2019年中國(guó)人工智能大會(huì)（Chinese Congress on Artificial Intelligence 2019，簡(jiǎn)稱“CCAI 2019”）將于9月21日-22日在青島膠州召開(kāi)。南京大學(xué)人工智能學(xué)院俞揚(yáng)教授將出席大會(huì)，并擔(dān)任人工智能青年論壇共同主席。

俞揚(yáng)在2011年博士畢業(yè)后，留校加入計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系、機(jī)器學(xué)習(xí)與數(shù)據(jù)挖掘研究所（LAMDA）從事教學(xué)與科研工作，主要研究領(lǐng)域?yàn)槿斯ぶ悄堋C(jī)器學(xué)習(xí)、強(qiáng)化學(xué)習(xí)。他還入圍了2018年度IEEE Intelligent Systems評(píng)選的國(guó)際“人工智能10大新星”名單，是該次國(guó)內(nèi)高校唯一入選者。

近年來(lái)的爆發(fā)讓人工智能成為當(dāng)下最火熱的風(fēng)口行業(yè)之一，機(jī)器學(xué)習(xí)又是其中的先驅(qū)領(lǐng)域。作為這方面的專家，俞揚(yáng)如何評(píng)價(jià)這一輪行業(yè)發(fā)展熱潮？我們對(duì)他的觀點(diǎn)和思考作了梳理，一起來(lái)看。

人工智能不是一蹴而就，要靠厚積薄發(fā)

2016年圍棋人機(jī)大戰(zhàn)中，DeepMind開(kāi)發(fā)的AlphaGo以4:1的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，橫掃人類(lèi)頂級(jí)選手柯潔、韓國(guó)名將李世石，讓世人對(duì)智能的力量大為驚嘆。

俞揚(yáng)通過(guò)拆解AlphaGo的訓(xùn)練“秘密”，指出了它驚艷亮相背后的成功路徑。

AlphaGo的基礎(chǔ)框架是“蒙特卡洛樹(shù)搜索”。在俞揚(yáng)看來(lái)，這是一種聰明的搜索算法，它可以成功避免很多無(wú)效搜索，但現(xiàn)在也只能達(dá)到業(yè)余棋手五段、六段的水平，遠(yuǎn)不具備與人類(lèi)頂尖棋手對(duì)話交鋒的實(shí)力。

在此基礎(chǔ)上，AlphaGo引入了“機(jī)器學(xué)習(xí)”，通過(guò)學(xué)習(xí)人類(lèi)歷史上高手對(duì)弈的棋局?jǐn)?shù)據(jù)，模擬人類(lèi)走法，如果碰到?jīng)]有見(jiàn)過(guò)的棋局，則以過(guò)往相似棋局作為參考。它雖然可以學(xué)習(xí)，但無(wú)法理解這些走法背后的玄機(jī)。此外，AlphaGo還通過(guò)“強(qiáng)化學(xué)習(xí)”，自己與自己對(duì)弈來(lái)提升水平。

俞揚(yáng)指出，這種學(xué)習(xí)機(jī)制并不是新事物。AlphaGo涉及的所有算法部件都是現(xiàn)成的，“蒙特卡洛樹(shù)搜索”已經(jīng)發(fā)展了十年，強(qiáng)化學(xué)習(xí)也經(jīng)歷了數(shù)十年的發(fā)展。AlphaGo的突破在于，人們以卓越的工程水平實(shí)現(xiàn)了這些技術(shù)的結(jié)合，用成百上千的CPU和數(shù)百個(gè)顯卡實(shí)現(xiàn)了加速計(jì)算。

AlphaGo的例子清晰地表明，人工智能近年來(lái)的成功并不是一蹴而就的，而是許多年基礎(chǔ)研究的成果。既然我們希望人工智能的發(fā)展能夠更多的造福于未來(lái)生活，就要做好長(zhǎng)期基礎(chǔ)研究的探索和積累，這樣才能做到厚積薄發(fā)。

人工智能發(fā)展的“奇點(diǎn)”還未來(lái)臨

人工智能在人機(jī)對(duì)弈、圖像識(shí)別、語(yǔ)音識(shí)別等領(lǐng)域的進(jìn)步，引發(fā)了行業(yè)內(nèi)外的強(qiáng)烈關(guān)注和熱切討論。作為機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域的專家，俞揚(yáng)如何看待這些進(jìn)步呢？

俞揚(yáng)曾對(duì)媒體表示，雖然人工智能迎來(lái)了第3次發(fā)展熱潮，但“人工智能威脅論”尚不成立，人工智能發(fā)展“奇點(diǎn)”還未來(lái)臨。他提出，不要混淆“技術(shù)進(jìn)步”和“社會(huì)進(jìn)步”的概念。以蒸汽機(jī)為例，它帶來(lái)了工業(yè)革命，人類(lèi)生產(chǎn)力得到巨大提高，顛覆性地改變了人類(lèi)社會(huì)的生產(chǎn)生活面貌，但在這一過(guò)程中，要注意原理和工藝的區(qū)別。蒸汽機(jī)的原理自誕生起就不再出現(xiàn)變化，人類(lèi)不斷改造和升級(jí)的，是蒸汽機(jī)的工藝水平。正是因?yàn)楹笳叩牟粩嗵嵘抛屨羝麢C(jī)效率更高、價(jià)格更低、使用更安全方便，進(jìn)而廣泛普及開(kāi)來(lái)，推動(dòng)了社會(huì)進(jìn)步。如果依照“奇點(diǎn)”理論來(lái)推算，蒸汽機(jī)應(yīng)當(dāng)迅速發(fā)展，但工程工藝的精化無(wú)法克服其原理上的先天缺陷，后來(lái)還是被內(nèi)燃機(jī)所取代。今天我們?cè)谄?chē)、飛機(jī)上已經(jīng)看不到蒸汽機(jī)的影子了。

