大咖來信|張亞勤2018:終極算法待類腦突破,量子計算加速AI

李根 發自 凹非寺

張亞勤是1998年決定回國的,距今已過20年。

這20年中,技術變革天翻地覆,中國發展也日新月異。他見證了互聯網在中國的從弱到強,也看到了中國AI正在生髮出的全球影響力。

但張亞勤坦言,這一切都是10年、20年前難以預料的,最近這一年來,新技術、新趨勢和新變革令他著迷,也令他興奮不已,他甚至最近都在“閉關”讀論文,以求第一時間瞭解最新的技術進展。

他如何看待當前趨勢?又有哪些思考、提醒和最新判斷?

(為便於完整了解亞勤所思所想,我們將對話在不改變原意的基礎上,進行了第一人稱改寫,小標題均為後添加。)

大咖來信|張亞勤2018:終極算法待類腦突破,量子計算加速AI

深度學習有大缺陷

終極算法賴於類腦突破

我最近兩個月把自己的社交網絡都停了,朋友圈關了、微博也不看了,現在每天晚上有時間就看論文,比如算法相關的、量子計算等,讀書、看論文,發現認知又有提升。

我也在建議我小孩,可以試著把社交網絡暫停3個月,然後多讀讀論文和書,會有增益而不是損失。

當前蓬勃發展的新技術讓我興奮,十年前決計想不到會有今天這樣的爆發。

AI的再次火熱因深度學習而起,但從算法複雜度、邏輯和計算機科學的角度,深度學習其實並不複雜,終極算法是什麼?一切還只是小荷才露尖尖角。

我正在讀的一本書,來自多明戈斯(Pedro Domingos)——《終極算法》,其中介紹了5個人工智能學派:符號學派、進化學派、聯結學派、統計學派和類腦學派,他認為決定未來走向的終極算法,可能就在這5大學派中。

目前,佔主流的是聯結學派,通過大量數據做深度學習,建多層網絡,就已經展現出了巨大的影響力。

但其實它對人的大腦基本不懂,只是用可監督學習,有輸入、輸出,然後就靠調參數,用反向傳播來優化,優化好之後模擬一個大函數,進而來了新數據之後做新預測——並沒有真正用到了人腦學習原理。

聯結學派的深度學習模式,在數據量很大、數據有規則、模型有相對規律的情況下,這一套能運行得很漂亮,所以在圍棋、語音和翻譯等領域,都取得了大突破。

然而它跟人腦學習一比,差距就顯而易見。比如小孩學習新事物,並沒有那麼多數據,小孩學習也不靠語音交互,基本都是看了就記住了,並且馬上就能判斷及決策。這都是當前AI和深度學習不能相提並論的。

而且當前這種主流算法消耗的計算資源和能量也很高,深度學習依賴海量數據,需要很強的計算資源,有點像大力士,孔武有力,但無法四兩撥千斤,不夠聰明。

那如果參照大腦,走類腦科學的模式,不僅可以低功耗,而且能有更多決策、記憶系統和突觸結構。我們大腦有1000億神經元,中間通過突觸連接,突觸本身還能存儲信息、參與計算,實現決策,整體結構之精妙複雜,令人驚歎,而且功耗還非常低,運算速度很快,如果我們真能在類腦結構方面實現突破,將大大改變現有的馮·諾依曼架構。

可以看到的是,當前AI芯片層出不窮,都希望在類腦計算方面取得突破,可以學習大腦、學習交互、學習人腦學習系統,然後用低功耗、高效率、有意識的模式進行發展。所以越思考、越往後看,就越能感受到目前深度學習在理論上的大缺陷。

比較起來,我很關注類腦理論,AI要發展得更好,就必須要了解人是怎麼學習的,剛才談到人類小孩的學習能力,如果原理上能讓機器學會,都會帶來新的躍遷和突破。

於是計算機和生物學跨界交叉研究也越來越受到關注。一方面是從生物學的角度給計算機帶來啟發,另一方面則是計算機賦能生物研究。之前大腦emotion相關的病症,比如癲癇、老年痴呆、小兒自閉症等可能都是大腦信息傳遞流程中出現了問題。

