中科院院士譚鐵牛：AI的過去、現(xiàn)在及未來

　　趨勢與展望

　　經(jīng)過60多年的發(fā)展，人工智能在算法、算力(計算能力)和算料(數(shù)據(jù))等“三算”方面取得了重要突破，正處于從“不能用”到“可以用”的技術拐點，但是距離“很好用”還有諸多瓶頸。那么在可以預見的未來，人工智能發(fā)展將會出現(xiàn)怎樣的趨勢與特征呢?

　　從專用智能向通用智能發(fā)展。如何實現(xiàn)從專用人工智能向通用人工智能的跨越式發(fā)展，既是下一代人工智能發(fā)展的必然趨勢，也是研究與應用領域的重大挑戰(zhàn)。2016年10月，美國國家科學技術委員會發(fā)布《國家人工智能研究與發(fā)展戰(zhàn)略計劃》，提出在美國的人工智能中長期發(fā)展策略中要著重研究通用人工智能。阿爾法狗系統(tǒng)開發(fā)團隊創(chuàng)始人戴密斯·哈薩比斯提出朝著“創(chuàng)造解決世界上一切問題的通用人工智能”這一目標前進。微軟在2017年成立了通用人工智能實驗室，眾多感知、學習、推理、自然語言理解等方面的科學家參與其中。

　　從人工智能向人機混合智能發(fā)展。借鑒腦科學和認知科學的研究成果是人工智能的一個重要研究方向。人機混合智能旨在將人的作用或認知模型引入到人工智能系統(tǒng)中，提升人工智能系統(tǒng)的性能，使人工智能成為人類智能的自然延伸和拓展，通過人機協(xié)同更加高效地解決復雜問題。在我國新一代人工智能規(guī)劃和美國腦計劃中，人機混合智能都是重要的研發(fā)方向。

　　從“人工+智能”向自主智能系統(tǒng)發(fā)展。當前人工智能領域的大量研究集中在深度學習，但是深度學習的局限是需要大量人工干預，比如人工設計深度神經(jīng)網(wǎng)絡模型、人工設定應用場景、人工采集和標注大量訓練數(shù)據(jù)、用戶需要人工適配智能系統(tǒng)等，非常費時費力。因此，科研人員開始關注減少人工干預的自主智能方法，提高機器智能對環(huán)境的自主學習能力。例如阿爾法狗系統(tǒng)的后續(xù)版本阿爾法元從零開始，通過自我對弈強化學習實現(xiàn)圍棋、國際象棋、日本將棋的“通用棋類人工智能”。在人工智能系統(tǒng)的自動化設計方面，2017年谷歌提出的自動化學習系統(tǒng)(AutoML)試圖通過自動創(chuàng)建機器學習系統(tǒng)降低人員成本。

　　人工智能將加速與其他學科領域交叉滲透。人工智能本身是一門綜合性的前沿學科和高度交叉的復合型學科，研究范疇廣泛而又異常復雜，其發(fā)展需要與計算機科學、數(shù)學、認知科學、神經(jīng)科學和社會科學等學科深度融合。隨著超分辨率光學成像、光遺傳學調控、透明腦、體細胞克隆等技術的突破，腦與認知科學的發(fā)展開啟了新時代，能夠大規(guī)模、更精細解析智力的神經(jīng)環(huán)路基礎和機制，人工智能將進入生物啟發(fā)的智能階段，依賴于生物學、腦科學、生命科學和心理學等學科的發(fā)現(xiàn)，將機理變?yōu)榭捎嬎愕哪Ｐ停瑫r人工智能也會促進腦科學、認知科學、生命科學甚至化學、物理、天文學等傳統(tǒng)科學的發(fā)展。

　　人工智能產(chǎn)業(yè)將蓬勃發(fā)展。隨著人工智能技術的進一步成熟以及政府和產(chǎn)業(yè)界投入的日益增長，人工智能應用的云端化將不斷加速，全球人工智能產(chǎn)業(yè)規(guī)模在未來10年將進入高速增長期。例如，2016年9月，咨詢公司埃森哲發(fā)布報告指出，人工智能技術的應用將為經(jīng)濟發(fā)展注入新動力，可在現(xiàn)有基礎上將勞動生產(chǎn)率提高40%;到2035年，美、日、英、德、法等12個發(fā)達國家的年均經(jīng)濟增長率可以翻一番。2018年麥肯錫公司的研究報告預測，到2030年，約70%的公司將采用至少一種形式的人工智能，人工智能新增經(jīng)濟規(guī)模將達到13萬億美元。

