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导语:当人工智能已经渗透到日常生活的方方面面,我们要如何迎接人类历史上知识与技能的最大飞跃?可不要小看人类大脑!我们可以通过自学习获取新知识与新技能,还能识别并理解各种图像,从而在竞争中占有优势!

深度学习的胜利成果

AlphaGo战胜了人类围棋冠军后,引起了很大轰动,因为许多人都觉得围棋代表了人类智力的最高水平。那么人工智能和人的智能到底有什么不同,它最终会战胜人类智能吗?

人工智能有一个明确的定义是,用机器来实现人类的感知、学习、记忆、逻辑推理、情感、创造等多种活动。

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如今人工智能吸引了大家的注意力,成为很多老百姓茶余酒后的谈资,其中一个很大的原因是深度学习算法上的突破。

度学习神经网络算法主要模拟了人类视觉提取信息的基本结构

,简单地说,就是人类在识别物体时,从视网膜开始一层一层提取物体的特征,从简单到复杂,最后到达大脑的视皮层。

在高级视觉区域,神经网络完成了对物体整体的一个识别。

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目前深度学习网络对于静止物体的识别精度,已经超过了人类。AlphaGo下围棋的一个核心部分就是用深度学习网络,从海量的棋谱中学习规律战胜人类。

人工智能很快就能战胜人类吗?

其实,围棋一方面很复杂,另一方面也很简单。它的复杂在于棋盘很大,每一步落子都有许多走法,在数学上很难找到最优的解。而简单是因为它有清楚的规则定义,下完棋不是赢就是输。所以新一代的AlphaGo甚至可以通过自然的方式,产生海量的棋谱,然后自学找到围棋的规律,战胜人类。

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脑有更多奥秘值得探索

去年在机器人领域,有一个振奋人心的重大突破,就是波士顿动力公司做的大狗机器人能从实验室的平地,跑到外面的旷野中。但是我们知道山羊在悬崖峭壁中如履平川,比机器人更厉害。这就说明,现在的人工智能离真正生物智能的各项技能还差得很远。目前的人工智能在处理静止信息,物体识别的精度上,已经超过了人类,但是我们大脑有更多的奥秘,在复杂的未知自然环境进行交互。通过自学习的方法,获取新的知识与新的技能,从而在自然的选择中获取竞争的优势,那才是我们大脑产生的原因和大脑神奇的地方。

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所以,人工智能的发展应该从大脑中学习,用大脑工作的原理来促进人工智能的发展。

但是,这句话说起来容易做起来难。因为大脑具有非常复杂的结构,它的神经元数目近千亿(十的十一次方),每个神经元平均有上万的连接,这些神经元通过复杂的连接,构成了特别复杂的网络执行大脑的功能。

图像识别与图像理解

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在这幅图中你看见了什么?如果看不出,那我帮你圈出这里面有一头牛,当我把这个提示拿掉,你是不是依然能看见牛?但这只是其中的一个答案,如果我给你圈出一只手,当拿掉提示后你还可以看见手。如果我又说,这里有一条鱼,那你就还能看见鱼。

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这个例子就解释了为什么图像理解这么困难。一个操作是图像分割,一个操作是物体识别。把同一幅图像分割成牛、鱼、手,当你再来识别时,就会得到不同的答案。

我们在生活中看见自然场景时,实际就是在做图像识别与图像理解。这两者就好比是鸡生蛋,还是蛋生鸡的问题。如果没有图像分割,我们怎么去识别物体呢?例如刚才还没有分割图像之前,你识别不出那些物体。但是如果没有识别,我又怎么去分割它呢?从数学上说,当一幅图像呈现在机器前时,有无穷多种答案可以理解这个图像,这就是当前人工智能各大公司想重点突破的一个技术。

大脑的猜测与印证

我们的视觉系统也面临同样的问题,人类采用了一个非常聪明的办法——猜测与印证。当我们看到一个图像时,信息就传到大脑高级皮层,于是我们对这图像的意义做出猜测,然后把猜测反馈,并且和新输入进行对比印证,做出了一个猜测与印证的计算。

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但这个计算中还有很多具体的细节需要解答,例如大脑如何形成记忆,如何产生抽象的概念,如何在记忆中快速搜索,以及我们如何不断地积累证据并做出判断。

这些都是目前脑科学还没有回答的问题,也是各国脑科学要重点突破的难题之一。

由此可以看出,科学的发展极大促进着人工智能的发展。

会讲笑话的机器人才真正智能

我是一个研究大脑的工作者,有时候我也问自己,人工智能达到什么样的水平才产生了真正意义上智能的机器人。我给出了一个判据——这个机器人会讲笑话,这是一个我自己很喜欢的笑话。

吃瓜群众说:“这是什么墓?”

专家说:“这是曹操墓。”

吃瓜群众说:“为什么头盖骨这么小?”

专家说:“这是曹操小的时候。”

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就在这样一个笑话中,常常包含了很多智力的因素。首先要有语言理解,其次要有历史知识与逻辑判断,曹操逝世时六十多岁,那么就不可能有小时候的头盖骨。这笑话里还反应了当前社会的一些情况,比如吃瓜群众和张着嘴巴乱说的专家,所以大家觉得这个笑话很有意思。因此,讲笑话是一件非常高智商的事情,它需要的不只是简单的语言理解,更多的是要在特殊的场景针对特殊的人,它可能涉及到文化、社会形态及各种情况。

所以当一个机器人能讲笑话了,那么它就已经能够实现人的很多高级功能,例如语言理解、记忆、文化、交流等。所以要当人的认知功能实现以后,才能产生这样的机器人。

科学引领人工智能

总体而言,我觉得现在的人工智能正处于一个爆炸发展时期,人工智能正不断地走进我们的生活,改善我们整个社会的形态。另一方面,各国都在努力开发脑科学,包括我国也已投入大量的人力和物力来研究大脑,希望在脑科学上取得重大的突破,而脑科学的突破也会极大引领着人工智能的发展

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人工智能已经到来,不管你愿不愿意,我们当前都处于一个人类历史、知识和技能上最大飞跃的时期。

让我们张开双臂,迎接这个时代!

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Q:人类在脑神经和脑认知的研究与开发中,所获得的经验是否可以运用到人工智能的发展和推进中?

A:是这样的,其实我自己在脑科学和人工智能方面都有涉及,刚才说我们离人工智能很远,但我不能说,我们要把脑科学搞清楚以后再搞人工智能。视觉系统的研究可以用在深度学习网络并取得巨大成功,那么在脑科学的每一步研究也都可以拿来做人工智能的应用。

Q:如果按照您目前的研究做下去,人工智能的运算有一天会不会与人类的天然神经系统运算相媲美呢?

A:现在也有一群科学家,有一个新的领域叫神经形态计算,他们就是直接要做一个模拟大脑的硬件系统,从而产生一个真正意义上智能的机器人

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