「健全的心靈寓于強(qiáng)健的體魄?！梗∕ens sana in corpore sano）

在極客公園 Rebuild 2018 科技商業(yè)峰會(huì)的現(xiàn)場(chǎng)，兼任加州理工學(xué)院計(jì)算機(jī)與數(shù)學(xué)科學(xué)教授和亞馬遜 AWS 首席科學(xué)家的 Animashree Anandkumar 用這句拉丁諺語表達(dá)了她對(duì)人工智能行業(yè)未來的期待。

Anandkumar 教授所說的「心靈和體魄」，分別指的是人工智能的系統(tǒng)和機(jī)器硬件。

舉例來說，人工智能系統(tǒng)包括亞馬遜搭載在智能音箱平臺(tái)上的語音助手 Alexa，以及 Google Assistant 等等。而機(jī)器的硬件則包括無人車、機(jī)器人等等。只有當(dāng)兩者相互匹配時(shí)，人工智能才能最大限度地發(fā)揮作用，體現(xiàn)真正的「智能」。

暢想中的未來足夠樂觀，但在達(dá)到那個(gè)理想目標(biāo)之前，人工智能行業(yè)還有著亟待補(bǔ)足的短板，而攻克這些前沿的技術(shù)問題，需要的是另外兩樣?xùn)|西的結(jié)合：學(xué)界和產(chǎn)業(yè)界。

而今天的焦點(diǎn)，Animashree Anandkumar 教授本人的職業(yè)生涯，就是這兩者結(jié)合的最佳體現(xiàn)。

走進(jìn)產(chǎn)業(yè)的學(xué)界大牛

Anandkumar 教授先后以從康奈爾大學(xué)和麻省理工學(xué)院以博士和博士后的身份畢業(yè)，隨后加入加州大學(xué)歐文分校任助理教授，在長(zhǎng)達(dá)數(shù)十年的學(xué)術(shù)生涯里，出身印度學(xué)術(shù)家庭、極具數(shù)學(xué)天分的她在學(xué)界贏得了無數(shù)榮譽(yù)，成為了機(jī)器學(xué)習(xí)圈舉足輕重的人物。

或許正是因?yàn)樵趯W(xué)界的突出表現(xiàn)吸引到了亞馬遜的注意，2016 年 10 月，她從加州大學(xué)歐文分校休假，加入亞馬遜擔(dān)任亞馬遜云服務(wù) AWS 的首席科學(xué)家（Principle Scientist）。

這一消息在一向與產(chǎn)業(yè)界頗有分歧的學(xué)界引起了不小的振動(dòng)，更有趣的是，在 Anandkumar 教授加入亞馬遜消息曝出的同時(shí)，著名華裔人工智能學(xué)者李飛飛也宣布加入 Google Cloud 擔(dān)任首席科學(xué)家，兩位學(xué)界大牛突然宣布暫時(shí)離開學(xué)校加入科技公司，這一消息在 2016 年秋天將要結(jié)束的時(shí)候，點(diǎn)燃了人們對(duì)產(chǎn)業(yè)界人工智能的希望。

橋接產(chǎn)業(yè)和學(xué)界的鴻溝

「當(dāng)我還在學(xué)校念書的時(shí)候，我從沒想過人工智能能夠發(fā)展得如此之快，那時(shí)候我知道人工智能會(huì)是一個(gè)非常具有挑戰(zhàn)性的學(xué)科，我知道這會(huì)是我終身的事業(yè)，正因如此，我才選擇了人工智能（作為職業(yè)）?！笰nandkumar 在 Rebuild 2018 科技商業(yè)峰會(huì)接受極客公園的專訪時(shí)說道，「但除了基礎(chǔ)研究之外，我還希望這些技術(shù)能夠真正觸達(dá)外面的世界，融入人們?nèi)粘Ｊ褂玫漠a(chǎn)品之中。」在 AWS，她希望能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模的機(jī)器學(xué)習(xí)應(yīng)用，讓更多并非精通機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)的人們能夠用上機(jī)器學(xué)習(xí)的工具。

