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| 本文作者： 叢末 | 2019-09-13 21:34 |
雷鋒網(wǎng) AI 科技評論按：對于索尼計算機(jī)科學(xué)實驗室總裁兼 CEO 北野宏明而言，最為人所知的便是他在機(jī)器人領(lǐng)域所取得的一系列突破性成就，而其中最濃墨重彩的一筆，則要數(shù)他早在 1993 年發(fā)起成立的機(jī)器人世界杯 RoboCup，發(fā)展至今，這項賽事已然達(dá)到了機(jī)器人領(lǐng)域無人不曉的地位。
RoboCup
而對于他個人而言，用「對諸多研究領(lǐng)域都有著廣泛興趣的探索者」來作為他的前綴，或許更為合適。機(jī)器人和人工智能以外，他在系統(tǒng)生物學(xué)、人工生命、癌癥治療等其他領(lǐng)域都做出了先驅(qū)性的貢獻(xiàn)。除了是索尼計算機(jī)科學(xué)實驗室總裁兼 CEO，他還是日本系統(tǒng)生物學(xué)研究所負(fù)責(zé)人、理化學(xué)研究所（RIKEN）綜合醫(yī)學(xué)科學(xué)中心小組主任，這些頭銜無一不彰顯著其在涉及的幾乎所有研究領(lǐng)域所取得的杰出成就。
9 月 2 日，在騰訊 AI Lab 攜手 Nature Research（自然科研）及旗下《自然-機(jī)器智能》、《自然-生物醫(yī)學(xué)工程》兩本期刊聯(lián)合舉辦世界首屆「Nature Conference - AI 與機(jī)器人大會」上，北野宏明博士在主題為《諾貝爾-圖靈挑戰(zhàn)賽：創(chuàng)造科學(xué)發(fā)現(xiàn)的引擎》的報告中，再次為大家?guī)硭麑τ谌斯ぶ悄芪磥戆l(fā)展的一項新的思考成果——諾貝爾-圖靈挑戰(zhàn)賽，而這項成果，更被北野宏明博士視作他目前最引以為豪的一項成就。
AI 科技評論在現(xiàn)場對北野宏明博士進(jìn)行了專訪，繼在此前的一篇文章中對北野宏明博士目前為止的研究經(jīng)歷和取得的成果進(jìn)行了橫向介紹，本文將帶大家縱向了解北野宏明博士充滿探索色彩的研究生涯。
問：您被視作 AI 和機(jī)器人領(lǐng)域的重量級大師，在您的研究工作中，是如何將 AI 技術(shù)結(jié)合應(yīng)用到機(jī)器人研究中的呢？
北野宏明：我研究的機(jī)器人基本上都是智能機(jī)器人或者說自動化機(jī)器人，所以我不僅僅要讓機(jī)器人能夠移動，還要讓它們能夠理解周圍環(huán)境、知道如何為下一步的移動做出決策，等等此類的智能行為都是機(jī)器人需要實現(xiàn)的。
所以在機(jī)器人研究中融入 AI 技術(shù)，對于我而言就是一件順理成章的事情。
問：您的研究領(lǐng)域非常廣泛，除了人工智能和機(jī)器人領(lǐng)域，您在系統(tǒng)生物學(xué)、人工生命、癌癥治療等其他領(lǐng)域都做出了杰出的貢獻(xiàn)。其中，您在系統(tǒng)生物學(xué)領(lǐng)域研究數(shù)載，那系統(tǒng)生物學(xué)對于您在人工智能系統(tǒng)的設(shè)計上具有怎樣的指導(dǎo)意義呢？
北野宏明：我之所以開始研究生物學(xué)的原因之一，就是我意識到，我們一直在試圖理解的人工智能，實際上是生物進(jìn)化的一部分產(chǎn)物，其規(guī)則是適者生存和反復(fù)繁衍。
