人工智能的“腦洞”究竟有多大?

人工智能 機器人 神經科學 深度學習 與成功對話 2017-05-16

人工智能的“腦洞”究竟有多大?

就像打了一劑強心針,當世界上第一臺跨越早期經典計算機的光量子計算機橫空出生後,人們對人工智能時代的等候似乎有了更多的底氣:跨越經典的量子計算機已經有了,打敗超級計算機的量子計算機還會遠嗎?

一旦後者完成,人類將再次以計算才幹為傲,窺探人類大腦的微妙,從而掃除人工智能研討的一大阻礙。目前來看,面對人類大腦,這個雖然只需1.5公斤左右重,卻擁有1011個神經元的傢伙,讓人類一籌莫展——要模擬整個大腦的計算才幹,世界上目前任何一臺計算機都難以勝任。

在近日由中國科學院學部主辦,中國科學院自動化研討所等協辦的“腦科學與人工智能”科學與技術前沿論壇上,就有不少業內人士提出這樣的遐想:樹立支持深度學習的新型計算機群,已成為一些人工智能研討的肯定選擇,那麼人工智能研討終究需不需求量子計算機那樣的計算才幹?

“我們今天的科學家,尤其是計算機科學家,把‘計算’用得太狠了,對‘計算’的依賴甚至有些‘得隴望蜀’了!”中國工程院院士、中國人工智能學會理事長李德毅卻在論壇上給大家潑了冷水。在他看來,人工智能學者不能只盯著“計算認知”,一味要求 “人腦”研討的步伐有多快,而要拿出更多的肉體放在“記憶認知”和“交互認知”上。

腦科學能啟示人工智能的並不多?

李德毅之所以對“計算認知”不感冒,還要從谷歌公司的一則報道說起——

2015年5月15日,谷歌對外稱該公司旗下無人駕駛汽車有上百萬英里的測試閱歷,大致相當於人類75年的駕齡。

“這75年的駕齡是如何‘計算’出來的?”這引發了李德毅的思索:當無人車上路、發駕照提上日程,駕駛認知“度量”已經成為各國交管部門燃眉之急時,腦認知該如何度量?信息是用“比特”來度量,能量是用“焦耳”來度量,那麼腦認知呢?

腦科學學者似乎並未給出這樣的答案,人工智能學者也就無從失掉啟示。

這成了一個隱喻:腦科學、人工智能,兩個同屬21世紀的前沿學科,在過去數十年間彼此相對獨立,鮮有交叉。

中國科學院外籍院士、中國科學院神經科學研討所所長蒲慕明在當天的論壇上也提到,不管是國際還是國外,都是如此,不過隨著研討伎倆不時豐厚,研討範圍不時打破,兩者的交叉融合成為熱點,甚至出現一個新的研討名詞,類腦智能。美國、歐盟都相繼啟動相關研討方案,中國也啟動了腦方案。他說,中國的方案是將腦科學和人工智能結合得最為緊密的。

比如,如今盛行的深度學習,就是基於人工神經網絡的一個運用,這些人工神經網絡都可以從神經科學的一些規律中失掉靈感。蒲慕明說,比如可以自創神經突觸的可塑性、記憶儲存、提取與衰退,等等。

不過他也招認,目前的腦科學研討能啟示人工智能的並不是特別多。

蒲慕明給出一個類比,當前的腦科學研討,僅相當於物理、化學等學科在19世紀末期的研討水平,“要完全理解大腦,可以是幾個世紀的事情,而不是我們這個世紀就可以抵達的。”他說。

那為何還要做類腦研討,蒲慕明說,必需求在這個時分做一些適當的運用,假定不把已經知道的知識運用到對腦疾病的診斷、干預和治療上,那麼到2050年我們的醫療系統很可以要面臨崩潰——那時你會發現仍然沒有一個腦疾病可以治癒。

相應地,人工智能的運用也是如此。他說,不一定非要完全搞清楚,神經科學一些具有階段性的效果,也可以給人工智能的展開提供啟示。

什麼是人類最重要的智能行為?

