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                著名計算機應用專家潘雲鶴院士:勇闖無人區

                來源:辦公廳宣傳與政策研究處   發表時間:2020-07-06

                [ 字號  ]

                來源:中央紀委國家監委網站    發布時間:2020-07-06 06:00

                 

                    人工智能是什麽?語音助手、刷臉支付、智能打卡……沒錯,但遠不止於此。作為第四次工業革命的引擎,人工智能的2.0時代已經來臨,它有哪些驚喜等待人類發掘?本期“聆聽大家”,我們邀請到了“人工智能2.0之父”潘雲鶴院士,他是國際計算機應用專家,也是中國智能CAD和計算機美術領域的開拓者。一起走近這位勇闖科技“無人區”的潘院士,聽聽來自尖端科技工作者的聲音。

                 

                “聆聽大家”系列訪談——

                著名計算機應用專家潘雲鶴院士:勇闖無人區

                 

                潘雲鶴接受本網專訪(拍攝 | 中央紀委國家監委網站 齊學家)

                 

                    根據中國的國情提取和研究理論問題,就是科技“無人區”所在

                 

                    問:習近平總書記強調,要支持科學家勇闖人工智能科技前沿的“無人區”。對此您的理解是什麽?

                 

                    潘雲鶴:“勇闖無人區”是習近平總書記2018年10月份提出來的,我認為講得非常好。如果說在人工智能1.0時代,中國基本上是“跟跑”世界先進水平前進的;那麽在人工智能2.0時代,某些領域中國就處於“並跑”和“領跑”地位,而且一些新概念都是我們提出的。

                 

                    總書記這句話更深一層的含義,是指出了中國科學技術研究需要重視的一個問題——什麽是科學技術的前沿?全世界科學家普遍關註和熱烈討論的問題,就是學科前沿嗎?是的,但我認為只對了一部分。從實際的需求出發提出基本問題,是更重要的學科前沿。總書記提出的另外一個命題——要把科學研究的成果寫在祖國的大地上,更點明了這個方向,即學科前沿研究要依據中國的特殊國情、特殊優勢和特殊需要去提取理論問題。新的理論問題研究進去,就是大片無人區所在。

                 

                    新一代人工智能正處於從實驗室走向產業園的關鍵時刻,勇闖該領域的無人區,就能夠搶占發展先機,實現從“跟跑”向“領跑”轉變。中國的科技要上去,不但要關註世界的熱點,更要關註實際的需求。這樣做研究,中國的科學技術就可以走向一個新的高峰。

                 

                1984年潘雲鶴(左一)與浙江大學計算機科學與技術學院創始人何誌均教授(左五)等在一起

                 

                    人工智能2.0:讓系統更聰明

                 

                    問:您是人工智能2.0核心理念的重要推動者,請問人工智能2.0和1.0相比,最顯著的區別是什麽?

                 

                    潘雲鶴:人工智能的概念是60多年前提出的,當時的目標是讓計算機變得更聰明。這方面我們印象最深的可以說是下棋。現在任何一種棋類,計算機都可以完美地和人類對弈,甚至勝過我們。

                 

                    2015年我們向重庆时时开奖结果提出,要進行一項重大的戰略課題研究,叫人工智能2.0。它和人工智能1.0有顯著的區別:

                 

                    第一,需求問題不一樣。人工智能1.0研究的是讓計算機模擬一個人的智能行為。但現在我們要解決智能城市、智能醫療、智能制造等問題,這不是模擬一個人的智能可以解決的,而是要模擬用網絡互聯的一群人和一群機器的智能,要研究此類復雜的巨系統的智能化運行的問題。

                 

                    第二,信息環境不一樣。60年以前的人工智能瞄準的是一臺計算機的智能模擬,現在我們面對的信息環境是互聯網、移動計算、超級計算、穿戴設備、物聯網等構成一個復雜信息大系統。如果不充分利用這樣的新信息環境,產生的必定是較弱的人工智能。

