也許你并不是很了解人工智能（AI），但即使你沒有從事科學(xué)領(lǐng)域的工作，人工智能的大名也可能早已如雷貫耳。本期的“科技廣角”，我們將與讀者一起去揭開人工智能這個(gè)“目前科學(xué)界的頭號(hào)‘網(wǎng)紅”的神秘面紗，同時(shí)了解中國(guó)在人工智能領(lǐng)域的發(fā)展戰(zhàn)略層面下的AI圖景。

尋找新粒子、發(fā)現(xiàn)自閉癥基因、提出分子合成配方……

看人工智能如何玩轉(zhuǎn)科研

人工智能（AI）可謂目前科學(xué)界的頭號(hào)“網(wǎng)紅”，從沃森（Waston）機(jī)器人不到10分鐘診斷出白血病，到“阿爾法狗”擊敗世界排名第一的圍棋選手；從戰(zhàn)場(chǎng)到太空，隨處都可見其身影。美國(guó)《科學(xué)》雜志在近日的報(bào)道中指出，人工智能也已滲透進(jìn)科研領(lǐng)域，正以各種方式玩轉(zhuǎn)科研。

尋找新粒子的蹤跡

早在20世紀(jì)80年代末，粒子物理學(xué)家就開始“擺弄”人工智能。當(dāng)然，他們的領(lǐng)域很適合人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)算法“大展拳腳”，因?yàn)閹缀趺宽?xiàng)實(shí)驗(yàn)都需要在粒子探測(cè)器獲取的海量類似數(shù)據(jù)中找出微小的空間模式，而這正是人工智能的強(qiáng)項(xiàng)。在無數(shù)科學(xué)家的努力下，人工智能已“躋身”物理學(xué)研究的必備工具之列。

粒子物理學(xué)家力圖使帶有巨大能量的亞原子粒子相互碰撞以釋放出獨(dú)特的新物質(zhì)微粒，從而理解宇宙的內(nèi)在運(yùn)行邏輯。例如，2012年，科學(xué)家們利用大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)（LHC）發(fā)現(xiàn)了希格斯玻色子，這種粒子可以解釋所有其他基本粒子如何獲得質(zhì)量。

不過，這些奇異粒子并非自帶標(biāo)簽。在LHC，約10億次對(duì)撞才出現(xiàn)1個(gè)希格斯玻色子。與此同時(shí)，它會(huì)在十億分之一皮秒（1皮秒=萬億分之一秒）內(nèi)衰變成光子對(duì)或μ介子等其他粒子。而且，碰撞中會(huì)產(chǎn)生很多不相關(guān)粒子，使得“重現(xiàn)”希格斯玻色子愈發(fā)艱難。

費(fèi)米國(guó)家實(shí)驗(yàn)室物理學(xué)家普西帕拉薩·巴特介紹說，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等算法的優(yōu)勢(shì)就在于從背景中篩選出信號(hào)。在粒子探測(cè)器中，光子通常會(huì)在電磁量能器中創(chuàng)建粒子束，電子和強(qiáng)子雖也如此，但它們的束流與光子的稍有不同。機(jī)器學(xué)習(xí)算法可通過發(fā)現(xiàn)描述束流的多個(gè)變量之間的相關(guān)性，將它們區(qū)別開來。此類算法還能將希格斯玻色子衰變產(chǎn)生的光子對(duì)與隨機(jī)光子對(duì)區(qū)別開來。

當(dāng)然，目前物理學(xué)家仍然主要依靠對(duì)基礎(chǔ)物理的理解來發(fā)現(xiàn)新粒子和現(xiàn)象的“蛛絲馬跡”，但勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的計(jì)算機(jī)專家保羅·卡拉費(fèi)拉表示，人工智能的重要性與日俱增。到2024年，研究人員將升級(jí)LHC，使其碰撞率提高10倍，屆時(shí)，機(jī)器學(xué)習(xí)將在應(yīng)對(duì)數(shù)據(jù)洪流方面發(fā)揮重要作用。

