從著名的圖靈測(cè)試開始，人工智能便在跌跌撞撞中找尋自己前進(jìn)的道路。
近年來，通過深度學(xué)習(xí)，人工智能在某些領(lǐng)域已經(jīng)可以與人類智能相媲美，甚至超越人類。即便如此，它依然無法理解我們的感情，依然無法像個(gè)十歲的孩童一樣感知世界。它的局限，就如同它的“神通”一樣清晰明了。
那么，人工智能的“未來之光”究竟會(huì)如何照亮現(xiàn)實(shí)呢？
6月5日至6日，一場(chǎng)人工智能領(lǐng)域的大咖盛宴——2021全球人工智能技術(shù)大會(huì)在杭州未來科技城舉行。國(guó)內(nèi)外最頂尖的相關(guān)專家濟(jì)濟(jì)一堂。本報(bào)記者走進(jìn)他們的研究世界，探索人工智能領(lǐng)域的最前沿。
深度學(xué)習(xí)——
大數(shù)據(jù)技術(shù)的成效
深度學(xué)習(xí)為人工智能帶來了什么？
在全球人工智能技術(shù)大會(huì)上，中國(guó)科學(xué)院院士、西安交通大學(xué)教授徐宗本提出了這樣一個(gè)論斷——“坦率地講，現(xiàn)在的人工智能仍主要以深度學(xué)習(xí)為基礎(chǔ)”。
長(zhǎng)久以來，圍棋被看作是人類發(fā)明中最復(fù)雜、最具開放性的智力游戲之一。許多專家曾預(yù)測(cè)，電腦在幾百年的時(shí)間內(nèi)都不可能在圍棋上戰(zhàn)勝人腦。
2017年，烏鎮(zhèn)的一場(chǎng)“人機(jī)大戰(zhàn)”，吸引了全世界的目光。自從智能機(jī)器人AlphaGo以4:1的成績(jī)戰(zhàn)勝韓國(guó)棋手李世石九段以后，中國(guó)棋手柯潔九段再度迎戰(zhàn)AlphaGo，試圖為人類扳回一局。
最終的比分定格在0：3——橫空出世的AlphaGo讓很多人真正意識(shí)到了人工智能和深度學(xué)習(xí)的強(qiáng)大力量。它擁有以深度神經(jīng)元為代表的智能系統(tǒng)，意味著人工智能可以在某些領(lǐng)域挑戰(zhàn)人類智慧的極限。
深度學(xué)習(xí)是機(jī)器學(xué)習(xí)的一種。它在本質(zhì)上是一種包含多個(gè)隱含層的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。它從大量數(shù)據(jù)中學(xué)習(xí)表示（或特征），以便在分類和預(yù)測(cè)時(shí)從中提取有用信息。理論上，參數(shù)越多的模型復(fù)雜程度越高，容量就越大，也意味著它能完成更復(fù)雜的學(xué)習(xí)任務(wù)。
現(xiàn)場(chǎng)有專家告訴記者，這里的“學(xué)習(xí)”本質(zhì)上是認(rèn)知的過程，從未知到已知的探索和思考?！氨热?+1=2，一根手指是‘1’，再伸出一根手指，數(shù)一數(shù)，兩根手指那就是‘2’?！边@里的“1”和“加號(hào)”就是輸入，而得到的計(jì)算結(jié)果“2”就是輸出。所以，任何的從已經(jīng)有的信息，最終獲得一個(gè)認(rèn)知的過程都可以稱為“學(xué)習(xí)”。
在柯潔與AlphaGo對(duì)弈過程中，下一步的棋子落在什么地方，是一種選擇問題。當(dāng)前科學(xué)家正用一種叫做“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”的學(xué)習(xí)策略，來解決這類問題。這類似于在人腦中負(fù)責(zé)活動(dòng)的基本單元“神經(jīng)元”，互相連接成一個(gè)更龐大的“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”。
而“深度”就是從“輸入層”到“輸出層”所經(jīng)歷層次的數(shù)目。層數(shù)越多，學(xué)習(xí)深度也越深。所以，越是復(fù)雜的選擇問題，越需要深度的層次多。當(dāng)然，除了層數(shù)多外，每層“神經(jīng)元”數(shù)目也要多。例如，AlphaGo的策略網(wǎng)絡(luò)是13層，每一層的神經(jīng)元數(shù)量為192個(gè)。
由此也可見深度學(xué)習(xí)的局限性——計(jì)算的局限，模型的局限，以及過度地依賴標(biāo)注數(shù)據(jù)?！坝腥苏f，這幾年人工智能的發(fā)展是大數(shù)據(jù)發(fā)展的成果，也就是認(rèn)為我們的模型更多還是依靠數(shù)據(jù)。”現(xiàn)場(chǎng)有專家表示。
人機(jī)混合——
從模仿腦到連接腦
或許我們?cè)缇陀孟胂罅槲磥碇该髁朔较颉?
