劉進(jìn)軍 徐曉紅

(上海科技館 上海 200127)

科普場館人工智能主題展示具有很強(qiáng)的必要性和緊迫性。人工智能技術(shù)是工業(yè)4.0 的代表性技術(shù)和核心，其以智能化為特征，它深刻影響著人們的生產(chǎn)與生活方式，并使之發(fā)生著顛覆性變化。2017 年，國務(wù)院站在構(gòu)筑我國人工智能發(fā)展的先發(fā)優(yōu)勢，加快建設(shè)創(chuàng)新型國家和世界科技強(qiáng)國的高度專門印發(fā)并施行了《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》[1]，將發(fā)展人工智能上升為重要的國家戰(zhàn)略?？破請鲳^（以下簡稱場館）是人工智能科普工作的重要載體，具有受眾量大、青少年占比高、科普資源集中等優(yōu)勢。公眾通過與人工智能各類應(yīng)用場景和展項(xiàng)設(shè)備的零距離互動，沉浸式體驗(yàn)，可系統(tǒng)地了解人工智能相關(guān)知識，深入理解人工智能本質(zhì)，明確人工智能的廣泛應(yīng)用和發(fā)展瓶頸，從而激發(fā)公眾尤其是青少年對于人工智能的強(qiáng)烈興趣，乃至立志從事人工智能發(fā)展事業(yè)。

隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展和深化，人工智能對經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展正起到越來越重要的作用。鑒于其影響的深遠(yuǎn)性和廣泛性，人工智能正成為世界各國爭相發(fā)展的熱門領(lǐng)域。2019年，習(xí)近平總書記指出中國高度重視創(chuàng)新發(fā)展，把新一代人工智能作為推動科技跨越發(fā)展、產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級、生產(chǎn)力整體躍升的驅(qū)動力量，努力實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展。任何領(lǐng)域的發(fā)展人才是第一推動力，人工智能科普展教在培育人工智能創(chuàng)新型人才、突破人工智能技術(shù)瓶頸、占領(lǐng)人工智能技術(shù)高地、持續(xù)保持國際競爭優(yōu)勢方面上具有重要作用。人工智能人才的培養(yǎng)要從青少年抓起，場館是科普教育的重要陣地，場館如何做好人工智能教育是科普工作的一項(xiàng)重要課題。

目前，我國人工智能主題展館或設(shè)置人工智能主題展區(qū)的展館很少，方明等人對于人工智能主題展示的規(guī)劃設(shè)計(jì)有所論述[2]，但總體來說該方向少有研究總結(jié)。而且，占較大比重的企業(yè)館或與企業(yè)合作建設(shè)的場館側(cè)重于人工智能新技術(shù)、新產(chǎn)品的展示。而公共科普場館在人工智能知識與技術(shù)科普的基礎(chǔ)性、綜合性、公益性、廣覆蓋等方面更能發(fā)揮優(yōu)勢。

相比其他展示主題，人工智能技術(shù)具有實(shí)現(xiàn)手段多樣、迭代速度快、應(yīng)用特別廣泛等特點(diǎn)。因此，在設(shè)計(jì)場館主題展示內(nèi)容和展示方式上應(yīng)考慮上述特點(diǎn)，科學(xué)、客觀地闡釋部分重要概念及其內(nèi)涵，全面、準(zhǔn)確地展示人工智能發(fā)展概況、現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，展示各主要領(lǐng)域經(jīng)典應(yīng)用場景。對于快速迭代變化的重要技術(shù)內(nèi)容，可以考慮通過日常微更新、臨展、視頻等方式加以呈現(xiàn)，避免流于片面或者建成即落后的問題?？傮w而言，可以考慮以下方面的展示內(nèi)容或活動主題。

1 人工智能概述

1.1 人工智能的定義與特點(diǎn)

首先應(yīng)當(dāng)讓公眾了解人工智能的本質(zhì)，而不是僅限于感性認(rèn)識。人工智能目前并非“高冷”科技，不久前還只存在于科幻作品中的技術(shù)，諸如有溫度和思辨意味的AI 流暢對話、更加局部化和精準(zhǔn)化的氣象預(yù)報(bào)、無人駕駛、醫(yī)學(xué)影像分析、智能監(jiān)控分析和報(bào)警、元宇宙等應(yīng)用場景現(xiàn)在已經(jīng)悄然融入人們的工作和生活中。人工智能原本屬于計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)子學(xué)科，現(xiàn)在已經(jīng)延伸和應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域，成為一個(gè)典型的交叉學(xué)科。其定義在歷史上曾不斷演進(jìn)，目前尚沒有統(tǒng)一，有著多元化的理解。早期定義為制造智能機(jī)器的科學(xué)與工程?，F(xiàn)在經(jīng)典的定義為研究、開發(fā)用于模擬、延伸和擴(kuò)展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的一門新的技術(shù)科學(xué)。人工智能可以表現(xiàn)為具象的機(jī)器人，可以是虛擬形象，也可以沒有任何具象，它的核心是智能算法模型。