　　人工智能將推動人類進入普惠型智能社會。“人工智能+X”的創(chuàng)新模式將隨著技術和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展日趨成熟，對生產(chǎn)力和產(chǎn)業(yè)結構產(chǎn)生革命性影響，并推動人類進入普惠型智能社會。2017年國際數(shù)據(jù)公司IDC在《信息流引領人工智能新時代》白皮書中指出，未來5年人工智能將提升各行業(yè)運轉效率。我國經(jīng)濟社會轉型升級對人工智能有重大需求，在消費場景和行業(yè)應用的需求牽引下，需要打破人工智能的感知瓶頸、交互瓶頸和決策瓶頸，促進人工智能技術與社會各行各業(yè)的融合提升，建設若干標桿性的應用場景創(chuàng)新，實現(xiàn)低成本、高效益、廣范圍的普惠型智能社會。

　　人工智能領域的國際競爭將日益激烈。當前，人工智能領域的國際競賽已經(jīng)拉開帷幕，并且將日趨白熱化。2018年4月，歐盟委員會計劃2018—2020年在人工智能領域投資240億美元;法國總統(tǒng)在2018年5月宣布《法國人工智能戰(zhàn)略》，目的是迎接人工智能發(fā)展的新時代，使法國成為人工智能強國;2018年6月，日本《未來投資戰(zhàn)略2018》重點推動物聯(lián)網(wǎng)建設和人工智能的應用。世界軍事強國也已逐步形成以加速發(fā)展智能化武器裝備為核心的競爭態(tài)勢，例如美國特朗普政府發(fā)布的首份《國防戰(zhàn)略》報告即謀求通過人工智能等技術創(chuàng)新保持軍事優(yōu)勢，確保美國打贏未來戰(zhàn)爭;俄羅斯2017年提出軍工擁抱“智能化”，讓導彈和無人機這樣的“傳統(tǒng)”兵器威力倍增。

　　人工智能的社會學將提上議程。為了確保人工智能的健康可持續(xù)發(fā)展，使其發(fā)展成果造福于民，需要從社會學的角度系統(tǒng)全面地研究人工智能對人類社會的影響，制定完善人工智能法律法規(guī)，規(guī)避可能的風險。2017年9月，聯(lián)合國犯罪和司法研究所(UNICRI)決定在海牙成立第一個聯(lián)合國人工智能和機器人中心，規(guī)范人工智能的發(fā)展。美國白宮多次組織人工智能領域法律法規(guī)問題的研討會、咨詢會。特斯拉等產(chǎn)業(yè)巨頭牽頭成立OpenAI等機構，旨在“以有利于整個人類的方式促進和發(fā)展友好的人工智能”。

　　態(tài)勢與思考

　　當前，我國人工智能發(fā)展的總體態(tài)勢良好。但是我們也要清醒看到，我國人工智能發(fā)展存在過熱和泡沫化風險，特別在基礎研究、技術體系、應用生態(tài)、創(chuàng)新人才、法律規(guī)范等方面仍然存在不少值得重視的問題?？傮w而言，我國人工智能發(fā)展現(xiàn)狀可以用“高度重視，態(tài)勢喜人，差距不小，前景看好”來概括。

　　高度重視。黨中央、國務院高度重視并大力支持發(fā)展人工智能。2017年7月，國家發(fā)布《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，將新一代人工智能放在國家戰(zhàn)略層面進行部署，描繪了面向2030年的我國人工智能發(fā)展路線圖，旨在構筑人工智能先發(fā)優(yōu)勢，把握新一輪科技革命戰(zhàn)略主動。國家發(fā)改委、工信部、科技部、教育部等國家部委和北京、上海、廣東、江蘇、浙江等地方政府都推出了發(fā)展人工智能的鼓勵政策。

　　態(tài)勢喜人。據(jù)清華大學發(fā)布的《中國人工智能發(fā)展報告2018》統(tǒng)計，我國已成為全球人工智能投融資規(guī)模最大的國家，我國人工智能企業(yè)在人臉識別、語音識別、安防監(jiān)控、智能音箱、智能家居等人工智能應用領域處于國際前列。根據(jù)2017年愛思唯爾文獻數(shù)據(jù)庫統(tǒng)計結果，我國在人工智能領域發(fā)表的論文數(shù)量已居世界第一。近兩年，中國科學院大學、清華大學、北京大學等高校紛紛成立人工智能學院，2015年開始的中國人工智能大會已連續(xù)成功召開四屆并且規(guī)模不斷擴大?？傮w來說，我國人工智能領域的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)、教育科研活動非?；钴S。

　　差距不小。目前我國在人工智能前沿理論創(chuàng)新方面總體上尚處于“跟跑”地位，大部分創(chuàng)新偏重于技術應用，在基礎研究、原創(chuàng)成果、頂尖人才、技術生態(tài)、基礎平臺、標準規(guī)范等方面距離世界領先水平還存在明顯差距。在全球人工智能人才700強中，中國雖然入選人數(shù)名列第二，但遠遠低于約占總量一半的美國。2018年市場研究顧問公司Compass Intelligence對全球100多家人工智能計算芯片企業(yè)進行了排名，我國沒有一家企業(yè)進入前十。另外，我國人工智能開源社區(qū)和技術生態(tài)布局相對滯后，技術平臺建設力度有待加強，國際影響力有待提高。我國參與制定人工智能國際標準的積極性和力度不夠，國內標準制定和實施也較為滯后。我國對人工智能可能產(chǎn)生的社會影響還缺少深度分析，制定完善人工智能相關法律法規(guī)的進程需要加快。

