科大訊飛輪值總裁胡郁今天在“第三屆網(wǎng)易未來科技峰會”發(fā)表演講，介紹科大訊飛深度學(xué)習(xí)發(fā)展之路：從2010年開展DNN語音識別研究，2011年上線首個中文語音識別DNN系統(tǒng)，2013年語種識別首創(chuàng)BN-ivec技術(shù)，2016年將注意力模型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于認知智能。胡郁介紹了用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)“看”語音，正確率大幅提高。胡郁認為再過四五年，語音識別系統(tǒng)就能達到人類水平。胡郁還介紹了訊飛超腦使用的一種基于注意力模型的表達體系，在空間上描述語言概念，計算詞語、句子在各個層面上的連接和計算距離，從而進行深層分析。

訊飛開放平臺微信后臺回復(fù)“0630人工智能”，下載完整PDF。

【胡郁】首先非常高興有機會在這里跟大家進行交流和討論，剛才汪建老師說，將來的世界是一個生命科技的時代，我非常同意這一點，將來人類的命運掌握在我們自己手里，我們可以改造自己，但是我們?nèi)祟愐蚕氚缪萆系鄣慕巧?/p>

大家都知道人類能夠在地球上統(tǒng)治整個世界，是因為我們有智能，現(xiàn)在人類不僅僅自己有智能，還希望能夠創(chuàng)造出新的智能。在當前世界，各種各樣的智能層出不窮，甚至有段時間“智能”一詞都被用濫了，到底智能應(yīng)該向什么方向發(fā)展，智能到底應(yīng)該給我們帶來什么？今天我們帶著這個疑問想跟大家探討一下。

大家都知道3月份時有個非常著名的AlphaGo大戰(zhàn)李世石，在此之前很多人都給出了預(yù)測，包括我自己在內(nèi)，我當時的預(yù)測是機器人一定能夠戰(zhàn)勝人類。為什么呢？其實在研究界有句很有名的話，機器人在智能方面戰(zhàn)勝人類一定用它最擅長的方式，而不是用人類思維的方式。我們原來在討論時總想著下圍棋是一個非常高尚的運動，并不是每個人都能把圍棋下得很好，但其實機器根本不是這么想的，在下完這個比賽后，鳳凰衛(wèi)視《一虎一席談》請我去討論AlphaGo和李世石對弈的情況，記得在比賽前柯潔九段并不認為AlphaGo有多厲害。但在節(jié)目上連線柯潔九段時，他就比較謙虛了，說自己還需要好好準備。

為什么這么說呢？我們來看一下，AlphaGo為什么能夠戰(zhàn)勝人類，因為它用的確實不是人類所擅長的方法，而是機器所擅長的方法，AlphaGo能夠同時計算每步棋下幾十步甚至上百步的可能性，而且AlphaGo能夠記住3000萬種法的對弈，而這是我們?nèi)祟愃簧瞄L的。

反過來人工智能是不是能夠在所有方面超越人類呢？我覺得這也不一定，因為我們看到圍棋是一個完全信息透明情況下的公開博弈，就像以前的國際象棋，機器是占有很大優(yōu)勢的。

很多人會問，人工智能到底體現(xiàn)在什么方面呢？我們知道人類有農(nóng)業(yè)革命、工業(yè)革命，還有現(xiàn)在講的信息革命，但可能很多人不知道的是，人類在統(tǒng)治地球的過程中其實經(jīng)過了漫長的歷史發(fā)展。有一本書《人類簡史》，以色列一個年輕的歷史學(xué)家寫的，他在這本書里寫道，其實人類在地球上已經(jīng)出現(xiàn)200萬到300萬年了，但這些人類在全球各地，就是我們講的猿人——中國的山頂洞人、元謀人和藍田人——但經(jīng)過歷史學(xué)家和基因工作者的研究，大家知道，7萬年前，我們的祖先叫智人，從非洲走出來，走到世界各地，把其他猿人都給滅種了。現(xiàn)在不管是黑人白人還是棕色人種、黃種人，都是智人的后代。

在這個過程中，好像他們突然開竅了一樣，人的智能在經(jīng)過兩三百萬年的發(fā)展，突然邁上一大步，是什么讓他們走到這一點？歷史學(xué)家把這叫做“認知的革命”，因為他們發(fā)現(xiàn)這些人跟其他猿人最大的不同是在他們的語言得到了極大的豐富，大家知道先有對話才產(chǎn)生文字，產(chǎn)生文字后有幾個好處：

