3月15日，隨著谷歌圍棋人工智能“阿法狗（AlphaGo）”與韓國(guó)棋手李世石最后一輪較量的結(jié)束，這場(chǎng)引起全世界廣泛關(guān)注的“人機(jī)大戰(zhàn)”總比分定格在1：4?！叭斯ぶ悄堋睉?zhàn)勝“人類(lèi)智慧”。有人沉重地評(píng)論：“機(jī)器人贏了還好，最怕的是機(jī)器人故意輸了?！币灿腥藰?lè)觀地表示：“人能創(chuàng)造機(jī)器人，但是機(jī)器人永遠(yuǎn)都創(chuàng)造不了人。就憑這一點(diǎn)，機(jī)器人就無(wú)法取代人類(lèi)?！?/p>
人工智能究竟有多牛？當(dāng)下和未來(lái)發(fā)展到底會(huì)引起怎樣的時(shí)代變遷？人工智能是否會(huì)取代人類(lèi)，成為新的物種嗎？本期，我們邀請(qǐng)東南大學(xué)儀器科學(xué)與工程學(xué)院院長(zhǎng)、著名的機(jī)器人傳感與控制技術(shù)研究所所長(zhǎng)宋愛(ài)國(guó)教授，對(duì)“人機(jī)大戰(zhàn)”做一場(chǎng)深度解讀。
未來(lái)科技？
人類(lèi)已經(jīng)步入“人工智能時(shí)代”
其實(shí)，早在20年前，IBM（國(guó)際商業(yè)機(jī)器公司）的“深藍(lán)”就戰(zhàn)勝了國(guó)際象棋世界冠軍卡斯帕羅夫，但為什么這次“人機(jī)大戰(zhàn)”會(huì)引起如此廣泛的關(guān)注？
圍棋相比國(guó)際象棋更加復(fù)雜，它是一個(gè)19×19=361的高維解空間，下棋其實(shí)是一個(gè)博弈環(huán)境下求最優(yōu)解的過(guò)程，計(jì)算量異常龐大，即使窮盡整個(gè)宇宙的物質(zhì)也不能存下圍棋的所有可能性，尋找最優(yōu)解的難度無(wú)異于大海撈針。
“‘阿法狗’完勝李世石，體現(xiàn)了深度學(xué)習(xí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和人工智能的巨大潛力?！彼螑?ài)國(guó)介紹說(shuō)，傳統(tǒng)的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)只有兩到三層的結(jié)構(gòu)，而在2012年，深度學(xué)習(xí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法取得了重大突破，它模仿人大腦學(xué)習(xí)的并聯(lián)機(jī)制，通過(guò)一層一層的特征提取，從大量樣本中抽取事物的本質(zhì)規(guī)律，從而使得機(jī)器人具有舉一反三的學(xué)習(xí)能力和決策能力。
人工智能和我們有多大關(guān)系？“其實(shí)我們的生活已經(jīng)步入了‘人工智能’時(shí)代。”宋愛(ài)國(guó)教授舉例說(shuō)，簡(jiǎn)單的人工智能如高級(jí)的冰箱，除了自動(dòng)調(diào)節(jié)溫度以外，還可以利用多種傳感器信息實(shí)現(xiàn)自我判斷的能力、自我故障識(shí)別的能力。甚至是身份識(shí)別、人臉識(shí)別等都是人工智能。
當(dāng)然，這場(chǎng)“人機(jī)大戰(zhàn)”的主角之一——“阿法狗”機(jī)器人是更高級(jí)的人工智能應(yīng)用。在比賽中，當(dāng)李世石出棋后，機(jī)器人能根據(jù)自己所學(xué)習(xí)過(guò)的棋局，通過(guò)深度計(jì)算神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)提取本質(zhì)特征，理解棋局，快速找到最優(yōu)解。“即便李世石的招數(shù)它從來(lái)沒(méi)見(jiàn)過(guò)，機(jī)器人也會(huì)通過(guò)分析推理，給出自己的答案。甚至這一步走完，接著下面至少十多步對(duì)方大概怎么應(yīng)對(duì)，我怎么走，我的優(yōu)劣程度是怎樣，它都可以計(jì)算出來(lái)?！?/p>
