人工智能算法面臨倫理困境

魏強 陸平

人工智能從上世紀50年代興起至今只有近60多年的歷史，但近年來其研究及應(yīng)用領(lǐng)域迅速拓展、影響深遠。隨著各行各業(yè)開始部署人工智能，尤其是利用人工智能進行自動化決策的時候，人工智能的諸多倫理與道德問題已悄然浮出水面。

算法問題凸顯 威脅人類生活

當(dāng)1956年人工智能開始起步的時候，人們更多是在說人工智能；在第二次浪潮期間，機器學(xué)習(xí)成為主流；第三次AI浪潮則是深度學(xué)習(xí)，是能夠自我學(xué)習(xí)、自我編程的學(xué)習(xí)算法，可以用來解決更復(fù)雜的任務(wù)。此外，計算能力的提升，包括現(xiàn)在的量子計算機，以及越來越普遍的大數(shù)據(jù)，對人工智能的作用和價值也非常大，使得更復(fù)雜的算法成為可能。人工智能的持續(xù)進步帶來的好處將是巨大的，但是，隨之帶來了諸多倫理問題，為了讓AI真正有益于人類社會，我們也不能忽視。

預(yù)見性問題。隨著計算能力的不斷攀升，人工智能可以計算大量的可能性，其選擇空間往往大于人類，它們能夠輕易地去嘗試人類以前從未考慮的解決方案。換而言之，盡管人們設(shè)計了某人工智能產(chǎn)品，但受限于人類自身的認知能力，研發(fā)者無法預(yù)見其所研發(fā)的智能產(chǎn)品做出的決策以及產(chǎn)生的效果。以谷歌DeepMind團隊開發(fā)的AlphaGo與多位人類圍棋高手的“人機大戰(zhàn)”為例，AlphaGo在2016年3月對陣李世石時為第18代（AlphaGo Lee），在2017年5月對陣柯潔時已經(jīng)迭代為第60代（AlphaGo Master）。而在2017年10月，谷歌DeepMind開發(fā)的AlphaGo Zero機器系統(tǒng)僅訓(xùn)練3天就以100：0的比分戰(zhàn)勝了AlphaGo Lee；經(jīng)過40天訓(xùn)練后，AlphaGo Zero又以89：11戰(zhàn)勝了橫掃柯潔的AlphaGo Master?？焖俚谋澈笫茿lphaGo全新的深度學(xué)習(xí)邏輯，這種經(jīng)歷迭代的深度學(xué)習(xí)邏輯，其強大的進化速度讓人類難以追趕，只能望其項背。當(dāng)前，基于深度學(xué)習(xí)技術(shù)的新一代人工智能產(chǎn)品大都具備自學(xué)習(xí)能力和自適應(yīng)能力，人工智能應(yīng)用帶來的后果越來越難以預(yù)測，這不得不引發(fā)人們的擔(dān)憂。

透明性與安全性問題。由于人工智能技術(shù)模擬了人腦的工作模式，系統(tǒng)十分復(fù)雜，沒有采用明確的數(shù)據(jù)存儲和分析方式，因此人工智能存在一些難以捉摸的“黑盒子”。包括開發(fā)者工程師在內(nèi)的人都很難確切知道它的內(nèi)部運作方式和某個具體行動背后的邏輯，因而可能引發(fā)嚴重問題。例如，谷歌研究院的Christian Szegedy等提出在輸入的數(shù)據(jù)集中故意添加細微的干擾，形成輸入樣本，將導(dǎo)致深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)得出錯誤的預(yù)測結(jié)果，這個錯誤在人類看來一目了然，但是往往能把計算機帶入陷阱。再如，傳統(tǒng)的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（CNN）中的后續(xù)層能在前一層得出的信息中尋找更高層次模式，這樣能夠丟棄次要細節(jié)，優(yōu)先識別出某種顯著模式，但這也造成提取出來的特征間關(guān)系的丟失，這將導(dǎo)致CNN可能受到特征相同但特征關(guān)系不同的樣本數(shù)據(jù)的欺騙，從而得到錯誤的預(yù)測結(jié)果。這些算法問題由于黑盒子難以被人們察覺，如何增加算法的可解釋性，從而真正了解機器的學(xué)習(xí)方式已經(jīng)成為擺在科學(xué)家面前的嚴峻挑戰(zhàn)。

