中國AI如何決戰(zhàn)世界之巔？

劉朝暉

人工智能（AI）不僅僅是曾經(jīng)戰(zhàn)勝李世石，讓柯潔哭鼻子的機器人AiphaGo，大至火箭發(fā)射、太空探測、國防裝備，小至手臂機器人、汽車噴漆、無人駕駛汽車、看病診斷、天氣預(yù)測，包括機器人足球賽等等，百姓日常生活的各個領(lǐng)域，已經(jīng)密集出現(xiàn)了人工智能的應(yīng)用場景。

2019年的夏末秋初，浦江之濱再度迎來了世界人工智能大會的舉行。來自全球的人工智能領(lǐng)域頂尖科學(xué)家、行業(yè)專家及著名企業(yè)家，圍繞著人類科技智慧“金字塔尖”的新趨勢、新動向進行深入探討和交流。

在這個 “高端化、國際化、專業(yè)化、市場化、智能化”的頂尖合作交流平臺上，今年的主題論壇更全面，更聚焦，直擊算法、AI芯片、類腦智能等人工智能領(lǐng)域的核心課題。在世界各國紛紛將發(fā)展人工智能作為提升國家競爭力的重要戰(zhàn)略的背景下，中國AI如何取得突破，通往世界之巔，是人們最為關(guān)心的話題。

基礎(chǔ)算法短板亟待補強

“中國有多少數(shù)學(xué)家投入到人工智能的基礎(chǔ)算法研究中？”今年4月在上海召開的院士沙龍活動上，中國工程院院士徐匡迪等多位院士的發(fā)問引發(fā)業(yè)界共鳴?！靶炜锏现畣枴北砻髁水?dāng)下中國人工智能發(fā)展的短板，揭去了披在當(dāng)下所謂“人工智能”算法外表華麗的面紗，直擊我國人工智能發(fā)展的核心問題。

人工智能是計算機技術(shù)發(fā)展到高級階段，融合了數(shù)學(xué)、統(tǒng)計學(xué)、概率、邏輯、倫理等多學(xué)科于一身的復(fù)雜系統(tǒng)，其最為核心的技術(shù)便是人工智能算法。當(dāng)下國際社會公認的人工智能研發(fā)頂尖公司，如Google和IBM等投入了海量資源，動用了頂尖的數(shù)學(xué)科學(xué)家、計算機專家，能實現(xiàn)計算機程序的一定程度智能化，但距離真正的AI仍然相差很遠。

未來的發(fā)展，AI將可能融入邏輯、思維等智慧的內(nèi)容，這些都需要數(shù)學(xué)科學(xué)的原始創(chuàng)新，有大量的基礎(chǔ)問題亟待數(shù)學(xué)家攻克。

“我國人工智能領(lǐng)域真正搞算法的科學(xué)家鳳毛麟角?！痹诮衲?月28日召開的“超聲大數(shù)據(jù)與人工智能應(yīng)用與推廣大會”上，東南大學(xué)生物科學(xué)與醫(yī)學(xué)工程學(xué)院教授萬遂人表示， “如果這種情況不改變，我國人工智能應(yīng)用很難走向深入、也很難獲得重大成果”。

“如果缺少核心算法，當(dāng)碰到關(guān)鍵性問題時，還是會被人‘卡脖子?！闭憬髮W(xué)應(yīng)用數(shù)學(xué)研究所所長孔德興教授在接受科技日報采訪時也曾表示，我國人工智能產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新能力并沒有傳說中的那樣強，事實是，產(chǎn)業(yè)發(fā)展過度依賴開源代碼和現(xiàn)有數(shù)學(xué)模型，真正屬于中國自己的東西并不多。

據(jù)了解，目前國內(nèi)不少所謂人工智能公司，其核心技術(shù)是使用了國際上開源的人工智能算法。在被引入后針對特定目的進行了二次開發(fā)，并最后整體打包成為一套完整的人工智能應(yīng)用。然而正是因為使用了開源的人工智能算法，算法能力是不足的，出現(xiàn)了許多應(yīng)用明顯能力不足的情況。