聰明過(guò)人？
人工智能的綜合評(píng)判還不如5歲孩子
“阿法狗”五局四勝，讓人驚嘆！那么是不是就說(shuō)明機(jī)器人比人類(lèi)更聰明？
“盡管機(jī)器人在圍棋賽上贏了人，但是機(jī)器人的智力與人的智力相比還是有很大差距的。”宋愛(ài)國(guó)教授認(rèn)為，谷歌的人工智能雖然在圍棋博弈這方面智力水平達(dá)到了職業(yè)九段選手，但是人的感知、學(xué)習(xí)、理解、認(rèn)知等綜合能力是當(dāng)前機(jī)器人無(wú)法達(dá)到的。
“阿法狗”雖然贏得了比賽，但是在宋愛(ài)國(guó)教授看來(lái)，它的綜合評(píng)判不如5歲孩子?！皬牡谝粓?chǎng)比賽就可以看出端倪。在布局階段，“阿法狗”處于下風(fēng)，說(shuō)明其對(duì)圍棋的理解能力遠(yuǎn)不如人類(lèi)，但是機(jī)器人的計(jì)算能力很強(qiáng)，所以最終取勝并不意外。布局體現(xiàn)兩方面的智能，一個(gè)通過(guò)經(jīng)驗(yàn)獲得知識(shí)，另一個(gè)是對(duì)整體環(huán)境的理解。從這個(gè)角度來(lái)看，機(jī)器人在面對(duì)未知環(huán)境的變化，未知的任務(wù)，它的決策能力還是非常弱的。
從專(zhuān)業(yè)角度分析，人類(lèi)比機(jī)器人強(qiáng)的地方在于學(xué)習(xí)與理解能力。人可以通過(guò)經(jīng)驗(yàn)來(lái)學(xué)習(xí)新事物，并具備觸類(lèi)旁通的能力。人是通過(guò)數(shù)以?xún)|計(jì)的神經(jīng)元互相連結(jié)構(gòu)成大腦，大腦是一個(gè)并聯(lián)機(jī)制，所以人善于學(xué)習(xí)，通過(guò)所經(jīng)歷的事情或經(jīng)驗(yàn)，能夠發(fā)現(xiàn)事物的特征，發(fā)現(xiàn)本質(zhì)規(guī)律，從而全面理解周?chē)h(huán)境。
“比方說(shuō)，我看到一張桌子，上面有一本書(shū)，我可以推斷這是個(gè)圖書(shū)館或者是個(gè)教室。但是機(jī)器人這方面的能力就很弱，傳統(tǒng)的機(jī)器人雖然能準(zhǔn)確識(shí)別一本書(shū)、一張桌子，但是不能知道這是在圖書(shū)館，還是在教室?！?/p>
“盡管在下圍棋方面，它已經(jīng)是個(gè)職業(yè)高手，但是在其他方面，它的能力很差。”宋愛(ài)國(guó)教授介紹說(shuō)，機(jī)器人只是根據(jù)人類(lèi)給它的編程，熟悉了圍棋這個(gè)環(huán)境，這只是單個(gè)任務(wù)。而人類(lèi)生活的日常環(huán)境卻是多任務(wù)的，要面對(duì)各種各樣的情況。人工智能的優(yōu)勢(shì)就在于能用復(fù)雜的計(jì)算處理簡(jiǎn)單的任務(wù)。但自我學(xué)習(xí)、舉一反三的能力還不如5歲孩子。
取代人類(lèi)？
人工智能只是人類(lèi)智能的延伸
隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，機(jī)器人會(huì)取代人類(lèi)嗎？
宋教授說(shuō)，機(jī)器人并不是用來(lái)代替人類(lèi)，而是來(lái)幫助人類(lèi)的，機(jī)器人能夠延伸人的能力，“阿法狗”的神勇，在于他腦內(nèi)龐大的數(shù)據(jù)庫(kù)，雖然他棋藝不如李世石，但是目標(biāo)明確的去完成“勝利”任務(wù)，卻是具有明顯優(yōu)勢(shì)的。因此現(xiàn)在強(qiáng)調(diào)人機(jī)交互，即人和機(jī)器人協(xié)同完成任務(wù)。
機(jī)器人是人造的，需要人去維護(hù)，而機(jī)器人有很多能力是人所不及的，如一些危險(xiǎn)環(huán)境，人不能去而機(jī)器人可以去；而機(jī)器人在很多未知和復(fù)雜的危險(xiǎn)環(huán)境如地震環(huán)境，無(wú)法做出正確的決策，這時(shí)就需要有豐富經(jīng)驗(yàn)與知識(shí)的人類(lèi)與它合作，共同完成任務(wù)，因此人與機(jī)器人是合作的關(guān)系。