                 

                    第三,目標任務不一樣。人工智能1.0的核心問題是讓計算機——一種機器如何變得更聰明。但是,經過60多年的發展,我們認為計算機在某些方面可以比人更聰明,但很多方面它一定不如人。一定各有千秋。因為一個是矽片大腦,一個是生物大腦,用矽片來模擬腦細胞的工作原理是不可能100%完成的。必然是人有人的長處,機器有機器的長處。人工智能2.0應該把各自的長處結合在一起,形成一個更聰明的智能系統。

                 

                    基於以上的這些認識,我們認為人工智能必定走向新一代,且已顯現五大端倪:基於大數據的深度學習與知識圖譜等多重技術相結合而進化、基於網絡的群體智能已經萌芽、人機融合增強智能發展迅速、跨媒體智能興起、自主智能裝備湧現。這五個方面,除“群體智能”和“自主智能系統”外都是中國提出的新概念。五大方向和5G、工業互聯網、區塊鏈等結合在一起,可能成為實體經濟和虛擬經濟變革的核心驅動力。它將催生更多的新技術、新產品、新業態、新產業、新區域的生成,使生產生活走向智能化,供需匹配趨於優化,專業分工更加生態化。

                 

                2015年潘雲鶴(右一)在中國人工智能2.0發展戰略研究(一期)啟動會上

                 

                    視覺知識將推動人工智能2.0取得突破

                 

                    問:去年,您首次系統地提出“視覺知識”概念,視覺知識是什麽呢?

                 

                    潘雲鶴:舉個例子,當我們的眼睛看到一個蘋果時,大腦是通過什麽來判定眼前的物體是“蘋果”,而不是其他呢?機制在於我們的大腦中記憶了多種“蘋果”的樣式,不同顏色、不同形狀;看到蘋果時,大腦通過與記憶的對比匹配,作出是否是蘋果的判斷。這些顏色、形狀就屬於“視覺知識”。

                 

                    有很多思考和記憶,人類難以用語言符號表達,但可以用得很好,也就是我們常說的“常識”。人類大腦中,80%以上知識是視覺知識,而不是文字知識。視覺知識有著獨特的優點:能夠支撐綜合生成能力、時空比較能力和形象顯示能力,能夠進行形象思維的模擬,這正是文字知識所缺乏的。因此視覺知識能在創造、預測和人機融合等方面為人工智能新發展提供新的基礎動力。

                 

                    視覺知識與迄今為止人工智能所用知識表達方法不同。視覺概念具有典型與範疇結構、層次結構與動作結構等要素。視覺概念能構成視覺命題,包括場景結構與動態結構;視覺命題能構成視覺敘事。重構計算機圖形學成果可實現視覺知識表達及其推理與操作,重構計算機視覺成果可實現視覺知識學習。

                 

                    以往人工智能研究的一大弱點,便是視覺知識研究不足。實現視覺知識表達、推理、學習,其中的理論和技術將是人工智能2.0取得突破的重要方向之一。

                 

                1991年錢學森給潘雲鶴回信,探討形象思維的問題

                 

                    人工智能在社會管理、城市大數據應用、制造業應用方面進展較快,在科學研究方面進展較慢

                 

                    問:此次疫情防控中,人工智能在防控救治、資源調配等方面都發揮了重要作用。請您為我們講解一下有哪些典型的應用?還存在什麽不足?

