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選自KDNuggets 作者：Francesco Corea 機(jī)器之心編譯 參與：沈澤江、李亞洲
一、概要 很顯然,，在過去幾年間,，人工智能給許多領(lǐng)域造成了非常大影響。不過,，人們現(xiàn)在考慮的是,，人工智能在未來五年內(nèi)會(huì)在哪些領(lǐng)域發(fā)展,。筆者認(rèn)為，有必要（撰寫一篇文章）描述如今我們?nèi)缃窨吹降囊恍┌l(fā)展趨勢(shì)，并對(duì)關(guān)于機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域未來的發(fā)展做出一些預(yù)測(cè),。如下提出的列表并不一定窮舉了所有的可能，讀者也無需奉之為圭臬,。但它們?cè)醋杂谠诳紤]人工智能對(duì)我們世界影響時(shí),，筆者認(rèn)為有用的一些觀點(diǎn)。 二,、關(guān)于人工智能的十三點(diǎn)預(yù)測(cè) 1.人工智能工作時(shí)需要的數(shù)據(jù)量會(huì)變得更少,。諸如 Vicarious 或 Geometric Intelligence 這樣的公司，正在努力減少訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)所需要的數(shù)據(jù)集的大小,。訓(xùn)練人工智能使用的數(shù)據(jù)量如今被視為其發(fā)展的主要障礙,，同時(shí)也是其最主要的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),。同時(shí)，使用概率歸納模型（probabilistic induction, Lake 等人提出, 2015）能夠解決這個(gè)在人工智能發(fā)展上的主要問題,。某種不那么需要大量數(shù)據(jù)的算法,，最終將會(huì)以豐富地方式學(xué)習(xí)、吸收并使用這個(gè)概念,，無論是在行動(dòng)上,、想象上還是在探索中。 2.新的學(xué)習(xí)模型是關(guān)鍵要素,。一種名為轉(zhuǎn)移學(xué)習(xí)（Transfer Learning）的技術(shù)能允許標(biāo)準(zhǔn)的強(qiáng)化學(xué)習(xí)（Reinforcement Learning）系統(tǒng)基于之前獲取的知識(shí)進(jìn)行構(gòu)建——而這是人類能輕松完成的,。它隸屬于增量學(xué)習(xí)（Incremental Learning）技術(shù)。而 MetaMind 則在研究多任務(wù)學(xué)習(xí)（Multitask Learning）問題,。在其中,，同一個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)被用來解決不同類型的問題，且當(dāng)該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能夠在一類問題上表現(xiàn)更好時(shí),，那么它也能在另一些問題上表現(xiàn)更好,。MetaMind 的下一步發(fā)展，是引入動(dòng)態(tài)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（Dynamic Memory Network）的概念,，它能夠回答特定問題,，并能夠推斷一系列話語間的邏輯聯(lián)系。 3.人工智能會(huì)消除人類（認(rèn)知）偏差,，并能讓我們變的更像「人造」的,。人類的天性，將會(huì)因?yàn)槿斯ぶ悄芏淖?。Simon（1995）表示,，人類不會(huì)作出完全理性的選擇，因?yàn)椋ㄗ龀觯┳顑?yōu)化選擇代價(jià)高昂,，還因?yàn)槿四X計(jì)算能力有限（Lo, 2004）,。人們常常做的是尋求滿意解，即挑選出至少是能使自己滿意的選擇,。在生活中引入人工智能,，或許會(huì)結(jié)束這樣的情況。當(dāng)（裝備了人工智能）人類不再受計(jì)算能力約束后,，這終將會(huì)一勞永逸地回答,，是認(rèn)知偏差真實(shí)存在并且是人類本能，還是這些行為只是在有限信息環(huán)境下或限制性情況下進(jìn)行決策的捷徑,。