国务院在2018年就印发了“关于促进’互联网+医疗健康’发展的意见”,新冠肺炎疫情明显加速了技术落地的进程。人们越来越倾向于“非接触医疗”,越来越多的病症正在使用人工智能技术进行辅助诊断。“不能不承认,新冠肺炎病毒提升了人工智能的独特价值,必然加速智慧医疗。” 琶洲实验室主任、中科院院士徐宗本如此说道。
(徐宗本院士)
AI很酷炫、也有很大的想象空间。那么AI的本质又是什么,AI的现状怎么样、AI还能在哪些领域令人期待?近日在广州市人才工作领导小组办公室主办,广州市科协、番禺区人才办支持的“院士专家陪您战疫情”活动中,徐宗本院士深入浅出地解答了AI的种种问题。
AI无疑承载了人类对技术创新的美好憧憬,憧憬也正慢慢变为现实。医药公司为了研制一种疫苗或药物,需要筛选数百万种化合物,耗费大量人力与时间。徐宗本院士说,琶洲实验室已经研发成功医药智能分析系统与装备,将为新的药物先导物提供有效分析手段,解决新药发现的效率问题。
未来当人们研发出针对新冠肺炎的特效药物时,也许背后就有AI的力量在推动。
人工智能——沟通虚实世界的技术
当人类开始活动时,就构成了人类社会。当人类使用自然科学和工程技术认识自然并改造自然时,会发现在人类社会以外还存在着物理世界。
物理世界和人类社会一起构成了现实世界。不过现实世界并不是世界的全部,虚拟世界便是独立于现实世界、与现实世界有联系的世界。
(虚拟世界也被称为数字世界)
这些定义看起来有些晦涩。但是徐宗本院士使用了最粗浅的例子来说明:女孩喜欢画眉,会借助镜子以达到更好化妆效果,镜子中的像就是虚拟世界。
过去人们往往通过物理世界来提升生产力,但是这已经远远不够。“借助虚拟世界认知和操控现实世界的技术便是数字经济。”徐宗本说,物理世界的基本元素是原子分子,而虚拟世界的基本元素是数据,所以虚拟世界也是数字世界。要实现数字经济的模式,必须实现现实世界和虚拟世界的沟通。
这种沟通需要三个桥梁才能完成。一是将现实世界的像映射到虚拟世界中,这便是数字化。二是用网络连接现实世界和虚拟世界,实现在虚拟世界操纵现实世界,这便是网络化。三是提升操纵的精度,让在虚拟世界操纵的最终效果能够媲美在现实世界的作业,这便是智能化。
“人工智能就是数字化、网络化、智能化的代表,也是沟通现实和虚拟世界的理论和方法。”徐宗本说。
人工智能具体从三方面来实现作用,即是“感”、“知”、“用”。“感”便是智能感知技术,通过模拟人的感知器官,如同眼睛看、耳朵听一般,将现实世界的像转为化虚拟世界。“知”便是智能认知技术,便是读懂数据的含义。“用”便是智能决策技术,读完数据后,AI要实现决策并采取行动。
从“可以用”到“很好用”,AI的路还很长
人工智能起源于1956年美国达特茅斯学院举行的第一次人工智能会议,当年参会的约翰·麦卡锡、克劳德·香农等科学家都能为了计算机、信息技术领域的执牛耳者。不过人工智能的发现也并非一帆风顺,在发展发现的摸索中,AI也曾起起落落。
人工智能的第一次浪潮在1956年到1976年,此时AI聚焦点在于如何推理,科学家们通过梳理知识数据的框架,形成各种各样的专家系统。AI还非常弱小,只能回答语义表述准确、层次分明的问题,但是没有学习的能力。
第二次浪潮在1976年到2000年。科学家们摒弃了对知识关系的梳理,而转向收集数据,并让AI总结数据当中的规律。第二次浪潮的AI已经有很强的自我感知能力,但是属于“知其然,不知所以然”,只能从数据大量对比中给出结论,但是无法解释背后的原因。
第三次浪潮则是在2006以后,此时的AI已经可以适应环境,进行自我调节,还具备持续学习能力,抽象能力也大幅度提升。
(AI还有很长的路要走)
徐宗本说,因为大数据、机器学习、云计算等技术的发展,AI已经突破了“不能用”的阶段,到了“可以用”的技术拐点。不过从“可以用”到“很好用”,AI还有很长的路要走。
“目前人工智能主要靠人来收集数据,人去搭建数据模式。科学家目前为之奋斗的,就是让人工智能化走向自动化,迈向自主化。数据自动获取,自动产生。模型自动搭建。算法、场景自动切换。”徐宗本表示。
不过从人工智能已经实现的应用来看,这项技术极大地让人类的生活更加省心省力。比如图像识别已经在安防、辅助诊断等领域大放异彩,AI图像处理的程度已经超越人类。语言文字处理则破解了世界各国人民交流的障碍,也让人们从审计、阅卷等繁琐的工作中解脱出来。
徐宗本尤其提出的是,人工智能不仅能催生新的产业,对科学进步也有巨大作用。比如数学作为基础学科是基于模型来工作,人工智能是基于数据工作。通过人工智能技术的加持,科学家可以用模型和数据两种工作模式来工作,人工智能理论基础可以为数学带来新鲜血液,带来新的方法,解决数学本身的局限性。
琶洲实验室目前在做什么?
目前,美国是人工智能发展的世界领导者,而中国紧随其后。中国的人工智能也面临自身的难题,便是重应用、轻基础,原创技术和能力不足,且卡脖子技术也成为制约国家发展的隐患。作为专注与人工智能与数字经济的省实验室,琶洲实验室又该如何作为?