《2018年人工智能、量子计算等领域有望获新进展》

  • 来源专题:中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心 | 领域情报网
  • 编译者: 姜山
  • 发布时间:2018-01-03
  • 新华社1月2日消息,2017年,诸多创新在科技史上留下浓墨重彩的一笔。一些科幻电影中描绘的未来场景,已出现在现实生活当中。新的一年,哪些技术突破会给人们带来新的惊喜?

      人工智能:润物细无声

      2017年堪称“人工智能年”。2018年会怎样?专家预言,得益于机器学习的不断进步,人工智能还将加速进化,“润物细无声”般渗透到我们生活的方方面面。

      美国亿贝公司计算机视觉首席科学家鲁滨逊·皮拉穆图说,将会有越来越多智能手机能运行深度神经网络,家用机器人(19.06 +1.28%,诊股)价格也会更实惠。美国高德纳咨询公司则预计,算法将会在2018年改变全球数十亿人的行为;到2019年,几乎40%的企业将使用聊天机器人参与处理商务。

      人工智能领域著名专家李飞飞认为,人工智能已到了产业应用的“历史时刻”,未来潜力巨大。在制造业领域,人工智能将优化整个生产,推动机器人智能制造发展;在资源和环境领域,大数据分析和计算机视觉都会发挥重要作用。

      2018年,人工智能还将推动自动驾驶日趋产业化。谷歌母公司“字母表”旗下的“出行新方式”(Waymo)公司最近实现了完全无人干预的自动驾驶汽车上路,并开始自动驾驶出租车试运营。

      不过,目前的人工智能还属“弱人工智能”,仅能在某些特殊领域施展计算能力,与真正的人类智力还有较大差距。

      量子计算:群雄逐鹿起

      2018年,量子计算能力的竞争将拉开“群雄逐鹿”大幕。其中一个悬念就是谁能率先突破50量子位的“量子霸权”标志。

      “量子霸权”指量子计算机的计算能力超过传统计算机,实现相对于传统计算机的“霸权”。有观点认为,50量子位的量子计算机就能实现“量子霸权”。

      2017年底,美国国际商用机器公司(IBM)宣布成功研制一款50量子位处理器原型,并与三星、摩根大通等公司建立量子计算合作,有望在2021年前推出首个在金融领域的量子计算应用。

      而量子计算的另一领先者——谷歌正在开发有49个量子位的机器,英特尔和微软在该领域也持续加大投入。中国科学技术大学的潘建伟与陆朝阳课题组也在向相关目标努力,他们于2017年成功研制出世界首台超越早期传统计算机的量子计算机。潘建伟认为中国的量子计算将如雨后春笋般发展。

      “很显然,建造量子计算机现在是一个世界范围内的竞赛。”美国得克萨斯大学奥斯汀分校量子信息中心主任斯科特·阿伦森说。他认为在未来一年左右将有人赢得这场竞赛。

      阿里云量子技术首席科学家、美国密歇根大学终身教授施尧耘也对2018年实现“量子霸权”表示乐观,但他在接受新华社记者专访时说,“量子霸权”可能会误导一些科学家,这不应是最终目标,真正的检验标准应是量子计算能否解决实际问题。

      太空探索:揽月又摘星

      2018年,清冷的月球将“热闹”异常。

      中国将发射嫦娥四号中继星和探测器,实现地球与月球背面的通信,并探测月球背面区域;美国私人企业“月球捷运公司”计划发射探月着陆器,有望成为首个成功探月的私企;印度计划实施“月船2号”探测器登月任务,有望成为又一个登陆月球的国家;美国太空探索技术公司也计划开启商业太空旅行项目,帮助两名太空游客绕月飞行……

      同时,人类前往其他行星的探索之旅也将继续。

      美国航天局“洞察”号火星无人着陆探测器将于5月发射,11月在火星赤道附近降落。探测器将使用机械臂将其搭载的两台主要仪器——地震测量仪和温度测量装置永久安置于火星表面。这将是首个研究火星地层内部的探测使命。

      欧洲和日本航天机构合作研发的水星探测器将在10月开启旅程,向太阳系中未知程度最高的行星之一进发。

      生物医药:更上一层楼

      新的一年,生命科学也将持续升温,为重病难病提供全新治疗方案。

      在新一代基因编辑工具尤其是CRISPR推动下,新型基因疗法将加速迈向临床应用。统计数据表明,全球迄今已开展约2400种基因疗法的临床试验。

      在美国,2017年已有三种基因疗法获批准上市,其中两种治疗癌症,一种治疗遗传病,这为2018年基因疗法市场的升温拉开序幕。正如美国食品和药物管理局局长斯科特·戈特利布所说,基因疗法正处于一个“转折点”,将成为治疗甚至治愈许多重病难病的支柱。

