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清华大学唐杰教授:常识与数据双轮驱动用认知智能观察技能未来
2021 年 4 月 11 日,2020 年吴文俊人工智能科学技能奖十周年颁奖盛典暨 2020 我国人工智能工业年会在姑苏举行。清华大学核算机系教授、副系主任唐杰受邀在年会主论坛上宣布主题陈述《浅谈人工智能 “十年”》。
在陈述中,唐杰教授介绍了人工智能范畴行将发生的革新:经过深度地交融常识和数据,咱们将让人工智能范畴发生严重的技能革命,并能够观察人类的技能未来。
现代人工智能最早发源于 1956 年的达特茅斯会议,那时人工智能的首要门户是符号人工智能。也便是让机器描绘人类的常识。尔后的第二代人工智能是感知人工智能,也便是让机器感知外部环境。这种办法依托许多数据驱动的核算学习办法,完结针对文字、图片和语音等信息的感知和辨认。
第二代人工智能呈现和成熟后,人工智能范畴迎来了一波迸发。经过人工智能,在咱们本来以为机器不或许完结的作业上,人类的才干现已被机器赶上,比方人脸辨认等。
不过,这两种人工智能的门户都有问题。在常识驱动的人工智能结构中,人们建立了大规划的常识库和常识库,然后企图让机器把人类一切的常识都描绘出来。但这种办法无法动态改变,也就无法习惯大规划的数据和灵敏多变的常识。而在数据驱动的感知人工智能结构中,核算机模型无法处理认知的问题,也没有办法做推理。
所以,人工智能急需一次新的打破和立异。而现在,人类也的确现已站在了第三代人工智能敞开的前夜,所以咱们需求清晰第三代人工智能的开展方向:交融常识和数据,建立一个双轮驱动的人工智能结构。
在这个新的结构里,简略地把常识和数据叠加起来是不可的,由于数据与常识的交融使命面对着许多核算科学理论、算法和基础设施的应战。只要克服了这些应战,让机器把一切的数据和常识都真实的使用起来,才干完结真实的智能。
为了应对这一应战,咱们在清华成立了常识智能的联合实验室,还经过清华大学孵化了一家技能公司智谱篇章,中心研讨思路便是研讨数据和常识双轮驱动,并构成技能转化。
详细来说,双轮驱动的数据部分,咱们做了一个超大的言语预练习模型,要能在数据上做到 “举十返一”,也便是说要具有概括才干,从数据中把一些有深度的常识抽取出来。而双轮中的常识部分,则要做到 “触类旁通”,能够进行逻辑推理。这样咱们结合了常识、数据、逻辑和推理,构成了一个大规划的认知图谱。
咱们依据认知图谱,推出了一个新的大型工程 “知因”,期望能够经过这个工程,结构常识成因,开掘科技立异源动力。并以此在未来解说常识怎么推进立异,并给出一个预见的思路。
在这个工程中,咱们现已取得了一些技能打破。首要在常识层面,咱们建立了一个规划很大、功能安稳的常识图谱;在数据方面咱们,咱们练习了一个神经网络巨模型 “悟道”。这个模型能够智能化地、有逻辑地考虑,还能依据人类的需求和问题,作出回复、吟诗作画,生成视频。例如,假如咱们要求 “悟道” 依据唐朝诗人王勃的风格写一首以 “悟道” 为主题的诗篇,诗篇中会包含以下两句:“慧业苦研久成,禅风散尽见真际。” 其间前一句描绘了经过超大规划数据和超大规划算力来做核算的进程,后边这句描绘了终究从数据中发掘出常识后的感悟。除了写诗以外,悟道还能生成一段话、依据一句话作图,以及生成视频。
总的来说,咱们经过常识图谱和巨模型等技能,在数据中结合了常识,做了一些双轮驱动地推进人工智能范畴的作业。咱们的方针便是让下一代的机器中的人工智能在 10 年后,能把常识和数据融会贯通,像人类相同考虑未来。
使用咱们提出的双轮驱动的认知智能技能结构,咱们首要研讨的便是科学技能范畴的头绪。由于科学技能前沿是人类常识最富集的范畴,所以也是让具有认知才干的人工智能发挥功能的最佳场所。经过对学术论文、专利等科技信息进行剖析,咱们能够主动地发现和剖析许多重要的科技开展趋势。
