略高端論壇”上的講話整理,未經(jīng)本人確認(rèn))