人工智能是一組功能，能夠使計(jì)算機(jī)完成過去需要由人類智能才能完成的工作。所以，一臺設(shè)備或者一項(xiàng)功能是否具備智能性要看它是否能反映了人類特有的思想、情感和行為模式。人工智能的質(zhì)變主要在于編程邏輯或者算法的創(chuàng)新和突破，使之擁有更強(qiáng)的自主學(xué)習(xí)和自動演進(jìn)的能力。機(jī)器模仿人類學(xué)習(xí)、思考、分析和預(yù)測乃至采取行動的技術(shù)體系，可以認(rèn)為是仿生學(xué)的一種特殊情形、一個(gè)高級階段，在某些領(lǐng)域可能超越人類智能。人工智能并不是一種狹窄的技術(shù)定義，而指的是機(jī)器完成本來只有人類才能完成的一些復(fù)雜工作的能力，復(fù)雜工作的概念不僅是相對的，還是不斷發(fā)展變化的。例如：運(yùn)算智能早期被認(rèn)為只有人類才能完成，但現(xiàn)在甚至已不被認(rèn)定為人工智能?？梢娙斯ぶ悄芏x具有開放性和發(fā)展性特點(diǎn)。

1.2 人工智能與其他相關(guān)概念的關(guān)系

人工智能不是一個(gè)孤立的概念，它往往與大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、元宇宙、數(shù)字孿生等數(shù)字技術(shù)融合在一起。人工智能的實(shí)現(xiàn)離不開專家系統(tǒng)，以及深度學(xué)習(xí)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等機(jī)器學(xué)習(xí)有關(guān)技術(shù)的支撐同時(shí)應(yīng)注意區(qū)分智能、類腦智能和人工智能的關(guān)系。

1.3 人工智能分類

一般分為弱人工智能、強(qiáng)人工智能和超人工智能3個(gè)發(fā)展階段。弱人工智能只能解決特定單方面的場景化的問題，如圖像識別、語音識別。強(qiáng)人工智能也稱通用人工智能，是比肩人類水平的智能，具有意識、決策和自主學(xué)習(xí)的能力。超人工智能是全面超越人類水平的智能。目前，世界人工智能的發(fā)展整體處于弱人工智能階段。

2 人工智能的發(fā)展歷程

梳理和呈現(xiàn)國際國內(nèi)兩條發(fā)展主線和大事記，在全球視野下講好中國故事，展現(xiàn)我國人工智能的思想文化和技術(shù)演變，如偃師獻(xiàn)技、指南車、木牛流馬、記里鼓車等古代人工智能思想和技術(shù)雛形，也包括當(dāng)代我國人工智能基礎(chǔ)研究和應(yīng)用技術(shù)所取得的典型成就，如圖像識別、語音識別和量子計(jì)算等。通過這些使公眾系統(tǒng)地了解人工智能的前世今生，特別是在我國的發(fā)展脈絡(luò)，從而激發(fā)公眾的自豪感、責(zé)任感和緊迫感。

3 人工智能與人的關(guān)系

這個(gè)版塊可以通過設(shè)問的方式展開，也可以結(jié)合聊天機(jī)器人對話功能，通過與人工智能對話聽一聽“她自己對這些問題的看法”，從而有效引發(fā)公眾對這些問題的興趣和思考。例如：人工智能是簡單模仿人類智能嗎？人工智能能夠產(chǎn)生意識和情感嗎？人工智能有可能超越人類智慧嗎？人工智能在人類生產(chǎn)生活中扮演著什么樣的角色？人工智能會搶走人類工作導(dǎo)致大規(guī)模失業(yè)還是會衍生出大量新的就業(yè)崗位？

