原標(biāo)題：人工智能的“腦洞”有多大？院士：目前太依賴計(jì)算
就像打了一劑強(qiáng)心針，當(dāng)世界上第一臺(tái)超越早期經(jīng)典計(jì)算機(jī)的光量子計(jì)算機(jī)橫空出世后，人們對(duì)人工智能時(shí)代的期待似乎有了更多的底氣：超越經(jīng)典的量子計(jì)算機(jī)已經(jīng)有了，打敗超級(jí)計(jì)算機(jī)的量子計(jì)算機(jī)還會(huì)遠(yuǎn)嗎?
一旦后者實(shí)現(xiàn)，人類將再次以計(jì)算能力為傲，窺探人類大腦的奧秘，從而掃除人工智能研究的一大障礙。目前來看，面對(duì)人類大腦，這個(gè)雖然只有1.5公斤左右重，卻擁有1011個(gè)神經(jīng)元的家伙，讓人類束手無策——要模擬整個(gè)大腦的計(jì)算能力，世界上目前任何一臺(tái)計(jì)算機(jī)都難以勝任。
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在近日由中國(guó)科學(xué)院學(xué)部主辦，中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所等協(xié)辦的“腦科學(xué)與人工智能”科學(xué)與技術(shù)前沿論壇上，就有不少業(yè)內(nèi)人士提出這樣的遐想：建設(shè)支持深度學(xué)習(xí)的新型計(jì)算機(jī)群，已成為一些人工智能研究的必然選擇，那么人工智能研究究竟需不需要量子計(jì)算機(jī)那樣的計(jì)算能力?
“我們今天的科學(xué)家，尤其是計(jì)算機(jī)科學(xué)家，把‘計(jì)算’用得太狠了，對(duì)‘計(jì)算’的依賴甚至有些‘貪得無厭’了!”中國(guó)工程院院士、中國(guó)人工智能學(xué)會(huì)理事長(zhǎng)李德毅卻在論壇上給大家潑了冷水。在他看來，人工智能學(xué)者不能只盯著“計(jì)算認(rèn)知”，一味要求 “人腦”研究的步伐有多快，而要拿出更多的精力放在“記憶認(rèn)知”和“交互認(rèn)知”上。
腦科學(xué)能啟發(fā)人工智能的并不多?
李德毅之所以對(duì)“計(jì)算認(rèn)知”不感冒，還要從 谷歌公司的一則報(bào)道說起——
2015年5月15日，谷歌對(duì)外稱該公司旗下無人駕駛汽車有上百萬(wàn)英里的測(cè)試經(jīng)驗(yàn)，大致相當(dāng)于人類75年的駕齡。
“這75年的駕齡是如何‘計(jì)算’出來的?”這引發(fā)了李德毅的思考：當(dāng)無人車上路、發(fā)駕照提上日程，駕駛認(rèn)知“度量”已經(jīng)成為各國(guó)交管部門當(dāng)務(wù)之急時(shí)，腦認(rèn)知該如何度量?信息是用“比特”來度量，能量是用“焦耳”來度量，那么腦認(rèn)知呢?