人工智能算法堪稱信息行業(yè)的核武器。如此威力龐大的算法怎么可能在網(wǎng)上被開源出來？孔德興教授解釋，開源代碼是可以拿過來使用，但專業(yè)性、針對性不夠，效果往往不能滿足具體任務(wù)的實際要求。用開源代碼“調(diào)教”出的AI頂多是個“常人”，而要幫助AI成長為“細分領(lǐng)域?qū)＜摇?，需以?shù)學(xué)為基礎(chǔ)的原始核心模型、代碼和框架創(chuàng)新。

2019年5月15日，英國倫敦巴比肯藝術(shù)中心舉辦人工智能展，這次展覽旨在探討人類與人工智能的關(guān)系。

“碰到專業(yè)性高的研究任務(wù)，一旦被‘卡脖子將會是非常被動的，所以一定要有自己的算法。”孔德興說。換句話說，是否掌握核心代碼將決定未來的AI“智力大比拼”中是否擁有勝算。他還表示，“基礎(chǔ)算法和應(yīng)用算法都很重要，擁有基礎(chǔ)算法將更有助于應(yīng)用算法的豐富與深入。如果從底層算法做起，那么整個數(shù)學(xué)模型、整個算法設(shè)計、整個模擬訓(xùn)練‘一脈相承，不僅可以協(xié)同優(yōu)化，而且可以根據(jù)需求隨時修改，從而真正解決實際問題?！?/p>

孔德興指出，基礎(chǔ)算法往往是指研究共性問題的算法，它涉及基礎(chǔ)數(shù)學(xué)理論、高性能數(shù)值計算等學(xué)科，可以應(yīng)用到多種實際問題中;而針對性強的應(yīng)用算法往往會應(yīng)用到具體問題所涉及的“具體知識、先驗信息”，從而更好地解決實際應(yīng)用問題。

作為技術(shù)高度密集的人工智能技術(shù)，其商業(yè)領(lǐng)域竟然陷入了拿來主義，著實讓人意外。歷史已經(jīng)證明，通過購買現(xiàn)成的產(chǎn)品與技術(shù)來實現(xiàn)技術(shù)的跨越，在科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域是行不通的。真正尖端的人工智能算法，是永遠不會出現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)上供人們共享的。

孔德興呼吁，除了國家要加大在這方面的政策引導(dǎo)與扶持，中國的數(shù)學(xué)家本身應(yīng)該積極參與到人工智能發(fā)展的浪潮里來。他認為，未來的發(fā)展，AI將可能融入邏輯、思維等智慧的內(nèi)容，這些都需要數(shù)學(xué)科學(xué)的原始創(chuàng)新，有大量的基礎(chǔ)問題亟待數(shù)學(xué)家攻克。

在本次世界人工智能大會上，特別設(shè)置了“機器學(xué)習(xí)前沿算法主題論壇”，探討算法更迭如何推動人工智能落地躍遷等相關(guān)課題，目的正是尋找補短板的方法，攻克部分技術(shù)難關(guān)，推動我國人工智能算法領(lǐng)域的突破和發(fā)展。

合作創(chuàng)新發(fā)展類腦智能

類腦智能，是人工智能領(lǐng)域最前沿的研究方向之一。類腦智能被譽為“下一代人工智能”， 是當(dāng)今國際科技前沿?zé)狳c，結(jié)合神經(jīng)生物學(xué)原理發(fā)展的腦啟發(fā)智能算法應(yīng)用迅速崛起，催生了新一代類腦人工智能系統(tǒng)，為疾病診斷、智能機器人、通用人工智能等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)帶來巨大的發(fā)展機遇，成為全球產(chǎn)業(yè)發(fā)展和升級新的爆發(fā)點和增長點。

目前我們所談?wù)摰娜斯ぶ悄芏歼€停留在弱人工智能階段，但是關(guān)于強人工智能的討論卻從未停止過。在類腦智能領(lǐng)域的研究成果將在極大程度上決定強人工智能的實現(xiàn)。人們一直對制造一臺有意識、能夠自主做出反應(yīng)、接近人類意識的機器人抱極大的熱情。

