張夢涵 吳科良

[摘 ?要：結(jié)合社會發(fā)展，簡要論述對信息化發(fā)展電子化、網(wǎng)絡化和智能化的認識，從政策支持、技術(shù)研究、產(chǎn)品開發(fā)、市場運用和產(chǎn)業(yè)發(fā)展五個方面，闡述國內(nèi)外人工智能的發(fā)展和應用現(xiàn)狀，從人機接口、泛化智能和人機融合三個角度，探討了人工智能技術(shù)發(fā)展的趨勢，結(jié)合數(shù)據(jù)、算法、規(guī)則和核心技術(shù)方面存在的問題，提出注重數(shù)據(jù)積累、構(gòu)建智能生態(tài)、統(tǒng)籌規(guī)劃各項任務和融合培養(yǎng)人才隊伍四項建議。

關鍵詞：人工智能;信息化;網(wǎng)絡化]

一、引言

人類社會發(fā)展中，“農(nóng)業(yè)文明”和“工業(yè)文明”是兩次大的生存發(fā)展能力提升，直接影響著人類影響和適應自然的能力。農(nóng)業(yè)文明用工具的革新增強了人類的勞動能力，拓寬了人的作業(yè)范圍，工業(yè)文明用機器代替人的體力勞動，直接解放了人的體力，提升了生產(chǎn)能力和效率。

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，我們開始走進信息文明，通過網(wǎng)絡和信息技術(shù)擴展人類智能、通過信息交換實現(xiàn)啟發(fā)式思維，進而思維互通成為可能。

在這樣的發(fā)展趨勢下，工業(yè)文明和信息文明必將走向結(jié)合，智能化將深入我們的生產(chǎn)生活，對社會的組成結(jié)構(gòu)、運行方式、發(fā)展模式產(chǎn)生深遠影響，其產(chǎn)生的“一體運行、單元協(xié)同、快速反應、自我優(yōu)化”的智能生態(tài)新格局，將人類發(fā)展歷史推向新的高度。

二、發(fā)展階段劃分

隨著信息文明時代的到來，信息化成為社會發(fā)展的重要動力，在其從無到有的過程中，一般會經(jīng)歷三個階段。

第一階段是逐漸把人從事的知識要求低、重復性強、業(yè)務交叉少的事情交給機器去做，這一階段以業(yè)務的電子化為主要特征。

第二階段是將替人/輔助人做業(yè)務性工作的機器通過網(wǎng)絡連接在一起，支持對不同功能的設備（模塊）動態(tài)調(diào)度，通過“人在回路”控制機器實現(xiàn)配合工作，提高平臺網(wǎng)絡化響應能力，這一階段以網(wǎng)絡化為主要特點。

第三階段是隨著電子化和網(wǎng)絡化工作的完成，機器能夠在數(shù)據(jù)的支持下，實現(xiàn)自我啟發(fā)，分析發(fā)現(xiàn)新的規(guī)律，學習生成相關規(guī)則，逐步具有自主控制能力，能夠為人提供科學化信息產(chǎn)品輔助人對問題的認知，甚至還可以提供優(yōu)化解決方案，智能化成為其顯著特點。

在一些文章中，將第一、二階段稱之為“前信息化時代”，第三階段稱之為“后信息化時代”。前信息化時代是“從無到有”，主要關注的是實現(xiàn)原來獨立或松散耦合的設備群網(wǎng)絡化和集群化;后信息化時代是“從有到無”，主要關注的是在網(wǎng)絡信息體系之上的自動化和無人化。

二者的本質(zhì)區(qū)別在于：網(wǎng)絡化、集群化關注基礎網(wǎng)絡和信息系統(tǒng)，注重及時準確地反饋問題，是系統(tǒng)、設備在執(zhí)行人的指令;智能化是在網(wǎng)絡化、集群化的基礎上對設備進行控制，是設備、機器人在人的知識基礎上形成自主邏輯，可以自我完成指令生成和設備響應。