探尋自閉癥的基因根源

對(duì)于遺傳學(xué)家們來說，自閉癥是一項(xiàng)棘手的挑戰(zhàn)。遺傳定律表明，它擁有強(qiáng)大的遺傳因素。然而，已知在自閉癥中起作用的基因變體只能解釋約20%的病例，尋找可能導(dǎo)致自閉癥的其他變體，需要從與2.5萬個(gè)其他人類基因及周圍DNA有關(guān)的數(shù)據(jù)中尋找線索。對(duì)于研究人員來說，這是一項(xiàng)艱巨的挑戰(zhàn)。有鑒于此，普林斯頓大學(xué)計(jì)算生物學(xué)家奧爾加·特洛楊斯卡婭與紐約西蒙斯基金會(huì)合作，希望從人工智能那兒獲取支持。

特洛楊斯卡婭將上百個(gè)數(shù)據(jù)集結(jié)合在一起，數(shù)據(jù)涉及哪些基因在特定人類細(xì)胞中活躍、蛋白如何相互作用、轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點(diǎn)以及其他關(guān)鍵基因組特征位于何處等。隨后，她的團(tuán)隊(duì)利用機(jī)器學(xué)習(xí)構(gòu)建了基因相互作用的圖譜，并將已確認(rèn)的自閉癥風(fēng)險(xiǎn)基因，同數(shù)千個(gè)與自閉癥有關(guān)的未知基因進(jìn)行比對(duì)，希望找出它們的相似性。此項(xiàng)研究標(biāo)記出了另外2 500個(gè)可能與自閉癥相關(guān)的基因，相關(guān)成果2016年發(fā)表在《自然—神經(jīng)科學(xué)》雜志上。

不過，正如遺傳學(xué)家最近所意識(shí)到的，基因并非“單打獨(dú)斗”。它們的行為受附近數(shù)百萬個(gè)非編碼堿基的影響。這些非編碼堿基同DNA結(jié)合蛋白以及其他因素相互作用。確認(rèn)哪些非編碼變體可能影響附近的自閉癥基因是一個(gè)更棘手的問題。特洛楊斯卡婭的研究生周?。ㄒ糇g）正利用人工智能解決這一難題。

洞悉化學(xué)合成的秘密

德國(guó)明斯特大學(xué)的馬金·澤格勒和其他人則正在將人工智能引入他們的“分子廚房”。他們希望，人工智能可以幫助他們應(yīng)對(duì)分子制造過程中的一個(gè)關(guān)鍵挑戰(zhàn)——從數(shù)百個(gè)潛在的基本模塊和數(shù)千種組合方法中找出最合適的方法。

于是，澤格勒和導(dǎo)師馬克·沃爾勒博士以及計(jì)算機(jī)學(xué)家麥克·普瑞斯博士求助人工智能。他們并沒有對(duì)化學(xué)反應(yīng)規(guī)則編程，而是設(shè)計(jì)了一個(gè)深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)程序，可自學(xué)化學(xué)反應(yīng)如何進(jìn)行。隨著時(shí)間的推移，這個(gè)網(wǎng)絡(luò)學(xué)會(huì)了如何預(yù)測(cè)合成過程中某個(gè)特定步驟的最佳反應(yīng)，最終它提出了從頭合成分子的“配方”。

這三位科學(xué)家利用40種不同的目標(biāo)分子對(duì)程序進(jìn)行了測(cè)試，并與傳統(tǒng)的分子設(shè)計(jì)程序進(jìn)行比較。在兩個(gè)小時(shí)內(nèi)，傳統(tǒng)方法提出了合成22.5%的分子合成方案；人工智能則完成了95%。澤格勒即將前往倫敦的一家制藥企業(yè)工作，他希望用這一方法改進(jìn)藥物的生產(chǎn)過程。