4 人工智能基本原理和實(shí)現(xiàn)方法

人工智能的實(shí)現(xiàn)包括專家系統(tǒng)、機(jī)器學(xué)習(xí)等不同方式。對于專家系統(tǒng)而言，對男女的面部特征的差異等的許多規(guī)劃目前無法做到精準(zhǔn)描述，因此專家系統(tǒng)在人工智能領(lǐng)域的應(yīng)用受到很大制約，但它仍然適合于問答系統(tǒng)設(shè)計(jì)等方面的應(yīng)用。相對而言，機(jī)器學(xué)習(xí)模仿人的大腦，通過大量的數(shù)據(jù)樣本來訓(xùn)練模型，將數(shù)據(jù)特征記憶到卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法、殘差收縮算法等深度學(xué)習(xí)算法模型中使之取得泛化能力，從而根據(jù)輸入數(shù)據(jù)得到預(yù)測結(jié)果。圖1是一種改進(jìn)型RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)[3]。深度學(xué)習(xí)的算法邏輯目前缺乏明確的可解釋性，但這恰恰符合人類的認(rèn)知規(guī)律——往往不是單純通過語言文字描述，而是簡單地通過多次見聞和接觸自然完成認(rèn)識，即通過樣本訓(xùn)練完成特征記憶，認(rèn)識之后卻未必能用語言進(jìn)行精準(zhǔn)描述，即人類的認(rèn)知過程客觀上具有模糊性或者難以描述性，但這無關(guān)認(rèn)知結(jié)果的客觀正確性。因此，通過深度學(xué)習(xí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)或類腦智能實(shí)現(xiàn)人工智能雖受制于腦科學(xué)研究的進(jìn)展，但它可能仍然是實(shí)現(xiàn)人工智能的最合理有效的方式。實(shí)際上，目前深度學(xué)習(xí)的確是人工智能研究的主流技術(shù)方向。

圖1 改進(jìn)的RBF 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

除了符號主義、聯(lián)結(jié)主義，人工智能還有其他不同的流派，各自對于人工智能有著不同的理解，實(shí)現(xiàn)方法也是有差異的。

5 展示內(nèi)容篩選基本原則的思考

人工智能的應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)用場景非常廣泛，如何在有限的場館空間內(nèi)精選展示內(nèi)容是必須解決的重要問題，這對有效提升展示效果具有重要意義，可以考慮以下的篩選原則。

（1）選擇展示相對確定的知識內(nèi)容和經(jīng)典應(yīng)用場景，如非絕對化的定義等，為應(yīng)對未來發(fā)展留有余地。

（2）建設(shè)之時(shí)考慮日后微更新的便利。例如：使用易于撤換展示內(nèi)容的圖文版框架，設(shè)置帶有USB 插口和可播放多種視頻格式的多媒體設(shè)備，在空間布局上為未來增加或替換展項(xiàng)預(yù)留空間等。

（3）與人工智能行業(yè)頭部企業(yè)和科研院所合作，通過舉辦臨展、巡展，人工智能領(lǐng)域?qū)＜覅⑴c互動等方式及時(shí)推出關(guān)于人工智能的最新成果。有些場館嘗試提供成果展示與技術(shù)交流的平臺，即探索場館搭臺企業(yè)唱戲模式，這種模式具有易于獲取更多、更新展示資源的優(yōu)勢，但也要注意規(guī)避其弊端，例如：避免場館成為單純的渠道和平臺，避免過度商業(yè)化，同時(shí)做好合作對象的篩選，防范意識形態(tài)、安全、隱私與數(shù)據(jù)保護(hù)等方面的風(fēng)險(xiǎn)。

6 典型應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)用場景

人工智能目前已經(jīng)延伸和應(yīng)用到許多領(lǐng)域和行業(yè)，應(yīng)用十分廣泛。在人工智能基礎(chǔ)理論和技術(shù)工具獲得突破性進(jìn)展之前，弱人工智能應(yīng)用是務(wù)實(shí)策略，而且各種具體應(yīng)用場景實(shí)實(shí)在在解決了各領(lǐng)域用其他方法難以解決的復(fù)雜問題，是非常有意義的現(xiàn)實(shí)選擇。

場館應(yīng)選擇典型的應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)用場景進(jìn)行重點(diǎn)展示。典型的應(yīng)用領(lǐng)域有咨詢行業(yè)、智能制造、大數(shù)據(jù)分析預(yù)測，娛樂消費(fèi)、智慧交通、智慧醫(yī)療[4]、智慧教育、智慧農(nóng)業(yè)、智慧金融、智慧安防、智能家居等，人工智能是相應(yīng)領(lǐng)域發(fā)展的助推器和倍增器。各領(lǐng)域的應(yīng)用場景更是不勝枚舉，可以從中選擇經(jīng)濟(jì)效益好，顯著影響生產(chǎn)生活的重要應(yīng)用場景進(jìn)行展示，如用戶畫像+精準(zhǔn)推送、AI 客服、自動駕駛、醫(yī)學(xué)影像分析、腦機(jī)接口、智慧收納等。從公眾心理特點(diǎn)出發(fā)，盡量設(shè)置大量新穎有趣和互動性強(qiáng)的人工智能展項(xiàng)，如“當(dāng)場學(xué)習(xí)生成未來虛擬的我，遇見未來的我”；根據(jù)輸入的主題和關(guān)鍵詞智能作詩、作畫、譜曲；設(shè)置機(jī)器人主題展區(qū)這一最能體現(xiàn)人工智能成果的呈現(xiàn)形式，特別是設(shè)置互動機(jī)器人、趣味聊天機(jī)器人、教育機(jī)器人、娛樂機(jī)器人等不同用途、不同形態(tài)的機(jī)器人展項(xiàng)，展現(xiàn)最新的機(jī)器人研究成果。