三、發(fā)展現(xiàn)狀

“不管我們是碳基人類還是硅基人類，都沒有本質(zhì)的區(qū)別。我們中的每一員都應獲得應有的尊重?！边@是科幻文學巨匠亞瑟克拉利克在太空漫游系列第二部《2010：太空漫游》中描述的一段對白。2016年，AlphaGo與李世石的驚世對決，以及之后Alpha們的表現(xiàn)，告訴我們了一個事實：人工智能已經(jīng)到來。打開手機，蘋果Siri、百度度秘、微軟小冰、Google Allo等智能助理和應用，正顛覆著我們和手機交流的基本方式;各種新聞應用依賴于人工智能應用向我們推送似乎最適合的內(nèi)容，人工智能正在改變我們的生活。

在技術(shù)研究領域，隨著理論研究的不斷深入和技術(shù)的不斷進步，學術(shù)界和業(yè)界產(chǎn)生了對人工智能的不同角度的認識：按照內(nèi)涵的不同，可以分為類人行為（模擬行為結(jié)果）、類人思維（模擬大腦運作）、泛（不再局限于模擬人）智能;根據(jù)技術(shù)承載方式不同，可分為單機智能、平行運算/多核智能、高度分散/群體智能;按照與人的關系不同，又可分為機器主導、人主導、人機融合。

但是，無論在哪種劃分中，人工智能的圖靈獎獲得者、深度學習技術(shù)引領者，人工智能的精英團隊、高級團隊以及超級團隊的領導者都是美國人。2017年7月，國務院發(fā)布了《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，提出了“構(gòu)建開放協(xié)同的人工智能科技創(chuàng)新體系;培育高端高效的智能經(jīng)濟;建設安全便捷的智能社會;加強人工智能領域軍民融合;構(gòu)建泛在安全高效的智能化基礎設施體系”五大重點任務，助力人工智能發(fā)展?，F(xiàn)在，人工智能知識已經(jīng)在中國的企業(yè)中傳播，BAT企業(yè)（百度、阿里、騰訊）、華為、海爾等企業(yè)都在努力追趕，積極投資人工智能技術(shù)發(fā)展，促進中國的人工智能團隊正在迅速增長。2017年12月，創(chuàng)新工場投資的Face++，在MS COCO競賽（計算機視覺領域最受關注和最權(quán)威的比賽）中，戰(zhàn)勝了來自微軟、Facebook、Google等頂尖企業(yè)團隊，獲得了三項第一、一項第二的成績，成為第一個在該項比賽中獲得冠軍的中國企業(yè)。2006年到2015年，華人參與的頂級AI論文比例（全部頂級AI論文數(shù)量的比例），從23.2%逐年遞增到42.8%。而華人參與的AI論文被引用次數(shù)，占全部頂級AI論文被引用次數(shù)的比例從25.5%逐年遞增到55.8%。

在產(chǎn)品研發(fā)領域，當今世界人工智能已經(jīng)形成中美兩強并立的局面。美國國防部高等研究計劃局（DARPA）正在基于人工智能技術(shù)研發(fā)自動駕駛戰(zhàn)車、反潛無人機械船、智能電子戰(zhàn)系統(tǒng)、“半人馬”人類作戰(zhàn)行動輔助系統(tǒng)等，持續(xù)推動“人工智能優(yōu)先”戰(zhàn)略。我國在人工智能領域的技術(shù)基礎與產(chǎn)業(yè)鏈的基礎日漸扎實。例如：微博、淘寶在大量市場反饋基礎上高速發(fā)展，開始超越各自領域的對標產(chǎn)品（推特和易趣）;科大訊飛、?？低暤却怪毖邪l(fā)與生產(chǎn)企業(yè)，在語音與視覺識別、自適應自主學習、直覺感知等方面取得重大技術(shù)突破，帶動智能監(jiān)控、生物識別、無人駕駛以及工業(yè)機器人和服務機器人等逐進入實際應用。

