人工智能：從科幻到現(xiàn)實

1956年在美國舉行的達(dá)特茅斯會議，探討了人工智能的發(fā)展。在這次會議中，人工智能（AI）的概念被正式提出：“讓機(jī)器能像人那樣認(rèn)知、思考和學(xué)習(xí)，即用計算機(jī)模擬人的智能”。參加這次會議的科學(xué)家開始在科研領(lǐng)域致力于人工智能的發(fā)展，但受制于計算機(jī)技術(shù)的水平，當(dāng)時人工智能的進(jìn)展有限。

光明圖片/視覺中國

在20世紀(jì)60年代，美國科幻小說家阿西莫夫在《紐約時報》開設(shè)專欄，對人類半個世紀(jì)后的科技生活進(jìn)行預(yù)測。他預(yù)言：“到2014年，機(jī)器人有了自己存在的意義：把人類從瑣碎的家務(wù)中解放出來，人們只需頭一天晚上對機(jī)器做出設(shè)置，第二天早上就可以直接享用現(xiàn)成的美味早餐。”

我國計算機(jī)仿真與計算機(jī)集成制造專家、中國工程院院士李伯虎認(rèn)為，人工智能最近60年發(fā)展可以分為三個階段：20世紀(jì)50年代至70年代，人工智能力圖模擬人類智慧，但是受過分簡單的算法、匱乏得難以應(yīng)對不確定環(huán)境的理論以及計算能力的限制，這一熱潮逐漸冷卻；20世紀(jì)80年代，人工智能的關(guān)鍵應(yīng)用——基于規(guī)則的專家系統(tǒng)得以發(fā)展，但是數(shù)據(jù)較少，難以捕捉專家的隱性知識，加之計算能力依然有限，使得人工智能不被重視；進(jìn)入20世紀(jì)90年代，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、深度學(xué)習(xí)等人工智能算法以及大數(shù)據(jù)、云計算和高性能計算等信息通信技術(shù)快速發(fā)展，人工智能進(jìn)入新的快速增長時期。

李伯虎說：“當(dāng)前，正在發(fā)生重大變革的信息新環(huán)境和人類社會發(fā)展的新目標(biāo)，催生人工智能技術(shù)與應(yīng)用進(jìn)入了一個新階段。這一次人工智能新高潮的最大特點是企業(yè)引領(lǐng)。”

確實是這樣，在國際上，谷歌、IBM、亞馬遜等各自展開了對人工智能領(lǐng)域的研究。谷歌的人工智能程序阿爾法圍棋（AlphaGo）在圍棋領(lǐng)域的“人機(jī)大戰(zhàn)”吸引了世界的目光。在我國，阿里巴巴、華為、百度等公司在人工智能方面也各有建樹。比如，在中國，“人臉識別”這一人工智能技術(shù)已在多家公司的刷臉支付產(chǎn)品中被廣泛應(yīng)用。

人工智能產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟理事長、中國工程院院士高文表示，新一輪的人工智能浪潮由企業(yè)帶動，目前多國已關(guān)注到人工智能巨大的發(fā)展?jié)摿?，加大了對人工智能研究的資助。

2016年，美國白宮科技政策辦公室成立了機(jī)器學(xué)習(xí)與人工智能分委會，先后發(fā)布了《準(zhǔn)備迎接人工智能的未來》《國家人工智能研究和發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃》《人工智能、自動化與經(jīng)濟(jì)》三份報告，深入考察了人工智能驅(qū)動的自動化將會給經(jīng)濟(jì)帶來的影響并提出了美國的三大應(yīng)對策略。

英國于2016年制定《機(jī)器人與人工智能》戰(zhàn)略規(guī)劃，發(fā)布了《人工智能：未來決策制定的機(jī)遇與影響》報告，希望成為機(jī)器人技術(shù)和人工智能系統(tǒng)研究領(lǐng)域的全球領(lǐng)導(dǎo)者。

