新一代人工智能軟件和應(yīng)用的全面解讀
——《知識(shí)圖譜建模與智能推理技術(shù)》編輯出版手記

化學(xué)工業(yè)出版社 葛瑞祎 劉 哲

1 引言

談到人工智能，你能想到什么？有可能是智能手機(jī)，有可能是智能音響，或者是智能機(jī)器人，又或者是無人駕駛……不難看出，人工智能的產(chǎn)品與我們的生活息息相關(guān)，也難免引起我們的進(jìn)一步思考：人工智能究竟是什么？新一代人工智能又將給我們帶來什么？

目前，多個(gè)領(lǐng)域都涉及人工智能：家居、零售、交通、醫(yī)療、教育、物流、安防、工業(yè)制造等，如智能機(jī)器人已經(jīng)替代工人在危險(xiǎn)場(chǎng)所完成相應(yīng)工作，在流水線上高效、高質(zhì)地完成重復(fù)工作……人工智能在各個(gè)領(lǐng)域的快速發(fā)展與滲入，喚起了我們編輯的極大興趣。

2 選題策劃

吳重光教授在化學(xué)工業(yè)出版社曾經(jīng)出版了《化工仿真實(shí)習(xí)指南》（2012年10月出版，ISBN：9787122142627）和《智能型危化品安全與特種作業(yè)仿真培訓(xùn)指南》（2020年8月出版，ISBN：9787122363503）。前者是吳教授所開發(fā)的“化工過程及系統(tǒng)控制仿真實(shí)習(xí)系列軟件”全面且詳盡的說明，其仿真訓(xùn)練對(duì)于讀者了解化工過程工藝和提高對(duì)工藝過程的控制能力具有特殊效果；后者是與危險(xiǎn)化學(xué)品特種作業(yè)人員安全技術(shù)培訓(xùn)與考核軟件配套的教材，其中的仿真軟件涵蓋7 種典型的化工單元系統(tǒng)，操作畫面通用性強(qiáng)，便于大批量學(xué)員的培訓(xùn)與考核。而開發(fā)以上系列軟件所應(yīng)用的知識(shí)圖譜建模和智能推理技術(shù)都有一定程度的創(chuàng)新，這無疑已經(jīng)踏入了新一代人工智能技術(shù)的門檻。

目前現(xiàn)有的教科書多數(shù)局限于人工智能自身概念或原理介紹，而構(gòu)建領(lǐng)域知識(shí)本體和人工智能工業(yè)應(yīng)用技術(shù)的指導(dǎo)書奇缺。向應(yīng)用群體廣泛普及人工智能的實(shí)用知識(shí)，直接開發(fā)大眾化、方便易用、先進(jìn)的新一代人工智能應(yīng)用軟件并將其推廣普及，迫在眉睫。恰在此時(shí)，吳教授的一本書稿《仿真與智能教學(xué)》編寫完成。2020年，科技部將“工業(yè)領(lǐng)域知識(shí)自動(dòng)構(gòu)建與推理決策技術(shù)及應(yīng)用”列入新一代人工智能重大項(xiàng)目。我們認(rèn)為這個(gè)核心技術(shù)和吳教授的新書理念完全契合，故與吳教授協(xié)商，將新書定名為《知識(shí)圖譜建模與智能推理技術(shù)》。

3 圖書特色

回顧《知識(shí)圖譜建模與智能推理技術(shù)》的出版過程，如果要用幾個(gè)詞來簡(jiǎn)要概括的話，那應(yīng)該是：內(nèi)容創(chuàng)新方法實(shí)用；編寫團(tuán)隊(duì)強(qiáng)大；編輯加工精益求精；配套資源豐富。

3.1 內(nèi)容創(chuàng)新方法實(shí)用

《知識(shí)圖譜建模與智能推理技術(shù)》的主要內(nèi)容及特點(diǎn)，大致可以歸納為：⑴ 以知識(shí)本體、信息標(biāo)準(zhǔn)化、領(lǐng)域知識(shí)本體、方法和任務(wù)知識(shí)本體為基礎(chǔ)的知識(shí)建模方法，以高效推理算法、圖論和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹⒒诜?hào)有向圖的深度學(xué)習(xí)為基礎(chǔ)的推理引擎技術(shù)，基于兩者進(jìn)行系列軟件AI3 的設(shè)計(jì)開發(fā)，以及AI3 在智能教學(xué)和過程工業(yè)中的應(yīng)用。⑵ “卡脖子”核心技術(shù)突破。⑶ 相關(guān)算法和核心程序的公開；⑷ AI3 的普及版可自由拷貝，不限使用。本書全面詳細(xì)地介紹了新一代人工智能系統(tǒng)的核心技術(shù)及其實(shí)現(xiàn)方法，具有多領(lǐng)域普遍應(yīng)用價(jià)值。