举个比方,咱们都知道美国对我国的芯片技能存在新式技能出口控制,或许也会知道光刻机是一个重要的被控制的技能。所以咱们就期望在芯片(特别是光刻机)范畴研讨一下,咱们详细被控制的关键技能点是什么。
经过认知智能模型,咱们能够主动生成芯片的全体技能头绪。其间,光刻机是技能头绪中的一个点。光刻机下流是一些相关的芯片制作技能,上游则是流体力学和激光物理这些相对理论的技能。在用认知智能进行技能剖析后,咱们发现了两个被卡脖子的技能,就别离存在于流体力学和激光物理学这两个范畴。
2001 年,麻省理工学院的 Mordechai Rothschild 宣布论文提出了浸没式光刻技能。2004 年,林本坚为这个技能申请了一个专利,这项专利也成为了整个台积电的内核。尔后,台积电和荷兰的阿斯麦(ASML)协作,极大地扩展了后者的光刻机商场。2006 年,激光物理范畴里呈现了极紫外光源技能,其间有两个专利由 RP.Akins 创造,他依托这两个技能成立了一个叫 Cymer 的公司。2012 年,阿斯麦收买了 Cymer 公司,所以敏捷垄断了世界上 70% 的光刻机商场。同一年,英特尔出资了阿斯麦,协议中包含满意对另一个国家施加压力的条款。终究,我国正是在这一个条款下被卡了脖子。
经过上图,咱们能够看到整个故事布景,蓝色的线条贯穿了不同的技能头绪,正是这些技能组成了咱们在芯片范畴中急需的技能。这便是咱们说追根溯源,根究实质。
以上的技能剖析假如用传统的办法是没有或许完结的。假如只靠常识,成本会十分高,之前相似的项目都根本阻滞了。假如纯靠数据驱动的机器学习办法,则没有办法发生推理和认知的才干,难以观察技能头绪的实质。
使用上面介绍的模型结构,咱们建立了一个科技趋势剖析的体系。在这个体系中,咱们依托数据和常识双轮驱动的办法,对技能追根朔源,进行深度解析。比方,在体系中,咱们能够看到曩昔 10 年中最重要的技能,以及这些技能到底是怎么发生的,开展进程中存在哪些重要工作和打破。咱们还能主动判别这些技能现在所在的状况,并猜测它们未来开展的趋势。
咱们还发布了 AI Open Index,这是一个职业趋势剖析的系列研讨陈述。其间的《2021 年度 AI 2000》榜单包含了人工智能范畴中高影响力的学者做出了精准画像。自上一年开端,《AI 2000》每年都会发布 200 名 “AI 2000 最具影响力学者奖”,以及 1800 名提名奖。估计到 2029 年,会有 2000 名学者获奖。
《AI 2000》的评选流程包含约请专家指定的 49 家尖端的期刊会议。随后,清华大学 AMiner 选用智能算法,从这些期刊会议中提取了 17.8 万篇论文和 20 万名作者,主动生成影响力排名。终究,从每个人工智能的子范畴中挑选 100 名被提名学者和 10 名获奖学者。
从国家的视点来说,有 58.2% 的学者来自美国。我国的获奖学者数占比 11.1%,能够排到第二。来自德国的学者数排名第三,是欧洲学者数量最多的国家。其他国家的学者数量均在 100 人次以下。
从组织的视点来说,排在前两位的组织都是企业,别离是谷歌和微软。清华大学是仅有进入前十的我国组织。
此外,咱们还能够在 AI Open Index 上检查《人工智能全球女人榜单》和《全球人工智能最具立异力城市榜单》。在全球人工智能立异城市 500 强中,我国有 32 个城市上榜。
所以,在人工智能技能的开展长河中,咱们现在现已到了一个革新的时刻节点。咱们需求使用智能技能,既知其然,又知其所以然。咱们要探求每一件作业的实质,咱们要知道科技开展的原因,也要知道科技开展的未来。所以咱们把这项大工程叫做常识基因工程。咱们期望使用常识和数据的双轮驱动技能,解构常识开展成因,发掘科技立异的原动力,预见未来,引领未来。
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