走近AlphaGO,探寻科技前沿——卢志武副教授专访

发布时间:2016-04-24 10:48 浏览量:6279来源:信息月刊、青年人大作者: 徐嘉 黄伟兰

(部分内容转自《青年人大》)

人物简介

卢志武博士,中国人民大学信息学院副教授,硕士生导师。2005年7月毕业于北京大学数学科学学院信息科学系,获理学硕士学位;2011年3月毕业于香港城市大学计算机系,获Ph.D学位。主要研究方向包括机器学习、模式识别、计算机视觉、多媒体内容分析等。主持国家自然科学基金、北京市自然科学基金等多个科研项目。已经发表50多篇学术论文,其中在IJCV、PR、TIP、TSMC-B、TMM等重要国际期刊和IJCAI、AAAI、ICCV、 CVPR、ECCV、ACM-MM等重要国际会议上发表论文20余篇。获2015年IBM SUR Award、2015年ImageNet评测(Video Detection)第2名、IJCAI-15 竞赛(Repeat Buyers Prediction)第4名、计算机图形学知名国际会议CGI 2014最佳论文奖等。担任IJCAI 2015、IJCAI 2013、ICCV 2013等国际顶级会议的程序委员会委员。

 

号称“千古无同局”的围棋对弈,迎来了一场史无前例的千古变局。

2016年3月,在世界职业围棋排名网站GoRatings.org上,非人类棋手的名字前所未有的出现了——它就是人工智能围棋程序AlphaGO。AlphaGO与李世石的惊天一战,将人工智能推向了舆论的风口浪尖。赞叹有之,惊恐有之,一时间人工智能的真面目在舆论狂潮中显得扑朔迷离、真假难辨。于是今天,带着对于人工智能的疑惑与计算机科研的好奇,笔者采访了在机器学习领域造诣深厚的卢志武教授,探寻AlphaGO的真面目,解析人工智能之于人类的真正意义。

硬件软件双突破:AlphaGO的制胜法宝

“人工智能绝不是人的智能!”在谈及人工智能是否是人的智能时,卢志武老师付之一笑,给出了这样笃定的回答。“在学术上定义,人工智能是指计算机模拟人进行某一种创造性工作,比如计算机能计算,能识别图像,实现某一些从前我们认为是人特有的功能。”卢老师解释道,并以飞机和鸟举例,“飞机虽然也能像鸟一样飞越高山和河流,但却远远比不上鸟类飞翔的轻松自在,在耗能多少上也无法与鸟类相媲美。”人工智能只是让计算机能够实现一些人类的工作,并不能与人类的智能混为一谈。

紧接着,卢老师深入浅出地分析了AlphaGO获胜的原因,他讲道,职业棋手较业余棋手的高超之处在于两方面:一是棋感,一是大局观。棋感是指针对当前棋局,棋手能够分析出下一步棋子的最佳落子之处;大局观则指棋手能够分析棋局整体形势利弊,经过长远多步的考虑之后来分析怎样落子以取得更大的胜利。这两点难以量化,是一直以来计算机在围棋上所面临的巨大困难,而至今日,终于通过双层神经网络得到了实现。

具体说来,AlphaGO有两层神经网络。一为策略网络。在每一次落子时,棋盘上每一个点都可以抽象成三种状态:黑、白和无子,计算机将这三种状态抽象做成三值图像,每一次落子的棋盘都可以看成一张三值图像,利用图像识别技术,通过对既有棋谱图像的对比搜索,寻找规律,减少落点可能性,这一整个过程可以看做是一段函数模拟,也就使计算机具备了职业棋手所谓的棋感。当然,这种检索并不是绝对的,也就是说计算机只能计算出每一步棋的胜率大小并通过排序决定最终落点。这种算法特性也使AlphaGO在与李世石对战的过程中表现出越战越强的特点,尤其是棋局一旦进行到中后盘,计算量与可能性都锐减,李世石基本就没有翻盘的机会了。

二为价值神经网络。计算机模拟棋手的大局观是通过价值神经网络结合蒙特卡洛树实现的,其中蒙特卡洛树也就是我们说的深度搜索。计算机虽然能通过策略网络计算出最优落子点,但这种最优也仅针对于当前局势或局部范围,并不能准确判断未来的连续变化。而价值神经网络,结合蒙特卡洛树进行随机抽样,能够预测一定的未来局势,如AlphaGO大概能往前看到中盘左右,通过计算最终获胜的概率,纵向考虑落子的优劣性,进而做出更好的判断。