在市場應用領域，近年我國人工智能應用技術(shù)發(fā)展迅速，智能經(jīng)濟、智慧社會取得明顯成效。以圖像識別、物體跟蹤和無人駕駛等為代表的人工智能技術(shù)，已在許多行業(yè)開始得到應用，共享單車、智能網(wǎng)聯(lián)汽車、智能服務機器人、醫(yī)療影像輔助診斷系統(tǒng)、視頻圖像身份識別系統(tǒng)等也開始走入日常生活。大量資金流入人工智能企業(yè)，在二級市場上，人工智能企業(yè)的股票價格迎來瘋狂飆升，推動人工智能領域發(fā)展。以科大訊飛為例，與硅谷與之匹敵的Nuance公司相比，在一年的時間里，市場差距達到了60億。不斷積累的技術(shù)能力、可共享的數(shù)據(jù)資源、巨大的應用需求、開放的市場環(huán)境有機結(jié)合，構(gòu)成了我國人工智能發(fā)展的獨有優(yōu)勢，使我國在這輪競爭中可以與發(fā)達國家站在同一起跑線上。

在產(chǎn)業(yè)發(fā)展領域，在未來幾年之內(nèi)，專業(yè)領域的智能化應用將是人工智能主要的發(fā)展方向。人工智能的企業(yè)都將圍繞著基礎層、技術(shù)層和應用層三個層次的基本架構(gòu)開展布局，構(gòu)建人工智能產(chǎn)業(yè)鏈。基礎層主要由大數(shù)據(jù)、云計算、GPU/FPGA等硬件加速器、神經(jīng)網(wǎng)絡芯片等提供計算能力，通過系列數(shù)據(jù)采集提供身份信息、醫(yī)療、購物、交通出行等各行業(yè)、各場景的一手數(shù)據(jù)。在技術(shù)層，通過TensorFlow、Caffe等框架，機器學習、深度學習、增強學習等各種算法，實現(xiàn)語音識別、圖像識別、人臉識別等應用技術(shù);在應用層，通過行業(yè)應用和運營平臺，實現(xiàn)市場需要的智能推送、智能診斷、智能投資、無人車、機器人等場景應用。目前在產(chǎn)業(yè)鏈分布上，在我國，基礎層還是主要以谷歌、Facebook、IBM、微軟、Face++為代表提供開源框架和平臺，技術(shù)層主要以百度、科大訊飛、?？低暤葹榇硖峁┗緫眉夹g(shù)能力，應用層主要以百度、小米、海爾等頂層應用企業(yè)為代表向用戶提供具體的服務和產(chǎn)品。

四、發(fā)展趨勢

現(xiàn)在，大規(guī)模并行計算、大數(shù)據(jù)、深度學習算法成為人工智能發(fā)展的催化劑，計算成本快速降低，為人工智能發(fā)展創(chuàng)造了良好的基礎條件，人工智能成為在信息化中逐步推廣和應用，成為主要的發(fā)展趨勢。主要有以下三個特點：

第一，人機接口成為基礎。近年，雖然計算機的邏輯分析能力大幅提高，直至計算機的綜合邏輯分析提高為邏輯思維，這種邏輯思維可以根據(jù)環(huán)境條件自主產(chǎn)生新的邏輯，并擺脫人類的框架式控制，而成為一種自主的智能思維。例如，AlphaGo戰(zhàn)勝李世石和柯潔。但是，從本質(zhì)上來說，AlphaGo的成功依然離不開人的主導（設計解決問題的方法）和參與（提供原始數(shù)據(jù)、反饋數(shù)據(jù)）。因此，大數(shù)據(jù)支持、腦機接口和神經(jīng)工程成為人工智能發(fā)展的數(shù)據(jù)、算力和算法基礎。

第二，“泛智能”成為主流。人工智能在預測和決策支持方面的應用需求，人工智能已不再局限于模擬人的行為結(jié)果，可以更好、更有創(chuàng)意地解決問題和解決更復雜的問題，拓展到“泛智能”應用，應對信息爆炸、社會急需解決的對自然/環(huán)境的治理、對社會資源優(yōu)化和維護社會穩(wěn)定的挑戰(zhàn)。

第三，人機融合成為重點。雖然人工智能在“模擬人”上取得了長足進步，甚至在2016年11月16日的國際戰(zhàn)斗機大會上，美國賽博雷迪克斯公司透露“Alpha”人工智能程序在模擬空戰(zhàn)中擊敗人類飛行員。但是，還需要在有情感、有意向性的復雜環(huán)境中難以無中生有、隨機應變。因此，人機智能的不斷融合，在人工智能現(xiàn)有的理論框架中增加人的思維要素，成為人工智能研究的重點。

