當最強大腦遇上人工智能
http://m.sharifulalam.com 2017-03-06 15:32 來源：中國自動化學會專家咨詢工作委員會
給你1張4歲小女孩的照片，再讓你從電腦屏幕上看20個女孩跳舞唱歌，每個女孩只出現3秒鐘。你能從中找出長大后畫著濃妝、戴著美瞳，甚至可能整容過的她嗎？
1月6日，江蘇衛視《最強大腦》就以“匆匆那年”為主題，上演了中國版的首次人機對決：31.02秒就可記憶一副無規則撲克牌的人類代表王峰，迎戰百度人工智能機器人“小度”。雙方先比拼人臉識別——僅憑一張童年照認出十幾年后的少女，包括一對雙胞胎；第二局，則要從30張畢業照中，即約1500個花生米大小的頭像中，根據長大后的男生照片找出兒時的他。
同“Master”橫掃人類圍棋大師一樣，人工智能再一次戰勝了人類。百度大腦如何分辨長大后的雙胞胎？它和Master哪個更厲害？它還擁有哪些神奇的功能？《經濟日報》記者就此采訪了百度大腦的技術團隊，得出迄今為止最靠譜的答案。
小度認出了長大后的雙胞胎之一，人類沒有
都說“女大十八變”，比賽中，選手王峰表示，自己主要看嘴角、耳朵的相似度。在他眼里，長幼兩張人臉被分解成一個個相似的五官形狀，此中除了運用人類的記憶力、推理能力，還有人類的本能。
“千百萬年進化過程中，人腦進化出一個專門的區域負責人臉識別（簡稱FFA）。”百度首席科學家吳恩達被戲稱為小度的“爸爸”，他舉例說，“一個3歲的孩子看見媽媽時，不管媽媽是微笑、生氣，睜著眼、閉著眼，長頭發、短頭發，穿什么衣服，孩子都可以輕易認出這是媽媽”。
但是，人腦為何一瞬間就能完成人臉識別，至今全世界的科學家也說不清背后的原理。因此，小度對人臉的識別不是模仿人腦，而是更多基于數據分析和深度學習。
在人工智能“眼里”，它看見的不是一個圖形，而是一些按數字1和0記錄的像素點。因此，機器會把人臉分為很多個小方塊來識別。根據眼睛、眉毛、鼻子等器官的特征及其相互之間的幾何位置關系，計算總結出這些點，最終構成了一張人臉。
如果要辨認這張人臉是誰，機器還要提取面部特征進行特征建模，與需要對比的人臉比較后，根據相似程度，對人臉的身份信息進行判斷。一旦人的面貌發生任何變化，哪怕只是輕微仰頭，燈光變換，機器都需要重新計算一遍。
據百度深度學習實驗室主任林元慶介紹，“為做到盡量精確，在百度的技術中，我們會在人臉上取72個點，最后通過神經網絡計算，得到128維特征，每一維特征是人臉上的某種特點，比如獅子鼻”。
至于如何從72個點的信息里總結出128種特征，并將每種特征與人臉的特點一一對應，這是由深度學習從海量數據里自動學到的。換句話說，工程師并不知道這種特征究竟是“獅子鼻”，還是別的某種甚至沒有詞匯形容的特征。
計算機辨認人臉原本就非常困難，但在《最強大腦》的舞臺上，又增加了時間跨度。現場嘉賓、北京大學心理學系教授魏坤琳解釋說，成長中的人臉變化極大，一個人一輩子連身份證都要換好幾次。對于人類來說，可以依靠整體神態、氣質等無法言說的因素去主觀猜測，但機器不會猜，只能根據深度學習得來的規律計算。
據林元慶介紹，為了備戰，團隊2個月里讓小度看了200萬個人的2億張照片，并輔以少量有時間跨度的照片。經過“訓練”，小度自己總結出了一種不為人所知的人臉隨年齡變化的規律。
在遇到蜜蜂少女隊的雙胞胎時，人類和人工智能的差別就顯示出來了：姐妹花長大后外表幾乎一模一樣，連姐妹倆自己都分辨不出舊照片里的人是誰，王峰用肉眼也無法辨別她們的五官特征。但是，在人工智能的計算方式下，雖然她們的面部骨骼極其相似，差別特別細微，總還是有一點區別。最終，小度計算出，其中一位跟老照片里的小姑娘有72.98%的相似度，另一位有72.99%，差距僅為萬分之一。
百度大腦認臉和Master下棋，哪個更難？
很巧合，在百度大腦參加最強大腦比賽的幾乎同一時間，曾經橫掃國際象棋界的阿爾法狗改名Master，重出江湖，以60場連勝頂尖圍棋手的傲人成績，震驚了全世界。