      中国科学家也已开展了利用CRISPR-Cas9基因编辑技术治疗肺癌的临床试验。据英国《新科学家》周刊预测,试验有望于2018年收官。

      业内人士还预言,基因编辑与免疫疗法结合治疗癌症,短期内有望进入临床应用。2017年,美药管局已批准两款基于改造患者自身免疫细胞的CAT-T(嵌合抗原受体T细胞)疗法上市,让科学界对免疫细胞疗法信心大振。全球目前约有60家公司在开发治疗癌症的CAR-T疗法,它们中很多都将于2018年获批上市。

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    • 来源专题:中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:姜山
    • 发布时间:2017-12-29
    • 随着社会上开始遍布类似“终结者”之类机器人的骇人报道,人工智能领域在 2017 年取得了卓越的进步。例如,一个叫做 “冷扑大师”的机器人选手就能让你在扑克游戏里进退两难。而在现实世界中,机器学习正在被用于改善农业产出,或者扩大医疗的覆盖面等诸多领域。 但是,你最近有和你的智能助理 Siri 或者 Alexa 聊过天吗?如果有的话,你就会知道,尽管有很多企业宣传AI 能做很多事,但其实它们仍然有很多不能做或者不能理解人类的部分。在接下来的下一年里,人工智能的专家们还需要解以下五个棘手的问题。 理解我们的语言 实际上,机器从未能如此轻松地处理我们的语言和文字。Facebook 已经做出了可以为视障人士读出图像内容的描述的 AI,而谷歌则能够帮你简洁快速地回复电子邮件。尽管如此,软件仍然不能真正理解我们的语言以及背后的真实语意。其中任务之一是让机器有一定的常识,来理解现实世界。比如,Facebook 的研究人员正在尝试让机器人软件看一些视频来理解现实世界。而其他的研究人员则是让软件用他们对世界的认知来模仿人类的行为。谷歌一直在尝试提升机器学习人类语言学隐喻修辞的能力。Mitchell 已经用相关系统模拟过机器用一些类比修辞和预存的对人类世界的理解来解释照片中的内容。 阻碍机器人革命的现实差距 机器人在硬件方面已经相对成熟了:你可以用 500 美元买一个手掌大小、配备高清摄像头的无人机。同时搬运货物和能用双腿行走的机器人性能也大有改善。然而问题在于为什么现实生活中这些机器人没有参与进来,帮助我们更好地工作?那是因为当今的机器人缺乏协调他们发达四肢的大脑。 实际上,让机器人完成任何具体的任务都需要给他们特定的编程。通过这样,他们可以学习一些操作,比如在多次失败的尝试之后学会抓取特定物体。但是这个学习过程相对较慢。目前一个可行的方法是让机器人在虚拟世界中接受训练,然后把这些数据转移到真实的机器人体内。尽管这个方法困扰于现实中结果的差距---模拟训练过程学习到的技能在现实场景不能总是被有效地运用进来。 幸运的是现实的差距正在逐步缩小,今年十月谷歌的研究人员报道新的进展,他们在试验机器人在模拟和真实场景下拾取不同物体比如胶带座、玩具、梳子等物体。人工智能在自动驾驶汽车领域的进展同样非常重要。那些在自动驾驶汽车领域角逐的公司让虚拟的汽车在模拟的道路上行驶,以此减少在实际路况下测试所花费的时间和金钱开销。 防止 AI 黑客的攻击 那些管理我们电网、摄像头、手机的软件经常会受到各种安全漏洞的困扰。应用于自动驾驶汽车和自主机器人的软件同样会遭受这样的问题。更严重的是,有证据表明有关机器学习的软件因为复杂性的原因反而引入了更多的攻击途径。 今年,有关研究人员指出,他们可以隐藏某个内置于机器学习系统里的触发器,然后让它在接受特定信号的时候变成邪恶模式。来自纽约大学的研究小组设计了一个在通常情况下能够正常运作的街道识别系统,但是该系统的问题在于它一旦识别出黄色的 Post it 标志就会异常运作。如果把黄色便利贴粘到 Brooklyn 街道的一个停车标志上,系统会自动识别并报告这是一个限速标志。这些看似很小缺陷都可能成为自动驾驶汽车的潜在问题。 在本月一个世界知名的机器学习会议上,研究人员们强调了这种潜在威胁的严重性。