【正文】
創(chuàng)新型國家的大目標(biāo),在中國學(xué)位體系中增設(shè)智能科學(xué)與技術(shù)博士和碩士學(xué)位授權(quán)一級學(xué)科。這個(gè)建議凝聚了中國廣大人工智能教育工作者的心智心血和他們的遠(yuǎn)見卓識,對中國人工智能學(xué)科建設(shè)具有十分深遠(yuǎn)的意義。近兩年來,中國的人工智能已發(fā)展成為國家戰(zhàn)略。國家最高領(lǐng)導(dǎo)人習(xí)近平、李克強(qiáng)發(fā)表重要講話,對發(fā)展中國人工智能和機(jī)器人學(xué)給予高屋建瓴的指示與支持。2014年6月9日,習(xí)近平總書記在中國科學(xué)院第十七次院士大會(huì)、中國工程院第十二次院士大會(huì)開幕式上發(fā)表重要講話強(qiáng)調(diào):“由于大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)同機(jī)器人技術(shù)相互融合步伐加快,3D打印、人工智能迅猛發(fā)展,制造機(jī)器人的軟硬件技術(shù)日趨成熟,成本不斷降低,性能不斷提升,軍用無人機(jī)、自動(dòng)駕駛汽車、家政服務(wù)機(jī)器人已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí),有的人工智能機(jī)器人已具有相當(dāng)程度的自主思維和學(xué)習(xí)能力?!覀円獙彆r(shí)度勢、全盤考慮、抓緊謀劃、扎實(shí)推進(jìn)?!边@是黨和國家最高領(lǐng)導(dǎo)人首次對人工智能和相關(guān)智能技術(shù)的高度評價(jià),是對開展人工智能和智能機(jī)器人技術(shù)開發(fā)的莊嚴(yán)號召和大力推動(dòng)。2015年十二屆全國人大三次會(huì)議上,李克強(qiáng)總理在政府工作報(bào)告中提出:“人工智能技術(shù)將為基于互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域的創(chuàng)新應(yīng)用提供核心基礎(chǔ)。未來人工智能技術(shù)將進(jìn)一步推動(dòng)關(guān)聯(lián)技術(shù)和新興科技、新興產(chǎn)業(yè)的深度融合,推動(dòng)新一輪的信息技術(shù)革命,勢必將成為我國經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級的新支點(diǎn)?!边@是對人工智能技術(shù)的重要作用給予的充分肯定,是對人工智能的有力促進(jìn)。2015年5月,國務(wù)院發(fā)布《中國制造2025》(圖4),部署全面推進(jìn)實(shí)施制造強(qiáng)國戰(zhàn)略。這是中國實(shí)施制造強(qiáng)國戰(zhàn)略第一個(gè)十年的行動(dòng)綱領(lǐng)。圍繞實(shí)現(xiàn)制造強(qiáng)國的戰(zhàn)略目標(biāo),《中國制造2025》明確了9項(xiàng)戰(zhàn)略任務(wù)和重點(diǎn)。這些戰(zhàn)略任務(wù),無論是提高創(chuàng)新能力、信息化與工業(yè)化深度融合、強(qiáng)化工業(yè)基礎(chǔ)能力、加強(qiáng)質(zhì)量品牌建設(shè),或是推動(dòng)重點(diǎn)領(lǐng)域突破發(fā)展、全面推行綠色制造、推進(jìn)制造業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、發(fā)展服務(wù)型制造和生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)、提高制造業(yè)國際化發(fā)展水平,都離不開人工智能的參與,都與人工智能的發(fā)展密切相關(guān)。人工智能是智能制造不可或缺的核心技術(shù)。