　　前景看好。我國發(fā)展人工智能具有市場規(guī)模、應用場景、數(shù)據(jù)資源、人力資源、智能手機普及、資金投入、國家政策支持等多方面的綜合優(yōu)勢，人工智能發(fā)展前景看好。全球頂尖管理咨詢公司埃森哲于2017年發(fā)布的《人工智能：助力中國經(jīng)濟增長》報告顯示，到2035年人工智能有望推動中國勞動生產(chǎn)率提高27%。我國發(fā)布的《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》提出，到2030年人工智能核心產(chǎn)業(yè)規(guī)模超過1萬億元，帶動相關產(chǎn)業(yè)規(guī)模超過10萬億元。在我國未來的發(fā)展征程中，“智能紅利”將有望彌補人口紅利的不足。

　　當前是我國加強人工智能布局、收獲人工智能紅利、引領智能時代的重大歷史機遇期，如何在人工智能蓬勃發(fā)展的浪潮中選擇好中國路徑、搶抓中國機遇、展現(xiàn)中國智慧等，需要深入思考。

　　樹立理性務實的發(fā)展理念。任何事物的發(fā)展不可能一直處于高位，有高潮必有低谷，這是客觀規(guī)律。實現(xiàn)機器在任意現(xiàn)實環(huán)境的自主智能和通用智能，仍然需要中長期理論和技術積累，并且人工智能對工業(yè)、交通、醫(yī)療等傳統(tǒng)領域的滲透和融合是個長期過程，很難一蹴而就。因此，發(fā)展人工智能要充分考慮到人工智能技術的局限性，充分認識到人工智能重塑傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的長期性和艱巨性，理性分析人工智能發(fā)展需求，理性設定人工智能發(fā)展目標，理性選擇人工智能發(fā)展路徑，務實推進人工智能發(fā)展舉措，只有這樣才能確保人工智能健康可持續(xù)發(fā)展。

　　重視固本強基的原創(chuàng)研究。人工智能前沿基礎理論是人工智能技術突破、行業(yè)革新、產(chǎn)業(yè)化推進的基石。面臨發(fā)展的臨界點，要想取得最終的話語權，必須在人工智能基礎理論和前沿技術方面取得重大突破。我們要按照支持科學家勇闖人工智能科技前沿“無人區(qū)”的要求，努力在人工智能發(fā)展方向和理論、方法、工具、系統(tǒng)等方面取得變革性、顛覆性突破，形成具有國際影響力的人工智能原創(chuàng)理論體系，為構建我國自主可控的人工智能技術創(chuàng)新生態(tài)提供領先跨越的理論支撐。

　　構建自主可控的創(chuàng)新生態(tài)。我國人工智能開源社區(qū)和技術創(chuàng)新生態(tài)布局相對滯后，技術平臺建設力度有待加強。我們要以問題為導向，主攻關鍵核心技術，加快建立新一代人工智能關鍵共性技術體系，全面增強人工智能科技創(chuàng)新能力，確保人工智能關鍵核心技術牢牢掌握在自己手里。要著力防范人工智能時代“空心化”風險，系統(tǒng)布局并重點發(fā)展人工智能領域的“新核高基”：“新”指新型開放創(chuàng)新生態(tài)，如產(chǎn)學研融合等;“核”指核心關鍵技術與器件，如先進機器學習技術、魯棒模式識別技術、低功耗智能計算芯片等;“高”指高端綜合應用系統(tǒng)與平臺，如機器學習軟硬件平臺、大型數(shù)據(jù)平臺等;“基”指具有重大原創(chuàng)意義和技術帶動性的基礎理論與方法，如腦機接口、類腦智能等。同時，我們要重視人工智能技術標準的建設、產(chǎn)品性能與系統(tǒng)安全的測試。特別是我國在人工智能技術應用方面走在世界前列，在人工智能國際標準制定方面應當掌握話語權，并通過實施標準加速人工智能驅動經(jīng)濟社會轉型升級的進程。

　　推動共擔共享的全球治理。目前看，發(fā)達國家通過人工智能技術創(chuàng)新掌控了產(chǎn)業(yè)鏈上游資源，難以逾越的技術鴻溝和產(chǎn)業(yè)壁壘有可能進一步拉大發(fā)達國家和發(fā)展中國家的生產(chǎn)力發(fā)展水平差距。在發(fā)展中國家中，我國有望成為全球人工智能競爭中的領跑者，應布局構建開放共享、質優(yōu)價廉、普惠全球的人工智能技術和應用平臺，配合“一帶一路”建設，讓“智能紅利”助推共建人類命運共同體。