                 

                    潘雲鶴:首先,人工智能在疫情傳染途徑的追蹤方面起到了很好的作用。最有代表性的應用就是健康碼。2020年2月11日,浙江省杭州市率先推出健康碼模式,對市民和擬進入杭州人員實施“綠碼、黃碼、紅碼”三色動態管理,並與相關企業復工申請平臺打通。在疫情防控和復工復產中,健康碼可以實現高效率的人員流動管理,它的背後正是有人工智能、大數據、移動通信、雲計算、區塊鏈等多種技術保駕護航。而且可以進一步設想,健康碼會逐漸變成居民健康數據的綜合載體。今後如果去醫院掛號看病,之前的用藥歷史、健康記錄都可以為醫生診療提供參考。當然,也要保護好數據隱私。

                 

                    其次,在治療方面,人工智能也大有作為。比如疫情中武漢市中心醫院用人工智能讀片,快速識別炎性病竈、分割定位,並準確勾畫感染區域,對病竈區域進行量化評估。這項技術凝聚了很多個高水平醫生共同診斷的經驗,而且讀片的速度比人更快,可以為醫生提升50%的效率。還有很多醫院開始使用機器人運輸物資,大量運用遠程醫療分析討論病例。此外,在社區網格管理、物流調度、供銷鏈調節、在線教育等方面,人工智能都做得很出色。我預測,疫情過後會有更大規模的人工智能應用出現,用自動化取代人工操作的方法會加速發展下去。

                 

                    當然,人工智能還有進步的空間。第一是病毒的溯源和預測方面,人工智能有能力通過比較、預測篩選出哪些病毒比較危險,從而提前把病毒識別出來。第二是藥物的篩選和疫苗的培育方面,人工智能可以使我們少走彎路,盡快把疫苗研制出來。但這兩方面用的都不夠。據此可見,人工智能在社會管理、城市大數據應用、制造業應用方面進展較快,而在科學研究方面進展較慢,有待探索學科交叉深入之路。

                 

                    中國的智能城市建設應該走自己的路

                 

                    問:近年來,許多地方都在搞智慧城市建設,在疫情中也不同程度地發揮作用,請問有什麽經驗和啟示?

                 

                    潘雲鶴:本次疫情防控,智慧城市們的表現參差不齊,其根源在於智慧城市建設路徑的不同。比如有些城市雖然搞了智慧醫療,但沒有想到要沿著疫情防控的方向運用。因為智慧醫療更多是從老年病、常見病等醫院管理角度設計的。而疫情中面對的不僅僅是醫療的問題,更重要的是人流與傳染等數據的問題。如果不用城市大數據把各種數據都打通使用,還是運用傳統數據庫的方式管理,智慧城市就不能很好發揮作用。

                 

                    傳統的智慧城市是2008年按照IBM(國際商業機器公司)最早提出“Smart City(智慧城市)”的思路建設的,實際是想把計算機系統運用到城市的管理過程中。這一路徑更多地把智慧城市理解為一種城市管理的信息技術。我們的研究發現中國智慧城市建設的目標及發展途徑實際是不同於西方城市的。

                 

                    不同於發達國家是在完成工業化、城鎮化之後再進行信息化的,中國面臨著“三化”同時開展的局面。比如,西方城市領導不管經濟,而對於中國城市領導來說,工業化和經濟發展是主要任務,不但要把城市的安全管好,而且要把經濟搞好。這恰恰契合了智慧城市不能缺失的“市長視野”。試想一下,一個缺少統籌協調、深謀遠慮的城市,各部分之間形同“孤島”,縱然使用信息工具,頭痛醫頭、腳痛醫腳,缺乏全局、長遠規劃,經濟怎樣增長?城市如何建設?居民談何幸福?疫情中智慧城市表現的差異啟示我們,中國的智慧城市建設應該走自己的路,我認為用“Intelligent City(智能城市)”表達它比“Smart City”更為合適。

                 