五、存在的主要問題

目前，雖然各界在人工智能“大規(guī)模數(shù)據(jù)+大規(guī)模算力”的基本方法論共識逐漸顯現(xiàn)，但是人工智能的四大核心問題——數(shù)據(jù)、算法、規(guī)則和基礎設施問題仍然制約著運用的快速發(fā)展。主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

第一，基礎數(shù)據(jù)可用度低。機器獲得智能的方法與擅長邏輯分析推理的人類智能不同，它更多地利用數(shù)據(jù)，從數(shù)據(jù)中學習獲得信息和知識。然而，當前采集的數(shù)據(jù)不完整、精度和可信度不足、效率不高，真假難辨、漏缺常見、時效性不足，還有很多指標無法量化，致使人工智能獲得的大量數(shù)據(jù)量化程度和可用度不足，造成機器理解非常困難。

第二，智能算法主動、自主學習和管理能力不足。目前成熟的人工智能應用系統(tǒng)基本上都是反應式系統(tǒng)，不能對情況主動做出預測。但因為具有人類思維特點的邏輯思維，自主學習和管理知識的靈活性不足，還不能主動、自主支持知識的“產(chǎn)生—存儲—應用—更新”的體系化知識管理。

第三，業(yè)務規(guī)則不靈活。業(yè)務規(guī)則的確立和優(yōu)化是人工智能進步的首要條件，也是人工智能的核心。目前人工智能規(guī)則主要由人制定、機器實現(xiàn)，很大程度上還是確定性規(guī)則，而使用者往往只能被動選擇，因此無法滿足錯綜復雜的情況變化，對不確定事件適應能力不足，需研究提出新的完備的機制（例如對抗網(wǎng)絡）以應對對抗博弈條件下的各種應用。

第四，硬件產(chǎn)品核心技術(shù)存在瓶頸。一方面人工智能為硬件產(chǎn)品賦予智能化，另一方面其行動能力來自于硬件產(chǎn)品。與發(fā)達國家尤其與美國相比，我國的人工智能整體發(fā)展水平依然存在顯著差距，核心技術(shù)缺失，像高端芯片、基礎材料、元器件、軟件與接口等方面的技術(shù)受制于人，芯片基本上靠進口。機器人是人工智能重要載體，中國800家機器人企業(yè)中僅有100家左右真正能生產(chǎn)零部件或機器人產(chǎn)品，以組裝和代加工為主，制造高端產(chǎn)品能力弱。六軸以上的機器人中外資品牌高達85%，70%的機器人配套零部件依賴進口，減速器、伺服電機和控制器三大核心部件均掌握在海外企業(yè)手中。

六、運用對策建議

人工智能領域復雜、層次多、維度廣，運用人工智能技術(shù)推動信息化建設更是一個復雜的系統(tǒng)工程，要解決面臨的數(shù)據(jù)、算法、規(guī)則和基礎設施問題，需要從注重積累高質(zhì)數(shù)據(jù)、統(tǒng)籌構(gòu)建生態(tài)格局、科學規(guī)劃各項任務、融合培育人才隊伍四個方面入手開展工作。

第一，注重積累高質(zhì)數(shù)據(jù)，構(gòu)建海量、精準、高效的數(shù)據(jù)平臺，以智能芯片、算法、集成為突破口，提升技術(shù)自主程度，為智能產(chǎn)生奠定基礎。具體包括：①建立共享機制，通過開源軟硬件、群智服務、混合增強智能、自主無人系統(tǒng)等實現(xiàn)高質(zhì)量的基礎數(shù)據(jù)收集和共享;②開展知識計算引擎技術(shù)、自然語言處理技術(shù)、群智關鍵技術(shù)、自主無人系統(tǒng)智能技術(shù)、虛擬現(xiàn)實智能建模技術(shù)以及智能計算芯片與系統(tǒng)等，建立精準、高效的數(shù)據(jù)平臺。