中國科學院院士、中國科學院自動化研討所研討員譚鐵牛就在現有的研討基礎上,得出一個結論:“方式識別”是人類最重要的智能行為,也是人工智能重要的研討內容——機器的“方式識別”才幹,在一定程度或許很大程度上反映了機器智能“類人”的程度。

在當天的論壇上,譚鐵牛舉了幾個方式識別的例子。比如語音識別,近些年一日千里的科大訊飛,能將維吾爾語翻譯成漢語,漢語翻譯成維吾爾語;再如步態識別,在看不到人臉、虹膜和指紋的時分,就能經過步態在幾十米外感知到其身份。

此外,還有圖像識別,其中具有代表性的人臉識別,早在幾年前馬雲刷臉支付已經引爆言論熱點。譚鐵牛本人就在中止虹膜識別的研討,並樹立了目前國際上規模最大的共享虹膜圖像庫,被多國共享運用。他說,這不只可以用在手機上,還可在查找喪失兒童上發揚作用。

譚鐵牛說,方式識別的技術瓶頸可經過自創生物的機理改進,未來生物啟示的方式識別在人工智能範圍前景可期。其最終追求,是希望模擬逼近人的方式識別,這是非常困難的進程。

他也提到,方式識別的主要瓶頸在於魯棒性、自順應性和可泛化性。

魯棒性,說白了,就是人工智能“夠不夠皮實”“是不是稍微有點擾動,就會出錯”。譚鐵牛舉了一個例子,比如在酒會上聊天,背景噪音比較多,假設想聽清其中某一集團的聲響,就要忽略或許抑制背景中其他對話的煩擾——人類可以做到這一點,也就是聽覺系統所謂的雞尾酒效應,但人工智能可以嗎?

所謂自順應性,則比較容易理解,譚鐵牛說,人類的眼睛會隨著燈光的變化、環境的變化中止調整,這說明自順應性非常強。這一點可以運用到人工智能上,比如人臉識別,有一位冤家十幾年甚至幾十年沒見,再見面能否還能認出來?他說,現有的方式識別在這方面還不是很理想。

可泛化性,說白了就是“舉一反三”。譚鐵牛說,當小孩看法蘋果後,即便只記住了一次,也可以識別其他類型的蘋果,這說明人類看到一個東西后,不只知其然,還知其所以然。而知其所以然,就是人工智能範圍所說的“深度學習”。但目前的人工智能深度學習,必需樹立在大批數據的基礎之上,這一點也有待進一步研討。

譚鐵牛說,要處置這3個成果,關鍵還是看人類本身,在微觀層面上,人工智能的方式識別可自創人類的神經元,神經元有興奮性、抑制性、功用可塑性和傳達性。科學家遭到這個啟示,增強了方式識別靜態系統的動搖性。

無人駕駛是人工智能的打破口?

李德毅已經找到了一個實際的打破口:自動駕駛。他說,無論是對話、詩詞或許駕駛,圖靈測試都允許測試者現場介入,判定結果都帶有近似性和客觀性。但是,和對話、詩詞測試相比,駕駛的圖靈測試可以中止更為精確、更為客觀的評測。

他說,如今汽車被髮明出來的時分,人們最感興味的是汽車的結構、機械、傳動、輪胎、底盤和車身。到20世紀,人們感興味的則是發起機、碳排放和自動安全。到20世紀末、21世紀初,人們總體上關心3件事情,輕量化、清潔化、智能化。

所謂智能化,在他看來有4個階段,第一是理性輔佐駕駛,以人駕為主;第二是自動駕駛,局部時段可以放開手和腳;第三是自動駕駛,即用自動駕駛接納駕駛權;第四是人機協同駕駛。

在李德毅看來,無人駕駛,難在擬人。

他慨嘆:汽車是從馬車演化而來,作為動力工具,汽車的馬力可以抵達100匹馬力,但汽車遠遠不如馬應對不同的負荷、天氣、路面,以及不同車輛情況下的順應才幹。說白了,汽車的感知、認知才幹遠遠不如馬這個認知主體,“年幼無知,車不如馬!”

李德毅說,其根本成果不在於車而在於人,要處置人的成果,就要讓駕駛員的認知可以用機器人替代,讓機器人具有記憶、決策和行為才幹,於是新的概念發作了——“駕駛腦”。

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