2016年4月,工業(yè)和信息化部、國家發(fā)展改革委、財(cái)政部等三部委聯(lián)合印發(fā)了《機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2016—2020年)》,為“十三五”期間中國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展描繪了清晰的藍(lán)圖。該發(fā)展規(guī)劃提出的大部分任務(wù),如智能生產(chǎn)、智能物流、智能工業(yè)機(jī)器人、人機(jī)協(xié)作機(jī)器人、消防救援機(jī)器人、手術(shù)機(jī)器人、智能型公共服務(wù)機(jī)器人、智能護(hù)理機(jī)器人等,都需要采用各種人工智能技術(shù)。人工智能也是智能機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵核心技術(shù)。2016年5月,國家發(fā)改委和科技部等4部門聯(lián)合印發(fā)《“互聯(lián)網(wǎng)+”人工智能三年行動(dòng)實(shí)施方案》,明確未來3年智能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展重點(diǎn)與具體扶持項(xiàng)目,進(jìn)一步體現(xiàn)出人工智能已被提升至國家戰(zhàn)略高度。根據(jù)方案的內(nèi)容,未來3年將在3個(gè)大方面、9個(gè)小項(xiàng)推進(jìn)智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展。國家最高領(lǐng)導(dǎo)人對人工智能的高度評價(jià)和對發(fā)展我國人工智能的指示,《中國制造2025》、《機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2016—2020 年)》和《“互聯(lián)網(wǎng)+”人工智能三年行動(dòng)實(shí)施方案》的發(fā)布與施行,體現(xiàn)了中國已把人工智能技術(shù)提升到國家發(fā)展戰(zhàn)略的高度,為人工智能的發(fā)展創(chuàng)造了前所未有的優(yōu)良環(huán)境,也賦予人工智能艱巨而光榮的歷史使命。2015年7月在北京召開了“2015中國人工智能大會(huì)”。發(fā)表了《中國人工智能白皮書》,包括“中國智能機(jī)器人白皮書”、“中國自然語言理解白皮書”、“中國模式識別白皮書”、“中國智能駕駛白皮書”和“中國機(jī)器學(xué)習(xí)白皮書”,為中國人工智能相關(guān)行業(yè)的科技發(fā)展描繪一個(gè)輪廓,給產(chǎn)業(yè)界指引一個(gè)發(fā)展方向。2016年4月由中國人工智能學(xué)會(huì)發(fā)起,聯(lián)合20余家國家一級學(xué)會(huì),在北京舉行“2016 全球人工智能技術(shù)大會(huì)暨人工智能60 周年紀(jì)念活動(dòng)啟動(dòng)儀式”(圖5)。這次活動(dòng)恰逢國際人工智能誕辰60周年,谷歌AlphaGo與韓國圍棋九段棋手李世石上演“世紀(jì)人機(jī)大戰(zhàn)”(圖6),將人工智能的關(guān)注度推到了前所未有的高度。啟動(dòng)儀式共同慶祝國際人工智能誕辰60周年,傳承和弘揚(yáng)人工智能的科學(xué)精神,開啟智能化時(shí)代的新征程。現(xiàn)在,人工智能已發(fā)展成為國家發(fā)展戰(zhàn)略,中國已有數(shù)以10萬計(jì)的科技人員和大學(xué)師生從事不同層次的人工智能相關(guān)領(lǐng)域研究、學(xué)習(xí)、開發(fā)與應(yīng)用,人工智能研究與應(yīng)用已在中國空前開展,碩果累累,必將為促進(jìn)其他學(xué)科的發(fā)展和中國的現(xiàn)代化建設(shè)做出新的重大貢獻(xiàn)。二、主要成就中國的人工智能研究開發(fā)、學(xué)科建設(shè)、產(chǎn)業(yè)應(yīng)用和社會(huì)服務(wù)等方面,已經(jīng)取得不俗的成就,主要可以從以下幾點(diǎn)得到證實(shí)。