在研究理論和使用機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)真正產(chǎn)出產(chǎn)品之間，存在著巨大的鴻溝，學(xué)術(shù)研究時(shí)期，Anandkumar 發(fā)現(xiàn)了這點(diǎn)，而加入亞馬遜，推動(dòng)機(jī)器學(xué)習(xí)在 AWS 上的應(yīng)用，正是她所認(rèn)為能夠縮小這條鴻溝的方法。

提到「縮小鴻溝」，Anandkumar 教授對(duì)極客公園表示，她在亞馬遜帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)從事的 AI 研究正是建立在她在學(xué)界的相關(guān)研究基礎(chǔ)上的，「這給我一種在現(xiàn)實(shí)世界里做 AI 研究的感覺，」她說道。

加入亞馬遜之后，Anandkumar 教授并沒有放棄她在學(xué)界的研究，相反，她在 2017 年接受了人工智能領(lǐng)域泰斗云集的頂級(jí)學(xué)府加州理工大學(xué)的邀請(qǐng)，成為該校計(jì)算機(jī)與數(shù)學(xué)科學(xué)的教授。在加州理工，Anandkumar 教授以核心成員的身份參與了一個(gè)名為「CAST」的自動(dòng)化機(jī)器人開源項(xiàng)目，「我們用上了很多亞馬遜 AWS 的技術(shù)，在研究中進(jìn)行基礎(chǔ)的 AI 訓(xùn)練，」她說道，反過來用人工智能加速 AI 的前沿研究，在 Anandkumar 教授看來，這是她橋接兩者之間鴻溝的方式，「所以對(duì)我而言，兩者不會(huì)有太多的區(qū)別?！?/p>

在極客公園 Rebuild 2018 科技商業(yè)峰會(huì)的現(xiàn)場(chǎng)，Anandkumar 教授發(fā)表了題為《「云上的 AI」如何引爆創(chuàng)新突破點(diǎn)？》的主題演講。在演講中，學(xué)者身份的她聊起了許多時(shí)下最為熱門的機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)的研究進(jìn)展，另一方面，作為 AWS「技術(shù)布道者」的她也介紹了人工智能目前在亞馬遜各條業(yè)務(wù)線中的應(yīng)用，以及在她眼里，未來真正智能的機(jī)器會(huì)有著怎樣的模樣。

以下是 Animashree Anandkumar 在極客公園 Rebuild 2018 科技商業(yè)峰會(huì)上的演講實(shí)錄（經(jīng)過極客公園編輯，略有刪減）：

感謝大會(huì)主辦方為我們提供這么多的支持，包括成都市長(zhǎng)和副市長(zhǎng)也參與了今天的會(huì)議，參加了今天的的開幕式。我們可以看到成都對(duì)于 AI 的發(fā)展以及教育非常的重視。今天在這里，我想跟大家簡(jiǎn)單地介紹一下 AI 人工智能到底是什么，以及我在亞馬遜和加州理工學(xué)院分別從事的工作，以及未來人工智能的發(fā)展方向。

什么是真正的「智能」

我們都知道現(xiàn)在很多科技產(chǎn)品都會(huì)使用人工智能 AI 這個(gè)詞，但到底是什么智能？接下來我想要給大家播放兩個(gè)小的短片，大家可以看一下其中哪一個(gè)更符合「智能」的定義。

可能有一些人不知道，這個(gè)是波士頓動(dòng)力公司的機(jī)器人，他在做一個(gè)非常復(fù)雜的后空翻的動(dòng)作，我們可以看到做得非常的精彩。這個(gè)是智能嗎？