Lo（2004）認(rèn)為,，人類（做決策時(shí)）的滿意點(diǎn)，是在一系列的進(jìn)化嘗試和自然選擇的過程中形成的,。在其中,，個(gè)體基于過去數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行預(yù)測(cè)并做出選擇,。他們根據(jù)接受的正／負(fù)反饋進(jìn)行學(xué)習(xí)，并能夠啟發(fā)式的快速解決相關(guān)問題,。但是，一旦環(huán)境改變,，適應(yīng)過程則有些延遲和緩慢,，而且一些老的習(xí)慣并不能適應(yīng)新的改變——這就造成了行為偏差。人工智能則會(huì)縮減這些延遲時(shí)間到 0,，虛擬化的消除任何行為偏差,。 此外，基于經(jīng)驗(yàn)隨時(shí)間進(jìn)行學(xué)習(xí),，人工智能成為新的變革工具：我們通常不評(píng)估所有的備選決策,，因?yàn)槲覀儾荒芟氲剿袥Q策（知識(shí)空間有限）。 4.人工智能會(huì)被愚弄,。如今的人工智能遠(yuǎn)非完美,，同時(shí)也有很多人正專注于研究如何欺騙人工智能設(shè)備。最近一個(gè)被叫做對(duì)抗樣例（Adeversarial Examples; Papernot 等人, 2016; Kurakin 等人, 2016）算法被研發(fā)出來,，它是首個(gè)能夠誤導(dǎo)計(jì)算機(jī)視覺的方法,。智能圖像識(shí)別軟件會(huì)被經(jīng)過微妙處理的圖像所愚弄，該軟件會(huì)對(duì)這些圖像進(jìn)行錯(cuò)誤地分類,。但有趣的是,，這種方法卻不會(huì)欺騙人類。 5.人工智能的發(fā)展伴隨著風(fēng)險(xiǎn),。主流的聲音認(rèn)為,，人工智能正越來越成為人類潛在的災(zāi)難。當(dāng)一個(gè)超級(jí)人工智能系統(tǒng)（ASI, Artificial Super Intelligence）被造出的時(shí)候,，也許它的智慧遠(yuǎn)超過人類,，甚至它能夠想到并做到我們今天不能預(yù)測(cè)的事情。盡管如此,，我們認(rèn)為,，在這些可怕的于人類存亡相關(guān)的威脅之外，還存在著不少和人工智能相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn),。我們對(duì)于超級(jí)人工智能會(huì)做什么,、怎么做，這背后隱藏的風(fēng)險(xiǎn)實(shí)際上都無法理解,，無論它們會(huì)對(duì)人們?cè)斐烧娴倪€是負(fù)面的影響,。再之，在從狹義人工智能（Narrow Artifical Intelligence）向強(qiáng)人工智能乃至超級(jí)人工智能轉(zhuǎn)換的過程中,，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)內(nèi)在的責(zé)任風(fēng)險(xiǎn)——誰會(huì)對(duì)可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤或者故障負(fù)責(zé),？更進(jìn)一步,，在究竟誰能主導(dǎo)人工智能、人工智能的能力應(yīng)該被如何使用的方面,，也同樣存在著風(fēng)險(xiǎn),。在這種情況下，我們確實(shí)覺得,，人工智能應(yīng)當(dāng)作為一個(gè)工具（或是面向所有人的公眾服務(wù)）被使用,，并預(yù)留一定程度的決策權(quán)給人類以幫助該系統(tǒng)處理罕見的意外情況。 6.真正的通用性人工智能很可能是一種集體智能（Collective Intelligence）,。強(qiáng)人工智很有可能不會(huì)是一個(gè)具有強(qiáng)大決策功能的單一終端,，而是一種集體智能。群體智能（Swarm or Collective Intelligence, Rosenberg, 2015;2016）可以被視作「一群大腦的大腦」,。到目前為止,，我們僅讓個(gè)體提供輸入值，然后我們以一種「平均情緒」的智能方式整合這些事后輸入,。