人工智能的決定權(quán)依然在人

關(guān)于人工智能的能力邊界問(wèn)題 ，一直以來(lái)都存在不同的聲音。人工智能有沒(méi)有權(quán)限做決策？如果有，這一權(quán)限應(yīng)該多大？

2018年3月，一輛自動(dòng)駕駛的Uber在美國(guó)亞利桑那州撞倒了一位推著自行車(chē)的女性，致其身亡，這是自動(dòng)駕駛導(dǎo)致行人死亡的第一例事故。事件迅速發(fā)酵，引發(fā)了關(guān)于人工智能安全問(wèn)題的廣泛討論。

對(duì)此，俞揚(yáng)明確表示，人工智能作為一個(gè)工具，如何使用，目前來(lái)看決定權(quán)依然在人，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)者和商業(yè)（應(yīng)用）的提供人員需要對(duì)此負(fù)責(zé)。他說(shuō)，“我們必須清楚地知道人工智能會(huì)做出什么樣的決策。對(duì)人工智能的應(yīng)用范圍，以及應(yīng)用結(jié)果的預(yù)期，一定要有約束”。在人工智能決策相關(guān)的問(wèn)題上，人類(lèi)一定要慎之又慎，環(huán)境是否可控，是否經(jīng)過(guò)了可理解性的測(cè)試，決定了它是否可以用在關(guān)鍵的場(chǎng)所。否則，產(chǎn)品就存在重大缺陷。

在高效強(qiáng)化學(xué)習(xí)方面的探索

俞揚(yáng)介紹道機(jī)器學(xué)習(xí)可以有“機(jī)械學(xué)習(xí)”、“示教學(xué)習(xí)”、“類(lèi)比學(xué)習(xí)”和“歸納學(xué)習(xí)”等多種類(lèi)型。自20世紀(jì)80年代以來(lái)，歸納學(xué)習(xí)成為機(jī)器學(xué)習(xí)中被研究最多、應(yīng)用最廣的分支。歸納學(xué)習(xí)又分為監(jiān)督學(xué)習(xí)、無(wú)監(jiān)督學(xué)習(xí)和介于二者之間的弱監(jiān)督學(xué)習(xí)。

強(qiáng)化學(xué)習(xí)可以看作是一種弱監(jiān)督學(xué)習(xí)，它的數(shù)據(jù)標(biāo)記需要靠自己探索來(lái)獲得，往往需要經(jīng)過(guò)多次決策的探索才能獲得標(biāo)記。

俞揚(yáng)指出，強(qiáng)化學(xué)習(xí)在現(xiàn)實(shí)社會(huì)的應(yīng)用還很少。當(dāng)前強(qiáng)化學(xué)習(xí)主要有兩個(gè)經(jīng)典方法：一是對(duì)值函數(shù)的學(xué)習(xí)；二是策略搜索方法。但這兩個(gè)方法對(duì)于樣本的需求量都極其大，在真實(shí)物理環(huán)境中的應(yīng)用很難得到滿足。俞揚(yáng)以狗舉例，讓狗聽(tīng)懂“趴下”只需半個(gè)小時(shí)，這個(gè)過(guò)程大概有二十個(gè)樣本。由此可見(jiàn)機(jī)器強(qiáng)化學(xué)習(xí)的能力與生物相比，還有很大差距。即目前強(qiáng)化學(xué)習(xí)方法的樣本利用率很低，這種低效可能來(lái)源于優(yōu)化能力、方法論等多個(gè)方面的局限。

2017年，俞揚(yáng)介紹過(guò)自己在提高機(jī)器強(qiáng)化學(xué)習(xí)能力方面的一些探索。近期，他的研究更關(guān)注模擬器的構(gòu)建。俞揚(yáng)認(rèn)為強(qiáng)化學(xué)習(xí)落地的主要瓶頸在于需要大量試錯(cuò)，而現(xiàn)實(shí)環(huán)境難以承受試錯(cuò)代價(jià)，構(gòu)建模擬器可能是突破瓶頸的一條可行途徑。2017年開(kāi)始，俞揚(yáng)與阿里巴巴合作，成功構(gòu)建了“虛擬淘寶”，模擬了購(gòu)物的買(mǎi)家。“虛擬淘寶”模擬器用于訓(xùn)練強(qiáng)化學(xué)習(xí)，從而避免了試錯(cuò)代價(jià)，最終訓(xùn)練出的模型，直接上線測(cè)試，獲得了2%的性能提升。俞揚(yáng)認(rèn)為“零試錯(cuò)”是強(qiáng)化學(xué)習(xí)能夠得以推廣應(yīng)用的關(guān)鍵門(mén)檻，并且看好強(qiáng)化學(xué)習(xí)未來(lái)落地應(yīng)用的前景。