我始終覺得,類腦算法中除了研究人腦工作原理——有記憶能力、低功耗,可以做決定,也有待於突觸研究的突破,這些連接神經元的部分本身就能存儲、計算信息,是一個複雜但令人稱奇的系統,這個領域一旦有新突破,或許就能彌補深度學習的不足,進而推動AI實現新的躍遷。

量子計算加速AI

5G帶來基礎設施大變革

怎麼看量子計算呢?我們從兩方面思考。一方面是硬件,另一方面是軟件。

但量子計算帶來的變化,將是顛覆性的。這不需要十年二十年,很可能五年左右就會發生。如今機器學習所需要的幾個部分,比如大量優化算法、現行方程式、大矩陣計算,以及其中的多項式、大函數,都是量子計算所擅長的,量子計算可以把整個複雜度降低,我們稱之為指數型加速。

同樣能夠帶來基礎設施革新的是5G。跟2G、3G、4G一樣,這又將是一次帶寬和信息傳輸的大革新,會推動AI相關應用更快發展,比如自動駕駛、智能製造和智能家居,其中都有高流量、逼真、交互等相關需求,5G會帶來更大帶寬,流量也會進一步便宜,新的基礎設施+新的技術趨勢,就會推動整個產業有大變革,所以這次5G會和AI密切相關。

AI很重要的一部分是萬物有靈,5G會讓IoT變得更加可能,計算在邊緣終端就能實時完成,加之網絡虛擬化可以跟現在互聯網IP無縫銜接,技術的融合會帶來更大的想象。

但越是一片欣欣向榮,越有一些隱患就要留心注意。

警惕AI寒冬

我認為可能有2點需要注意。

第一,要有更長遠的心態,其實目前AI在產業有一些泡沫,大家追求短平快,真正研究類腦科學,做算法、深層研究的人還是少,包括量子計算、AI基礎算法的人還是少一些,這東西可能要幾年後才能出成果,需要一些在安安靜靜的、長遠的心態去進行。

第二,不要犯“短期內高估、長期內低估”的錯誤,每一個新技術帶來,大家往往短期內看得很高,長期又低估了影響,所以我現在很害怕出現所謂的“第三次AI冬天”,因為產業很熱,創投很熱,可能就會有一些公司虧錢甚至消失,AI不會像很多人預想的那樣短期內馬上就顛覆所有行業,所以這個時候更需要有耐心,因為這會是一個長期投入的過程,AI對整個社會的影響會是春風化雨的。

或許可以拿千禧年前後的互聯網泡沫舉例,那時泡沫剛剛破裂,很多人不再相信互聯網的價值,但後來事實證明,真正有能力的互聯網企業,都是在那個時候成長壯大的,而且我也覺得,現在整個中國科技發展很健康。

AI商業化

AI+雲計算方面,關鍵在於如何到垂直行業中去,比如說金融、醫療、教育、物聯網、媒體,就是所謂的落地。

此外還有物聯網相關的落地,包括智慧城市大生態。目前的合作主要是在平臺和技術,同時我們會繼續尋找每一個場景落地的合作伙伴,最終共同把這個行業打造成一個大生態。我們現在有四、五個行業靠雲去實現AI商業化落地。

OMT:區塊鏈技術漂亮,但應用需要觀望

也有人問我關於區塊鏈的事情,我覺得技術本身很漂亮,都是經典的分佈式計算技術,但具體經營和應用模式,目前還不算明朗,現在只有加密貨幣是主要應用,但貨幣的意義很不簡單,稍有不慎就會出現別的問題。

所以我想區塊鏈的經營和應用,可能還需要一點時間,我對區塊鏈持開放態度,但在沒有想清楚應用場景之前,不希望作過多評論。

當然,我認為區塊鏈確實是一個創新,技術很漂亮,產業也需要大家去嘗試,只是切忌在沒有想清楚之前就大面積炒作,這一點跟AI、機器學習還不同,後者早已在好幾個領域開始發揮價值了。

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