1981年9月建立了全國性的人工智能組織中國人工智能學(xué)會(huì)(CAAI),標(biāo)志著中國人工智能學(xué)科的誕生。1982年在長沙創(chuàng)辦中國人工智能學(xué)會(huì)刊物《人工智能學(xué)報(bào)》,成為中國人工智能學(xué)科領(lǐng)域的第一份學(xué)術(shù)刊物。中國人工智能學(xué)會(huì)大會(huì)每兩年舉行一次,至目前已舉辦16屆。中國人工智能學(xué)會(huì)成立后,又相繼成立了中國人工智能學(xué)會(huì)智能機(jī)器人專業(yè)委員會(huì)、機(jī)器學(xué)習(xí)專業(yè)委員會(huì)、模式識別專業(yè)委員會(huì)、自然語言處理專業(yè)委員會(huì)和智能控制專業(yè)委員會(huì)、人工智能教育工作委員會(huì)等。此外,中國計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)的一些二級學(xué)會(huì)也開展人工智能相關(guān)學(xué)術(shù)活動(dòng),為中國人工智能的發(fā)展做出了應(yīng)有貢獻(xiàn)。例如,中國計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)成立了人工智能與模式識別專業(yè)委員會(huì),中國自動(dòng)化學(xué)會(huì)成立了模式識別與機(jī)器智能專業(yè)委員會(huì)以及智能自動(dòng)化專業(yè)委員會(huì)等二級學(xué)會(huì)。有些省市也成立了地方人工智能學(xué)會(huì)。1989—2004 年,由中國人工智能學(xué)會(huì)、中國計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)等多個(gè)學(xué)會(huì)聯(lián)合舉辦過7屆中國人工智能聯(lián)合會(huì)議(CJCAI)。與人工智能密切相關(guān)的機(jī)器學(xué)習(xí)、模式識別、智能機(jī)器人、自然語言處理、專家系統(tǒng)等領(lǐng)域的學(xué)術(shù)組織也先后成立,學(xué)術(shù)活動(dòng)也十分熱烈。例如,國內(nèi)機(jī)器學(xué)習(xí)的重要學(xué)術(shù)活動(dòng)包括每兩年舉行一次的中國機(jī)器學(xué)習(xí)會(huì)議和每年舉行的中國機(jī)器學(xué)習(xí)及其應(yīng)用研討會(huì)。前者由中國計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)人工智能與模式識別專業(yè)委員會(huì)協(xié)辦,目前已歷經(jīng)15屆。后者每屆會(huì)議包括特邀報(bào)告、大會(huì)交流及Top Conference Review等部分,迄今已歷經(jīng)13屆。又如,中國人工智能學(xué)會(huì)智能機(jī)器人專業(yè)委員會(huì)自1993年成立以來,每兩年舉行一次全國智能機(jī)器人學(xué)術(shù)會(huì)議,已組織過11屆,還與其他學(xué)會(huì)共同舉辦過6次中國機(jī)器人聯(lián)合會(huì)議。在王湘浩倡導(dǎo)與組織下,全國高校人工智能研討會(huì)研究班自1980年起每年舉行一次,是國內(nèi)最早的人工智能學(xué)術(shù)研討活動(dòng)。這些人工智能學(xué)術(shù)組織和會(huì)議開展廣泛深入的國內(nèi)外學(xué)術(shù)交流,對開展人工智能學(xué)術(shù)活動(dòng)和組織科技交流起到積極的作用,有力推動(dòng)了中國人工智能科技發(fā)展和學(xué)科建設(shè)。國家已先后設(shè)立了各種與人工智能相關(guān)的研究課題,如國家自然科學(xué)基金重大專項(xiàng)、重點(diǎn)項(xiàng)目和面上項(xiàng)目,國家863計(jì)劃項(xiàng)目,國家重大戰(zhàn)略項(xiàng)目智能制造2025等。在這些科研基金的支持下,國內(nèi)人工智能研究已取得許多突出成果。