美國(guó)斯坦福大學(xué)的有機(jī)化學(xué)家保羅·文德博士表示，現(xiàn)在判斷澤格勒的方法是否有效還為時(shí)過早，但他認(rèn)為，這一方法“可能會(huì)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響”。

澤格勒說，人工智能就像化學(xué)領(lǐng)域的GPS導(dǎo)航系統(tǒng)，善于尋找路線，但不能自行設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)完整的合成過程，因而不會(huì)很快取代有機(jī)化學(xué)家。

（來源：《科技日?qǐng)?bào)》 劉 霞/文）

大智能時(shí)代的關(guān)鍵之舉

——五問AI國(guó)家戰(zhàn)略

如同工業(yè)時(shí)代的蒸汽機(jī)和信息時(shí)代的互聯(lián)網(wǎng)，人工智能（AI）在“大智慧”時(shí)代扮演著越來越重要的角色。新一代人工智能技術(shù)的發(fā)展，正顛覆你我的生活，深刻改變世界。

我國(guó)首部國(guó)家級(jí)人工智能發(fā)展規(guī)劃——《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》近日出臺(tái)，將新一代人工智能發(fā)展提高到國(guó)家戰(zhàn)略層面。

如何描繪人工智能發(fā)展的新藍(lán)圖？中國(guó)怎樣建設(shè)世界人工智能創(chuàng)新中心？如何讓人工智能“揚(yáng)其所長(zhǎng)，避其所短”，為人類造福？

蘊(yùn)含科技創(chuàng)新的“因子”、破解時(shí)代前進(jìn)的“密碼”，記者為您獨(dú)家勾勒“大智能”時(shí)代的AI圖景。endprint

新一代人工智能有多火

人工智能到底有多火？

2016年全球科技巨頭人工智能投資已達(dá)300億美元！2015至2016年，人工智能的媒體關(guān)注度暴漲632%！2017年上半年在此基礎(chǔ)上再增長(zhǎng)45%……重視人工智能已經(jīng)成為全球的共識(shí)。

什么是人工智能？人類會(huì)被機(jī)器取代嗎？當(dāng)新事物撲面而來，人們內(nèi)心總是會(huì)充滿迷茫與不安。

“隨著互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、超級(jí)計(jì)算、傳感器等技術(shù)的加速突破和廣泛應(yīng)用，人工智能發(fā)展進(jìn)入新階段，這一階段呈現(xiàn)出深度學(xué)習(xí)、跨界融合、人機(jī)協(xié)同、群智開放和自主操控等新特征?！笨萍疾坎块L(zhǎng)萬鋼說。

在中國(guó)工程院院士潘云鶴看來，中國(guó)人工智能正進(jìn)入升級(jí)時(shí)代。未來，人工智能與人的智能相結(jié)合，在各自擅長(zhǎng)的領(lǐng)域發(fā)揮作用，能介入的產(chǎn)業(yè)規(guī)模非常巨大。

科技界和產(chǎn)業(yè)界普遍認(rèn)為，新一代人工智能技術(shù)，會(huì)帶來顛覆性的影響，具有多學(xué)科的綜合、高度復(fù)雜的特性，它將引發(fā)科學(xué)技術(shù)產(chǎn)生“鏈?zhǔn)健钡耐黄疲瑤?dòng)“面上”的發(fā)展，幫助各領(lǐng)域創(chuàng)新能力快速躍升。

連珠的妙語、閃爍的字幕……通過智能語音識(shí)別技術(shù)，演講者的內(nèi)容能夠?qū)崟r(shí)以中英文在大屏幕上呈現(xiàn)出來，反應(yīng)迅速、幾乎沒錯(cuò)。科大訊飛開啟了一場(chǎng)“以語音和語言為入口的‘認(rèn)知革命”。過去6年中，他們的語音識(shí)別技術(shù)準(zhǔn)確率從60.2%提升到95%以上。

