中澳合作為機(jī)器人與人工智能帶來更多機(jī)遇

熊安迪

如今，中國的高質(zhì)量科研產(chǎn)出已位居全球第二，中國在全球知識生產(chǎn)領(lǐng)域中正扮演著日益重要的角色。澳大利亞則是在國際思想交流與科研領(lǐng)域中起著催化作用。澳大利亞悉尼新南威爾士大學(xué)與中國科學(xué)院科技戰(zhàn)略咨詢研究院啟動(dòng)了新型的合作伙伴關(guān)系。中澳兩國將交替舉辦年度峰會(huì)，聚焦多學(xué)科、跨學(xué)科的挑戰(zhàn)，旨在為兩國高層政府提供建議。而人工智能作為當(dāng)今最為前沿的科技，也成為了2018年首屆中澳科技創(chuàng)新高峰研討會(huì)的主題之一。

11月19日，首屆中澳科技創(chuàng)新高峰研討會(huì)在位于北京的中國科學(xué)院內(nèi)舉辦。峰會(huì)上，澳大利亞悉尼新南威爾士大學(xué)與中國科學(xué)院科技戰(zhàn)略咨詢研究院（CASISD）啟動(dòng)了新型的合作伙伴關(guān)系，世界級的學(xué)術(shù)出版機(jī)構(gòu)施普林洛·自然集團(tuán)也加入其中，助力中澳科研工作在全球的產(chǎn)出和推廣。中國科學(xué)院科技戰(zhàn)略咨詢研究院院長潘教峰教授表示：“新南威爾士大學(xué)和中國科學(xué)院科技戰(zhàn)略咨詢研究院將打造一個(gè)先進(jìn)的國際戰(zhàn)略與政策研究網(wǎng)絡(luò)，以應(yīng)對中澳兩國乃至全世界所面臨的重大問題?！?/p>

新南威爾士大學(xué)在2009年時(shí)已與中國科學(xué)院建立科研伙伴關(guān)系。中國科學(xué)院成為新南威爾士大學(xué)全球最大的科研伙伴之一。而隸屬于中國科學(xué)院的戰(zhàn)略咨詢研究院于2016年成立，為包括國務(wù)院和科技部在內(nèi)的主要政策機(jī)構(gòu)提供建議。

人工智能和機(jī)器人相交叉

人工智能作為時(shí)下最為前沿的科技，在能夠逐漸走入人們生活，為人們生活提供便利的背后，科研機(jī)構(gòu)和院校對其技術(shù)和應(yīng)用的研究和開發(fā)是必不可少的。在此次峰會(huì)上，來自中國科學(xué)院和新南威爾士大學(xué)的學(xué)者也就人工智能這一主題進(jìn)行了交流和探討。而在討論人工智能研究的過程中，學(xué)者們也都沒有離開另外一個(gè)關(guān)鍵詞——機(jī)器人。

用中國科學(xué)院自動(dòng)化研究所研究員侯增廣在峰會(huì)上的話來說，“人工智能之所以產(chǎn)生，是為了解決一些實(shí)際的問題，比如機(jī)器人的智能問題。而機(jī)器人又是驗(yàn)證人工智能算法的一個(gè)非常好的平臺。人工智能和機(jī)器人是相輔相成的。”新南威爾士大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)及工程系教授克勞德·薩姆特（Claude Sammut）也表示，從某種程度上來講，現(xiàn)在的機(jī)器人已經(jīng)都會(huì)用到人工智能算法?！坝幸粋€(gè)機(jī)器人的定義說，機(jī)器人就是一個(gè)將認(rèn)知與行為之間建立起智能聯(lián)系的主體。只要這個(gè)機(jī)器人是在觀察世界，它就需要形成一種視覺，基于這個(gè)視覺去做出決策，再將這個(gè)決策付諸于實(shí)踐。所以即使現(xiàn)在很多機(jī)器人可能用到的不是非常高階段的人工智能算法，但還是會(huì)應(yīng)用基本的人工智能?！?/p>

智能醫(yī)療機(jī)器人

侯增廣所研究的是人工智能、智能機(jī)器人和醫(yī)療健康的交叉領(lǐng)域——智能醫(yī)療機(jī)器人中的幾個(gè)細(xì)分領(lǐng)域：用于中風(fēng)、脊髓損傷、腦外傷等中樞神經(jīng)損傷后患者康復(fù)的機(jī)器人、眼科微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人以及腦和冠脈的血管介入手術(shù)機(jī)器人。

“這些手術(shù)涉及到很多人工智能的問題，存在對感知極限和控制極限的挑戰(zhàn)?！彼麖?qiáng)調(diào)，“借助人工智能和機(jī)器人技術(shù)能夠使原本手術(shù)中的很多不可能變?yōu)榭赡??！痹谒磥恚瑱C(jī)器人手術(shù)主要有三個(gè)優(yōu)點(diǎn)：第一，更高度的可視化（例如圖像融合、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)）;第二，更強(qiáng)的靈活性（例如人體腹部內(nèi)的靈巧操控）;第三，更好的精確度（例如，在顯微外科手術(shù)中消除手部震顫）。而這些優(yōu)點(diǎn)能夠?qū)崿F(xiàn)在手術(shù)中切口的減小，失血和輸血的減少，術(shù)后疤痕的最小化，并縮短患者的住院時(shí)間。