1)人工智能基礎(chǔ)研究成果突出除了前面提到的幾何定理證明的“吳氏方法”外,吳文俊還于2004 年發(fā)表了重要論文“計(jì)算機(jī)時(shí)代的腦力勞動(dòng)機(jī)械化與科學(xué)技術(shù)現(xiàn)代化”,宣布他在幾何定理證明“機(jī)械化”方面的系列成果,指出:“在幾何定理機(jī)器證明取得成功之后的20多年來,筆者與許多志同道合的同志們在科技部、科學(xué)院、基金委等大力支持下,開展了一場可謂‘?dāng)?shù)學(xué)機(jī)械化’的‘運(yùn)動(dòng)’,在理論與應(yīng)用諸多方面都已取得了若干成功?!眹鴥?nèi)學(xué)者在人工智能的諸多領(lǐng)域,如問題求解、不確定推理、泛邏輯理論、拓?fù)鋵W(xué)、模式識別、圖像處理、機(jī)器學(xué)習(xí)、專家系統(tǒng)、智能計(jì)算和智能控制等領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究也多有建樹,取得一批具有國際先進(jìn)水平的創(chuàng)造性成果。例如,在模式識別方面,對文字識別、語音識別(圖7)、指紋識別、人臉識別、虹膜識別和步態(tài)識別等進(jìn)行深入研究,涉及生物醫(yī)學(xué)、衛(wèi)星遙感、機(jī)器人視覺、貨物檢測、目標(biāo)跟蹤、自主導(dǎo)航、保安、銀行、交通、軍事、電子商務(wù)和多媒體網(wǎng)絡(luò)通信等應(yīng)用領(lǐng)域。又如,機(jī)器學(xué)習(xí)也是人工智能的核心研究領(lǐng)域之一?,F(xiàn)在機(jī)器學(xué)習(xí)的大數(shù)據(jù)往往體現(xiàn)出多源異構(gòu)、語義復(fù)雜、規(guī)模巨大、動(dòng)態(tài)多變等特殊性質(zhì),為傳統(tǒng)機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)帶來了新的挑戰(zhàn)。為應(yīng)對這一挑戰(zhàn),國內(nèi)科技企業(yè)巨頭華為、百度等與國外巨頭谷歌、微軟、亞馬遜等展開競爭,紛紛成立以機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)為核心的研究院,以充分挖掘大數(shù)據(jù)中蘊(yùn)含的巨大商業(yè)與應(yīng)用價(jià)值。深度學(xué)習(xí)是機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域一個(gè)新興的子領(lǐng)域與研究方向,它是一種通過多層表示來對數(shù)據(jù)之間的復(fù)雜關(guān)系進(jìn)行建模的算法。深度學(xué)習(xí)模仿人腦結(jié)構(gòu),具有更強(qiáng)的建模和推理能力,能夠更有效地解決多類復(fù)雜的智能問題。近年來,中國在深度學(xué)習(xí)研究方面也取得重要進(jìn)展,一些研究成果接近或達(dá)到國際先進(jìn)水平。中國學(xué)者在自動(dòng)規(guī)劃領(lǐng)域也取得開創(chuàng)性成果。1985年提出與發(fā)展了基于專家系統(tǒng)的機(jī)器人規(guī)劃機(jī)理與方法,實(shí)現(xiàn)了人工智能專家系統(tǒng)與機(jī)器人技術(shù)的結(jié)合,為基于知識的自動(dòng)規(guī)劃和高層控制開辟了一條新途徑,對提高生產(chǎn)的智能化水平具有重要意義,并推動(dòng)國內(nèi)外機(jī)器人規(guī)劃研究的發(fā)展。該成果被廣泛引用,并被收入清華大學(xué)吳麒等主編的全國高校規(guī)劃教材《自動(dòng)控制原理》。1999年以來,又在機(jī)器人進(jìn)化規(guī)劃方面取得創(chuàng)新性成果。