                    中國的智能城市之路該怎麽走?第一以城市大數據為核心,第二采用人工智能的方法。它不僅是雲計算、大數據、物聯網等技術的集成運用,還是工業化、信息化、城鎮化以及農業現代化的四化融合。城市的智能化發展,實質是將新城鎮化、新信息化和新工業化的深度融合,使城市集約、綠色、宜人、可持續地發展。重庆时时开奖结果已於2012年啟動了“中國智能城市建設與推進戰略研究”這一重大咨詢項目,專門研究中國特色智能城市建設的路徑。項目分成了12個課題組,有的研究智能交通,有的研究智能家居,有的研究智能產業,還有的研究智能空間布局等。另外還有一個綜合組,把12個組的內容綜合起來形成我們對智能城市的總體看法及狀態評價。通過我們共同努力,把對中國城市發展規律的認識提高到新的水平,走出一條中國特色城市智能化發展道路。

                 

                智能城市建設與大數據戰略研究團隊在寧波調研

                 

                    化危為機,要把握“人-人”的方式被“人-信息-人”取代這個重大變化

                 

                    問:當前,在常態化疫情防控中經濟社會運行逐步趨於正常,把疫情影響降至最低、化危為機,人工智能產業可以發揮哪些作用?

                 

                    潘雲鶴:現在大家都在講,世界不會再回到疫情以前的狀態,會產生很大的變化。具體有什麽變化呢?在我看來,過去大量通過“人-人”(人和人接觸)的方式來完成的事情,以後很多會被“人-信息-人”(人和人不直接接觸)的方式取代。

                 

                    這樣的變化也是新的機遇。比如,現在很多單位采用遠程會議的方式開會。就我個人的使用體驗來看,大部分遠程會議系統都有待完善。最突出的問題在於網絡會議難以進行充分和及時的討論,線下開會那種“你一言我一語”的互動很難有效實現。這意味著中間的調度器不夠靈活,不能遠程、及時、並善解人意地開關、切換話筒和鏡頭。問題就是動力,企業應該瞄準這個重要的商機,研究更智能的產品,占領各種山頭。

                 

                    我估計,企業等生產體系會進行一次改造,人類的活動方式也會進行一次改造。這個改造究竟深刻到什麽程度,還有待進一步考察。化危為機,關鍵是要洞察這個重大變化,並落實到商機之中。

                 

                    當前有很多聲音表示,疫情以後全球化會走回頭路。據我看,全球化應該不會走回頭路,但會換一種方式發展——由過去線下的全球化走向線上和線下共存的全球化。比如,現在有很多阿拉伯人、非洲人在義烏小商品市場工作,而今後他們可以在自己國家中,通過線上工作,同樣把義烏的小商品輸送到世界各地去。

                 

                潘雲鶴在2018年世界人工智能大會做主旨演講

                 

                    人類發明了數據,也把握著數據

                 

                    問:近年來,有些人對人工智能及其背後的數據主義提出憂思,比如赫拉利在《未來簡史》中指出,數據主義可能徹底改變生命的本質,而又沒有人能“踩個剎車”。您覺得應該如何看待?

                 

                    潘雲鶴:赫拉利的《未來簡史》很激動人心,影響也非常大。我認為赫拉利提出的一些觀點是正確的,比如數據很重要,數據的聯系很重要,數據會變成很重要的資源和力量等。

                 

                    但由此走向數據主義則是片面的,主要依據有三:第一,赫拉利認為世界會變成一個數據處理系統,我認為世界會變成三元系統:物理空間(Physical space)、人類社會空間(Human society space)、信息空間(Cyberspace)。三元空間同時存在,不會出現數據信息系統淹沒另外兩元系統的情況。第二,赫拉利認為世界以數據為中心,我認為數據的確重要,但世界仍是以人類社會為中心。發明數據、運用數據、把握數據的依然是人類。第三,赫拉利提出數據自由的概念,這顯然是不對的。數據有對有錯、有真有偽,我們需要用工具進行鑒別,然後再使用。

                 

                    赫拉利數據主義的主要問題是把信息數據的重要性誇大了。以前的世界是二元空間,一元是人類社會,一元是物理世界;而如今世界正在形成一個新的空間——信息空間。信息空間之所以獨立於人類,由於物聯網、移動通信等,信息可以繞過人類,直接反映物理空間。我們的世界正從原來的P-H兩元空間變成C-P-H三元空間——人工智能走向2.0的本質原因也在於此。對人工智能2.0,我們的判斷應該是人機融合的增強智能。

                 

                2008年潘雲鶴在第三屆世界工程師大會上作大會主旨報告

                 

                    設計,作為一個集成創新的過程,是典型的人類智能活動

                 

                    問:您研究生期間便從事人工智能研究,將智能計算機輔助設計(CAD)作為主要方向,契機是什麽?