第一個好處，它可以更好地描述周圍的自然世界，比如河邊有只獅子，他們知道獅子長多大，身上有沒有病，處于什么樣的狀態(tài)，更重要的是因為有了語言、有了語音，我們可以描述團隊和團隊之間的關(guān)系，如果沒有語言，看現(xiàn)在動物群種里面的黑猩猩，一個團隊最大不能超過50頭，超過50頭就無法管理。但智人因為有了語言，因為他們之間可以八卦，張家長李家短，他們可以組織上千人的團隊做一件事情。更重要的是，有了語言以后我們可以描述我們共同想像的內(nèi)容，一些虛構(gòu)的概念，“公司”、“夢想”都是從此得來。所以我們可以看到，現(xiàn)在歷史學(xué)家一個非常重要的認為，就是人類的認知革命將人類的智能帶到一個新的高度。

回顧一下我們可以看到，從剛才講的機器所擅長的運算智能，算棋譜時機器比我們強很多，但如果講到感知智能，就是我們看到世界、聽到周圍世界的能力，機器也在快速趕上來，但在認知方面，讓我們能夠有語言、有語音，能夠積累知識、能夠進行判斷這方面，機器其實比我們差得很遠。

這也是科大訊飛現(xiàn)在以語音和語言為入口的計算機的認知革命，我們所執(zhí)行的訊飛超腦計劃想要做的事情，就是把機器的感知智能和認知智能通過傳感器和算法感知世界，并且能夠?qū)ψ匀坏娜祟愂澜邕M行認知，作為我們?nèi)斯ぶ悄芤粋€非常重要的突破點。

用機器計算模擬人類的感知和認知

怎樣實現(xiàn)這種突破，其實我們有兩種不同的途徑，一種和我們的腦科學(xué)非常有關(guān)，我們可以對大腦所有的神經(jīng)元構(gòu)造和它的工作機理進行分析，我們甚至可以根據(jù)大腦的整個工作機理重構(gòu)出來真正和大腦相同的機制，這是一條思路，但這條思路時間比較長，現(xiàn)在包括一些發(fā)達國家也在投入這方面的研究，另外一條思路就是用互聯(lián)網(wǎng)的思維，利用我們機器學(xué)習(xí)算法和大數(shù)據(jù)在盡可能快的過程中，就像AlphaGo一樣，它其實就是利用了這種方法，不完全能模仿大腦，但利用機器運算的方法能夠模擬我們的感知和認知。今天我講的主要是后面的具體方式。

從人腦中獲取智能最關(guān)鍵的一點是，就像我們都知道人類現(xiàn)在能飛上天，但我們并沒有把自己變成鳥，我們是知道了鳥在飛行時的空氣動力學(xué)，我們研究大腦，其實并不是把大腦完全復(fù)制，而是希望找到大腦中的“智力動力學(xué)”，進一步優(yōu)化我們整個學(xué)習(xí)的算法。

從另一個角度，如果用互聯(lián)網(wǎng)思維來解決、改進我們的人工智能，要感謝三個方面的進展：一是人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，這個人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)就像我剛剛說的，只是學(xué)到了大腦一些簡單的機理，沒有大腦那么復(fù)雜，但已經(jīng)可以很好地工作了；另外拜互聯(lián)網(wǎng)和移動互聯(lián)網(wǎng)所賜，我們可以得到大量的數(shù)據(jù)；更重要的是我們有千千萬萬的，就像網(wǎng)易、訊飛這些直達用戶的產(chǎn)品，這些產(chǎn)品把用戶的使用習(xí)慣源源不斷傳入后臺，我們可以利用網(wǎng)絡(luò)的效應(yīng)不斷地優(yōu)化它。正是因為有這三者的支撐，我們得到了非常好的結(jié)果。