因此，我認(rèn)為應(yīng)該要深入了解生物學(xué)，這樣才能更好地理解智能到底為何，因為人工智能并不僅僅是系統(tǒng)層面的東西，同時也需要將生物學(xué)的概念融合到其中。
對于生物學(xué)系統(tǒng)而言，如果想要運行，需要以特定方式交互的多個蛋白和基因共同進(jìn)行動態(tài)交互。不僅如此，在生物學(xué)中，各個部分的結(jié)合交互比單個部分的交互，要更有用。而傳統(tǒng)的系統(tǒng)則是聚焦的，而非從整體出發(fā)的，這也是我開始研究系統(tǒng)生物學(xué)的原因。
對于我來說，從機(jī)器人和 AI 研究領(lǐng)域轉(zhuǎn)到生物科學(xué)，是非常自然的轉(zhuǎn)變。
問：您在諸多領(lǐng)域都獲得了杰出的成就，其中您最引以為豪的成就是哪個？
北野宏明：對于我而言，我最引以為豪的成就一直都「正在路上」。
目前我認(rèn)為我最引以為豪的一項成就是我接下來要挑戰(zhàn)的事情——諾貝爾圖靈挑戰(zhàn)賽，我認(rèn)為這可能是我能夠為科學(xué)和社會能夠做出的重要貢獻(xiàn)。因為在未來，人類能做的最重要的事情之一，便是發(fā)現(xiàn)新的東西并且將新發(fā)現(xiàn)應(yīng)用到科學(xué)領(lǐng)域。
在過去對系統(tǒng)生物學(xué)的研究過程中，我了解到了一些問題，并找到了一些解決方案，所以我認(rèn)為當(dāng)其中最重要的問題被解決后，我能夠結(jié)合系統(tǒng)生物學(xué)、AI 去創(chuàng)建一個能夠自動進(jìn)行科學(xué)發(fā)現(xiàn)的 AI 和機(jī)器人系統(tǒng)，例如，系統(tǒng)可以自動發(fā)現(xiàn)一些可治愈的疾病。
如果這一目標(biāo)能夠?qū)崿F(xiàn)，我認(rèn)為這應(yīng)該是我目前最引以為豪的成果。
同時，RoboCup 對于我而言也有特殊的意義。當(dāng)時，數(shù)千人都對這項賽事都做出了貢獻(xiàn)，而不僅僅只有我，所以我對于我們這一群人共同創(chuàng)辦了這項賽事，也非常自豪。
RoboCup 啟發(fā)了日本、美國以及中國的很多企業(yè)開始研究自動化機(jī)器人，對未來的工業(yè)界帶來的改變不言而喻。
問：您于 1997 年創(chuàng)立 RoboCup 這一機(jī)器人世界杯，您當(dāng)時創(chuàng)立這個比賽是出于怎樣的契機(jī)？
北野宏明：我在參加 AAAI 時，觀看了一場機(jī)器人比賽，并且在參加其他人工智能和機(jī)器人會議時，看到機(jī)器人在會場承擔(dān)送咖啡等工作，不過，當(dāng)時這些任務(wù)都只要求機(jī)器人會移動即可。然而我意識到機(jī)器人不應(yīng)該僅僅能移動，這樣就太沒意思了，所以我當(dāng)時認(rèn)為我們應(yīng)該組織一項挑戰(zhàn)賽，要求機(jī)器人能夠快速移動、開展團(tuán)隊協(xié)作以及能做一些意義重大的事情。
這是我當(dāng)時提出 RoboCup 機(jī)器人世界杯賽的緣由。
并且我在當(dāng)時就認(rèn)為在三四十年后，機(jī)器人和人工智能將變得無處不在。也就是說，在上世紀(jì)九十年代的時候，我就在嘗試尋找到距離當(dāng)時三十年后，也就是 2020 年，機(jī)器人應(yīng)該實現(xiàn)怎樣的目標(biāo)。我認(rèn)為到 2020 年，機(jī)器人能夠?qū)崿F(xiàn)家用，也能夠在災(zāi)難救援等場景中使用，并且還會出現(xiàn)自動駕駛汽車等新鮮的事物。與此同時，我認(rèn)為到 2050 年，機(jī)器人和人工智能技術(shù)會落地到社會的各個角落。