在会议上他们讨论了机器欺骗的一些可能方法,比如如何生成与人类手写相仿但是对于机器来说截然不同的数字。比如人类会把某个图形看作是数字 2,然而机器视觉系统却把它当做是 3。研究人员也讨论了应对这种攻击可能有效的防御方法,同时也担心人工智能可能会被当做愚弄人类的工具。 人工智能在棋类竞技中脱颖而出 Alphabet 的围棋选手软件在 2017 年发展迅猛。在五月份,更强大的迭代版本在中国打败了围棋冠军。这个 AI 的研究部门 DeepMind 随后又创立了一个叫 AlphaGo Zerod 的版本,它可以在不需要和人类比赛的情况下训练自己。去年 12 月,该部门又一次升级了 AlphaZero,让它先后学会了下象棋和日本将棋。 Alpha Go 的结果令人意外,但同时也限制了人工智能的局限性。因为尽管国际象棋,将棋和围棋都很复杂,但是这些棋类选手都有相对简单的规则和游戏玩法。这表明了它们在未来确实能够很好的胜任的某些人类职务。但是在生活中大多数情况下,问题的结构远远没有那么规整。 这也是为什么 2017 年 DeepMind 和 Facebook 两公司都开始发展能够玩多人制”星际争霸“游戏的人工智能的原因,虽然到目前为止两公司都没有取得长足发展。因为到目前即使是最好的人工智能玩家也难以和中等水平的人类玩家抗衡。DeepMind 的研究人员 Oriol Vinyals 也说,它们的人工智能玩家缺乏规划和记忆的能力。而这些能力恰恰是规划指挥游戏队伍,预测对手行为并且加以应对的关键。此外,这些技能还能让人工智能更好的协同现实工作,比如运用到办公室场景或者军队指挥中去。2018 年人工智能在星际争霸或者类似游戏的巨大进步可能预示着 AI 未来会有更强大广泛的应用。 教会人工智能来明辨是非 即使在上述领域 AI 没有新进展的情况下,如果把现有技术用于经济和社会学领域也同样会带来翻天覆地的变化。然而正当企业和政府正在大力发展 AI 的时候,一些人难免会担心人工智能和机器学习带来的一些意外或者蓄意伤害。 于本月召开的 NIPS 机器学习大会上,如何在安全和道德准则限定下发展科技成为了会议讨论的重要内容之一。研究人员发现,机器学习系统已经可以开始从我们远不完美的世界里获取数据,进而学会了一些例如对性别有刻板映像印象之类的不好的行为。所以现在有人在研究能够监视人工智能系统内部的运作,并保证他们能够在运用到金融或者医疗领域时能公平地发挥作用。 下一年我们应该就能看到科技公司赋予人工智能以人性的光辉。谷歌、Facebook、微软和其他公司已经开始着手这个问题。同时他们都是一个致力于控制人工智能对社会影响的非盈利组织 Partnership 的成员。当然,很多驱动力也来自于外界的独立组织。一个叫做人工智能伦理管理基金会的慈善项目正在支持麻省理工学院,哈佛大学等研究人工智能运用和社会福利的关系。纽约大学的一个叫 AI Now 的新组织也在进行类似研究。在近期的一个报告里,该组织呼吁各国推广使用黑匣子算法以此来保持司法刑事、社会福利领域的隐私性。
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    • 来源专题:中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心—领域情报网
    • 编译者:冯瑞华
    • 发布时间:2021-11-26
    • 人工智能已成为人类有史以来最具革命性的技术之一。“人工智能是我们作为人类正在研究的最重要的技术之一。它对人类文明的影响将比火或电更深刻”。2020年1月,谷歌公司首席执行官桑达尔·皮查伊在瑞士达沃斯世界经济论坛上接受采访时如是说。   美国《福布斯》网站在近日的报道中指出,尽管目前很难想象机器自主决策所产生的影响,但可以肯定的是,当时光的车轮到达2022年时,人工智能领域新的突破和发展将继续拓宽我们的想象边界,其将在7大领域“大显身手”。   增强人类的劳动技能   人们一直担心机器或机器人将取代人工,甚至可能使某些工种变得多余。但人们也将越来越多地发现,人类可借助机器来提升自身技能。   