在中國，“人工智能”被寫入我國“十三五”規(guī)劃綱要。在2016年5月，國家發(fā)改委、科技部、工信部及中央網(wǎng)信辦四部委聯(lián)合下發(fā)《“互聯(lián)網(wǎng)+”人工智能三年行動實施方案》，要“充分發(fā)揮人工智能技術(shù)創(chuàng)新的引領(lǐng)作用，支撐各行業(yè)領(lǐng)域‘互聯(lián)網(wǎng)+’創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新，培育經(jīng)濟(jì)發(fā)展新動能”。面向2030年的人工智能規(guī)劃即將出臺，中國的人工智能研究與開發(fā)將進(jìn)入頂層設(shè)計后的系統(tǒng)推進(jìn)階段。

中國工程院院士潘云鶴表示，我國對智能城市、智能醫(yī)療、智能交通、智能制造、無人駕駛等領(lǐng)域的研究需求與日俱增，“我國已在這些領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了信息化，現(xiàn)在迫切需要智能化”。中國人工智能論文引用量排名世界第一

作為典型的前瞻性基礎(chǔ)研究領(lǐng)域，人工智能得到了我國基礎(chǔ)研究最主要的支持渠道——國家自然科學(xué)基金委的持續(xù)關(guān)注和重視。自然科學(xué)基金較早地做出了前瞻部署，聚焦重點問題，資助了大批探索性研究項目，培養(yǎng)了一批基礎(chǔ)研究隊伍。

國家自然科學(xué)基金委員會自1986年成立起就開始在機(jī)器智能基礎(chǔ)理論與方法、人工智能應(yīng)用、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、計算機(jī)圖像與視頻處理等多個領(lǐng)域支持科學(xué)家自由探索，持續(xù)圍繞人工智能領(lǐng)域開展基礎(chǔ)研究，專門針對人工智能領(lǐng)域開設(shè)相關(guān)學(xué)科代碼，對人工智能領(lǐng)域進(jìn)行細(xì)致劃分和規(guī)劃。在人工智能與知識工程領(lǐng)域，基金委設(shè)置了人工智能基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)挖掘與機(jī)器學(xué)習(xí)、智能Agent的理論與方法、智能搜索理論與算法、智能系統(tǒng)及應(yīng)用等申請代碼，意在鼓勵科學(xué)家在這些前沿領(lǐng)域展開自由探索，進(jìn)一步夯實人工智能的科學(xué)基礎(chǔ)。

同時，我國還啟動了“視聽覺計算基礎(chǔ)研究”重大研究計劃，這項技術(shù)成果將最終運(yùn)用在無人駕駛技術(shù)領(lǐng)域。該計劃實施8年來，清華大學(xué)、上海交通大學(xué)等十余所高校和科研院所的科研團(tuán)隊參與，在腦的視聽覺認(rèn)知、無人駕駛、圖像、語音和文本（語言）信息處理等方面取得了一系列處于國際前沿的重要研究成果，在《神經(jīng)元》等國際學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表了大量高水平論文，對推動我國信息領(lǐng)域及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的原始創(chuàng)新與發(fā)展起到了重大的引領(lǐng)作用。

在智能機(jī)器人研究方面，基金委2016年啟動了“共融機(jī)器人基礎(chǔ)理論與關(guān)鍵技術(shù)研究”重大研究計劃，擬資助經(jīng)費2億元，面向我國高端制造、醫(yī)療康復(fù)等領(lǐng)域?qū)踩跈C(jī)器人的需求，力圖為我國機(jī)器人技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供源頭創(chuàng)新支撐，還與深圳市人民政府共同設(shè)立機(jī)器人基礎(chǔ)科學(xué)中心項目。

