新一代人工智慧：從“感知智慧”向“認知智慧”轉化

光明日報記者 劉茜 陳建強

　　新一代人工智慧正在逐步從感知智慧向認知智慧轉化——這是全國政協副主席、中國科協主席萬鋼在第五屆世界智慧大會上作出的判斷。

　　“感知智慧是機器具備了視覺、聽覺、觸覺等感知能力，將多元數據結構化，並用人類熟悉的方式去溝通和互動。”萬鋼認為，“認知智慧則是從類腦的研究和認知科學中汲取靈感，結合跨領域的知識圖譜、因果推理、持續學習等，賦予機器類似人類的思維邏輯和認識能力，特別是理解、歸納和應用知識的能力。”他以新能源智慧汽車為例，闡釋了“感知智慧”向“認知智慧”轉化的現實圖景：新一代智慧汽車除了應用系統感知的智慧，實現對周邊環境的感知和處理外，還必須通過車網協同、車路協同，甚至綜合處理超感知的因素，比如地理、交通、路口、信號、氣象等實時信息，從而實現更加安全、便捷、高效的智慧服務。

　　“感知智慧向認知智慧的快速迭代，就更需要跨界協同，進一步提升智慧裝備的質量和效益。其中最為重要的一環，就是要更加重視類腦科學研究，用創新的理論來指導人工智慧的發展。”萬鋼表示。

　　事實上，“感知智慧”向“認知智慧”轉化，是新一代人工智慧的發展趨勢。在眾多的研究者和産業化隊伍中，不乏捷足先登者。

　　在天津醫院康復科的治療室裏，63歲的腦出血患者徐寶釧正在借助天津大學神經工程團隊研發的康復機器人系統，依靠運動想象進行手腕功能康復訓練。幫助他的康復機器人叫“神工”，核心技術就是腦機接口，這項技術便是人工認知智慧的典型。

　　“神工”的“爸爸”是個70後的山東人，有著令人印象深刻的名字——明東。1994年，明東考入天津大學精儀學院生物醫學工程專業學習。“我們專業本科學制5年，醫工兼修。在讀博期間，看到許多截癱患者後期康復治療非常困難，當時我就想，如果通過機器採集和讀取腦電信號，然後解碼輸出控制信號，讓身體執行，是不是可以為截癱患者建立新的人工運動神經通路，重新獲得運動能力。”

　　明東介紹：“大腦不但有極為複雜的神經網絡結構，還有千變萬化的動態信息。每説一段話，大腦裏可能有上億個涉及的神經細胞在發放電信號。”頭皮腦電波的信號非常微弱，只有百萬甚至千萬分之一伏，科研工作者要通過傳感裝置監測不同活動腦電波的變化，再通過這些信息研判出人在做什麼樣的思考或者有什麼意圖。捕捉、破譯頭皮腦電信號類似于在非常嘈雜的購物中心遠遠地聽見、聽懂一個人自言自語的呢喃。聽到腦語、解讀腦語、輸出腦語，涉及傳感、材料、算法、介質……聽上去都不輕鬆，研究過程的艱難可想而知。

　　2014年，首臺適用於全肢體中風康復的人工神經機器人系統——“神工一號”研製成功。融合了運動想象腦機接口技術和物理訓練康復療法，該系統在中風患者體外，倣生構築了一條人工神經通路，經過模擬解碼患者的運動康復意念信息，進而驅動多級神經肌肉電刺激技術，産生對應動作。隨後“神工二號”“神工三號”相繼研發成功。目前，“神工”已通過國家食品藥品監督管理總局（CFDA）檢測，在天津、山東多地三甲醫院進行臨床試驗，受益患者數千例。

　　明東介紹，腦機接口技術有三個發展階段：腦機接口、腦機交互和腦機融合。目前正由第一階段向第二階段發展過渡，未來腦機接口技術，將從目前腦機單向接口，進化為腦機雙向“交互”，最終有望實現腦機完全智慧“融合”。

　　智慧網聯汽車，也是適應新一代人工智慧的演進趨勢，正在勃興的産業集群。換言之，“感知智慧”向“認知智慧”轉化，更醒目地在交通領域顯現出來。但是，如何通過産業協同、系統集成，構建精密、龐大、統一的智慧網絡，使得每一輛人工智慧汽車都能獲得具備“認知智慧”的系統支撐，卻是當前亟須攻克的難題。在第5屆世界智慧大會智慧交通峰會上，眾多專家一致認為：“作為未來産業發展的戰略制高點，我國智慧網聯汽車産業發展已取得顯著成效，目前的重點是從關鍵技術創新、基礎設施建設、標準法規完善、商業模式探索等方面協同發力，加快形成産業競爭優勢。”

　　“提高智慧網聯汽車的測試效率，降低測試成本，保障測試的有效性，是當前智慧網聯汽車迫切需要解決的一大難題。”帶領團隊做了近30年傳統車輛測試的長安大學副校長趙祥模説，我國目前在智慧網聯汽車測試方面存在5個問題：缺少科學系統多維度智慧網聯汽車測試評價理論體系，測試場景數據庫還不夠完善、場景數據結構與自動重構技術亟待突破，柔性測試工具鏈和自適應加速測試技術不完善，封閉測試場景構建方法和場地測試技術以及核心測試裝備有待突破，沒有完善的系統級或者整車級測試評價標準體系。據了解，長安大學已開展有關工作，具體包括在國內建設了首個智慧網聯高速公路測試基地，建設全國高校唯一車聯網與智慧汽車測試場，開展智慧網聯汽車測試場景構建方法研究和部署工作，研發一些測試工具和測試移動平臺，開放國內外首套智慧駕駛室內測試平臺，開展網聯環境下群體控制測試，開展廣泛深入的國際合作等。