7 人工智能基本展示方式

除了傳統(tǒng)的圖文版、音視頻、動畫等方式外，通過裸眼3D、4D 影片、全息成像、光學(xué)動作捕捉技術(shù)、MR、元宇宙等新穎影像技術(shù)播放具有震撼力的技術(shù)成果，特別是具有自身ID 的作品，更多地與藝術(shù)、游戲及其他最新展示技術(shù)融合，使展項(xiàng)在科學(xué)性、知識性、啟發(fā)性、互動性的基礎(chǔ)上更添藝術(shù)性和趣味性，從而進(jìn)一步凸顯場館的特色和黏性。開設(shè)臨展、巡展，尋求與人工智能領(lǐng)域科研院所、頭部企業(yè)和其他科普機(jī)構(gòu)開展交流合作，展示產(chǎn)學(xué)研用不同參與主體的最新成果。

將科學(xué)技術(shù)與文化藝術(shù)相融合，感知科學(xué)的奧秘、技術(shù)的力量，同時(shí)體驗(yàn)智能與藝術(shù)結(jié)合的魅力。設(shè)置盡量多的沉浸式互動展品展項(xiàng)，增強(qiáng)參與感和操控感，在互動操作游戲中寓教于樂。并進(jìn)一步激發(fā)和鼓勵人們展開思辨和討論，如人工智能到底是什么、人工智能還可以有什么樣的應(yīng)用、人工智能發(fā)展面臨的瓶頸及解決思路、人工智能與人的關(guān)系、人工智能未來將走向何處等。

展示藝術(shù)家和科研人員的作品，通過大量互動式沉浸式的展品和藝術(shù)裝置，探討人工智能技術(shù)的創(chuàng)意和發(fā)展，探索人類和技術(shù)間的關(guān)系演變。

通過問卷調(diào)查、局部客流統(tǒng)計(jì)，內(nèi)置收集互動頻次數(shù)據(jù)的裝置獲知公眾對于特定展項(xiàng)的興趣，作為展項(xiàng)更新的參考依據(jù)。

建筑是最大展項(xiàng)?？梢酝ㄟ^在場館各處巧妙設(shè)置人工智能展項(xiàng)或設(shè)施，例如：在適當(dāng)區(qū)域設(shè)置智能趣味聊天機(jī)器人、配送機(jī)器人、智能回憶墻等，讓公眾感受到人工智能元素的無處不在，從而獲得全景式、沉浸式體驗(yàn)。

8 人工智能典型教育活動

依托場館已有的教育資源，結(jié)合人工智能發(fā)展現(xiàn)狀，開發(fā)開展形式多樣的教育活動，作為展示的延伸。包括但不限于以下類型的活動。

8.1 互動游戲

科普輔導(dǎo)員介紹各類機(jī)器人的功能、特點(diǎn)及操作方法，公眾則在輔導(dǎo)員的幫助下與各類機(jī)器人展開互動，包括使用手柄操作、肢體動作、語音指令、編程導(dǎo)入等各種相應(yīng)形式。機(jī)器人的種類應(yīng)該多樣，包括不同形態(tài)、不同大小、不同用途的各式機(jī)器人。通過動手參與和沉浸式互動，公眾在充分感受到機(jī)器人帶來的便利和震撼的同時(shí)提高實(shí)操能力。

8.2 現(xiàn)場編程

現(xiàn)場在科普輔導(dǎo)員的指導(dǎo)下開展程序接龍、解題闖關(guān)、創(chuàng)意編程等系列活動，對成績優(yōu)異的參與者給予獎勵，如發(fā)放獎品獎狀、對優(yōu)秀作品進(jìn)行展示和存儲。