在全球科學(xué)技術(shù)革新的時代浪潮下，我國對于人工智能領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究取得了不少突破性進(jìn)展，中國科學(xué)家在學(xué)科前沿已經(jīng)占據(jù)了一席之地。根據(jù)SCImago期刊排名顯示，2015年，美國和中國在學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表的相關(guān)論文合計近1萬份，而英國、印度、德國和日本發(fā)表的相關(guān)論文總和也只相當(dāng)于美中兩國一半，中國人工智能論文引用量排名世界第一，論文影響力方面中國則排名第三。麥肯錫公司全球總裁鮑達(dá)民說：“中國與美國是當(dāng)今世界人工智能研發(fā)領(lǐng)域的領(lǐng)頭羊。”

人工智能有可能率先實現(xiàn)從跟跑到領(lǐng)跑

2016年，中國工程院根據(jù)人工智能60年的發(fā)展，結(jié)合中國發(fā)展的社會需求與信息環(huán)境，提出了人工智能2.0的理念。

中國工程院高文院士表示，人工智能2.0的一個鮮明特征是實現(xiàn)“機(jī)理類腦，性能超腦”的智能感知，進(jìn)而實現(xiàn)跨媒體的學(xué)習(xí)和推理，比如人工智能AlphaGo就是通過視覺感知獲得“棋感”：“它將圍棋盤面視為圖像，對16萬局人類對弈進(jìn)行‘深度學(xué)習(xí)’，獲得根據(jù)局面迅速判斷的‘棋感’，并采用強(qiáng)化學(xué)習(xí)方法進(jìn)行自我對弈3000萬盤，尋找對最后取勝的關(guān)鍵‘妙招’。”通過這種感知，AlphaGo實現(xiàn)了符號主義、連接主義、行為主義和統(tǒng)計學(xué)習(xí)“四劍合璧”，最終超越人類。

楊衛(wèi)認(rèn)為，在研發(fā)活動的全鏈條——從基礎(chǔ)科學(xué)到技術(shù)及產(chǎn)品和市場中，基金委正是源頭供給者。順應(yīng)時代發(fā)展要求深入探索人工智能，不僅造福于民，更可為國家在重大研究領(lǐng)域的突破作出貢獻(xiàn)。

基金委發(fā)布的《國家自然科學(xué)基金“十三五”發(fā)展規(guī)劃》圍繞人工智能發(fā)展戰(zhàn)略做出了明確部署與推動：“十三五”期間，基金委在學(xué)科布局中新增了“數(shù)據(jù)與計算科學(xué)”學(xué)科發(fā)展戰(zhàn)略，在發(fā)展領(lǐng)域中提出了包括面向真實世界的智能感知與交互計算、面向重大裝備的智能化控制系統(tǒng)理論與技術(shù)、流程工業(yè)知識自動化系統(tǒng)理論與技術(shù)以及大數(shù)據(jù)環(huán)境下人機(jī)物融合系統(tǒng)基礎(chǔ)理論與應(yīng)用等多個優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域。

此外，為推動人工智能研究的拓展與豐富，科學(xué)基金將重點支持通信與電子學(xué)、計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、自動化科學(xué)與技術(shù)等分支學(xué)科之間的交叉研究，通過交叉研究孕育重大突破。

“中國人工智能的發(fā)展前景閃爍著希望的曙光，有望領(lǐng)跑世界。”楊衛(wèi)指出，在科技發(fā)展過程中，一個國家從跟跑到領(lǐng)跑的歷史性跨越既是華麗的，又是艱難的。它需要高瞻遠(yuǎn)矚地把握創(chuàng)新規(guī)律，認(rèn)識到領(lǐng)跑特有的表現(xiàn)形式，并審時度勢選擇正確的領(lǐng)跑方向，而人工智能作為人機(jī)網(wǎng)共融的重要組成部分，和智慧數(shù)據(jù)、新物理、合成生命、量子躍遷一道，有可能成為我國科技率先實現(xiàn)從跟跑到領(lǐng)跑的跨越的五個重要領(lǐng)域。