多年的實(shí)際應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)表明：我們?cè)谥R(shí)建模和智能推理技術(shù)方面與歐美先進(jìn)國(guó)家差距并不算太大。目前，我國(guó)人工智能的主要短板是人工智能應(yīng)用技術(shù)人才極度缺乏，特別是具有工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的知識(shí)圖譜建模人才的奇缺，導(dǎo)致實(shí)時(shí)專家系統(tǒng)的工業(yè)應(yīng)用難以適應(yīng)工業(yè)裝置技術(shù)改造和進(jìn)化，最終使得系統(tǒng)無法繼續(xù)使用，因此需要培訓(xùn)現(xiàn)場(chǎng)的技術(shù)人員學(xué)會(huì)構(gòu)建知識(shí)圖譜模型、需要結(jié)合實(shí)際的仿真演示軟件、需要將知識(shí)圖譜建模和智能推理方法很好地集成到國(guó)內(nèi)工程輔助教學(xué)中、需要進(jìn)一步提高知識(shí)圖譜建模和智能推理軟件的自動(dòng)更新功能。這正是出版本書的現(xiàn)實(shí)意義。

3.2 編寫團(tuán)隊(duì)強(qiáng)大

本書內(nèi)容是幾十年來師生合作，多單位、多學(xué)科和多個(gè)科研單位集體智慧的結(jié)晶，參與編寫的還有北京思創(chuàng)信息系統(tǒng)有限公司的納永良博士，北京化工大學(xué)的張貝克博士、許欣博士、高東博士，清華大學(xué)的王雄教授、肖德云教授和楊帆博士后，以及中石化青島安全工程研究院的張衛(wèi)華博士。學(xué)校和企業(yè)分別從智能教學(xué)和工程實(shí)踐方面提供了材料和相關(guān)反饋。

3.3 編輯加工認(rèn)真

在編輯加工方面，交叉加工，查漏補(bǔ)缺，力求精益求精。由于人工智能不屬于某個(gè)特定的專業(yè)方向，但又與諸多方向都具有相關(guān)性，其內(nèi)容創(chuàng)新性強(qiáng)，框架大，理論性強(qiáng)，涉及專業(yè)面廣，加工難度大。在加工過程中，多次向吳重光教授請(qǐng)教，吳教授每次都耐心解答，有時(shí)候?yàn)榱苏f清楚某個(gè)專業(yè)術(shù)語，還會(huì)把相關(guān)內(nèi)容介紹一番，從而使我們加強(qiáng)了對(duì)書稿的整體把控。

3.4 配套資源立體

本書公開了相關(guān)算法和程序，使得研究人員僅用一臺(tái)電腦就可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜系統(tǒng)的人工智能應(yīng)用。本書中所開發(fā)的系列軟件AI3 軟件，分為AI3 普及版、AI3智能教學(xué)版以及AI3 專業(yè)版，其中AI3 普及版可以登錄化工社教學(xué)資源網(wǎng)下載，自由拷貝，不限使用。本書還配套了豐富的電子資源，掃描相關(guān)二維碼即可觀看軟件的使用說明以及基本操作規(guī)范的PPT 講解，還有特種作業(yè)考核錄像集，跟隨視頻操作，可以快速掌握軟件的基本技能。

4 結(jié)語

研究人工智能知識(shí)圖譜建模與智能推理關(guān)鍵技術(shù)及軟件并應(yīng)用于實(shí)踐，是吳教授團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期的夢(mèng)想和不懈的追求；出版新一代人工智能領(lǐng)域的相關(guān)書籍，報(bào)道相關(guān)重要研究，是我們出版人的責(zé)任。在“十四五”開局之年，希望《知識(shí)圖譜建模與智能推理技術(shù)》一書能在人工智能應(yīng)用技術(shù)的研發(fā)方面對(duì)科研人員起到拋磚引玉的作用，也希望更多的人能夠使用AI3 系列軟件與仿真訓(xùn)練軟件的聯(lián)合平臺(tái)，并發(fā)揮其在教學(xué)和工業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)中的最大作用。