                 

                    潘雲鶴:1977年,美國一位留學生在宿舍裏做了很多卡片,每個卡片上寫一個事物,比如釘子、橘子等。他將這些卡片進行任意的組合,希望用這個辦法形成一個新創意。一次他拿出三個卡片,一個寫著發音的設備,一個寫著詞典,一個寫著顯示屏,他由此構思出了電子詞典的雛形。這個人叫孫正義,後來成為日本軟銀公司的總裁。這種卡片組合的方法形象地表明了設計是一個集成創新的過程,這個過程可以形式化,並用人工智能和CAD的方法進行模擬,通常稱之為智能CAD,也就是我研究生階段的研究方向。

                 

                    智能CAD設計實際是把三個學科合在一起:計算機學科、人工智能學科和工業設計學科。這個學科核心研究三個問題:第一,如何運用計算機技術?第二,計算機可以輔助哪些設計活動?第三,設計是怎麽一回事?設計是典型的人類智能活動,它不但需要形象思維,還需要邏輯思維。

                 

                    研究生階段為什麽選這個方向呢?原因很簡單,計算機、人工智能、設計這三個領域之前我都有涉獵。我初中畢業後考進杭州藝專美術系,學習絲綢設計,後來又做過建築設計。只有經過設計的專業實踐,才能用人工智能去模擬設計過程所需要的知識,並且把這些知識形式化。我在研究生階段不但學習了人工智能,還自學了計算機圖形學。把這些知識優勢聚集在一起,才能在CAD的研究上遊刃有余。

                 

                《潘雲鶴與設計思維——記我國智能CAD技術和計算機美術的開拓者之一》,刊載於《科技日報》

                 

                    為祖國的強大作貢獻,這是最大的愉快

                 

                    問:在上世紀九十年代,您曾赴美國卡內基梅隆大學和加州大學洛杉磯分校交流,但沒有選擇留在國外。當時是出於怎樣的考慮?

                 

                    潘雲鶴:我們這一代人從小所受的教育是報效國家,所以我一直有強烈的報國願望。當初考人工智能方向的研究生,就是為了在科學技術上把我們國家的實力真正搞上去。後來美國康奈爾大學動員我去讀博士,卡內基梅隆大學提供獎學金請我去做研究,但我從來就沒想要在國外呆下去。在外面學習先進技術很重要,但是更重要的,是回來把自己所學貢獻給國家和人民。

                 

                    和那些留在國外沒有回來的人相比,我感到很幸運。當時他們的生活會比較富一點,但他們缺少了一個過程:親歷我們國家迎來從站起來、富起來到強起來的偉大飛躍,從上世紀八、九十年代到現在,中國在大跨步前進。人的一輩子能夠遇到這樣的時代,而且在其中為之奉獻,這是最大的愉快和最大的安慰。

                 

                    中華文化特色鮮明,理應更具自信,更加大膽地在設計上用起來

                 

                    問:進入21世紀,面對中國風、漢服熱等潮流,您提出“文化構成設計”的概念。文化構成設計與堅定文化自信之間有怎樣的關系?