“阿法狗”的勝利是人類(lèi)探索、研究“人工智能”的歷史性飛越，但并不代表“人工智能”的智力已經(jīng)超越人類(lèi)?，F(xiàn)在的超級(jí)計(jì)算機(jī)，每秒的操作已達(dá)到10的15次方，看起來(lái)超級(jí)快，但是在宋愛(ài)國(guó)看來(lái)，它們都不代表智能和最強(qiáng)的腦力。
宋愛(ài)國(guó)說(shuō)，人類(lèi)大腦的記憶能力和計(jì)算能力的確比不上機(jī)器，但是人腦的智慧其實(shí)是對(duì)于信息的分析和決策能力，這是世界上任何最強(qiáng)大的電腦都無(wú)法比擬的?！俺鞘菍⑷四X神經(jīng)植入的‘生化機(jī)器人’，我們一般意義上認(rèn)為的機(jī)器人，它們的腦力在未來(lái)幾十年內(nèi)應(yīng)該都沒(méi)有辦法趕超我們?nèi)祟?lèi)的大腦?！?/p>
雖然機(jī)器不會(huì)取代人，但是未來(lái)它們卻可以幫助人類(lèi)做許多事情。在東南大學(xué)的機(jī)器人世界中，除了一般的機(jī)器人，還有像棉花糖一樣的醫(yī)療機(jī)器人“大白”這樣的高情商機(jī)器人。預(yù)計(jì)5年左右，像大白這樣能做護(hù)理、能和人擊掌擁抱、語(yǔ)言安慰的暖心“健康顧問(wèn)”就能造出來(lái)。宋教授提醒，未來(lái)，“人工智能”將廣泛的在生活中應(yīng)用，但不必?fù)?dān)心人工智能奴役人類(lèi)。人類(lèi)真正應(yīng)該擔(dān)心的是在機(jī)器的供養(yǎng)下，人類(lèi)本身會(huì)不會(huì)退化。
新中國(guó)第一個(gè)機(jī)器人就是從東南大學(xué)（當(dāng)時(shí)的南京工學(xué)院）走出來(lái)的。而主持研究這臺(tái)機(jī)器人的，便是女教授查禮冠老師。令人惋惜的是，查禮冠老師在籌建南京工學(xué)院機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室的公務(wù)途中，不幸因車(chē)禍去世。但是她和她主持建造的這臺(tái)機(jī)器人，卻永遠(yuǎn)被后輩銘記。
上世紀(jì)60年代，南京工學(xué)院（東南大學(xué)前身）幾個(gè)學(xué)生為了迎接“南京無(wú)線電技術(shù)展覽會(huì)”，希望做一個(gè)無(wú)線電操縱的機(jī)器人。這一想法很快得到了查禮冠老師和學(xué)校的支持。
當(dāng)時(shí)，日本和蘇聯(lián)的機(jī)器人在全世界都很領(lǐng)先。學(xué)生們從雜志上找到了蘇聯(lián)和日本的機(jī)器人照片，可是這兩張圖片只有機(jī)器人外形，沒(méi)有內(nèi)部裝置圖，更沒(méi)有介紹一點(diǎn)構(gòu)造原理。為了讓機(jī)器人能模擬出人的腿部動(dòng)作，學(xué)生們跑遍了南京市的百貨公司，物色各種能做跳、跑、點(diǎn)頭、搖頭等動(dòng)作的小玩具，從這些小玩具中尋找靈感。另外還跑到假肢工廠，向老工人請(qǐng)教假肢的制造問(wèn)題，這對(duì)機(jī)器人模擬人的上肢動(dòng)作也有很大啟發(fā)。
在短短6天時(shí)間，以查禮冠為首的師生30人就完成了250張?jiān)O(shè)計(jì)圖，討論修改無(wú)數(shù)遍，才將機(jī)器人設(shè)計(jì)好。經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)，這個(gè)機(jī)器人的高度超過(guò)2米，能做28個(gè)自由度動(dòng)作，用洋鐵皮做“衣服”。剛開(kāi)始，機(jī)器人連站都站不穩(wěn)，走路直搖晃，后來(lái)，經(jīng)過(guò)廣大師生的集思廣益，在機(jī)器人的足踝關(guān)節(jié)安裝了四個(gè)彈簧，解決了這一難題。就這樣，在克服了重重困難之后，新中國(guó)第一臺(tái)機(jī)器人終于誕生了！