Rosenberg 稱,，現(xiàn)存的實(shí)現(xiàn)人類集體智能的方法，甚至都不允許用戶之間互相影響,。它們通常的處理方式,，是只允許影響非同步出現(xiàn)——這會(huì)導(dǎo)致群體性偏差。另一方面,，人工智能則會(huì)解決這樣的聯(lián)通缺陷,，并且創(chuàng)建一個(gè)與其他物種非常相像的統(tǒng)一的集體智慧。自然中較好的例子來自于蜜蜂,，它們進(jìn)行決策的方式和人類神經(jīng)運(yùn)作的方式非常相像,。它們都是用了大量的可執(zhí)行單元，它們同步運(yùn)行,，能夠整合噪聲,、權(quán)衡替代方案，并最后能夠形成特定的決策,。Rosenberg 認(rèn)為,，這個(gè)決策經(jīng)過在分布的可執(zhí)行單元和子群上的實(shí)時(shí)閉環(huán)競(jìng)爭(zhēng)而最終形成。每一個(gè)子群都支持一個(gè)不同的選擇,，而最后共識(shí)的達(dá)成不是經(jīng)過經(jīng)過類似「平均情緒」的方法由大眾決定,，而是以一種「足夠激勵(lì)量」（Sufficient Quorum of Excitation, Rosenberg, 2015）的方式確定的。對(duì)于替代方案的抑制機(jī)制,，由其他子群產(chǎn)生,，能夠避免整體系統(tǒng)達(dá)到一個(gè)局部?jī)?yōu)化決策。 7.人工智能會(huì)帶來無法預(yù)期的社會(huì)政治影響。人工智能首先帶來的社會(huì)經(jīng)濟(jì)方面的影響,，是失業(yè)問題,。盡管從一方面來說這是一個(gè)非常現(xiàn)實(shí)的問題（當(dāng)然也在很多方面帶來了機(jī)會(huì)）,，我們認(rèn)為也應(yīng)當(dāng)從其他不同的方面來看這個(gè)問題,。第一，工作機(jī)會(huì)是被完全地摧毀了,，而是會(huì)變得不同,。因?yàn)閿?shù)據(jù)將能被個(gè)人而非企業(yè)直接獲取和分析，因而許多服務(wù)會(huì)逐步消失,。并且，人工智能會(huì)使得知識(shí)分布趨于分散化,。我們認(rèn)為在這場(chǎng)革命中更應(yīng)該關(guān)切的,，是它帶來的雙重后果。首先,，使用更聰明的（人工智能）系統(tǒng)后,，在特定的領(lǐng)域內(nèi)，越來越多人將喪失它們的專業(yè)性,。這預(yù)示著,，人工智能軟件需要被設(shè)計(jì)整合一套雙重反饋系統(tǒng)，能夠整合人類和機(jī)器的處理方法,。我們的第二點(diǎn)擔(dān)憂和之前提到的第一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)相關(guān),，我們擔(dān)心人類將淪為「機(jī)器技術(shù)員」。因?yàn)榇蠹叶颊J(rèn)為人工智能更擅長(zhǎng)于解決問題,，覺得它們很更可靠（,，所以我們會(huì)更多地部署人工智能系統(tǒng)）。這種惡性循環(huán)將會(huì)讓我們變得更沒有創(chuàng)造力,、失去獨(dú)創(chuàng)力,、更不聰明，并會(huì)以指數(shù)地增加人機(jī)的差異,。我們正體驗(yàn)著這樣的系統(tǒng),，或是當(dāng)我們使用它時(shí)我們會(huì)更聰明，或是當(dāng)我們不使用它時(shí)我們會(huì)覺得糟糕,。我們希望人工智能更傾向于變?yōu)榍罢?，而不是帶來新的「智能手機(jī)效應(yīng)」——我們會(huì)完全地依賴于它。最后,，這個(gè)世界正變得越來越對(duì)機(jī)器人友好,，人類在其中也扮演著連接機(jī)器人的角色而與之對(duì)立。機(jī)器人（在社會(huì)中）正逐步起到主導(dǎo)作用，它們對(duì)人類的影響相比人類對(duì)他們的影響也越來越大,，這也許會(huì)讓人類最終變?yōu)椋ㄉ鐣?huì)系統(tǒng)中的那個(gè)）「故障」,。 而在地緣政治方面，我們則認(rèn)為人工智能會(huì)對(duì)全球化造成巨大的影響,。有這樣的可能,，由人工智能系統(tǒng)控制機(jī)器人運(yùn)行的被優(yōu)化的工廠，其廠址最終會(huì)重新回到發(fā)達(dá)國(guó)家,。