這也讓不少人好奇：如果Master和百度大腦比賽，誰輸誰贏？
“很遺憾，這很可能將是一個永遠沒有答案的問題。”林元慶解釋說，因為百度大腦和Master學習的是兩種完全不同的技能：小度的強項是生活服務，比如人臉識別和語音識別，從來沒有學過下棋。Master目前似乎也只會下棋，不會辨別人臉。
那么，對人工智能來說，認臉和下棋，哪個更難？
從本質上說，百度大腦和Master都不是記憶和推理的高手，而是數學大師，只不過一個算棋局的概率，一個算人臉相似的概率。
國際象棋、圍棋等棋類是計算每一步會帶來的概率變化，計算能力和算法越強，越能照顧到后面局勢的變化。魏坤琳認為，人類不擅長邏輯運算，因此，只有少數人精于下棋，頂尖高手更是鳳毛麟角。而且，人類腦力有限，即使是聶衛平在巔峰時期，也只能在局部多計算幾個回合，無法考慮每一步對全盤戰局的影響。
但邏輯運算是電腦的強項，它每次落子，都可以考慮對全局的影響。這也是為什么聶衛平等圍棋大師會覺得Master不按常理下棋的原因。因為在某些時候，計算全局和計算局部的結果是不同的。
反過來，感知和運動是人類擅長的，機器卻不擅長。機器無法理解雨打芭蕉的美，爬個樓梯也很費力，特別是臺階的高度、坡度、光照條件等參數無法預知時，機器人很難像人一樣流暢地爬樓梯。
“同樣，推理辨識長大后的人臉，不是簡單的信息匹配和分類問題，而是從模糊復雜的信息中抽象出規律的問題。”魏坤琳說，“基于極少非結構化的信息來學習推理，這恰恰是人腦擅長的。我們把這些要素都設計到了最強大腦舞臺上的挑戰當中”。
因此，《最強大腦》科學顧問團首席顧問、北京師范大學心理學院院長劉嘉在首次媒體看片會上，曾正面回應道，“小度從計算上的難度來講，甚至可能會超過Master”。
但魏坤琳不完全贊同。他反復強調這種難易比較只是“可能”，“因為，人工智能對不同認知功能有自身的難易評判，我們不能用人的直覺去作這個評判。這就像蘋果和橘子，不能比”。
我們不怕汽車比人跑得快，為什么要畏懼機器比人聰明？
這場比賽還有一個細節——面對小度，曾經展現出超強記憶力、辨識力的人類選手都不敢應戰，場面一度尷尬。在評委們的鼓勵下，有3位選手帶著點悲壯的感覺主動請戰，稱“即使必輸無疑，也要維護戰隊和個人尊嚴”。
選手們的畏懼折射出當下人們對人工智能的恐懼心理。最強大腦的選手在記憶力、識別能力等方面都極其出類拔萃。他們在人類最擅長的領域，被最不擅長此項活動的機器打敗，其沖擊大于當年的AlphaGo，再次引發了“人工智能威脅論”。
“恐懼未知，這是人的正常心理。”魏坤琳覺得，新技術出現時都會造成恐慌，汽車、火車、計算機剛問世都有人害怕。他認為，大多數人其實是擔心自己被人工智能替代，“人工智能的出現，可能讓很多一般智力活動甚至專業人員的工作受到威脅。但是，有些工作被取代了，新的工作又產生了，人類整體的失業率不一定會上升”。
實際上，從人類生活的質量來說，有了人工智能的輔助，大家的生活變得更“智能”了，自動駕駛、家居機器人、專業決策輔助，這都是前人無法想象的生活。
在比賽現場，嘉賓就提出，小度可以幫助父母尋找失散多年的孩子，幫助公安機關搜尋偶然被攝像頭拍到的犯罪分子。從商業化的角度，百度的人臉識別已經在浙江烏鎮景區閘機得到應用，可滿足每年千萬人次的游客使用。還有一些國產手機也在接洽，希望使用百度的人臉識別技術。
而且，人工智能還可以做很多事情。比如小度不僅會辨別人臉，對人類語音的辨別率也能達到97%；小度還可以聲情并茂地輸出語句，基本可以代替忙碌的媽媽給孩子們講故事。在智慧醫療、文物挽救、在線個性化教育等方面，人工智能大有可為。因此，近年來，微軟、Facebook、IBM、谷歌、亞馬遜都投入巨資研發人工智能。在最近的消費電子展（CES 2017）上，各大廠商都帶來了自己的人工智能。
但是，再強的人工智能都是人類智慧的結晶。機器只能做人教給它的東西，也無法理解人類的感情。比如小度判斷出雙胞胎的存在，給出了兩個概率。因為兩個數字太過接近，在它的系統中無法抉擇，最終還是吳恩達幫它挑選了概率稍高的那一張。