不过就当笔者以为这就是AlphaGO拥有高超棋艺的原因之时,卢老师话锋一转,“其实这些技术在十多年前就已经存在了,本次AlphaGO取得重大突破其实是因为另外两个更重要的技术因素”,带着些许激动,卢老师将具体情况娓娓道来。这两个成功因素,一是增强学习技术,“它能使计算机如射雕英雄传中的周伯通、郭靖一般,在一次次自我对弈中进步成长”。AlphaGO每晚都可以自我对弈几百盘,所以在与李世石的几次对弈中,能力自然越来越强。不过遗憾而又值得庆幸的是,这种增强学习技术带来的提升是有上界的。卢老师表示,人工智能之所以存在威胁人类、统治人类的可能性,原因就在于具有这种自我学习的能力,而非因为拥有感情。二是硬件上的技术突破。神经网络技术其实在十年前就已经存在,但由于当时的硬件技术远不足以支持算法的庞大运算量,使得围棋计算机一直没能够实现。而GPU并行计算技术解决了这一切。过去靠CPU和双核显卡要算三个月的运算量,如今一天就能够完成,计算效率使得人工智能的崛起成为了可能。

与人工智能共舞的时代:期待专业的评价与支持

“人工智能未来发展前景自然是好的。”被问及人工智能的发展前景时,卢老师这样回答,“未来人的工作计算机也能做并且做的像模像样,当然还做不到和人一模一样,但这种事情会越来越多,人们也会逐渐习惯。”

谈到大家普遍关心的人工智能威胁论,卢老师认真说道,从目前来看,计算机还是安全的,我们需要注意的是人和计算机的差别,人擅长创造,但人易疲劳,计算机不知疲倦,只要条件允许就可以无限重复,人有思维有情感,未来人与计算机的界限会越来越模糊,以前那些只能由人做的事情机器也可以完成了,原本泾渭分明的两者现在界限越来越模糊。但不会存在人类无法控制计算机的时刻,世界各国一定会联合起来制定相应的法律,建立相应的组织来干预计算机的发展程度与涉及范围,就像克隆技术和核武器问世的时候每个国家都建立了相应的法律。

但与此同时,卢老师也表达了他内心的忧虑,那便是媒体大众的舆论导向。“我希望媒体,新闻等要客观的看待人工智能,不能为了一时的噱头一味的炒作,事物总有一个固定的发展规律,那就是盛极必衰,媒体一旦炒过头就很可能导致人工智能变成泡沫。我不能理解现在的全民评价AlphaGO,如果一群不是从事这个行业、根本不懂的人在发表言论分析AlphaGO, 这其实是可笑的,甚至一旦变成全民风气才是真正令人恐怖的。这并不是什么好苗头,还是希望人们能客观正确的看待人工智能或者是任何其它事情。”人工智能作为高科技研究领域,它在普罗大众中广受瞩目,虽然有科普的益处在,但不可避免的有被误读风险。在人类愈发与人工智能相关的未来,我们更期待的是专业严谨的评价。

而对于人工智能在中国的发展,卢老师表示,国家的资金支持是重中之重。有资金才能开发新技术,强大如谷歌仍致力于科技的前端开发,不然终有一天,会如同柯达与诺基亚一般,当年的辉煌化作过眼云烟。

你不知道的事:我校人工智能研究世界领先

人工智能研究越来越受到人们的追捧,并且在不断取得新的突破。我国的人工智能研究也在如火如荼地进行着,在计算机视觉方面也是卓有成就。在我校,人工智能研究更是取得了不凡的成绩。

2015年12月,在人工智能领域最具权威的ImageNet评测中,我校信息学院大数据分析与智能实验室在视频检测任务中获得全球第2名。这是中国大陆高校首次在该项评测中名列前茅,也标志着我校在人工智能权威评测中达到世界领先水平。

据该项目负责人之一、卢志武副教授介绍,在去年的ImageNet评测中,有很多知名的国内外大学和公司参加,竞争相当激烈。“我们的硬件条件比较差,打个比方,别人用的是十万块钱的东西,我们用的是二三十块钱的东西;别人可能有几百台机器,我们只有几台。第一次参加比赛就获得第二名还算不错吧!”卢教授说道。

我校大数据分析与智能实验室成立于2013年9月,致力于从应用的角度,探索大数据与互联网对科学技术和人类社会的潜在价值。现阶段,实验室的研究方向涵盖大数据算法、大数据系统、大数据应用三个层面。目前,该研究团队承担了国家973计划大数据项目及多个国家自然科学基金项目。实验室也非常重视与业界的合作,与国双、百度、新华社等多家单位和企业建立了合作关系。自2013年9月成立以来,实验室研究人员已经在国际顶级期刊和会议上发表了20余篇高质量论文。团队所开发的“时事探针”的大数据系统,可以实时监控、收集网络上的媒体数据,并对数据进行深入的挖掘和分析,在网络大数据感知和实时多维分析等技术上具有国际领先性。