“人工智能的關(guān)鍵是把復(fù)雜的世界簡(jiǎn)單化?！卑俣裙径麻L(zhǎng)兼首席執(zhí)行官李彥宏表示，未來30至50年，人工智能將成為推動(dòng)人類歷史進(jìn)步的最大動(dòng)力。

未來中國(guó)AI有多強(qiáng)

人工智能是新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的核心驅(qū)動(dòng)力，世界各國(guó)紛紛搶灘布局。

力爭(zhēng)到2030年實(shí)現(xiàn)把我國(guó)建設(shè)成為世界主要人工智能創(chuàng)新中心的“新目標(biāo)”——這份具有里程碑意義的《規(guī)劃》對(duì)中國(guó)人工智能發(fā)展進(jìn)行了戰(zhàn)略性部署，描繪了我國(guó)新一代人工智能發(fā)展的藍(lán)圖，提出“三步走”的目標(biāo)，明確以提升新一代人工智能科技創(chuàng)新能力為主攻方向，以加快人工智能與經(jīng)濟(jì)社會(huì)國(guó)防深度融合為主線。

“規(guī)劃的發(fā)布是我國(guó)科技發(fā)展史上的一件大事。這份我國(guó)在人工智能領(lǐng)域的首份戰(zhàn)略規(guī)劃，重點(diǎn)對(duì)2030年前我國(guó)新一代人工智能發(fā)展的總體思路、戰(zhàn)略目標(biāo)、主要任務(wù)和保障措施進(jìn)行了系統(tǒng)部署?！笨萍疾扛辈块L(zhǎng)李萌說。

以人工智能技術(shù)突破帶動(dòng)國(guó)家創(chuàng)新能力全面提升，為我國(guó)未來經(jīng)濟(jì)繁榮創(chuàng)造一個(gè)新的增長(zhǎng)周期。李萌認(rèn)為，中國(guó)人工智能的發(fā)展，不僅支撐中國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)轉(zhuǎn)型發(fā)展，也能為世界人工智能發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

語音識(shí)別、機(jī)器視覺、機(jī)器翻譯領(lǐng)域全球領(lǐng)先；人工智能創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)非?；钴S，影響力不斷增強(qiáng)，我國(guó)在人工智能多個(gè)領(lǐng)域取得一系列突破。

“應(yīng)該清醒看到，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比我們?nèi)杂卸贪?。研發(fā)上，基礎(chǔ)理論、核心算法、高端芯片等方面原始創(chuàng)新成果還比較少；產(chǎn)業(yè)生態(tài)上，還沒有形成有國(guó)際影響力的生態(tài)圈和產(chǎn)業(yè)鏈?！迸嗽弃Q表示，希望通過加強(qiáng)人工智能技術(shù)的研究和應(yīng)用，來加速我國(guó)建設(shè)世界科技強(qiáng)國(guó)的進(jìn)程。

有AI的世界怎么變

人工智能有多強(qiáng)？它就像傳說中“別人家的小孩”一樣：記性比你好、算算術(shù)比你快、體力還比你強(qiáng)……

人工智能，這一火爆的詞匯其實(shí)誕生至今已有60多年，正在互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)的聯(lián)合推動(dòng)下深刻改變?nèi)祟惿睢?/p>

“作為新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的核心驅(qū)動(dòng)力，新一代人工智能也將改變世界，推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)各領(lǐng)域從數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化向智能化加速躍升?！敝袊?guó)工程院院士李伯虎說。

大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)知識(shí)學(xué)習(xí)、跨媒體協(xié)同處理、人機(jī)協(xié)同增強(qiáng)智能、群體集成智能、自主智能系統(tǒng)成為人工智能的發(fā)展重點(diǎn)，受腦科學(xué)成果啟發(fā)的類腦智能蓄勢(shì)待發(fā)，人工智能發(fā)展進(jìn)入新階段。