讓我們?cè)賮砜戳硗庖粋€(gè)短片，這是人類最好的朋友，一只小狗。這只狗也在試圖做一個(gè)后空翻，但是并沒有成功。

所以大家覺得這兩個(gè)視頻哪一個(gè)符合智能的定義？有多少人覺得機(jī)器人是更智能的？有多少人覺得狗是更智能的？

實(shí)際上，相比于機(jī)器人，小狗的行為更符合「智能」的定義。為什么呢？對(duì)于智能而言，智能所指的并不是要做一些非常復(fù)雜的動(dòng)作，相反，智能所指的是一種可以用于獲取知識(shí)和應(yīng)用技能的能力。我們可以去認(rèn)知周圍的環(huán)境和世界，然后會(huì)根據(jù)世界的變化去動(dòng)態(tài)地調(diào)整我們自己的行為。所以說小狗的行為更符合「智能」的定義，因?yàn)樗鼈儠?huì)了解人的一些情緒，然后成為了人最好的朋友。但是我們的機(jī)器人完全是靠程序驅(qū)動(dòng)的，哪怕是他做的那個(gè)非常復(fù)雜的后空翻，但是這個(gè)動(dòng)作本身是由程序控制的。而且這個(gè)程序是不可變的，除非我們改變程序，才能讓它做到一些其他的事情。所以從「智能」的概念出發(fā)，即使它是一個(gè)非常復(fù)雜的機(jī)器人，但它始終不是智能。

當(dāng)我們?cè)谡務(wù)撊斯ぶ悄艿臅r(shí)候，我們所指的就是「對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行學(xué)習(xí)」，且「基于這種學(xué)習(xí)來做出決策」的能力。這是「以任務(wù)為導(dǎo)向」的人工智能，它可以做一些比較復(fù)雜的任務(wù)，比如說它可以識(shí)別一些物體或者是圖片，但是我們所說的通用人工智能，指的是人類等級(jí)的認(rèn)知以及智能水平。所以有的時(shí)候我們對(duì)「人工智能」以及「認(rèn)知導(dǎo)向的智能」這兩個(gè)概念上會(huì)產(chǎn)生一些疑惑，這里我會(huì)先厘清這兩者。

剛才我們說了什么是人工智能，那么人工智能包括什么？實(shí)際上人工智能有三大要素，第一個(gè)要素是 AI 的核心，也就是算法。我們需要合適的算法來進(jìn)行學(xué)習(xí)以及決策。另外兩個(gè)也很重要，那就是數(shù)據(jù)和基礎(chǔ)設(shè)施。

實(shí)際上在 80、90 年代的時(shí)候，我們當(dāng)時(shí)就經(jīng)歷過人工智能的風(fēng)潮，當(dāng)時(shí)大家都非常欣喜地看到人工智能的出現(xiàn)，但是并沒有成功推廣開來。因?yàn)楫?dāng)時(shí)我們沒有互聯(lián)網(wǎng)設(shè)施，沒有足夠的數(shù)據(jù)來訓(xùn)練人工智能的模型。但是現(xiàn)在人工智能的浪潮變得更加的強(qiáng)勁了，而且我們現(xiàn)在有了很多的超級(jí)電腦，比過去要強(qiáng)很多。所以說我們的這些基礎(chǔ)設(shè)施對(duì)于人工智能的發(fā)展非常的重要。

我們現(xiàn)在在 AI 領(lǐng)域已經(jīng)有了很多的數(shù)據(jù)支持，所以開發(fā)者如果希望想要把 AI 帶到一個(gè)新的領(lǐng)域，首先要考慮的就是數(shù)據(jù)，因?yàn)楹芏鄷r(shí)候，如果你想要開發(fā)一個(gè) AI 工具，就需要用很多的數(shù)據(jù)培養(yǎng)它。

亞馬遜在用 AI 做什么

剛才提到了我有兩份工作，一方面是產(chǎn)業(yè)，一方面是學(xué)界。一方面我是亞馬遜的首席科學(xué)家，也是加州理工學(xué)院的教授，我也希望可以更好的將學(xué)界和產(chǎn)業(yè)之間的空缺嫁接起來。亞馬遜對(duì)于 AI 應(yīng)用有非常悠久的歷史，基本上都會(huì)有人工智能的使用，我們有個(gè)性化的推薦，大家可以在亞馬遜的軟件上使用這種個(gè)性的推薦，我們也會(huì)使用 AI 來進(jìn)行供應(yīng)鏈以及庫(kù)存的管理。我們會(huì)進(jìn)行一些預(yù)測(cè)，哪些產(chǎn)品會(huì)成功，哪些不會(huì)，而這個(gè)對(duì)于管理我們的供應(yīng)鏈?zhǔn)欠浅Ｖ匾摹?/p>