第二，統(tǒng)籌構(gòu)建生態(tài)格局，打破原有的管理體制藩籬，形成相輔相成、合作共贏的智能生態(tài)格局。具體包括：①以全產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)為突破口，可以網(wǎng)絡信息化企業(yè)為主導，長期牽頭投資基礎設施和技術(shù)，積累而成主導數(shù)據(jù)和應用平臺，構(gòu)建類似Google、Amazon、Facebook、阿里等的人工智能生態(tài);②以技術(shù)層為突破口，以軟件為主，深耕算法平臺和通用技術(shù)平臺，建立類似Microsoft、IBM Watson等的應用平臺，建立行業(yè)技術(shù)優(yōu)勢;③以場景應用為突破口，以創(chuàng)業(yè)和傳統(tǒng)行業(yè)公司為主，積累行業(yè)用戶和數(shù)據(jù)，基于場景或行業(yè)數(shù)據(jù)開發(fā)大量場景應用;④以特色應用為突破口，鼓勵新領域開拓，形成新興領域的用戶和數(shù)據(jù)，并深耕該領域的通用技術(shù)和算法，支持構(gòu)建垂直領域生態(tài)，為顛覆式創(chuàng)新提供動力;⑤以芯片等相關基礎設施能力提升和能力建設為主，從基礎設施切入，提高技術(shù)能力，向數(shù)據(jù)、算法等產(chǎn)業(yè)鏈上游拓展，構(gòu)建“協(xié)作共贏”的基礎設施體系。

第三，科學規(guī)劃各項任務。圍繞深度學習、計算機視覺、智能語音處理、生物特征識別、自然語言理解、智能決策控制以及新型人機交互等關鍵領域，設立人工智能重大科技專項等支持計劃，進一步加大對人工智能基礎研究和產(chǎn)業(yè)化支持力度。在加強傳統(tǒng)行業(yè)應用知識智能化轉(zhuǎn)化和推廣的同時，突破自主無人系統(tǒng)復雜動態(tài)場景感知與理解、實時精準定位、面向復雜環(huán)境的適應性智能導航等技術(shù)，推出人工智能云、智能感知網(wǎng)、服務機器人等系列產(chǎn)品，搭建“后信息時代”智能生態(tài)的基礎架構(gòu)。

第四，融合培育人才隊伍。人工智能要實現(xiàn)推動社會發(fā)展的使命，必然需要有一大批的研究者、企業(yè)和機構(gòu)之間的相互溝通和相互合作，需要人機之間的優(yōu)勢互補，從而實現(xiàn)理論、技術(shù)和應用成果的規(guī)模涌現(xiàn)。因此，需要：①以重點高校院所為依托，優(yōu)化人才培養(yǎng)機制、健全人工智能相關學科，注重人工智能與其它學科專業(yè)的交叉融合;②鼓勵企業(yè)培養(yǎng)創(chuàng)新人才;③激勵高校和科研院所、企業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)人工智能重點領域的專業(yè)型人才、創(chuàng)新型人才和復合型人才。

七、結(jié)束語

“人工智能”是時代發(fā)展的產(chǎn)物，必將對社會的發(fā)展、文明的進步、技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生深遠影響，甚至會帶來顛覆式的變化。從近五年的市場融資報告中可以看到，在可以預見的未來，其對應的產(chǎn)業(yè)規(guī)模必將呈現(xiàn)指數(shù)規(guī)模的增長。雖然我國在人工智能發(fā)展上還存在著數(shù)據(jù)質(zhì)量、智能發(fā)現(xiàn)、業(yè)務規(guī)則和核心技術(shù)方面的問題，但是我們也同樣具有著不斷積累的技術(shù)能力、數(shù)據(jù)資源、巨大的應用需求、開放的市場環(huán)境、強大的政策支持和執(zhí)行力優(yōu)勢。記得2010年，中國提出要做高鐵行業(yè)的領導者。很多人對此持懷疑態(tài)度，6年后的2016年，中國擁有了全球60%的高鐵。記得2015年，中國推行了“雙創(chuàng)計劃”（mass entrepreneurial and innovation movement，讓每個人都能成為企業(yè)家，鼓勵大眾創(chuàng)新），僅半年時間，中國的加速孵化基地由1700個增加到目前的8000個，單是高科技園區(qū)就有156個。因此，完全有理由期待，只要萬眾一心，腳踏實地，必然眾志成城，智能強國夢想也會很快變成現(xiàn)實。

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