“今天的人工智能，往往流于讓機(jī)器模仿人，讓機(jī)器去做人做的事。這是對(duì)‘智能的膚淺理解?！卑⒗锇桶投戮种飨R云認(rèn)為，發(fā)展機(jī)器人，更應(yīng)讓機(jī)器做人類做不到的事情，中國(guó)有機(jī)會(huì)走出獨(dú)特的發(fā)展之路。

新一代人工智能將重構(gòu)生產(chǎn)、分配、交換、消費(fèi)等經(jīng)濟(jì)活動(dòng)各環(huán)節(jié)，形成從宏觀到微觀各領(lǐng)域的智能化新需求，催生新技術(shù)、新產(chǎn)品、新產(chǎn)業(yè)，引發(fā)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)重大變革。

同時(shí)，新一代人工智能也將帶來社會(huì)建設(shè)的新機(jī)遇，人工智能在教育、醫(yī)療、養(yǎng)老、環(huán)境保護(hù)、城市運(yùn)行、司法服務(wù)等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，將提高公共服務(wù)精準(zhǔn)化水平，全面提升人民生活品質(zhì)。

中國(guó)AI路如何闖

“發(fā)展人工智能是一項(xiàng)事關(guān)全局的復(fù)雜系統(tǒng)工程。”李萌表示，新一代人工智能重大科技項(xiàng)目已被列入“科技創(chuàng)新2030-重大項(xiàng)目”，國(guó)家“十三五”規(guī)劃中此前明確提出的15個(gè)重大項(xiàng)目，現(xiàn)在加上就有16個(gè)了。

據(jù)悉，新一代人工智能重大科技項(xiàng)目，將和已經(jīng)安排的項(xiàng)目任務(wù)，共同形成國(guó)家人工智能研發(fā)的總體布局，形成“1+N”的人工智能項(xiàng)目群?！?”就是新一代人工智能重大科技項(xiàng)目，專門針對(duì)新一代人工智能特有的基礎(chǔ)理論、關(guān)鍵共性技術(shù)進(jìn)行攻關(guān)?！癗”就是圍繞人工智能相關(guān)的基礎(chǔ)支撐、領(lǐng)域應(yīng)用形成的各類研發(fā)任務(wù)布局。

李萌介紹，“科技創(chuàng)新2030-重大項(xiàng)目”是動(dòng)態(tài)的、開放的，將根據(jù)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的前沿趨勢(shì)及時(shí)調(diào)整。此外，新一代人工智能重大科技項(xiàng)目的實(shí)施將充分調(diào)動(dòng)中央政府、地方政府、企業(yè)、社會(huì)資本等各方積極性，多渠道出資、共同發(fā)力。

專家建議，我國(guó)人工智能發(fā)展應(yīng)注重：把握發(fā)展新階段，重點(diǎn)發(fā)展以深度學(xué)習(xí)、跨界融合、人機(jī)協(xié)同、群智開放、自主操控為基本特征的新一代人工智能；突出創(chuàng)新能力建設(shè)，推動(dòng)建立基礎(chǔ)理論和關(guān)鍵共性技術(shù)體系；形成前瞻系統(tǒng)布局，堅(jiān)持研發(fā)攻關(guān)、產(chǎn)品應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)培育“三位一體”。

“新一代人工智能科技重大項(xiàng)目，主要瞄準(zhǔn)人工智能技術(shù)前沿，結(jié)合國(guó)家重大需求進(jìn)行設(shè)計(jì)。”科技部高新技術(shù)發(fā)展及產(chǎn)業(yè)化司司長(zhǎng)秦勇介紹，大數(shù)據(jù)智能、跨媒體混合智能、群體智能、自主智能系統(tǒng)，這些恰恰是新一代人工智能技術(shù)發(fā)展的重要方向。endprint

中國(guó)AI之路如何“控”