除此之外，我們也有更多新的計(jì)劃，比如智能音響（AI 助手），可能很多人家里都有 Echo 音箱了。這種個(gè)性化的助手在未來可能會(huì)變得非常的流行?，F(xiàn)在我們可以給出語音指令，與 AI 助手進(jìn)行無縫的互動(dòng)。

最近的一個(gè)項(xiàng)目就是 Amazon Go，這是一種跟在商店里「順手牽羊」差不多的體驗(yàn)，你可以走進(jìn) Amazon Go，選取自己想要的商品，然后「直接走」就可以了。這給消費(fèi)者提供了一種無縫的購(gòu)物體驗(yàn)，他們不再需要去排隊(duì)、結(jié)賬。我們利用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)，使得我們的機(jī)器可以知道消費(fèi)者拿走了哪些商品，這個(gè)時(shí)候我們就不需要有收銀的過程了。

AI 殿堂：加州理工學(xué)院

加州理工學(xué)院也有著非常悠久的人工智能研究史，可能大家不知道。實(shí)際上包括神經(jīng)引擎在內(nèi)的一些相關(guān)理念，就是加州理工學(xué)院最早提出的。而且我們?cè)诩又堇砉W(xué)院還有很多非常著名的校友，比如說 John Hopfield 等等，我非常開心能夠成為學(xué)院的一份子，并且看到人工智能技術(shù)和其他的科學(xué)領(lǐng)域進(jìn)行連接與合作，并且看到人工智能技術(shù)進(jìn)一步推進(jìn)我們?cè)谄渌鱾€(gè)領(lǐng)域科學(xué)的發(fā)展。

現(xiàn)在人工智能最為流行的一個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景就是計(jì)算機(jī)視覺，是指可以識(shí)別物體的能力。比如說我們的計(jì)算機(jī)視覺可以識(shí)別我們的游泳池以及其他的物體，我們的系統(tǒng)可以自動(dòng)的，可以進(jìn)行大規(guī)模的圖片標(biāo)記。而且它們可以快速的標(biāo)記幾百萬張圖片。對(duì)于人類，我們可以非常自然而準(zhǔn)確地認(rèn)識(shí)圖片中的內(nèi)容，但是對(duì)于電腦而言，這是很有挑戰(zhàn)性的。因?yàn)槲覀兊碾娔X很難去區(qū)分不同的圖片，區(qū)分不同的物體。比如說我們?cè)谟懻撚斡境氐臅r(shí)候，不一定都是同樣的形狀。對(duì)于我們來判斷一個(gè)池子到底是不是游泳池，就是判斷里面有沒有水，能不能游泳。對(duì)于人類而言很簡(jiǎn)單，但是對(duì)于計(jì)算機(jī)視覺和我們的人工智能系統(tǒng)來說，這個(gè)過程是很困難的，所以說我們需要幾百萬個(gè)類似的樣本，來訓(xùn)練我們的系統(tǒng)，讓它們知道游泳池到底是什么樣子的。

這樣的物品識(shí)別的能力和人類是完全不同的，比如說對(duì)于人類而言，我們可以進(jìn)行實(shí)時(shí)的甚至是無意識(shí)中的學(xué)習(xí)。比如說我們可能沒有見過游泳池，但是我們已經(jīng)知道游泳池到底應(yīng)該是什么了，但是對(duì)于 AI 系統(tǒng)來說不是這樣的，所以說我們還有很長(zhǎng)的路要走。尤其是我們想要實(shí)現(xiàn)人類水平的認(rèn)知能力的話，我們還有很長(zhǎng)的路要走，但是現(xiàn)在我們已經(jīng)取得了很多的進(jìn)步。我們可以在很多的應(yīng)用都可以提供比較準(zhǔn)確的 AI 識(shí)別。