腦科學(xué)學(xué)者似乎并未給出這樣的答案，人工智能學(xué)者也就無從得到啟示。
這成了一個(gè)隱喻：腦科學(xué)、人工智能，兩個(gè)同屬21世紀(jì)的前沿學(xué)科，在過去數(shù)十年間彼此相對(duì)獨(dú)立，鮮有交叉。
中國(guó)科學(xué)院外籍院士、中國(guó)科學(xué)院神經(jīng)科學(xué)研究所所長(zhǎng)蒲慕明在當(dāng)天的論壇上也提到，不管是國(guó)內(nèi)還是國(guó)外，都是如此，不過隨著研究手段不斷豐富，研究領(lǐng)域不斷突破，兩者的交叉融合成為熱點(diǎn)，甚至出現(xiàn)一個(gè)新的研究名詞，類腦智能。美國(guó)、歐盟都相繼啟動(dòng)相關(guān)研究計(jì)劃，中國(guó)也啟動(dòng)了腦計(jì)劃。他說，中國(guó)的計(jì)劃是將腦科學(xué)和人工智能結(jié)合得最為緊密的。
比如，現(xiàn)在流行的深度學(xué)習(xí)，就是基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)應(yīng)用，這些人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)都可以從神經(jīng)科學(xué)的一些規(guī)律中得到靈感。蒲慕明說，比如可以借鑒神經(jīng)突觸的可塑性、記憶儲(chǔ)存、提取與消退，等等。
不過他也承認(rèn)，目前的腦科學(xué)研究能啟發(fā)人工智能的并不是特別多。
蒲慕明給出一個(gè)類比，當(dāng)前的腦科學(xué)研究，僅相當(dāng)于物理、化學(xué)等學(xué)科在19世紀(jì)末期的研究水平，“要完全理解大腦，可能是幾個(gè)世紀(jì)的事情，而不是我們這個(gè)世紀(jì)就可以達(dá)到的。”他說。
那為何還要做類腦研究，蒲慕明說，必須要在這個(gè)時(shí)候做一些適當(dāng)?shù)膽?yīng)用，假如不把已經(jīng)知道的知識(shí)應(yīng)用到對(duì)腦疾病的診斷、干預(yù)和治療上，那么到2050年我們的醫(yī)療系統(tǒng)很可能要面臨崩潰——那時(shí)你會(huì)發(fā)現(xiàn)仍然沒有一個(gè)腦疾病能夠治愈。
相應(yīng)地，人工智能的應(yīng)用也是如此。他說，不一定非要完全搞清楚，神經(jīng)科學(xué)一些具有階段性的成果，也可以給人工智能的發(fā)展提供啟發(fā)。
什么是人類最重要的智能行為?
中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所研究員譚鐵牛就在現(xiàn)有的研究基礎(chǔ)上，得出一個(gè)結(jié)論：“模式識(shí)別”是人類最重要的智能行為，也是人工智能重要的研究?jī)?nèi)容——機(jī)器的“模式識(shí)別”能力，在一定程度或者很大程度上反映了機(jī)器智能“類人”的程度。
在當(dāng)天的論壇上，譚鐵牛舉了幾個(gè)模式識(shí)別的例子。比如語(yǔ)音識(shí)別，近些年突飛猛進(jìn)的科大訊飛，能將維吾爾語(yǔ)翻譯成漢語(yǔ)，漢語(yǔ)翻譯成維吾爾語(yǔ);再如步態(tài)識(shí)別，在看不到人臉、虹膜和指紋的時(shí)候，就能通過步態(tài)在幾十米外感知到其身份。
此外，還有圖像識(shí)別，其中具有代表性的人臉識(shí)別，早在幾年前馬云刷臉支付已經(jīng)引爆輿論熱點(diǎn)。譚鐵牛本人就在進(jìn)行虹膜識(shí)別的研究，并建立了目前國(guó)際上規(guī)模的共享虹膜圖像庫(kù)，被多國(guó)共享使用。他說，這不僅可以用在手機(jī)上，還可在查找丟失兒童上發(fā)揮作用。
譚鐵牛說，模式識(shí)別的技術(shù)瓶頸可通過借鑒生物的機(jī)理改進(jìn)，未來生物啟發(fā)的模式識(shí)別在人工智能領(lǐng)域前景可期。其最終追求，是希望模擬逼近人的模式識(shí)別，這是非常艱巨的過程。
他也提到，模式識(shí)別的主要瓶頸在于魯棒性、自適應(yīng)性和可泛化性。
魯棒性，說白了，就是人工智能“夠不夠皮實(shí)”“是不是稍微有點(diǎn)擾動(dòng)，就會(huì)出錯(cuò)”。譚鐵牛舉了一個(gè)例子，比如在酒會(huì)上聊天，背景噪音比較多，如果想聽清其中某一個(gè)人的聲音，就要忽略或者抑制背景中其他對(duì)話的干擾——人類可以做到這一點(diǎn)，也就是聽覺系統(tǒng)所謂的雞尾酒效應(yīng)，但人工智能可以嗎?