責(zé)任分擔(dān)問題。人工智能系統(tǒng)通常借助虛擬社區(qū)（如Github開源平臺）進行協(xié)同研發(fā)，開發(fā)過程中可能會用到許多其他人開發(fā)的組件。數(shù)量眾多的潛在責(zé)任人再加上大多數(shù)人工智能產(chǎn)品的內(nèi)部運作并不透明，這使得人工智能產(chǎn)品一旦出現(xiàn)安全問題，劃分責(zé)任歸屬可能會異常復(fù)雜。例如，特斯拉自動駕駛汽車自2016年以來已在多個國家發(fā)生多場車禍，造成多人傷亡。較近的一次事故發(fā)生在2018年5月，一輛特斯拉Model S在美國佛羅里達發(fā)生撞車事故并起火，事故造成兩人遇難，另有一人受傷。據(jù)當(dāng)?shù)啬繐粽呓榻B，車速過快可能是引發(fā)交通事故的一個原因。當(dāng)時，一輛Model S在海風(fēng)小道飛速行駛，后來撞墻起火，其中一名青少年被甩出車外，而另外兩名在大火中不幸遇難。針對前幾次交通事故的責(zé)任判定存在嚴重分歧，特斯拉公司、駕駛員、傳感器Mobileye公司各執(zhí)一詞，目前美國國家運輸安全委員會還在對這起車禍進行調(diào)查。

隱私保護問題。人工智能系統(tǒng)需要大量的數(shù)據(jù)來訓(xùn)練學(xué)習(xí)算法，因此數(shù)據(jù)又被稱為AI時代的“新石油”。數(shù)據(jù)的重要性越來越高，但在采集數(shù)據(jù)和使用數(shù)據(jù)的過程中，如何保證用戶數(shù)據(jù)的安全也面臨越來越多的挑戰(zhàn)。一方面，人工智能在深度學(xué)習(xí)過程中使用大量的敏感數(shù)據(jù)，這些個人數(shù)據(jù)可能會在后續(xù)被披露出去。另一方面，數(shù)據(jù)已經(jīng)成為新的流通物，數(shù)據(jù)流動不斷頻繁，其中可能存在某些不為人知的數(shù)據(jù)交易，個人數(shù)據(jù)的控制和管理面臨威脅。例如，社交網(wǎng)站Facebook在2018年3月被曝5000萬用戶數(shù)據(jù)遭到泄露。據(jù)Facebook稱，這些數(shù)據(jù)最初是由一名劍橋大學(xué)講師通過一個性格測試應(yīng)用收集來的。收集行為完全合法，但是這些信息后來被轉(zhuǎn)移到第三方，包括劍橋分析（Cambridge Analytica）公司。劍橋分析被曝非法將大量Facebook用戶的信息用于大數(shù)據(jù)分析，從而精準刻畫這些用戶的心理特征，并向他們推送定制廣告，甚至假新聞。而在2018年4月，美團等外賣平臺的訂餐客戶數(shù)據(jù)信息出現(xiàn)大范圍泄露，被不法分子在網(wǎng)上進行販賣。這些數(shù)據(jù)包括訂餐用戶的姓名、電話號碼和詳細的訂餐地址，且準確度較高。

利益分享問題。人工智能通過輔助或替代人類勞動，能夠更有效率地完成現(xiàn)有工作，從而提高生產(chǎn)效率。以英特爾為例，該公司在芯片生產(chǎn)過程中會收集大量數(shù)據(jù)。過去，如果生產(chǎn)中出現(xiàn)問題，公司需依靠人工分析數(shù)據(jù)尋找根本原因。而現(xiàn)在，機器學(xué)習(xí)以遠勝人工的速度完成這項任務(wù)，其算法能夠篩選成千上萬的數(shù)據(jù)點以找出殘次芯片的共同特征。當(dāng)前主流觀點認為，人工智能能夠降低用工成本，提升生產(chǎn)效率，而未來一些重復(fù)性的工作崗位將會被人工智能所替代。因此，這也引發(fā)了人們對于人工智能將會帶來失業(yè)、不公和加劇貧富差距的擔(dān)憂。