目前的人工智能是通過一定算法+數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)得到正確的答案，這個算法與人腦的思考方式還有很大的不同，所以在很多領(lǐng)域依然有著非常大的局限性，制約了人工智能應(yīng)用的全面推廣。類腦智能則是利用神經(jīng)形態(tài)計算來模擬人類大腦處理信息的過程，是人工智能的終極目標(biāo)，也是人們的期待所在。

當(dāng)前，先進國家正在積極布局類腦智能研發(fā)。美國于2013年啟動“BRAIN計劃”，將大腦結(jié)構(gòu)圖建立、類腦相關(guān)理論建模、腦機接口等列為研發(fā)重點;歐盟于2013年提出“人腦計劃”，重點開展人腦模擬、神經(jīng)形態(tài)計算、神經(jīng)機器人等領(lǐng)域研究;日本于2008年提出“腦科學(xué)戰(zhàn)略研究項目”，重點開展腦機接口、腦計算機研發(fā)和神經(jīng)信息相關(guān)的理論構(gòu)建;韓國在2016年發(fā)布《腦科學(xué)研究戰(zhàn)略》，重視腦神經(jīng)信息學(xué)、腦工程學(xué)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、大腦仿真計算機等領(lǐng)域的研發(fā)。

十多款芯片問世，多起并購案，過去500多天里，中國AI芯片的熱度不減。隨著國家投入與研發(fā)力度的不斷加大，中國AI芯片有望實現(xiàn)彎道超車。

與此同時，在人工智能方面的前沿企業(yè)也在爭相布局類腦智能。IBM圍繞Watson系統(tǒng)和TrueNorth類腦芯片，意圖搶先打造類腦智能生態(tài)系統(tǒng);谷歌依托全球技術(shù)領(lǐng)先地位，在現(xiàn)有谷歌大腦基礎(chǔ)上結(jié)合醫(yī)學(xué)、生物學(xué)積極布局人工智能;微軟提出意識網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，聲稱是具備可解釋性的新型類腦系統(tǒng)。除龍頭企業(yè)外，美國Emotiv、美國Neurallink、瑞士aiCTX等一批新興公司在類腦智能方面取得很多研發(fā)成果，部分進入產(chǎn)業(yè)化階段。

當(dāng)前，神經(jīng)科學(xué)和類腦人工智能技術(shù)正處于國際大變革前夜，作為建設(shè)中的科技強國，我國神經(jīng)科學(xué)和類腦人工智能已經(jīng)進入必須有所作為、不進則退的關(guān)鍵時期，需要加快重大科技計劃部署。

我國在2006年《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020）》中就把“腦科學(xué)與認知”列入基礎(chǔ)研究8個科學(xué)前沿問題之一。在2016年《“十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃》中也將腦科學(xué)與類腦研究列入科技創(chuàng)新2030重大項目。2017年國務(wù)院《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》提出了2030年類腦智能領(lǐng)域取得重大突破的發(fā)展目標(biāo)。我國于2017年、2018年分別成立了類腦智能技術(shù)及應(yīng)用國家工程實驗室、北京腦科學(xué)與類腦研究中心，形成了“南腦北腦”共同快速發(fā)展的格局。

本次世界人工智能大會的“類腦智能主題論壇”以“類腦智能引領(lǐng)人工智能，群智智能推動產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新”為主題，緊跟腦科學(xué)和人工智能前沿發(fā)展大趨勢，邀請了一大批國內(nèi)外頂級學(xué)者、專家，在腦科學(xué)與人工智能領(lǐng)域開展前瞻性研討，為新一代人工智能原始創(chuàng)新能力把脈問診、獻計獻策。在搭建全球前沿研究交流平臺的同時，論壇現(xiàn)場還將舉行上海市腦與類腦智能重大專項首批突破性成果發(fā)布和三元群智重大科技研發(fā)計劃全球啟動會等亮點活動。

人工智能圍棋手正在和小朋友對弈。

2019年8月23日， 華為召開Ascend 910 AI 處理器和MindSpore 計算框架發(fā)布會，正式發(fā)布算力最強的AI處理器Ascend 910（昇騰910），同時推出全場景AI計算框架MindSpore。