所謂自適應(yīng)性，則比較容易理解，譚鐵牛說，人類的眼睛會(huì)隨著燈光的變化、環(huán)境的變化進(jìn)行調(diào)整，這說明自適應(yīng)性非常強(qiáng)。這一點(diǎn)可以應(yīng)用到人工智能上，比如人臉識(shí)別，有一位朋友十幾年甚至幾十年沒見，再見面是否還能認(rèn)出來?他說，現(xiàn)有的模式識(shí)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(dāng)小孩認(rèn)識(shí) 蘋果后，即便只記住了一次，也可以識(shí)別其他類型的蘋果，這說明人類看到一個(gè)東西后，不僅知其然，還知其所以然。而知其所以然，就是人工智能領(lǐng)域所說的“深度學(xué)習(xí)”。但目前的人工智能深度學(xué)習(xí)，必須建立在大量數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)之上，這一點(diǎn)也有待進(jìn)一步研究。
譚鐵牛說，要解決這3個(gè)問題，關(guān)鍵還是看人類本身，在微觀層面上，人工智能的模式識(shí)別可借鑒人類的神經(jīng)元，神經(jīng)元有興奮性、抑制性、功能可塑性和傳播性�？茖W(xué)家受到這個(gè)啟發(fā)，增強(qiáng)了模式識(shí)別動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
無人駕駛是人工智能的突破口?
李德毅已經(jīng)找到了一個(gè)實(shí)踐的突破口：自動(dòng)駕駛。他說，無論是對(duì)話、詩(shī)詞或者駕駛，圖靈測(cè)試都允許測(cè)試者現(xiàn)場(chǎng)介入，判定結(jié)果都帶有近似性和主觀性。但是，和對(duì)話、詩(shī)詞測(cè)試相比，駕駛的圖靈測(cè)試可以進(jìn)行更為、更為客觀的評(píng)測(cè)。
他說，當(dāng)初汽車被發(fā)明出來的時(shí)候，人們最感興趣的是汽車的結(jié)構(gòu)、機(jī)械、傳動(dòng)、輪胎、底盤和車身。到20世紀(jì)，人們感興趣的則是發(fā)動(dòng)機(jī)、碳排放和被動(dòng)安全。到20世紀(jì)末、21世紀(jì)初，人們總體上關(guān)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(gè)階段，第一是理性輔助駕駛，以人駕為主;第二是自動(dòng)駕駛，局部時(shí)段可以放開手和腳;第三是自動(dòng)駕駛，即用自動(dòng)駕駛接管駕駛權(quán);第四是人機(jī)協(xié)同駕駛。
在李德毅看來，無人駕駛，難在擬人。
他感嘆：汽車是從馬車演變而來，作為動(dòng)力工具，汽車的馬力可以達(dá)到100匹馬力，但汽車遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如馬應(yīng)對(duì)不同的負(fù)荷、天氣、路面，以及不同車輛情況下的適應(yīng)能力。說白了，汽車的感知、認(rèn)知能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如馬這個(gè)認(rèn)知主體，“老馬識(shí)途，車不如馬!”
李德毅說，其根本問題不在于車而在于人，要解決人的問題，就要讓駕駛員的認(rèn)知能夠用機(jī)器人替代，讓機(jī)器人具有記憶、決策和行為能力，于是新的概念產(chǎn)生了——“駕駛腦”。
“駕駛腦”不等于駕駛員腦，“駕駛腦”是要做駕駛員的智能代理，要去完成包括記憶認(rèn)知、計(jì)算認(rèn)知和交互認(rèn)知在內(nèi)的駕駛認(rèn)知，他說，這應(yīng)該是人工智能時(shí)代最有意義的課題之一。
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