用識別圖像的方法“看”語音，正確率大幅提高

真正人工智能的框架應(yīng)該是什么樣的呢？再給大家舉個例子，人類大腦皮層在工作過程中分為兩個層面：一個叫感知層面，就是我們講的視覺、聽覺和觸覺，還有一個層面是認知層面，當我們看到一只貓，聽到貓的叫聲，或者是摸貓的皮毛，人腦里有一個概念，這些概念形成了我們語言中的單詞和詞匯，就是“貓”這個概念，它們匯聚到我們講的語言和理解的大腦的認知皮層層面。所以在訊飛超腦里分兩個層面：一是感知智能，是對我們聽到的、看到的、碰到的東西進行識別，另一個是認知智能，就是把識別結(jié)果上升到我們認知的層面，形成一個概念空間的表示和推理。在過去5年中，科大訊飛相繼把深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用在剛才講的感知和認知，包括視覺、包括聽覺，包括自然語言，包括翻譯的各個方面。

介紹一下我們最新的研究成果（工作人員播放一下第一句，再播放一下第二句）。

這是一段語音片斷，大家聽到第一個好像是“休息”，第二個好像是“休息室”。但當聽完完整片斷時你會知道，原來是“《西游記》之大鬧天宮”，人腦是怎么工作的呢？人腦能夠記下短時或中間的或長時的記憶，通過這種記憶，我們可以看到我們現(xiàn)在的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)其實是可以很好地模擬這個過程的，我們通過一種遞歸的方法，就可以讓神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能夠模擬大腦方面的感覺，這是現(xiàn)在最新型的遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用于語音識別的過程，這個過程非常復(fù)雜，我就不一一介紹了。

但光有遞歸還不夠，光能夠存儲記憶還不夠。現(xiàn)在最新的一個方式是用圖像的方法識別語音，這是當前最新的技術(shù)，什么叫做圖像方法呢？大家可以看到，下面這個語音是我們平常在錄音里看到的波形，但當語音進入我們的耳朵時，耳朵里的纖毛會根據(jù)它的長度不同與語音中不同的頻率進行共振，如果把共振的頻率分析出來，我們可以得到下面的語譜圖，這張圖可能會受噪音、口音的干擾，但這個圖形里的信息很豐富。在MIT專門有科學(xué)家研究，如何根據(jù)這些圖形就能夠分辨出你說的這句話里用了哪些文字。

如果你是一個盲人，你的耳朵就會特別靈，因為它借用了我們在視神經(jīng)方面的一些神經(jīng)系統(tǒng)和細胞，這樣可以把一些能力借用過來。

可以說，現(xiàn)在我們的語音不僅可以聽到，而且可以看到。因為這樣的結(jié)果，在各種各樣的輸入法里，在語音搜索里，還有在各種各樣的語音交互式系統(tǒng)里，語音識別的錯誤率正在以每年30%的水平下降，我相信再過四到五年的時間，最后的語音識別系統(tǒng)就能跟人整個的感覺完全一樣了。

剛才說了，在感知方面，訊飛的語音識別技術(shù)不斷取得提升，但是在認知方面，它還要解決幾個非常核心的任務(wù)——訊飛超腦關(guān)于語言理解及深層、知識表述及推理，還有自主學(xué)習(xí)，要實現(xiàn)這些必須要有兩個層面的東西：第一是要解決自然語言描述的問題，在此基礎(chǔ)上我們要解決語言理解，還有更深一層的知識表述及推理。下面我們一一看一下。

用“詞語卷積”在空間上表達詞語

剛才我們提到了大腦在大腦皮層中關(guān)于概念的表示，它是一張圖，不同的詞語它們之間概念是有空間的，我給大家舉個例子，比如“大家好”，傳統(tǒng)的表達，每個詞就代表了一個空間，我們把每個詞的出現(xiàn)看成“1”，不出現(xiàn)的地方看成“0”，這是傳統(tǒng)表現(xiàn)詞語的一種方法，詞語和詞語之間，要不就是距離相同，要不就是不同。

現(xiàn)在我們采用一種連續(xù)的空間來表現(xiàn)詞語，每個字、每個詞都可以用“詞語卷積”的方法，用一段連續(xù)的數(shù)字，相當于一個空間里的坐標系，這樣每兩個單詞之間的距離就可以把它計算出來。

把所有詞分一下類就可以看到這么一個結(jié)果，比如我們可以看到新浪、網(wǎng)易、騰訊，這些東西是連在一起的；我們可以看到呂布、張飛、關(guān)羽、諸葛亮，它們是比較接近的。實際上，在我們的大腦皮層中如果你來測量，比如我播放一個詞語，我的大腦里會出現(xiàn)放電，相關(guān)詞語在大腦皮層中存儲的位置也是非常接近的。

