2017年,国务院发布了《新一代人工智能发展规划》(以下简称《规划》),为我国抢抓人工智能发展的重大战略机遇,构筑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提出了明确要求。
《规划》提出我国人工智能分三步走的战略:第一步,到2020年人工智能总体技术和应用与世界先进水平同步;第二步,到2025年人工智能基础理论实现重大突破,部分技术与应用达到世界领先水平;第三步,到2030年人工智能理论、技术与应用总体达到世界领先水平,成为世界主要人工智能创新中心。
近日,中国新一代人工智能发展战略研究院执行院长、原南开大学校长龚克在2021年世界机器人大会上提出,要通过人工智能和机器人的协同发展、相向而行,来共同支撑智能制造,实现人工智能和实体经济的深度融合。
新技术发展势不可挡,任重道远
从社会发展史上看,人类经历了农业革命、工业革命,正在经历信息革命。这次信息革命带给人类世界的变化与前两者十分不同,工业革命是拓展人类的体力,而信息革命则是增强人的脑力。信息自古就有,信息革命从数字化开始发动,被网络提升到了一个非常重要的阶段,而智能化则是信息革命的一个更加全新的阶段。
作为引领这一轮科技革命和产业变革的战略性技术——人工智能(AI)技术,具有溢出带动性很强的“头雁”效应。因此,龚克将人工智能技术分为了人工和智能两个方向。现在的人工很多依靠机器人,是为了解决人类体力、提高工作效率,但同样也蕴含着一部分的智能。智能是经过学习形成的自主感知、认知和决策能力。智能机器人就是依托人工设置的装置,通过人工设计的算法和人工直接或者间接提供的数据来进行学习,最终完成人工规定的任务。
除了智能机器人技术,新一代人工智能的几个关键技术——大数据智能、群体智能、人机混合智能、自主无人智能、跨媒体智能等在向前发展,但存在许多瓶颈问题亟待解决。
龚克指出,机器学习要依赖大量的数据和算力,因而面临数据的可用性和质量问题。新一代人工智能需要大量数据,但一般的企业没有能力获得如此海量的数据,也花不起巨额的成本做标注。此外,即使拥有庞大的数据库,企业是否有足够的算力支撑数据运行也不可知。
机器的运行需要能量。按照人的工作量折算:一个成年人是20瓦的功率,而目前使用的智能机器至少要达到一个成年人功率的一千倍。以韩国棋手李世石和阿尔法狗的棋局为例,最终完成比赛时阿尔法狗一共支付了3000美元的电费。“可见人工智能的发展必须有足够的能量支撑,想要突破人工智能技术,能量瓶颈突破必不可少。”
值得称赞的是,基于现有的技术开发,AI技术已经有了长远的进步。自然语言预训练模型的建立有利于处理特殊语音资料。它有效地节约了数据量和运算量,可以将各种特殊语言翻译成为通用的可执行、可操作的机器语言,甚至可以达到人类的程度。同时,该模型在2020年8月实现完全开源,为负责处理自然语言的公司提供便利条件。
算法也在不断更新且更快速。龚克表示,过去计算机是CPU的天下,但是面对人工智能,CPU就有些不适应。人工智能大量的计算是处理图像,需要向量的计算,而CPU更多是逻辑计算。因此出现了向量计算GPU,也叫张量的计算。另外,还有其他神经网络等计算。新的算法、新的硬件产生不仅加速了计算的速度,而且降低了能耗,让人工智能有了长远的发展。
自动驾驶系统是一个非常复杂和智能的机器人系统。2020年10月,《自然》杂志发表了麻省理工学院、维也纳工业大学、奥地利科技学院的几个团队用19个类脑的神经元替代数百万个神经元,实现了控制自动驾驶汽车的消息。通过类脑神经元(ANN)搭建卷积神经网络(CNN)和循环神经网络(RNN),以脉冲神经网络(SNN)作为输入输出的脉冲进行传递,这样可控的可能不仅仅是汽车。我国目前对此也有一定的研究,清华大学精密仪器系团队正在研发的“天机芯”芯片。
人工智能聚焦新产业,打造智能经济
据龚克介绍,过去三年,由他担任执行院长的中国新一代人工智能发展战略研究院一直选择以人工智能解决方案为主业的企业,截至去年共计选择2205家。
研究院由中国工程院与天津市政府共同组建,其选择企业的标准主要考虑企业的启动资金和投资方向,更重要的是技术赋能和人才来源。同时,研究院正在新一代人工智能的理论、方法、器件的基础上,依托智能化的基础设施建设,加上人才、法律、政策、标准等,最终构筑一个智能的经济和社会。
研究院提出不少规划以帮助建立培育高端、高效的智能经济,大力发展人工智能的新兴产业,包括智能软硬件、物联网的传感器、智能终端、虚拟现实、智能运载和智能机器人。
研究院特别支持发展智能制造,把智能机器人、智能制造作为人工智能和实体经济紧密融合的一条主线。
但业界对于机器人的发展有诸多意见。从定义上来看,机器人是一种具有自动控制操作和移动功能,完成各种作业的可编程操作机。因此,机器人不是人,是工具。在机器人的研发和应用上也存在许多质疑:机器人使用发生意外出现的安全问题,机器人到底能不能可靠、安全、敏捷、精确、持续地完成任务,它能不能灵活完成各种不同的任务,它能不能协同完成任务,它能不能高能效、零碳排地完成任务,能不能保证它安全受控?
龚克指出,更多人恐慌的是,机器人会不会造成人的失业,甚至将人类灭掉。因此,智能机器人的发展要针对相关问题进行解决。机器人要增智,要提高它的智力发育。从人工智能发展角度来看,它必须上网,不上网就没有大数据,没有大数据就很难和人工智能相结合;机器人要立德,科学家正在对机器人进行伦理、安全等规划,一定要形式化地植入系统,可检测且可检验。
同时,更高层次是以机器人为载体,以工业互联网为基础,延伸到制造领域,将新一代人工智能通过和机器人融合,进一步实现和实体经济的深度融合。
目前,我国各种智能器械的智力在一定确定环境下,已经越来越接近人的智力水平。但是,如果环境越来越开放、越来越不受控,各种智能机的智力也会下降。就像人的智力增长并不是随着岁数简单增长的,而是在过程中实践学习并通过经验逐渐增长。现在人工智能的智力系统引入了学习,逐步能够适应各种不同的工作环境以实现智力增长。
因此,龚克指出,其中很重要的就是实现人机共融。在他看来,人机共融的问题,对于机器本体而言就是加强它的行为能力,同时智能技术、智能水平和行为水平要匹配人的水平,它才能跟人协同。只是简单的机械动作或者单纯智力匹配,都可能让机器人出现事故或者安全问题。
传统的人工智能技术是关于问题求解、定理证明及模式识别等,它是专家系统和人机博弈,是在一个非行为空间里起作用,并且具有确定性的约束和规则下的推理。而机器人的约束条件有非预知性、有动态性,它的操作和合作对象也可能存在着随机性。
因此需要推动人工智能向前发展,让机器人的智能发育和人工智能的发展相互配合起来。龚克说:“对于类人的人工智能,要研究它的发育机理、环境认知能力和发育技术,研究它对意图的理解、行为决策能力等。这样让人工智能和机器人相向而行,共同支撑智能制造,实现人工智能和实体经济的深度融合。
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