因?yàn)椋ǖ侥菚r(shí)）在新興國(guó)家建廠,，會(huì)失去那些傳統(tǒng)的低成本的理由。我們不清楚,，這是會(huì)平衡國(guó)家之間的差異,，還是會(huì)增大發(fā)達(dá)國(guó)家和發(fā)展中國(guó)家間已經(jīng)存在的差異。 8.真正的人工智能應(yīng)該開始問「為什么」,。到目前,，大多機(jī)器學(xué)習(xí)系統(tǒng)都能夠在模式識(shí)別及輔助決策方面做的很好；并且因?yàn)榇蟛糠殖绦蚨急挥簿幋a了,，所以它們?nèi)阅軌虮焕斫?。盡管我們已經(jīng)能讓人工智能闡明「是什么」和「如何做」，這已經(jīng)是一個(gè)不錯(cuò)的成就,，但人工智能仍未能夠理解事物背后的「為什么」,。因此，我們需要設(shè)計(jì)一個(gè)通用算法,，它能夠從物理上及精神上建立關(guān)于世界本質(zhì)的模型（Lake 等人, 2016）,。 9.人工智能正在推進(jìn)隱私保護(hù)問題和數(shù)據(jù)泄漏預(yù)防問題。人工智能將隱私問題提升到了一個(gè)新的等級(jí),。新的隱私保護(hù)方法應(yīng)當(dāng)被發(fā)明及采用,，它們應(yīng)當(dāng)比簡(jiǎn)單的安全多方計(jì)算法（SMPC）復(fù)雜得多，也應(yīng)該比同態(tài)加密法（homomorphic encryption）高效迅速,。最近的研究表明,，差分隱私（Differential Privacy）法能夠解決大部分我們?nèi)粘Ｓ龅降碾[私問題。不過已經(jīng)有不少公司走得更遠(yuǎn),，如 Post-Quantum 公司——這是一家基于量子計(jì)算的網(wǎng)絡(luò)安全創(chuàng)業(yè)公司,。 10.人工智能正在改變物聯(lián)網(wǎng)（設(shè)備）。人工智能（的發(fā)展）允許物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備能被以完全分布式的架構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì),，在其中每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都能夠進(jìn)行自己的預(yù)算（也就所謂的邊界計(jì)算）,。在傳統(tǒng)的中心化模型中，有一個(gè)被稱作是服務(wù)器／客戶端模型的問題,。其中的每一臺(tái)設(shè)備都連接到云端服務(wù)器,，并由云端服務(wù)器識(shí)別,、驗(yàn)證，這導(dǎo)致了非常昂貴的設(shè)備費(fèi)用,。但基于分布式方法設(shè)計(jì)的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)或是傳統(tǒng)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)（Peer-to-Peer, P2P）架構(gòu),，則能夠解決這個(gè)問題、降低費(fèi)用,，并能夠避免因一個(gè)節(jié)點(diǎn)實(shí)效而造成整個(gè)系統(tǒng)損壞的問題,。 11.機(jī)器人學(xué)正變?yōu)橹髁鳌?/strong>筆者認(rèn)為，人工智能的發(fā)展會(huì)受到機(jī)器人學(xué)發(fā)展的制約,。同時(shí),，這兩個(gè)關(guān)聯(lián)的領(lǐng)域會(huì)以相同的速度發(fā)展，以最終得到一個(gè)適當(dāng)?shù)膹?qiáng)人工智能或超級(jí)人工智能,。如下圖所示,，在我們的研究乃至我們的集體意識(shí)中，我們不會(huì)視那種沒有「物理實(shí)體」的人工智能為強(qiáng)人工智能或超級(jí)人工智能,。 關(guān)于機(jī)器人學(xué)及人工智能相關(guān)領(lǐng)域的研究趨勢(shì)（由 CBInsights Trends tool 制作） 另外還有一些證據(jù)能證明這個(gè)趨勢(shì)：