惡意控制問題。有觀點認為，人工智能會加劇數(shù)字和物理安全系統(tǒng)的威脅，并將造成全新的危險。人工智能一旦被惡意使用不僅僅威脅到人們的財產(chǎn)和隱私，它還會威脅到人們的生命。例如，在軍事領(lǐng)域，具有指揮高效化、打擊精確化、操作自動化、行為智能化等特點的人工智能武器，可以“有意識”地尋找、辨別需要打擊的目標，它同時具有辨別自然語言的能力，是一種“會思考”的武器系統(tǒng)。人工智能武器的危險之處在于，軟件工程師可以很輕松地給它重新編程，使其成為濫殺無辜的機器。在政治領(lǐng)域，有研究機構(gòu)反映劍橋分析公司通過非法獲取超過5000萬Facebook個人賬戶信息，使用這些數(shù)據(jù)構(gòu)建算法，分析用戶個性資料，并在2016年美國總統(tǒng)大選中將這些信息與他們的投票行為關(guān)聯(lián)起來，讓競選團隊能夠準確識別搖擺不定的選民，并有針對性地制作和投放廣告。人工智能算法和大數(shù)據(jù)兩者結(jié)合可形成一種強有力的政治武器，可用于影響甚至是操控選民的輿論，進而可能引發(fā)政治風(fēng)險。

構(gòu)建算法治理的約束機制

人工智能算法引發(fā)的諸多倫理問題，如果不引起重視，隨著人工智能的進一步發(fā)展將會從多個層面影響甚至是威脅人類生活，鑒于此，應(yīng)對人工智能倫理問題的具體做法，筆者總結(jié)出以下六個層面：

引入自我終結(jié)機制。人工智能最大的威脅是當(dāng)前人類尚難以理解其決策行為存在未來失控的風(fēng)險，而一旦失控則后果嚴重。參照所有生命體中都有的衰老機制，人工智能也應(yīng)該嵌入自我毀滅機制。谷歌旗下DeepMind公司在2016年曾提出要給人工智能系統(tǒng)安裝“切斷開關(guān)（kill switch）”的想法，為的是阻止AI學(xué)會如何阻止人類對某項活動（比方說發(fā)射核武器）的干預(yù)，這種提法被稱作 “安全可中斷性”。據(jù)介紹，安全可中斷性可用于控制機器人不端甚至可能導(dǎo)致不可逆后果的行為，相當(dāng)于在其內(nèi)部強制加入某種自我終結(jié)機制，一旦常規(guī)監(jiān)管手段失效，還能夠觸發(fā)其自我終結(jié)機制，從而使其始終處于人們監(jiān)管范圍之內(nèi)。

發(fā)展可解釋性人工智能算法。打開人工智能黑箱最有效的途徑就是增強算法的可解釋性，目前這已經(jīng)得到科學(xué)界的認同和重視。例如，美國計算機協(xié)會（USACM）下屬的美國公共政策委員會在2017年1月發(fā)布的《算法透明性和可問責(zé)性聲明》中提出了七項基本原則，其中一項即為“解釋”，希望鼓勵使用算法決策的系統(tǒng)和機構(gòu)，對算法的過程和特定的決策提供解釋，尤其在公共政策領(lǐng)域。電氣和電子工程師協(xié)會（IEEE）則在2016年和2017年連續(xù)推出了《人工智能設(shè)計的倫理準則》白皮書，在多個部分都提出了對人工智能和自動化系統(tǒng)應(yīng)有解釋能力的要求。2017年10月，美國加州大學(xué)伯克利分校的研究者們發(fā)布了《對人工智能系統(tǒng)挑戰(zhàn)的伯克利觀點》一文，從人工智能的發(fā)展趨勢出發(fā)，總結(jié)了九項挑戰(zhàn)和研究方向，其中一項即為“可解釋的決策”。