國內(nèi)在認(rèn)知計(jì)算、情感計(jì)算、模式識別、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、智能駕駛、水下機(jī)器人和其他智能機(jī)器人等領(lǐng)域也取得一批具有國際先進(jìn)水平的研究成果,培養(yǎng)了一批優(yōu)秀的學(xué)術(shù)帶頭人:郭愛克、任繼福、李衍達(dá)、王守覺、焦李成、賀漢根、蔡鶴皋、徐玉如和黃心漢等。此外,有些人工智能基礎(chǔ)研究獲得國際獎(jiǎng)勵(lì),如1990年張鈸獲得ICL歐洲人工智能獎(jiǎng),蔡自興指導(dǎo)的王勇博士獲得2015 IEEE計(jì)算智能學(xué)會(huì)優(yōu)秀博士學(xué)位論文獎(jiǎng)等。值得一提的是美籍華裔學(xué)者王浩對人工智能的杰出貢獻(xiàn)。1958 年夏天,王浩在紐約州的IBM實(shí)驗(yàn)室的一臺(tái)IBM704機(jī)器上用匯編語言編寫了3個(gè)程序,證明了羅素和懷特?!稊?shù)學(xué)原理》中的200多個(gè)定理。他關(guān)于數(shù)理邏輯的一個(gè)命題被國際上定為“ 王氏悖論”。1966年,他在哈佛大學(xué)指導(dǎo)的博士生Stephen Cook,因NP 完全性方面的開創(chuàng)性研究成果而獲得1982年圖靈獎(jiǎng)。王浩還與吳文俊進(jìn)行了合作研究。2)專用人工智能開發(fā)有所突破中國在專用人工智能領(lǐng)域取得了突破性的進(jìn)展,已在自然語言處理和語音識別、圖像識別、機(jī)器學(xué)習(xí)、虛擬現(xiàn)實(shí)、智能處理器、認(rèn)知計(jì)算、智能駕駛和智能機(jī)器人等方面取得一大批具有國際先進(jìn)水平的應(yīng)用成果。互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)推動(dòng)人工智能進(jìn)入了新的發(fā)展階段。中國的智能語音技術(shù)在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、呼叫中心、智能家居、汽車電子等領(lǐng)域的研究與應(yīng)用逐步深入,帶動(dòng)智能語音產(chǎn)業(yè)規(guī)模持續(xù)快速增長。%的市場份額繼續(xù)處于國內(nèi)領(lǐng)先地位。智能語音正在成為主流的交互方式之一。近幾年在多層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的深度學(xué)習(xí)和深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)已在中國很多模式識別領(lǐng)域獲得成功應(yīng)用。其中,中國科學(xué)院自動(dòng)化研究所譚鐵牛團(tuán)隊(duì)在虹膜識別領(lǐng)域,堅(jiān)持從虹膜圖像信息獲取的源頭進(jìn)行系統(tǒng)創(chuàng)新,全面突破虹膜識別領(lǐng)域的成像裝置、圖像處理、特征抽取、識別檢索、安全防偽等一系列關(guān)鍵技術(shù),建立了虹膜識別比較系統(tǒng)的計(jì)算理論和方法體系,還建成目前國際上最大規(guī)模的共享虹膜圖像庫,已大規(guī)模用于煤礦人員辨識和北京城鐵監(jiān)控等,并在70個(gè)國家和地區(qū)的3000 多個(gè)科研團(tuán)隊(duì)推廣使用,有力推動(dòng)了虹膜識別學(xué)科發(fā)展。在2010年舉行的國際上難度最高、規(guī)模最大的虹膜識別專業(yè)測評競賽中,譚鐵牛團(tuán)隊(duì)提交的算法,從來自25個(gè)國家和地區(qū)的41支參賽團(tuán)隊(duì)里脫穎而出,%的絕對優(yōu)勢蟬聯(lián)虹膜識別算法賽事冠軍(圖8)。在2008年進(jìn)行的上屆國際虹膜識別算法競賽上,譚鐵牛團(tuán)隊(duì)?wèi)?zhàn)勝來自35個(gè)國家和地區(qū)的97支參賽隊(duì)伍。這充分展示出中國在虹膜識別領(lǐng)域領(lǐng)先國際的整體實(shí)力。在模式識別領(lǐng)域,石青云領(lǐng)銜的北大高科指紋技術(shù)有限公司在指紋識別領(lǐng)域取得領(lǐng)先成果,成為國家科技強(qiáng)警的利劍。