機(jī)器人 STOX 基金從 2013 年至 2016 年的價(jià)格走向 12.人工智能在發(fā)展中也許會(huì)面臨阻礙,。在實(shí)現(xiàn)強(qiáng)人工智能的過程中面臨的最大阻礙，不是算法的選擇或數(shù)據(jù)的使用（至少不只是）,，而是一個(gè)結(jié)構(gòu)上的問題,。硬件性能、（設(shè)備間）物理的聯(lián)系（如互聯(lián)網(wǎng)）及設(shè)備的耗能,，是創(chuàng)建足夠快人工智能的瓶頸,。這也是我相信存在著如 Google Fiber 這樣部門的原因，也是為什么量子計(jì)算正變得越來越相關(guān)的原因,。量子計(jì)算允許我們以超高的速度進(jìn)行運(yùn)算（根據(jù)物理規(guī)則它會(huì)瞬間完成）,，而這在傳統(tǒng)電腦上會(huì)耗費(fèi)非常長(zhǎng)的時(shí)間。它依靠量子力學(xué)的性質(zhì),，基于傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)用二進(jìn)制描述問題的想法,。因此，據(jù) Frank Chen（在 Andreessen Horowitz 的合伙人）稱,，晶體管,、半導(dǎo)體及電子導(dǎo)體都將被量子比特所取代。量子比特由向量表示，這也意味著其運(yùn)算律會(huì)不同于的傳統(tǒng)的布爾代數(shù)規(guī)則,。 一種對(duì)傳統(tǒng)計(jì)算法和量子計(jì)算法區(qū)別的通俗比較,，基于電話本問題（Phonebook Problem）。在電話本中搜尋號(hào)碼,，傳統(tǒng)的方式是一條接著一條地搜索以最終找到匹配的號(hào)碼,。但基本的量子搜索算法（也被叫做 Grover's 算法）則依靠所謂的「量子疊加態(tài)」。它能一次性分析所有的元素并確定最可能的答案,。 建造量子計(jì)算也許會(huì)是科學(xué)界革命性的突破,，但 Chen 表示現(xiàn)在建造它是非常困難的。亟待解決問題包括：建造計(jì)算機(jī)的超導(dǎo)材料需要的高溫,，極短的貫通時(shí)間（Coherence Time）——這是量子計(jì)算機(jī)實(shí)際進(jìn)行計(jì)算的時(shí)間窗口,，單次計(jì)算所需的時(shí)間，以及正誤答案之間的能量差過小難于被探測(cè)到,。所有這些問題縮小了（量子計(jì)算機(jī)的）市場(chǎng)空間,，并且只有小部分公司能夠涉足量子計(jì)算領(lǐng)域：科技界的巨擘如 IBM 和 Intel 已經(jīng)對(duì)其研究多年；創(chuàng)新公司如 D-Wave System（2013 年被谷歌收購(gòu)）,、Rigetti Computing,、QxBranch、1Qbit,、Post-Quantum,、ID Quantique、Eagle Power Technologies,、Qubitekk,、QC Ware、Nano-Meta Technonoliges,；還有奠定量子計(jì)算基礎(chǔ)的 Cambridge Quantum Computing 有限公司,。 13.生物機(jī)器人和納米科技將是未來人工智能的應(yīng)用方向。我們正見證著在人工智能和納米機(jī)器人交叉領(lǐng)域,，一些列令人震驚的發(fā)展,。研究人員正致力于創(chuàng)造完全完全智能的裝置，同時(shí)也在研究相關(guān)的結(jié)合體,。他們甚至嘗試研發(fā)出生物導(dǎo)線（一種由細(xì)菌制造的導(dǎo)線）及器官芯片（由人細(xì)胞制作的,、人器官中起功能部分的微型模型，能夠復(fù)制器官的部分功能,；在該領(lǐng)域,，Emulate 是最領(lǐng)先的公司）。生物機(jī)器人方面的研究同時(shí)也考驗(yàn)著著材料性能的極限,。最近一種「軟」機(jī)器人被制造出來,，他只有軟的構(gòu)建,。BAS Systems 公司也在推進(jìn)計(jì)算的發(fā)展，正嘗試研發(fā)一種「化學(xué)計(jì)算機(jī)」（Chemputer）,，一種能夠使用先進(jìn)化學(xué)過程以「生長(zhǎng)」復(fù)雜電子系統(tǒng)的裝置,。 |
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