人工智能要威脅到人類，還有很遠的距離。也許就像王峰說的，人和機器不是敵對的關系，雖然這次他輸給了人工智能，但這其實代表人類的科技又進了一步。
看待中國人工智能應理性自信
若 瑜
《經濟日報》，2017年1月16日
百度的人工智能機器人“小度”戰勝了擁有超強記憶力、推理能力的人類選手，跟Master戰勝人類棋手后得到的贊嘆相比，它收獲的主要禮物不是點贊，而是口水。
不能否認，百度公司近年來在商業模式上的爭議連累了它。但另一種情緒更值得警惕：不少人毫無根據地認為，中國做不出這樣的人工智能技術，只要谷歌的Master出馬，就能秒殺小度。
這般妄自菲薄，完全忽視了中國在人工智能領域的進步，也傷害了那些默默付出的從業人員。在此必須鄭重聲明，中國的人工智能真的很強！
早在去年9月，美國《財富》雜志就發表文章，將百度與谷歌、微軟、Facebook并列為全球四大AI巨頭，介紹了他們在人工智能領域的布局以及深度學習技術的進展。
比如，在人臉識別技術兩個最為權威的國際評測FDDB與LFW中，“小度”背后的百度大腦都獲得了第一名的佳績，并在LFW中得到99.77%的準確率。此外，百度的語音識別、無人車、百度翻譯等技術也相當先進。
在語音識別方面，我國還有另一家世界頂尖企業——科大訊飛。他們的語音識別已經連續11年蟬聯全球語音合成大賽的第一名。特別是2016年，在眾多國際頂尖研究機構和產業界全部參加的前提下，科大訊飛不僅拿下全球第一，還是全球唯一把英語合成做到了超過普通人說話水平的技術。
科大訊飛的機器翻譯也取得了突破性進展。2014年，他們首次參加國際口語機器翻譯評測比賽（iwslt），即在漢英和英漢兩個翻譯方向中以顯著優勢獲得第一。而此前的10屆比賽，漢翻英都是日本研究機構全球第一，英譯漢都是美國機構全球第一。訊飛終結了這一歷史，并在2015年、2016年連續保持全球第一。
近年來，面對國家“一帶一路”的重大戰略，訊飛又推出了面向“一帶一路”的多語種翻譯，可以做到漢語、英語、維語、藏語、日語和韓語等10多個語種的同步翻譯。
此外，阿里巴巴、騰訊也有人工智能平臺。毫不夸張地說，在這一波人工智能浪潮中，中國首次跟世界巨頭站在了同一起跑線，在某些領域甚至處于領先位置。
同時，百度、阿里、騰訊等國內企業發展多年，在國人大數據方面的積累，是海外企業無法比擬的。而大數據就是人工智能成長的“糧食”，沒有海量數據，再好的算法也無用武之地。
無論從技術實力還是數據儲備上看，中國在人工智能領域都已經處于全球第一梯隊。去年，美國人工智能企業Spare5的CEO在給當選總統特朗普的信中就強調，人工智能是一場競賽，中國已加入到這場角逐當中，其人工智能技術以及商業化產品落地愈發成熟，以此提醒特朗普要加大對人工智能領域的重視和投入。
看看，部分人還在質疑中國人工智能究竟有多少干貨的時候，世界已經把中國放在了聚光燈下，仔細掂量著這個最具分量的對手。
當然，當前中國的人工智能距離完美還有漫漫長路，在技術突破、政策環境、平臺支撐、人才培養上還有大量工作要做。
2016年5月，我國出臺了《“互聯網+”人工智能三年行動實施方案》，提出了加快建設文獻、語音、圖像、視頻、地圖等多種類數據的海量訓練資源庫和基礎資源服務公共平臺，建設支撐超大規模深度學習的新型計算集群，建立完善產業公共服務平臺等具體措施。2016年12月出臺的《“十三五”國家戰略性新興產業發展規劃》，也提出加快人工智能支撐體系建設，推動人工智能技術在各領域應用。
可以預計，未來5到10年是全球新一輪科技革命和產業變革從蓄勢待發到群體迸發的關鍵時期，人工智能將是其中改變人類生活方式的重要力量。希望國人對中國的人工智能多一點理性，多一點自信，多一點支持，讓科技更好地服務生活。
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