加強數(shù)據(jù)安全保護。近年來，數(shù)據(jù)安全事件造成的影響越來越嚴重，已逐漸深入擴展到國家政治、經(jīng)濟、民生不同層面，涉及國家關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施、商業(yè)系統(tǒng)、乃至個人生命等各個方面，數(shù)據(jù)安全問題已經(jīng)成為世界各國和各行各業(yè)普遍關(guān)注的焦點。目前，多國已經(jīng)頒布相關(guān)法律，加大數(shù)據(jù)安全保護。例如，歐盟于2018年5月正式實施《一般數(shù)據(jù)保護條例》（General Data Protection Regulation），該條例具有全球適用性，適用于所有為歐盟居民提供商品服務(wù)的境外數(shù)據(jù)處理商，也包括服務(wù)于歐洲客戶的中國公司。該條例提出“解釋權(quán)”，將賦予歐盟國家公民“審查某項特定服務(wù)中如何做出特定算法決策”。新條例的實施意味著歐盟對個人信息保護及其監(jiān)管達到了前所未有的高度，堪稱史上最嚴格的數(shù)據(jù)保護條例。法國國民議會通過《數(shù)據(jù)保護法草案》，并將其納入法國法律。愛爾蘭正式發(fā)布《2018年數(shù)據(jù)保護法案》，設(shè)立數(shù)據(jù)保護委員會，并將全面執(zhí)行歐盟頒布的《一般數(shù)據(jù)保護條例》以及愛爾蘭法律中的相關(guān)指令。

開源人工智能算法。開源人工智能算法，在某種程度上能夠降低技術(shù)壁壘，讓更多的人接觸、應(yīng)用和發(fā)展這項技術(shù)，同時讓更多的主體分享人工智能發(fā)展帶來的成果。人工智能兩大巨頭OpenAI和DeepMind公司均已開源了各自的人工智能訓(xùn)練平臺。DeepMind開放的DeepMind Lab，是類似3D游戲的平臺，所有開發(fā)者都能下載源代碼并對其進行個性化設(shè)置，以此訓(xùn)練和測試原有的 AI系統(tǒng)。OpenAI開放了三個大的開源平臺Gym、Universe和Robot，主要研究方向是機器人的遷移學(xué)習(xí)與增強學(xué)習(xí)。Gym是指研究在每個細分研究領(lǐng)域建立自己的算法以后，把算法放在不同的環(huán)境中測試；Universe目標是讓AI智能像人一樣使用計算機，目前已有1000種訓(xùn)練環(huán)境；而Robot則是訓(xùn)練機器人。而微軟則更早地啟動了Malmo項目，這是基于一個流行游戲“Minecraft”的AI開發(fā)平臺。

加強算法監(jiān)管。美國紐約市議會在2017年12月通過了一項算法問責(zé)法案。根據(jù)該法案，將成立一個由自動化決策系統(tǒng)專家和受自動化決策系統(tǒng)影響的公民組織代表組成的工作組，專門監(jiān)督市政機構(gòu)使用的自動決策算法的公平性、問責(zé)性和透明度。隨著人工智能技術(shù)不斷發(fā)展，美國的自動化決策系統(tǒng)逐漸進入政府決策和司法應(yīng)用領(lǐng)域，該法案所提倡的促進政府自動決策算法的公開透明和可解釋性，將促進政府決策中的算法的可信度。