機(jī)器學(xué)習(xí)與機(jī)器人

機(jī)器學(xué)習(xí)是一種實(shí)現(xiàn)人工智能的方法，是使用算法來解析數(shù)據(jù)，從中學(xué)習(xí)，然后對真實(shí)世界中的事件做出決策和預(yù)測。與傳統(tǒng)的軟件程序不同，機(jī)器學(xué)習(xí)是用大量的數(shù)據(jù)來進(jìn)行“訓(xùn)練”，通過各種算法從數(shù)據(jù)中學(xué)習(xí)如何完成任務(wù)。而現(xiàn)實(shí)中，無論是在經(jīng)濟(jì)、醫(yī)療健康，還是地理、采礦等領(lǐng)域，數(shù)據(jù)都是無處不在的。

然而，由于所需的訓(xùn)練周期太長，以及可供采集的樣本太少，現(xiàn)階段將機(jī)器學(xué)習(xí)應(yīng)用在機(jī)器人上面的效果其實(shí)并不好。據(jù)克勞德·薩姆特所言，他們研究團(tuán)隊(duì)的做法是將其分成兩個(gè)階段：第一階段，將一些動(dòng)作大致分解出來展現(xiàn)給機(jī)器人，比如機(jī)器人在爬樓梯的過程中需要的步驟;第二階段，進(jìn)行反復(fù)的試錯(cuò)，再進(jìn)行微調(diào)。

除了機(jī)器學(xué)習(xí)這兩個(gè)階段的應(yīng)用，克勞德·薩姆特的第二個(gè)關(guān)注點(diǎn)是人類和機(jī)器人的互動(dòng)。他表示：“人機(jī)交互是非常重要的。直到最近幾年為止，機(jī)器人主要都是應(yīng)用在行業(yè)界，而不是普通人的家庭當(dāng)中，它的存在并不是非常親民。但是隨著以后機(jī)器人價(jià)格的逐漸下降，會(huì)有越來越多的家庭和辦公場所也能夠應(yīng)用機(jī)器人，出現(xiàn)更多的人機(jī)交互。”

因此，他現(xiàn)在的主要研究領(lǐng)域就是去賦予機(jī)器人對于環(huán)境模型的學(xué)習(xí)能力?！霸谂c人進(jìn)行互動(dòng)的時(shí)候存在著時(shí)間和空間的概念，我們會(huì)了解什么東西放在什么地方，什么事件是以什么樣的順序發(fā)生的。這種背景知識會(huì)在互動(dòng)過程中用于人與人之間的理解。我們希望機(jī)器人能夠?qū)崿F(xiàn)相似的功能?！笨藙诘隆に_姆特解釋道，“機(jī)器人會(huì)在腦中存儲(chǔ)它周邊環(huán)境的地圖，我們要保證的就是它所存儲(chǔ)的地圖與人類現(xiàn)實(shí)世界的地圖是一樣的。這樣在人機(jī)交互時(shí)才能有相同的背景?！?/p>

優(yōu)勢互補(bǔ)

在很多領(lǐng)域中，中國與澳大利亞在人工智能和機(jī)器人技術(shù)方面是非?；パa(bǔ)的。在經(jīng)濟(jì)非常依賴農(nóng)業(yè)、采礦業(yè)等戶外活動(dòng)的澳大利亞，有很多用于采礦、物流、自動(dòng)化港口和農(nóng)業(yè)等場景的戶外作業(yè)機(jī)器人。澳大利亞的強(qiáng)項(xiàng)是比較傳統(tǒng)、典型的人工智能技術(shù)。中國主要的優(yōu)勢則是規(guī)模非常大。克勞德·薩姆特表示，很多技術(shù)在中國可以很快實(shí)現(xiàn)市場規(guī)?；?，即便只占有非常小的百分比，也可以實(shí)現(xiàn)巨大的成功。但澳大利亞的市場整體是非常小的。“在這個(gè)方面，我們希望能與中國更多的大學(xué)和公司取得合作，以進(jìn)一步開發(fā)更好的技術(shù)，同時(shí)也把澳大利亞一些很好的技術(shù)帶到中國來。”

“我們在過去與中國的合作做得非常不足，這也是我們這次來參會(huì)的原因?！笨藙诘隆に_姆特說，“我們想要盡最大的努力去拓展雙方合作的機(jī)會(huì)，在其中可以做各種各樣的嘗試去找到那些可行的辦法。”

這些潛在可行的合作辦法包括技術(shù)的應(yīng)用和知識的教育。他解釋道：“將人工智能應(yīng)用于像醫(yī)療衛(wèi)生和材料科學(xué)等領(lǐng)域的合作非常有潛力出成果，因?yàn)檫@些領(lǐng)域的目標(biāo)是去解決現(xiàn)實(shí)中的問題，而不僅僅是純粹的技術(shù)開發(fā)。在醫(yī)療健康行業(yè)，患者可以通過手機(jī)中的人工智能技術(shù)來追蹤自己的健康狀況。與此同時(shí)，我們技術(shù)人員也可以收集大量的數(shù)據(jù)。只要解決了隱私的問題，我們就可以了解到疾病的發(fā)展模式，可以對比不同的治療方案會(huì)給患者帶來的不同效果，可以看到一些疾病的長期發(fā)展趨勢，等等。這其實(shí)就等于是把人類關(guān)于健康的知識跟大數(shù)據(jù)結(jié)合起來使用。此外，在機(jī)器人中廣泛使用的傳感器技術(shù)也有非常大的應(yīng)用潛力。

“在教育方面，中國現(xiàn)在有很多院校設(shè)置機(jī)器人和人工智能方面的學(xué)科，還有一些學(xué)校專門教授青少年這些新知識。澳大利亞在科技教育方面擁有非常豐富的經(jīng)驗(yàn)，尤其是在軟件開發(fā)的教育方面，我們與中國可以分享很多的內(nèi)容。”