科幻電影《阿凡達(dá)》中，人類能夠借助機(jī)器，為自己的思維“穿上”阿凡達(dá)的軀殼。這個(gè)軀殼既可以是機(jī)械體，也可以是生命體，甚至可以是信息體。
回望人工智能發(fā)展的60余年，符號(hào)主義、連接主義、行為主義的側(cè)重點(diǎn)各不相同，但皆是計(jì)算機(jī)模仿人類智能或行為。它們或多或少解決了一些實(shí)踐應(yīng)用問題，但局限于以“機(jī)器”為中心的視角，只考慮由機(jī)器構(gòu)成的智能系統(tǒng)。
現(xiàn)在，將人引入，并將其作為系統(tǒng)的重要組成部分——通過人機(jī)混合，有望能夠充分融合機(jī)器智能和人類智能的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。
專家表示，人類智能和機(jī)器智能的混合是必然的發(fā)展趨勢(shì)。理解大腦的運(yùn)作方式，是人工智能未來發(fā)展的一個(gè)重要出路或出路之一。
就在去年，SpaceX和特斯拉等公司創(chuàng)始人埃隆·馬斯克用三只小豬展示了最新一代腦機(jī)接口技術(shù)和產(chǎn)品——一枚硬幣大小，可植入大腦的芯片，以及一臺(tái)可完成自動(dòng)植入芯片的手術(shù)設(shè)備。
研究人員不僅能夠通過植入的芯片讀出大腦活動(dòng)，對(duì)小豬行為做出預(yù)測(cè)，還能向電極發(fā)送信號(hào)并刺激它們的大腦。神經(jīng)元細(xì)胞會(huì)根據(jù)電極發(fā)出的信號(hào)產(chǎn)生反應(yīng)。
科幻正在變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，雖然預(yù)測(cè)和控制一只豬的行為聽上去是如此顛覆認(rèn)知。
腦機(jī)接口意味著腦機(jī)融合，也就是腦和機(jī)形成循環(huán)。機(jī)器從大腦或生物體當(dāng)中讀取神經(jīng)信號(hào)，并且通過系統(tǒng)解釋、處理、再處理神經(jīng)信號(hào)，再通過外部信號(hào)重新輸入干預(yù)腦的過程，
在這個(gè)過程中，人機(jī)接口變?yōu)槟X機(jī)接口。我們不再通過鍵盤或視覺等其他行為來形成鏈接，而是通過植入和非植入晶體芯片的方式，直接鏈接人與機(jī)器。
理論上，腦機(jī)接口設(shè)備可以被期待用來解決很多問題，比如視障、聽障、帕金森綜合癥等。腦部損傷患者有可能因此重新獲得對(duì)世界的某方面感知。甚至，電影《黑客帝國(guó)》里一個(gè)神經(jīng)現(xiàn)實(shí)的世界可能實(shí)現(xiàn)。
這種從計(jì)算機(jī)領(lǐng)域提出的人機(jī)交互的新路徑，為腦機(jī)智能形態(tài)的融合提供了一個(gè)雙向、系統(tǒng)的信息通道。這也是用一個(gè)全新的角度，來看待人工智能——從模仿腦到連接腦。
在紀(jì)念“人工智能之父”圖靈誕辰百年的文章中，國(guó)際頂級(jí)期刊《自然》明確提出，未來人工智能的一個(gè)重要發(fā)展方向，就是腦機(jī)體在一起融合并協(xié)同工作。
近年來，微絲電極、猶他陣列、密歇根陣列、記憶神經(jīng)假體等前沿成果相繼誕生，眾多專家學(xué)者跨專業(yè)、跨學(xué)科投身腦機(jī)接口研究的大潮之中，它已然成為人工智能領(lǐng)域的熱土。
與會(huì)專家認(rèn)為，腦機(jī)融合的智能有望成為兼容生物智能體的環(huán)境感知、記憶、推理、學(xué)習(xí)能力和機(jī)器智能體的信息整合、搜索、計(jì)算能力的新型超強(qiáng)智能形態(tài)。
