与当下一些观点不同,国际导航与运动控制科学院院士、纽约科学院院士、中南大学自动控制工程系教授蔡自兴认为,人工智能核心技术之一仍然是“知识”。“现在很多人不提知识了,都说核心只是数据、算法跟算力。实际上,专家系统、模糊计算、知识图谱、知识库等均建立在知识基础之上。”
在近日由中国科协学会学术部、腾讯科协等举办的以“人工智能·科技与经济融合新引擎”为主题的第二期《前沿科技论坛》中,蔡自兴做如上表述。
他认为,作为新时期国家重大的基础设施建设,国家对人工智能的投入仍然很不够。“我们欢迎民间资本的加入,但是更关键的还是需要国家的投入——要超过现在的十倍甚至百倍。”
人工智能的核心技术及其地位
知识是什么?在蔡自兴看来,知识是人们通过体验亲身去体验和学习,通过别人的施教所认识到的世界客观规律性等。
知识是人工智能的重要基础,其科学内涵包括知识表示、知识推理和知识应用,其中知识获取是瓶颈问题。
“知识是人工智能之源——Theknowledge is the source of AI,人工智能的发展源于知识,并依赖于知识。”蔡自兴指出。
数据则是次于知识的人工智能第二大核心技术。数据实施或者观察到的结果,指的是所有能够输入到计算机并被程序处理的数字、字母、符号、影像信号、模拟量等各种介质的总称。数据为人工智能提供“原材料”,从计算智能数据迅速发展到互联网和物联网的海量数据。尤其是5G网络使传输速度更快、时延更小、应用更广泛、更有效。
蔡自兴说:“数据是人工智能之基——The data is the foundation of AI,并且能促进人工智能的发展升级。”
上世纪八十年代,人工智能中加入计算技能后产生数据从而实现了升级,神经计算、进化计算等都在数据的基础上发展出来。
人工智能核心技术之三则是算法。算法是一系列求解问题的清晰指令,代表着用系统方法描述问题求解的策略机制。算法是人工智能的策略性内涵,基于神经计算的算法已经得到广泛的应用。认知计算与认知决策算法、类脑计算、普适计算与普适算法,以及进化计算与基于群体迭代的进化算法等也取得很多进展。
“如今的算法可谓‘五花八门’,从传统基于知识的到基于数据的,各方面都有很大的进展。算法的定位是人工智能的灵魂——The algorithm is the source of AI,是人工智能软实力的核心。传统算法、当下比较时髦的深度学习算法,以及遗传算法等都是算法的代表。”蔡自兴说。
算力则是人工智能的第四大核心技术。算力是计算能力,是机器在数学上的归纳和转化能力,即把抽象复杂的数学表达式或数字通过数学方法转化为可以理解的数学式子的能力。
算力为人工智能提供了执行能力。“它不仅仅只是硬件,而是以硬件为主,从处理器配置的高端部件以及芯片组、内存和硬盘来提高计算能力,从而出现的新芯片和新计算(云计算、量子计算)等新的计算架构。”
蔡自兴认为,算力是人工智能之力——The computing power is the power of AI,“也就是人工智能硬实力的关键保证。计算能力的不断增强和计算速度的不断提高,极大地促进了人工智能的发展”。
他强调,知识作为核心技术应排在人工智能的第一位。人工智能核心技术每个部分都在研究开发且有所突破,技术突破又加速推动了产业的强劲发展。人工智能的四个核心技术也不是孤立的,互相之间已经深度融合。
人工智能“新基建”是强国工程
今年3月4日,中共中央政治局常务委员会召开会议强调,要加快推进国家规划已明确的重大工程和基础设施建设,其中要加快5G网络、人工智能、数据中心等新型基础设施的建设进度。被称为“新基建”的七大领域,包括5G、特高压、城际高铁和轨道交通、充电桩、数据中心、人工智能与工业互联网。
“‘新基建’的决策关系到中国经济发展全局,具有十分重要的意义。‘新基建’的提出,为人工智能的发展带来了重大机遇,要不失时机地抓住这个机遇,全面建设、打牢基础、增强实力,加快发展人工智能新型基础设施,为实现经济转型和升级奠定坚实的基础。”蔡自兴表示。
作为“新基建”主要领域的人工智能,有其不可替代的作用。他指出,人工智能在助力当前疫情防控、复工复产方面作用突出,在稳投资、促消费、助升级、培植经济,发展新动能、创建智能经济新形态等方面也有着巨大潜力。
“其他六个‘新基建’领域中的科技关键部位都离不开人工智能。人工智能与5G、大数据等技术的结合,又将带动很多产业实现数字化、智能化转型。”
蔡自兴指出,对于“新基建”中人工智能的发展,首先应当端正认识,明确目标,“要肯定成绩、满怀信心,又看到差距;超赶先进,实现我国人工智能战略发展规划”。
其次要推进全面建设,夯实基础。人工智能“新基建”是一项系统的国家基础性基础设施建设,任务艰巨需要精心设计,逐步实现包括人工智能基础建设、技术建设、应用建设的全面布局,为全面实现国家人工智能的发展目标、建设人工智能强国打下坚实的基础。
第三要加大投入、增强实力。我国政府和社会资本已经为人工智能基础建设和产业发展提供了大量的投资和融资,对人工智能发展起到了重要的支撑作用。