為了實現(xiàn)我國類腦科技進步，早日達到國際先進水平，加入、參與國際合作是捷徑。當(dāng)前我國類腦技術(shù)研究可以說與西方站在同一起跑線上，所以必須抓住這關(guān)鍵時點，爭取有所作為，搶占未來20到30年智能社會和超智能社會發(fā)展先機。

AI芯片研發(fā)正在加速

“無芯片，不AI”。作為所有人工智能技術(shù)的基礎(chǔ)，近年來圍繞自研芯片的探索和實踐，一直受到我國科技領(lǐng)域廣泛關(guān)注。本次世界人工智能大會的“AI芯片主題論壇”，直擊這個人工智能的核心硬件，全面而深入地討論AI芯片相關(guān)的技術(shù)、構(gòu)架和安全等課題，解析芯片行業(yè)的發(fā)展趨勢和痛點，推進芯片國產(chǎn)化進程。

自2013年以來，中國每年需要進口超過2000億美元的芯片。2018年的芯片熱潮席卷了整個中國，自主造芯運動也進行得如火如荼。然而在風(fēng)光的背后，海關(guān)總署的一串?dāng)?shù)據(jù)給正“火”的中國集成電路產(chǎn)業(yè)一記暴擊——中國芯片進口額首破3000億美元，約為石油進口額的1.3倍，芯片貿(mào)易逆差達3倍之多。數(shù)字的背后道盡了中國芯片行業(yè)發(fā)展的現(xiàn)實與困境。

去年發(fā)布的一項全球AI芯片公司排名顯示，全球前24名的AI芯片公司名單中，依然被美國公司霸占，中國公司雖然占據(jù)了6席，但是表現(xiàn)最佳的華為僅排名第12位。

中興、華為遭到美國的一紙禁令等一系列事件，凸顯了中國在芯片技術(shù)領(lǐng)域被外國“卡脖子“的痛，同時也激發(fā)了中國芯片企業(yè)奮發(fā)圖強的斗志。中國政府開始關(guān)注并積極支持中國集成電路制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，已發(fā)布了多項相關(guān)政策和指引，《中國制造2025》政策文件明確了中國目標(biāo)將集成電路自給自足率在2020年提高到40%，并在2025年提升至70%。

目前中國芯片企業(yè)已經(jīng)度過了最開始的技術(shù)貧瘠期，開始有了自己的核心技術(shù)，上千億元規(guī)模的集成電路產(chǎn)業(yè)國家基金扶植，也讓中國芯片研究的成果逐步顯現(xiàn)。

去年4月下旬，中國互聯(lián)網(wǎng)巨頭阿里巴巴先是宣布正在研發(fā)一款超級AI芯片，緊接著又宣布全資收購一家大規(guī)模量產(chǎn)芯片的科技公司中天微;中國科學(xué)院則是在去年5月發(fā)布中國首款云端AI芯片：寒武紀(jì)MLU100云端智能芯片。

最近，清華大學(xué)施路平團隊發(fā)布研究成果——類腦計算芯片“天機芯”，登上了國際權(quán)威期刊《自然》的封面。這是世界首款異構(gòu)融合類腦芯片，并且已經(jīng)成功在自動駕駛自行車上實驗，引起了美國科技界的廣泛密切關(guān)注。

就在8月23日，華為正式發(fā)布了算力最強的AI芯片昇騰910，與之配套的新一代全場景AI開源計算框架MindSpore也一同亮相。華為輪值董事長徐直軍在發(fā)布會上表示，華為自2018年10月發(fā)布AI戰(zhàn)略以來，穩(wěn)步而有序地推進戰(zhàn)略執(zhí)行、產(chǎn)品研發(fā)及商用進程，美國禁令沒有任何影響。

經(jīng)過近40年的高速發(fā)展，中國已經(jīng)初步具備了一定規(guī)模的微電子人才儲備和巨大的市場，正符合發(fā)展AI芯片的兩項基本條件。十多款芯片問世，多起并購案，過去500多天里，中國AI芯片的熱度不減。有專家預(yù)測，隨著國家投入與研發(fā)力度的不斷加大，中國AI芯片有望實現(xiàn)彎道超車。