在我校的大力支持下,该团队正在建设一个拥有400台高端服务器的大数据中心,同时,位于信息楼一层西侧的教师办公室和学生实验室也即将修建完工。实验室将从硬件环境、研究氛围、业界实践、国际交流等多个方面,为同学们提供良好的学习科研环境与成长空间,促进项目的研究发展。除此之外,今年该团队将继续参加ImageNet全球评测。“相比去年,今年的研究已经做了很多改进,比去年好很多,希望至少能保持这个名次吧。”卢教授说道。

除了该项目之外,信息学院的专业方向也包含人工智能。在该方向下,本科三年级开设了人工智能导论、机器学习等课程,供有兴趣的同学们修习。据我学院2013级本科生何冠霄介绍,此类课程多以实践为主,上课形式采用讨论的方法。老师上课会讲解算法思想,学生课下自己寻找课题,使用人工智能的方法开展一个项目,定期向老师汇报项目进度。

另外,为了促进理工学科发展,增强学校的理工学科氛围,在2015年12月1日,我校科学技术协会正式成立,下属有RUC学生科学技术协会和青年教师科学技术协会。RUC学生科学技术学会的主要活动有四类:校园科普、学术交流、科研实践和校际联谊。3月27日,他们刚刚举办了“科技麦克风”系列讲座第一期:人工智能的历史与未来。由人工智能方面的专家、CSDN和杂志《程序猿》的创始人蒋涛主讲,介绍人工智能的相关知识。除此之外,在五四青年节,他们也将会举办科技文化艺术节,为人大学子开辟了解科技前沿的窗口。

数学功底与超强心态:成功就在前方

在谈到自己的科研之路时,卢老师着重强调了自己数学硕士背景带来的巨大助力。“扎实的数学功底使我能够可以从事更基础性的,偏理论和算法一些的科研,而计算机专业则只能做偏应用的方向,因此很多东西没有数学知识的帮助是完成不了的。”当然,就算如此,科研之路上仍旧存在着重重困难,对此,卢老师低沉却也坚定地说,“每个科研人心中都有着坚定的信念,坚信着经历千百次的失败一定能走向成功,一路的辛酸困苦都是为了证明自己。”卢老师严肃的表示,科研就是不断被打击,再不断前进的道路,没有一帆风顺的研究,走在这条路上的人,都需要有超强的性格与心态。

在采访的结尾,卢老师笑着说希望能有更多的同学选择学习计算机专业,并戏说到,“计算机总比你们的泛函分析,实变函数容易学吧”。虽是玩笑话,不过在人工智能浪潮席卷全球、大数据无处不在的今天,就读计算机专业,创造更完美的“AlphaGO”,我们又怎能不动心?

胜负之外:人工智能的无限可能

上至科学素养极高的科学家,下至一知半解的普通学生,都对人工智能产生了极大的兴趣。然而,随着人工智能的进一步发展,很多人不免会产生担忧:研究人员对于系统不断改进,人工智能是否会彻底取代人类?人工智能是否会最终跨越某道门槛,变得无法控制并进一步对于人类产生敌对和威胁?

据《第一财经》报道,今年1月的冬季达沃斯论坛就机器人发展前景的最新调研指出,到2020年,在全球15个主要的工业化国家中,机器人与人工智能的崛起将导致510万个就业岗位的流失,多以低成本、劳动密集型的岗位为主。《经济学人》杂志2014年调查显示,未来20年最有可能被机器人抢走饭碗的岗位包括低端制造业的生产、销售、会计等,而技术含量高的牙医或者类似于心理学家的情感辅导人员,以及运动员教练等属于替代性较低的职业。

据卢志武教授介绍,现在人们出现的担忧往往是听信了媒体的大肆渲染。事实上人工智能只是在某些方面实现了像人那样去做事,比如记忆、学习等,以后可能还会有人的形态等等,但它并不像科幻电影里面说的那样,可以有人的情感,现在的人工智能研究还没有达到那个水平。卢副教授认为,机器和人各有各的特点,人类比较擅长做一些创造性的工作,比如写一篇小说之类,但是人会疲劳;机器恰好相反,它适合做一些重复性的有规则的工作,并且不会疲劳。就像AlphaGo在和李世石下棋的时候,它可以连着下好几个小时都不用休息。但是随着人工智能的发展,它可能也会慢慢做一些创造性的工作,比如国外已经有报社用计算机写新闻。

至于人工智能未来的发展,卢副教授认为各种可能都存在,机器人与人工智能能不能超过人类也未可知。“不过就算人工智能发展到了一定程度,也不一定会对人类产生威胁”,卢副教授说道,“今后应该会有一些相应的限制措施,比如成立世界组织,对人工智能的使用进行严格管制。人工智能是不能违背人类意志的,不能僭越人类的伦理道德底线。”但不可否认的是,人工智能的前景是十分宏大的,人类将不断地从人工智能的发展中受益。

文章关键词:卢志武    人工智能