加強人工智能倫理教育。2017年1月，近千名人工智能和機器人相關(guān)領(lǐng)域的專家在加利福尼亞州阿西洛馬舉行的Beneficial AI會議上聯(lián)合簽署了著名的《阿西洛馬人工智能23條原則》，涉及科研問題、倫理價值和長期問題，呼吁全世界在發(fā)展人工智能的同時，應(yīng)嚴格恪守這些原則，共同保障人類未來的倫理、利益和安全。目前美國已將人工智能倫理規(guī)范教育引入人才培養(yǎng)體系。在2018年新學(xué)期，哈佛、康奈爾、麻省理工學(xué)院、斯坦福大學(xué)等諸多美國高校開設(shè)跨學(xué)科、跨領(lǐng)域的人工智能倫理課程，名為人工智能倫理、數(shù)據(jù)科學(xué)倫理、技術(shù)倫理、機器人倫理等。如康奈爾大學(xué)開設(shè)兩門人工智能倫理課程，一門是數(shù)據(jù)科學(xué)倫理和政策課程，重點研究數(shù)據(jù)科學(xué)的倫理挑戰(zhàn)；另一門是智能自主系統(tǒng)的倫理問題（機器人倫理）課程，重點研究科技公司的倫理問題。哈佛和麻省理工學(xué)院聯(lián)合開設(shè)的課程則重點研究人工智能的倫理、政策和法律影響。這門課程涵蓋算法歧視、責(zé)任、自主性、系統(tǒng)設(shè)計、數(shù)據(jù)所有權(quán)、AI 治理、AI可解釋性和可問責(zé)性、AI 監(jiān)管等前沿問題，用來激發(fā)學(xué)生對基本倫理的思考。

加強倫理研究 防范安全風(fēng)險

為了讓人工智能系統(tǒng)更安全地促進社會發(fā)展，我們應(yīng)該多維度深入進行人工智能倫理問題的研究，以下有幾點啟示與建議。

一是將人工智能倫理價值算法嵌入編程語言，讓程序語言融入倫理規(guī)范；建立人工智能技術(shù)研發(fā)的倫理準則，指導(dǎo)開發(fā)者和制造商如何對一個機器人做出道德風(fēng)險評估，并形成完善的人工智能技術(shù)研發(fā)規(guī)范，以確保人工智能系統(tǒng)的行為符合社會倫理道德標準。

二是加強理論攻關(guān)，研發(fā)透明性和可解釋性更高的智能計算模型，開發(fā)可解釋、可理解、可預(yù)測的智能系統(tǒng)，降低系統(tǒng)行為的不可預(yù)知性和不確定性。

三是開展立法研究，明確重點領(lǐng)域人工智能應(yīng)用中的法律主體以及相關(guān)權(quán)利、義務(wù)和責(zé)任，建立和完善適應(yīng)智能時代的法律法規(guī)體系。在事故責(zé)任劃分方面，可借鑒云安全責(zé)任共擔(dān)模型，建立人工智能責(zé)任分擔(dān)模型，探索更加適用的責(zé)任劃分準則。

四是提高安全標準，推行人工智能產(chǎn)品安全認證，定期對智能產(chǎn)品的安全性、可靠性、一致性進行檢測，并定期披露數(shù)據(jù)樣本、算法機制、測試結(jié)果等信息。

五是學(xué)習(xí)美國高校做法，開設(shè)跨學(xué)科、跨領(lǐng)域的人工智能倫理課程，把倫理規(guī)范教育作為人才培養(yǎng)體系的重要內(nèi)容，從源頭上確保人工智能系統(tǒng)安全地促進人類文明的進步和發(fā)展。

六是加強機器人倫理和安全風(fēng)險等人工智能國際共性問題研究，深化人工智能法律法規(guī)、行業(yè)監(jiān)管等方面的交流合作，推進人工智能技術(shù)標準和安全標準的國際統(tǒng)一，推動全球治理，共同應(yīng)對風(fēng)險挑戰(zhàn)。

人工智能的迅速發(fā)展對人類經(jīng)濟、文化、生態(tài)、生活等方面都產(chǎn)生了深遠影響。但需要注意的是，新一代人工智能因具有高度的自主性、自學(xué)習(xí)及適應(yīng)能力等特征給人類帶來福利的同時，也給人類社會帶來了諸多道德倫理問題。人類社會即將進入人機共存的時代，為確保人類與機器人、人工智能系統(tǒng)能夠和諧共處，需要在設(shè)計、研發(fā)、使用等多個環(huán)節(jié)采取一系列的應(yīng)對措施，妥善應(yīng)對人工智能的安全、隱私、倫理問題和其他風(fēng)險。如何處理人工智能帶來的一系列新問題，人類還在積極探索之中。