專家系統(tǒng)已在國內(nèi)獲得廣泛應(yīng)用,應(yīng)用領(lǐng)域涉及工業(yè)、農(nóng)業(yè)等行業(yè),其經(jīng)濟(jì)效益相當(dāng)可觀。例如,在冶金專家系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用方面,已把專家系統(tǒng)技術(shù)用于高爐建模、監(jiān)控與診斷等,建立了基于多核學(xué)習(xí)的高爐自動(dòng)化框架、基于Volterra級數(shù)的高爐系統(tǒng)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)建模、高爐熱風(fēng)爐流量設(shè)定、高爐爐溫預(yù)測、鐵水含硅量預(yù)報(bào)、數(shù)據(jù)采集處理、布料狀態(tài)評估、爐況分析與監(jiān)控、診斷與決策支持等專家系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)高爐煉鐵過程的智能化(圖9)。3)計(jì)算智能與進(jìn)化計(jì)算研究引人注目計(jì)算智能是人工智能的新領(lǐng)域,涉及模糊計(jì)算,神經(jīng)計(jì)算、進(jìn)化計(jì)算和免疫計(jì)算等。近10多年來,中國在計(jì)算智能特別是進(jìn)化計(jì)算研究方面取得不少國際領(lǐng)先成果。中國科技大學(xué)、中南大學(xué)、西安電子科技大學(xué)和中國科學(xué)院自動(dòng)化研究所等院校都做出頗具影響的貢獻(xiàn)。蔡自興團(tuán)隊(duì)在進(jìn)化計(jì)算領(lǐng)域研究取得的成果就是一個(gè)很好的例證。蔡自興團(tuán)隊(duì)提出的一些進(jìn)化計(jì)算算法處于國際領(lǐng)先水平,引起國際進(jìn)化計(jì)算學(xué)界的廣泛重視,已成為相關(guān)算法比較的基準(zhǔn),不僅對算法設(shè)計(jì)觀點(diǎn)頗有指導(dǎo)價(jià)值,而且已成功地應(yīng)用于國內(nèi)外30多個(gè)領(lǐng)域,并得到國際高級檢索機(jī)構(gòu)的頂級檢錄,已對國際計(jì)算智能研究產(chǎn)生重要影響。例如,他們提出的一種單目標(biāo)差分進(jìn)化算法CoDE,已成為美國加州大學(xué)伯克利分校Rickard O C 和Sitar N 設(shè)計(jì)的商業(yè)軟件bSLOP 的核心技術(shù)。該軟件已在蘋果官方網(wǎng)站上售出。Sahalos J N、Yao X 和Najy W K A 分別把CoDE 算法成功地直接應(yīng)用于移動(dòng)通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)、產(chǎn)品缺陷預(yù)測軟件和電網(wǎng)保護(hù)協(xié)調(diào)。很少有同類算法能夠引起國際上如此密切關(guān)注和獲得這么多的優(yōu)化問題的成功應(yīng)用。此外,他們提出的一種被國際上廣泛引用和應(yīng)用的算法,被稱為“蔡王算法”(CW Algorithm),獲得好評。近10多年來,計(jì)算智能“中國海外軍團(tuán)”異軍突起,成績斐然。在計(jì)算智能與進(jìn)化算法研究領(lǐng)域,Yao X(姚Jin Y C(金耀初)等的研究成果獲得國際同行公認(rèn),成為進(jìn)化計(jì)算領(lǐng)域的國際學(xué)術(shù)領(lǐng)軍人物,并為中國的計(jì)算智能與進(jìn)化計(jì)算研究起到促進(jìn)作用。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),自1987 年人工智能著作開禁以來全國已編著出版了70多部人工智能著作。這些著作有專著,也有教材,不乏深受讀者歡迎的高水平作品。例如,上面提到的引領(lǐng)人工智能著作開禁的《人工智能及其應(yīng)用》(圖10),已先后出版了7個(gè)版本,印刷50多次,發(fā)行40多萬冊,擁有上百萬讀者