“但是,作为新时期国家重大的基础设施建设,国家对人工智能的投入仍然很不够。我们欢迎民间资本的加入,但是更关键的还是需要国家的投入——要超过现在的十倍甚至百倍。”蔡自兴坦言。
第四要发展产业、服务经济。他认为,当前我国人工智能产业化基础较好、起点也较高,符合经济和民生的需要,但要在基础产业、技术产业和应用产业上全面布局,才能为国民经济建设、社会发展和人民生活提供优质服务。
此外,还要加强基础、培养人才。蔡自兴指出,人工智能的基础建设和基础研究是人工智能行稳致远的“压舱石”,是人工智能科技和产业可持续发展的根本保证。“我们要像建设传统的基础设施一样,抓紧、抓好人工智能的新型基础设施建设。人才方面现在很紧缺,需要各层次、高素质的人工智能领域人才,这是人工智能‘新基建’的第一资源。”
当前我国人工智能的人才缺口至少高达100万,应多渠道、多模式培养各层次的人工智能人才。“比如高层人才要‘少而精’,这部分有1万人就很多了;中层要‘实而强’,底层要‘多而壮’,可能需要几百万人。”不过,蔡自兴强调,底层并不意味着没有力量,而是“很壮、很有力气,一个也不能少”,还要花大力气培养和引进高端人才。
人工智能助推实体经济发展
在信息时代——尤其在劳动力红利的推动之下,我国经济进一步发展。“其主要原因为找到了可以依靠、能让各行各业转型升级的技术,这个技术不敢说绝对就是人工智能,但至少人工智能是其中之一。”蔡自兴说。
传统行业依靠人工智能的基础技术及其行业数据资源,可以实现人工智能与实体经济的深度融合和创新,助力传统行业实现跨越式的升级,推动人类经济形态向智能经济形态转变,使社会生产力得到进一步的发展。
毋庸置疑,当前各行各业都可依靠人工智能实现升级与智能化。以智能驾驶与智能网联汽车为例,这是一个集环境感知、规划决策、跟踪控制、通信协调和多级辅助驾驶等功能于一体的智能系统。
蔡自兴指出:“当车行驶在城市里时,周围环境怎样?车辆处于什么位置、要去哪里?周围有什么障碍物和人?此时车辆必须具备推理和决策的能力,以制定安全的行驶路线,并且有能够操纵车辆转向和控制等一系列的关键功能,而且要和网络联系起来。”
今年2月底,发改委、工信部等11个部门联合印发《智能汽车创新发展战略》用以推动智能汽车快速发展,支持智能汽车基础共性关键技术研发和产业化,以及智能交通等基础设施重大工程建设。“实际上,这个文件和中央提出来的‘新基建’有直接关系。”蔡自兴分析。
在智能机器人及服务机器人领域,一方面智能机器人要应用各种人工智能技术实现机器及其系统的智能化,另一方面,智能机器人是最为理想的试验床。蔡自兴说:“机器人系统的优点在于,实验的结果可以直观地被看见,是一个非常好的试验床。”
如今,智能机器人和服务机器人已经在各种工矿业、农林业、商业、文化、教育、医疗、娱乐旅游、空间和海洋以及国防等领域获得越来越普通的应用。尤其智能服务机器人是一种在非结构环境下为人类提供必要服务的多种高技术集成的智能化装备,已经在清洁卫生、医疗服务、护理、康复、家用、消防、监测和勘探等方面获得了广泛的应用。
“‘新基建’催生了新机遇,服务机器人产业必将加速成长。”蔡自兴说。
人工智能迈入更广阔发展空间
智慧医疗与医疗影像辅助诊断系统也是人工智能的重要运用领域。实际上,智慧医疗就是“人工智能+医疗”,是一套以患者数据中心的医疗服务模式,构建出了以电子健康档案为中心的区域医疗信息平台,整合了医院之间的业务流程,优化区域医疗资源,真正做到以病人为中心的科学医疗。
智慧医疗已经在辅助诊疗、疾病预测、医疗影像处理、药物开发等方面发挥了重要的作用,将为加大公共卫生服务做出贡献。
智慧医疗的快速发展,使得医疗影像职能辅助诊断系统得到应用。最近三年来,蔡自兴围绕在智慧医疗做了一些工作:“我们主要从事智慧医疗影像诊断系统,具体方向为人类染色体治病的诊断。”
智慧影像处理能够提高识别率与识别速度,识别率目前已经达到98%以上,如果跟医生配合可以达到100%;识别速度方面,先前染色体检查周期需要8天左右,现在则可以大大缩短。这些研究可有效减轻医务人员的劳动强度,提高工作效率,能达到及时救治病人的目的。
此外,智能家居产品系统也是当前人工智能的焦点。智能家居是以住宅为平台,基于物联网技术,由硬件设备、软件系统、云计算平台构成的家居生态圈,实现人的远程控制、设备间互联互通,设备自我学习等功能,并通过收集、分析用户的行为数据,为住户提供个性化的安全、节能便捷生物服务。
“智能家居的发展和广泛推广应用能够加快释放新兴消费潜力。老百姓收入提高了,可以将家居智能化,提高层次。”蔡自兴指出。
他强调,国家关于“新基建”的提速为推动人工智能发展带来了重大机遇。“我们要不失时机地抓住机遇,加快发展人工智能新型基础设施,夯实基础,全面建设,增强实力,赶超领先水平,为建设现代化的经济体系和智能强国,实现经济转型和升级奠定坚实的基础;要落实新一代人工智能发展战略,实现人工智能与实体经济的高度融合,为建设人工智能科技强国贡献我们最大的力量。”
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