除了計(jì)算機(jī)視覺，以及其他的一些特定領(lǐng)域中的應(yīng)用以外，我們還有卷積深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。我們知道在 AI 系統(tǒng)提供答案之前，會(huì)進(jìn)行多層的處理，比如說我們的系統(tǒng)可以看到這張小狗的圖片，然后通過我們系統(tǒng)的處理，他們會(huì)提取相關(guān)的特征，從而最終的確定這張圖片是一只狗。到底我們會(huì)經(jīng)過哪些不同層級(jí)的處理？比如說我們可能在第一級(jí)的處理的時(shí)候，僅僅會(huì)提取出一些基礎(chǔ)的特征，比如說一些角度，那么這個(gè)時(shí)候通過比較簡(jiǎn)單的角度可以進(jìn)行比較簡(jiǎn)單的物體識(shí)別。但是可能有一些比較復(fù)雜的圖形，比如說一只小狗臉，這個(gè)時(shí)候我們需要更多層級(jí)的處理。我們需要把這些比較普通的、基礎(chǔ)的特征和更加復(fù)雜的特征加以整合，所以說我們才會(huì)使用深度學(xué)習(xí)這個(gè)詞，因?yàn)槲覀儠?huì)進(jìn)行很多層級(jí)的處理，而這個(gè)也使得現(xiàn)在的卷積深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)和 80 年代是完全不同的。

我們自己的研究希望可以更多的橫向拓展我們的機(jī)器學(xué)習(xí)，并不僅僅是深度，還有它的廣度。比如說對(duì)于圖片而言可能有不同的信道、特征、顏色、但是在視頻里面，他的緯度可能會(huì)更多。比如說我們的一些字符，它可能是更高維度的。那么對(duì)于我們的視覺性的問答，它可能維度會(huì)更高。所以我們需要把這些不同維度的數(shù)據(jù)整合到一起來進(jìn)行處理，因?yàn)樽鳛槿祟惖奈覀兪强梢钥吹竭@些維度、可以理解這些數(shù)據(jù)的。而且我們知道還有其他的高維度，比如說在量子物理的領(lǐng)域，在愛因斯坦就提出的量子物理學(xué)相關(guān)理論中，他的維度就是非常高的。比如有作品塑造了一個(gè)二維的世界，受到三維世界的入侵。所以說在我的研究當(dāng)中，為了能夠更好的去進(jìn)行機(jī)器的學(xué)習(xí)，我們就需要使用到張量，這樣才能夠幫我們分析到更多的維度。通過使用我們的張量，我們就可以更加自然的處理多維度的數(shù)據(jù)。

這里我們?cè)僬f回我再亞馬遜的工作，對(duì)于亞馬遜來說預(yù)測(cè)是非常重要的，比如說我們需要預(yù)測(cè)亞馬遜會(huì)出售什么樣的產(chǎn)品，市場(chǎng)會(huì)有什么樣的變化，這是非常重要的問題。但是預(yù)測(cè)也是非常難的，因?yàn)樗枰覀兊臄?shù)據(jù)有非常高的相關(guān)性，而且未來的變化是非常復(fù)雜的。我們使用了這種序列模型，我們使用的是張量訓(xùn)練下的序列模型來更好的進(jìn)行時(shí)間預(yù)測(cè)。比如說在這個(gè)圖片里面，藍(lán)色的這條線代表的是我們的張量長(zhǎng)短模型用于長(zhǎng)期預(yù)測(cè)的一個(gè)情況。如果說我們要進(jìn)行長(zhǎng)期預(yù)測(cè)的話，我們的張量以及我們比較復(fù)雜的數(shù)學(xué)計(jì)算，可以幫助我們提升預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確度。而且我們需要在機(jī)器學(xué)習(xí)當(dāng)中，考慮到不同的數(shù)學(xué)以及物理的變量，這樣才能夠幫助我們開發(fā)出更好的算法。