利用這種方法，我們就建立了一種表現(xiàn)詞語空間概念的表達體系，在這樣的表達體系之下，我們可以進一步地去分析詞語層面、句子層面和篇章層面，以及它們在各個層面上的連接和計算的距離。

有了這個以后，我們來看一些實際的作用，它們能做什么樣的事情呢？首先我們看一下語言的理解。首先來看翻譯，在翻譯方面，我們知道要進行語句的練習(xí)，因為不同語言是不一樣的，這時候用到人腦中一個非常重要的概念——關(guān)注度模型，比如我們?nèi)嗽诳匆环鶊D像，海邊有一個燈塔，我們看的時候注意力是集中在燈塔上而不是其他方面。

基于注意力模型的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

下邊這張圖比較有意思，下面這張圖是一個女司機在開車時觀察各種各樣的東西，她的注意力只能集中在有限的方面，相對男性要窄一些，所以人們常說“女司機殺手”可能就是這么來的。

如果我們來看一段文字，這兩天正好歐洲杯，我們的注意力其實也是集中在那些文字中比較有信息量的地方。這種關(guān)注度模型，其實它的方法是能夠把我們最關(guān)注的那些輸入量自動尋找出來，與我們最終的結(jié)果進行對應(yīng)。我們來看一下基于機器翻譯的實際例子：

大家都知道，不同的語言之間的機器翻譯，比如有很多謂語、主語、賓語，它們的位置是不同的，會進行倒裝，順序也會發(fā)生很多變化，原來用規(guī)則的方法來描述這些變化非常復(fù)雜，通過我們現(xiàn)在講的這個神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，大家可以看到，輸入“我是誰”，“誰”和“我”，它們的位置是有差異的，利用attention這個神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，它們可以自動找到對應(yīng)關(guān)系。采用全新注意力模型的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)翻譯系統(tǒng)，相比傳統(tǒng)系統(tǒng)，提高會非常多。

再看下一個具體的例子，我們都知道最近科大訊飛在教育方面做了非常多的工作，我們希望能夠利用機器人幫助我們的老師進行卷面批改，比如我們寫了一個作文，這篇作文，我們希望機器人也能給它打出分數(shù)并給出它的評語。

大家看這個樣例，右上角的94分是這篇文章的得分，從這篇文章中可以看到它用到了排比，用到了一些語句的引用，我們?nèi)绾蝸碜觯寵C器也能看懂這些東西？機器的關(guān)注度如何自動落在這些關(guān)鍵的地方呢？其實很簡單，剛才我們講了，用連續(xù)空間把它表示出來，這些范文和作文之間的向量，利用關(guān)注度模型，會自動找到彼此之間比較對接的地方，它找到這些對接之后，就會進行深層分析。

通過這種方法，機器自動找到了這中間有相關(guān)的地方，應(yīng)該講，現(xiàn)在我們這方面的結(jié)果在中考和高考的作文評卷，不管是中文還是英文，都取得了很好的效果，比普通老師改得還要準確，當然這是大規(guī)模的結(jié)果。

最后我們來看一個閱讀理解題，大家看到了，這其實是一個答題系統(tǒng)，我們看一段話，“月牙的影子在水中晃動”，原來有個題目叫“小鴨子看見了，以為是條魚，趕緊游過去”，這是閱讀理解，現(xiàn)在題目是我把“小鴨子”摳掉，讓機器看完這段話以后自動在上面填出來這地方應(yīng)該填什么，利用我們現(xiàn)在的系統(tǒng)，我們會把篇章和問題進行attention的規(guī)劃，“小鴨子”也在其他地方也出現(xiàn)過，它可以計算出每個地方熱力度（關(guān)注度）的情況，后來我們發(fā)現(xiàn)“小鴨子”的關(guān)注度最高，這樣我們就可以把“小鴨子”填在這個地方，而且是填對的。

現(xiàn)在我們的機器在閱讀理解方面能達到6歲兒童的水平，大家不要小看6歲兒童，6歲兒童在常識的理解達到了一個水平，而在6歲以后主要是學(xué)各種各樣的知識，這就跟我們認知到的，2歲、3歲、4歲形成個人最重要的學(xué)習(xí)能力，這方面是最一致的。相信隨著6歲兒童常識的學(xué)習(xí)能力達到以后，我們再給他灌輸小學(xué)、初中、高中的知識以后，它最后就能考上大學(xué)。