“超智能”——
有創(chuàng)造力的人工智能
許多年，學(xué)術(shù)界對(duì)人工智能的看法依舊：機(jī)器的高級(jí)認(rèn)知能力很初步，人工智能的應(yīng)用路阻且長(zhǎng)。
清華大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系教授孫富春在接受記者采訪時(shí)說：“深度學(xué)習(xí)僅僅解決了大規(guī)模數(shù)據(jù)到標(biāo)簽的映射問題，主要做分類；它還是底層的計(jì)算，還沒有辦法達(dá)到高層認(rèn)知層面。”
這也就意味著，目前的人工智能還是只能針對(duì)特定對(duì)象、特定場(chǎng)景。它的學(xué)習(xí)過程處于一個(gè)黑箱之中，見不著光、探不著底。
我們?nèi)绾螐莫M窄的、特定領(lǐng)域的智能邁向真正可以解釋的、更通用的智能呢？
通用智能并不一定意味著人類智能，但我們希望機(jī)器能做出人類的判斷和決策。這并不一定意味著機(jī)器將實(shí)現(xiàn)創(chuàng)造力、直覺或本能等沒有數(shù)字類比的概念。它將具備處理多種類型的任務(wù)，和適應(yīng)未曾預(yù)料的情形的能力，并且毫無疑問可以識(shí)別“正義”和“公平”這樣的概念。
與會(huì)專家認(rèn)為，通用智能要么將顯著慢于人類思維，難以通過硬件或軟件加速，要么將通過大規(guī)模并行和硬件改進(jìn)而獲得快速提速?！拔覀儗臄?shù)千個(gè)內(nèi)核 GPU，擴(kuò)展到數(shù)千個(gè)芯片上數(shù)以萬億計(jì)的內(nèi)核。其數(shù)據(jù)流來自數(shù)十億的傳感器。在第一種情況中，當(dāng)加速變緩時(shí)，通用智能可能不會(huì)那么有趣。在第二種情況中，其增速的斜坡將會(huì)非常陡峭、非?？??！?
超越通用智能后的下一步是“超智能”。從某種程度上來說，這是一種具有創(chuàng)造力的人工智能。
有圍棋專家稱 AlphaGo 的一些落子是“創(chuàng)造性的”。但它們?cè)醋耘c其他所有落子完全一樣的過程和模式，而并非以一種新的視角看待這項(xiàng)游戲。同樣算法的重復(fù)應(yīng)用可能會(huì)產(chǎn)生讓人類感到驚訝或意外的結(jié)果，但僅僅的驚訝并不是我們所說的“創(chuàng)造力”。
面向人工智能領(lǐng)域的發(fā)展未來，科大訊飛董事長(zhǎng)劉慶峰向記者提出了自己的展望：一是深度學(xué)習(xí)的“黑盒”變“白盒”。讓深度學(xué)習(xí)從關(guān)注程序外部結(jié)果到深入程序內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)，從數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化、網(wǎng)絡(luò)可視化到推理過程化，衍生出“具有可解釋性的人工智能”。這樣的需求是當(dāng)下十分迫切、也是未來人工智能的攻堅(jiān)方向。二是人機(jī)共存時(shí)代到來，人機(jī)共存更加和諧、自然。人機(jī)交互將更加以人為本，人工智能將更加順應(yīng)每個(gè)人的發(fā)展，包括多模態(tài)感知和呈現(xiàn)，可編輯的人工智能人設(shè)，場(chǎng)景自適應(yīng)的交互等。三是人工智能和多學(xué)科交叉研究，將加速促進(jìn)人工智能在更多行業(yè)中引發(fā)顛覆式的革新。如人工智能和腦科學(xué)的結(jié)合，人工智能的基本算法在材料科學(xué)和生物制藥領(lǐng)域都將起到巨大作用。