人工智能的下一步：身體和心靈的結(jié)合

我們的未來在哪里，下階段在哪里，現(xiàn)階段已經(jīng)做得非常好了。拉丁語中有一個(gè)說法，（Mens sana in corpore sano）是說只有健康的身體才我能有健康的思維。所以我剛才講的都是關(guān)于思維的部分，我們?nèi)绾尾拍軇?chuàng)建一個(gè)具有智能意識(shí)的 AI 系統(tǒng)。但 AI 必須進(jìn)入到我們的物理世界當(dāng)中，剛才我給大家展示了機(jī)器人的一個(gè)形象。然而現(xiàn)階段，我們的意識(shí)和機(jī)體是分開的，接下來我們的目標(biāo)是將機(jī)體和 AI 意識(shí)結(jié)合起來。我們啟動(dòng)了這樣一個(gè)項(xiàng)目，希望能夠?qū)?AI 和機(jī)器人結(jié)合到一起。比如說目前在加州理工學(xué)院我們比較感興趣的是探索機(jī)器人，探索機(jī)器人可以去探索各個(gè)不同的地方，我們也一直在思考如何才能夠讓這些機(jī)器人變成自動(dòng)的機(jī)器人，并走出實(shí)驗(yàn)室去探索真實(shí)世界。

我們也開啟了一個(gè)新的項(xiàng)目，也是在全球僅有的一個(gè)項(xiàng)目。我們可以將這個(gè)機(jī)器人在不同的地區(qū)進(jìn)行使用，而且在整個(gè)過程當(dāng)中，我們都可以遠(yuǎn)程控制他們。這是我們的無人機(jī)測(cè)試過程，可以看到，我們可以在不同的條件下去測(cè)試這些無人機(jī)，而且整個(gè)測(cè)試過程是非常高效的。通過這樣測(cè)試的方式，我們希望可以有不同的維度，來進(jìn)行自動(dòng)化的建設(shè)。所以當(dāng)我們談到機(jī)器人的時(shí)候，我們也需要去思考，我們的機(jī)器人需要具有什么樣的 AI 能力？我們需要不同種類的機(jī)器人，第一種叫探索機(jī)器人。探索機(jī)器人它們可以去探索地球，甚至說以后可以探索太陽系當(dāng)中的其他行星。第一種探索型需要將它進(jìn)行設(shè)計(jì)，讓它可以在衛(wèi)星上面工作。希望我們的這些探索型機(jī)器人能夠去到新的環(huán)境，代替人類進(jìn)行探索，這就是我們 AI 的第一個(gè)應(yīng)用，我們把它叫做直覺型的機(jī)器人。即使它們放在一個(gè)全新的環(huán)境當(dāng)中，這些機(jī)器人也可以特別快的去學(xué)習(xí)到周圍的環(huán)境。

人類是這樣，那我們機(jī)器人是不是也能這樣呢？其次我們還可以用機(jī)器人來做交通工具，在亞馬遜一直都需要各式各樣的交通工具，讓機(jī)器人能夠進(jìn)行導(dǎo)航，完成我們?nèi)祟愐蟮娜蝿?wù)，比如說駕駛汽車。此外還有一種類型的機(jī)器人，我們把它叫做是保護(hù)機(jī)器人。保護(hù)機(jī)器人所做的工作是拯救人類，當(dāng)自然災(zāi)害發(fā)生時(shí)，比如說地震或者是火災(zāi)的情況下，它們可以迅速的拯救人類，也需要有該地區(qū)的地圖，這一點(diǎn)叫做協(xié)商型的人工智能。此外，我們還有另一種類型叫變形機(jī)器人，通過變形機(jī)器人，你在想象它的時(shí)候，可以想象出一個(gè)人需要去轉(zhuǎn)移一個(gè)貨品，但是地形非常的復(fù)雜。那這個(gè)時(shí)候我們需要的就是要這些變形機(jī)器人。到底它現(xiàn)在處于什么位置？在做什么？需要的是一個(gè)協(xié)作。所以我們?cè)谧鲎冃螜C(jī)器人的時(shí)候，不僅僅需要它能夠完成任務(wù)，也需要它能夠迅速的適應(yīng)環(huán)境，這是我們面臨的一個(gè)挑戰(zhàn)。

另一種類型叫做生活伴侶，我覺得這對(duì)于我們現(xiàn)有的機(jī)器人，在智能方面是最具挑戰(zhàn)性的。因?yàn)樯畎閭H必須試著去了解我們的需求，然后再根據(jù)我們的需求，做出相應(yīng)的反應(yīng)。在今后，我們會(huì)有更加高級(jí)的生活伴侶，它會(huì)了解我們?nèi)祟惖男枨?，成為我們的朋友。這對(duì)于我來說就是最后的一個(gè)階段了。