8.3 創(chuàng)客空間

開展動手搭建機(jī)器人、智能產(chǎn)品制作、創(chuàng)意比賽、項(xiàng)目研發(fā)等人工智能相關(guān)的多種實(shí)踐活動，通過從組裝、編程到調(diào)試的全流程操作讓參與的公眾直觀地了解機(jī)器人的結(jié)構(gòu)和原理，提出新穎的創(chuàng)新創(chuàng)意。

8.4 課程設(shè)置

聯(lián)合人工智能領(lǐng)域科研和教育專家，探索開展線下、線上或者線上線下相結(jié)合的短中長期不同系列的人工智能課程。

通過系列教育活動達(dá)成滿足各年齡段人群特別是青少年的好奇心，了解人工智能基本實(shí)質(zhì)，激發(fā)對于人工智能的濃厚熱情和興趣，培養(yǎng)一定的人工智能技能的目的。此外，可以通過這些教育活動開展人工智能教育的實(shí)驗(yàn)研究[5]，以期更有效地提高人工智能科普教育的有效性。

9 人工智能文創(chuàng)產(chǎn)品的開發(fā)與展示

利用文創(chuàng)產(chǎn)品便于融合最新技術(shù)和文化藝術(shù)成果、更新速度快、形式靈活多變、唯一性和個(gè)性化等優(yōu)點(diǎn)，展品展項(xiàng)更容易做到常新，而且擁有自主IP 的文創(chuàng)產(chǎn)品更能凸顯場館特色和創(chuàng)新力，是擴(kuò)大場館影響力的重要途徑。

10 人工智能發(fā)展的不足和解決思路探索

相比人腦，人工智能具有信息處理速度更快、運(yùn)算更準(zhǔn)確、記憶/記錄時(shí)間更長久、存儲容量更大等優(yōu)勢。但是，受基礎(chǔ)研究和技術(shù)水平所限，當(dāng)前人工智能泛化能力不足，不具備自主思考、聯(lián)想和創(chuàng)造的能力，沒有自主意識和情感，也存在商業(yè)價(jià)值、倫理、法律和安全等方面的問題。因此，可以考慮通過積分和有獎問答等激勵手段有效調(diào)動人們的積極性，收集人們對于人工智能的問題，以及處理解決問題的對策和建議，還可通過創(chuàng)客空間來開展此類活動，踐行萬眾創(chuàng)新。

當(dāng)前，人工智能整體處于初級發(fā)展階段，有賴于基礎(chǔ)理論和關(guān)鍵技術(shù)的新突破，在此基礎(chǔ)上探索更多應(yīng)用領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)更深層次的應(yīng)用。

11 人工智能未來發(fā)展趨勢展望

可以引導(dǎo)公眾結(jié)合科幻作品和自由想象暢想未來的人工智能應(yīng)用場景，同時(shí)這些暢想也正是將來人們對人工智能的發(fā)展愿景和夢想，從而為人工智能的發(fā)展注入更多新鮮元素和活力，為人工智能提供更多可能的發(fā)展方向，如如何繼續(xù)深入研究人腦開發(fā)類腦、如何實(shí)現(xiàn)強(qiáng)人工智能或超人工智能、如何實(shí)現(xiàn)對于強(qiáng)人工智能的駕馭或者與之和平相處等。

人工智能領(lǐng)域仍處于發(fā)展初期，技術(shù)本身還在摸索前進(jìn)，應(yīng)用領(lǐng)域有待拓展和深入。應(yīng)用需要富有創(chuàng)意，可以考慮通過創(chuàng)客空間和文創(chuàng)開發(fā)提供更多新鮮創(chuàng)意，或者開發(fā)出更多便利和豐富人們生產(chǎn)生活的創(chuàng)意產(chǎn)品。

除了以上展示的主題，將人工智能元素融入展館展陳設(shè)計(jì)[6-7]乃至導(dǎo)覽[8]之中，通過泛在式的人工智能應(yīng)用則可以促進(jìn)其他展示主題展陳效果的顯著提升。

12 結(jié)語

如果說前三次工業(yè)革命解放了人類的雙手，以人工智能為代表的工業(yè)4.0 則是朝著解放人類大腦的方向邁進(jìn)，讓人們可以把時(shí)間和精力投入更具創(chuàng)造性、藝術(shù)性、幸福感和具有更高價(jià)值的工作中去?？破請鲳^要充分挖掘自身的特色和優(yōu)勢，做好人工智能科普展示和教育工作，培育創(chuàng)新思維和原創(chuàng)力，使科普之翼更好地提升全民科技素養(yǎng)，奠定經(jīng)濟(jì)社會高質(zhì)量發(fā)展的良好基礎(chǔ)。