比如,营销部门已习惯使用工具来帮助确定哪些潜在客户更值得关注;在工程领域,人工智能工具通过提供维护预测,让人们提前知道机器何时需要维修;法律等知识型行业将越来越多地使用人工智能工具,帮助人们对不断增长的可用数据中进行分类,以找到完成特定任务所需的信息。   总而言之,在几乎每个职业领域,各种智能工具和服务正在涌现,以帮助人们更有效地完成工作。2022年人工智能与人们日常生活的联系将会变得更加紧密。   更大更好的语言建模   语言建模允许机器以人类理解的语言与人类互动,甚至可将人类自然语言转化为可运行的程序及计算机代码。   2020年中,人工智能公司OpenAI发布了第三代语言预测模型GPT—3,这是科学家们迄今创建的最先进也是最大的语言模型,由大约1750亿个“参数”组成,这些“参数”是机器用来处理语言的变量和数据点。   众所周知,OpenAI正在开发一个更强大的继任者GPT—4。尽管细节尚未得到证实,但一些人估计,它可能包含多达100万亿个参数(与人脑的突触一样多)。从理论上讲,它离创造语言以及进行人类无法区分的对话更近了一大步。而且,它在创建计算机代码方面也会变得更好。   网络安全领域的人工智能   今年1月,世界经济论坛发布《2021年全球风险格局报告》,认为网络安全风险是全世界今后将面临的一项重大风险。   随着机器越来越多地占据人们的生活,黑客和网络犯罪不可避免地成为一个更大的问题,这正是人工智能可“大展拳脚”的地方。   人工智能正在改变网络安全的游戏规则。通过分析网络流量、识别恶意应用,智能算法将在保护人类免受网络安全威胁方面发挥越来越大的作用。2022年,人工智能的最重要应用可能会出现在这一领域。人工智能或能通过从数百万份研究报告、博客和新闻报道中分析整理出威胁情报,即时洞察信息,从而大幅加快响应速度。   人工智能与元宇宙   元宇宙是一个虚拟世界,就像互联网一样,重点在于实现沉浸式体验,自从马克·扎克伯格将脸书改名为“Meta”(元宇宙的英文前缀)以来,元宇宙话题更为火热。   人工智能无疑将是元宇宙的关键。人工智能将有助于创造在线环境,让人们在元宇宙中体会宾至如归的感觉,培养他们的创作冲动。人们或许很快就会习惯与人工智能生物共享元宇宙环境,比如想要放松时,就可与人工智能打网球或玩国际象棋游戏。   低代码和无代码人工智能   2020年,低代码/无代码人工智能工具异军突起并风靡全球,从构建应用程序到面向企业的垂直人工智能解决方案等应用不一而足。这股新鲜势力有望在2022年持续发力。数据显示,低代码/无代码工具将成为科技巨头们的下一个战斗前线,这是一个总值达132亿美元的市场,预计到2025年其总值将进一步提升至455亿美元。   美国亚马逊公司2020年6月发布的Honeycode平台就是最好的证明,该平台是一种类似于电子表格界面的无代码开发环境,被称为产品经理们的“福音”。   自动驾驶交通工具   数据显示,每年有130万人死于交通事故,其中90%是人为失误造成的。人工智能将成为自动驾驶汽车、船舶和飞机的“大脑”,正在改变这些行业。   特斯拉公司表示,到2022年,其生产的汽车将拥有完全的自动驾驶能力。谷歌、苹果、通用和福特等公司也有可能在2022年宣布在自动驾驶领域的重大飞跃。   此外,由非营利的海洋研究组织ProMare及IBM共同打造的“五月花”号自动驾驶船舶(MAS)已于2020年正式起航。IBM表示,人工智能船长让MAS具备侦测、思考与决策的能力,能够扫描地平线以发觉潜在危险,并根据各种即时数据来变更路线。2022年,自动驾驶船舶技术也将更上一层楼。   创造性人工智能   在GPT—4谷歌“大脑”等新模型的加持下,人们可以期待人工智能提供更加精致、看似“自然”的创意输出。谷歌“大脑”是Google X实验室的一个主要研究项目,是谷歌在人工智能领域开发出的一款模拟人脑具备自我学习功能的软件。   2022年,这些创意性输出通常不是为了展示人工智能的潜力,而是为了应用于日常创作任务,如为文章和时事通讯撰写标题、设计徽标和信息图表等。创造力通常被视为一种非常人性化的技能,但人们将越来越多地看到这些能力出现在机器上。