                 

                    潘雲鶴:中國的設計一路走來,經歷了三大階段。

                 

                    在改革開放以前,中國沒有工業設計,那時候只有工藝美術設計,有很多工藝美術設計的大學和中專。

                 

                    改革開放後,中國迅速引進了西方工業設計的理念與課程,促進了中國工業化的進程。工業設計以包豪斯的設計學理論為重點,主要包括平面構成、立體構成和色彩構成,人們可以通過這三大構成學習美怎麽有規律地發生的。

                 

                    但我發現,文化是包豪斯理論的薄弱環節,他把普遍的美學提煉出來,形成模型,卻把文化排除掉了。文化本是有特色的美。於是我們發現很多樓房小區,從外觀設計上根本看不出它在哪個城市,甚至看不出在哪個國家。所以三大構成以外,還要有新的構成,也就是文化構成。文化構成是和一般美學不同的東西,它和民族、區域、歷史有關,研究的是一種文化如何能構成它的美。文化構成有很多獨特的規律,比如引典構成、對比構成、誇張構成、集群構成,這是藝術構成中沒有的或不同的規律。

                 

                    中華文化特色鮮明,理應更具自信,更加大膽地在設計上用起來、在中國大地和世界舞臺上揮灑出來。中國江南的水鄉烏鎮與文萊的水上村莊有什麽區別?看照片,一眼就能認出來。文化設計十分寶貴,它往往含有一種美的獨有基因,這種基因是由歷史、區域、習俗的長期創造、積累和錘煉而成的,不是從平面構成、立體構成、色彩構成中推演出來的。文化基因一旦消失,便將永不再有。比如在“一帶一路”沿線的幾十個國家中,就包含了相當豐富的文化元素。我們如果能將各種文化元素進行巧妙地運用,就可以在不同文化的交融碰撞中創造出更新更美的設計。

                 

                《文化構成》(潘雲鶴 著),闡述了設計創新的文化構成之路

                 

                    一輩子學習,一輩子創造

                 

                    問:40年間,您一直在研究人工智能,也一直在培育時代新人。如今,在一些領域人工智能取代人,已成為一種趨勢。您有怎樣的體會和建議?

                 

                    潘雲鶴:不是“人工智能取代人”,確切地說,是人工智能取代一部分工種。比如,我們過去花費很多時間學習英語,而現在的計算機翻譯已經越來越成熟。這是必然的趨勢,也很正常,不必過分焦慮。我們回憶一下古代的工種,現在大部分已經被取代了,比如汽車取代了馬車夫、郵件取代了驛站、電機取代了磨坊等,這都是時代發展的必然。隨著人工智能不斷發展,很多直接按照規則規律辦事的工作可能都會被取代,比如一些單位的安檢、櫃員等。

                 

                    在工種的金字塔被人工智能重組的背景下,越來越多人意識到一個問題,如何修正大學的人才培養,使學生更適應未來的發展?從我個人經歷來看,大學學什麽出來就做什麽,這是比較難得的經歷,其實很多人畢業後都做著和大學專業看起來關聯不大的工作。浙江大學確定了“寬、專、交”的人才培養體系,第一階段拓寬基礎學習,第二階段實施專業培養,第三階段進行學科交叉。這樣讓學生在大學有基礎也有特長,今後即使改行,也可以改得很好,而且可以形成自己獨到的知識結構。我自己非常幸運的是,學過的美術、建築設計、計算機,甚至創辦自動化研究所時學到的知識,都用在了我的工作中。所以不管一開始走過怎樣曲折的學習道路,只要培養好了學習能力和創造力,最後都可以把之前學到的知識運用在實際工作中。不是大學學了以後用一輩子,而是應該一輩子學習,一輩子創造。

                 

                1995年潘雲鶴指導學生做科學研究

                 

                    問:請您為我們網站的讀者寫一句寄語。

                 

                    潘雲鶴:願中華科技一往無前。

                 

                 

                    (采訪整理 | 中央紀委國家監委網站 沈東方 慕振東)

                 

                    原文:http://www.ccdi.gov.cn/yaowen/202007/t20200702_221272.html

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