高技術(shù)有時(shí)會(huì)像“脫了韁的野馬”肆意奔騰。既要讓馬兒跑，也不能讓它“脫韁妄為”。

有不少科技界產(chǎn)業(yè)界知名人士在支持人工智能發(fā)展的同時(shí)，也對(duì)人工智能發(fā)展可能帶來的就業(yè)、倫理、安全等方面的挑戰(zhàn)高度關(guān)注。

與所有的顛覆性技術(shù)一樣，新一代人工智能具有高度的不確定性，可能帶來改變就業(yè)結(jié)構(gòu)、沖擊法律與社會(huì)倫理、侵犯?jìng)€(gè)人隱私等問題。因此需要統(tǒng)籌謀劃、科學(xué)引導(dǎo)。

如何確保人工智能安全、可靠、可控？李萌表示，人工智能具有技術(shù)屬性和社會(huì)屬性高度融合的特征。既要加強(qiáng)人工智能研發(fā)和應(yīng)用力度，又要預(yù)判人工智能的挑戰(zhàn)，協(xié)調(diào)產(chǎn)業(yè)政策、創(chuàng)新政策與社會(huì)政策，實(shí)現(xiàn)支持發(fā)展與合理規(guī)制的協(xié)調(diào)，最大程度防范風(fēng)險(xiǎn)。

“建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家和世界科技強(qiáng)國(guó)并不簡(jiǎn)單是一個(gè)技術(shù)研發(fā)的問題，還包括技術(shù)體系、人才隊(duì)伍、社會(huì)治理水平?！笨萍疾縿?chuàng)新發(fā)展司司長(zhǎng)許倞表示，規(guī)劃的核心不僅是推動(dòng)人工智能技術(shù)進(jìn)步，同時(shí)最大限度降低風(fēng)險(xiǎn)，確保人工智能走上安全、可靠、可控的發(fā)展軌道。

相關(guān)鏈接

看看國(guó)外的人工智能都能干什么？

據(jù)日本媒體報(bào)道，日本政府為了讓旅行更加安全，宣布將通過在火車站部署機(jī)器人來幫助用戶出行，以此推進(jìn)機(jī)器人的實(shí)用化。目前，東日本旅客鐵路公司成立了JRE Robotics Station，負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)機(jī)器人在火車站引導(dǎo)旅客并幫助他們準(zhǔn)時(shí)坐上火車。公司設(shè)計(jì)了多款機(jī)器人，其中部分機(jī)器人能夠幫助旅客尤其是有身體障礙的人運(yùn)輸行李，部分機(jī)器人能夠和外國(guó)人進(jìn)行交互，提供導(dǎo)航等各種服務(wù)。還有一部分機(jī)器人設(shè)計(jì)清理火車站，此外還有安防機(jī)器人能夠檢測(cè)扒手等。

另據(jù)外媒報(bào)道，澳大利亞墨爾本迪金大學(xué)的智能系統(tǒng)研究所，近日研發(fā)出一款具有觸感的醫(yī)療機(jī)器人。即使身處遠(yuǎn)至1 000公里外的醫(yī)生，也可通過它為病人照超聲波，進(jìn)行病情診斷。

據(jù)報(bào)道，這款醫(yī)療機(jī)器人可以為病人進(jìn)行腹部超聲波掃描檢查，機(jī)器人掃描病人腹部時(shí)，會(huì)量度病人的不適程度。一旦病人覺得不舒服，實(shí)時(shí)經(jīng)電訊公司的網(wǎng)絡(luò)，將這種感覺傳送給遠(yuǎn)方的超聲波檢查醫(yī)生或放射治療師，讓他們了解病人的情況，從而判斷病人內(nèi)臟是否有異樣。

這款觸感機(jī)器人除可免卻醫(yī)生和病人舟車勞頓外，對(duì)一些偏遠(yuǎn)地區(qū)或經(jīng)濟(jì)資源不足的國(guó)家尤其適合，因?yàn)榭墒∪ミ\(yùn)載醫(yī)生和病人的金錢，以及代替訓(xùn)練醫(yī)護(hù)人員。endprint