而要實現(xiàn)這些目標(biāo)，我們要發(fā)展的技術(shù)有很多，比如要讓機(jī)器人能夠快速移動、理解其周圍充滿噪音和存在很多錯誤的環(huán)境、與其他機(jī)器人和人類進(jìn)行互動交流等等。
所以我嘗試提出所有人都能理解的、涵蓋所有要求實現(xiàn)的技術(shù)因素在內(nèi)的目標(biāo)。在這種情況下，我們?yōu)?RoboCup 提出的目標(biāo)是：組建一支完全智能化的類人機(jī)器人去奪取國際足聯(lián)世界杯的冠軍。
問：就機(jī)器人領(lǐng)域目前的發(fā)展現(xiàn)狀來看，您認(rèn)為到 2050 年，這一目標(biāo)能如期實現(xiàn)嗎？
北野宏明：目前，我們正在朝著這個目標(biāo)努力，并且依舊堅信我們能夠?qū)崿F(xiàn)。不過在此之前，我們還需要實現(xiàn)一些技術(shù)上的突破，才能成功實現(xiàn)這個目標(biāo)。
首先，針對一些類似于先進(jìn)裝備的系統(tǒng)，我們需要提出一個全新的系統(tǒng)，例如針對人造肌肉技術(shù)，就需要提出完全不同于以往的新的系統(tǒng)。
其次，是在材料方面的挑戰(zhàn)，現(xiàn)在機(jī)器人普遍使用的材料是塑料和鋁離子等，然而要想實現(xiàn)這一目標(biāo)，我們需要使用柔性材料來應(yīng)對其需求，比如說目前的機(jī)器人對于人類而言，危險系數(shù)依舊比較高，而使用柔性材料制造出來的機(jī)器人，才能更大程度保證它們對于人類的安全性，讓它們與人類在同一個舞臺中競技成為可能。
同時，目前機(jī)器人無論在感知還是在決策的速度上都并不是很快，因而我們需要讓機(jī)器人系統(tǒng)能夠快速移動，并且以能與人類匹敵的速度做出決策。
如果我們能夠在這些方面取得突破性進(jìn)展，我認(rèn)為機(jī)器人可以應(yīng)用到人類環(huán)境中的方方面面，包括家居室內(nèi)、工廠、養(yǎng)老院以及辦公室等場景，因為機(jī)器人不僅能夠與人類交互、快速進(jìn)行感知和決策，而且人類也不需要再擔(dān)心機(jī)器人存在的安全隱患。與此同時，在這些技術(shù)突破下，機(jī)器人的造價成本也會有所下降。
問：目前該賽事的規(guī)模多大，發(fā)展如何？
北野宏明：今年，RoboCup 在澳大利亞悉尼舉辦，來自中國、日本、美國、法國、加拿大、德國、韓國、伊朗等 40 多個國家的 170 多所科研機(jī)構(gòu)和高校的 3500 多名的機(jī)器人科學(xué)家和研發(fā)人員參加了本屆賽事，而之后，RoboCup 的規(guī)模會繼續(xù)壯大。
我認(rèn)為 RoboCup 發(fā)揮的作用不僅僅都是在技術(shù)層面的，還有教育層面的意義?，F(xiàn)在的小孩子可能還無法參加 RoboCup 比賽，但是他們能夠和機(jī)器人玩耍，進(jìn)行 AI 編程，在他們長大后，其中很多都會參加這項比賽。而即便其中一些人并不會走上科學(xué)研究這條路，他們也還是能夠了解到編程這件事的美妙之處以及科學(xué)背后的涵義。
它對于現(xiàn)在年輕人未來更多地選擇科學(xué)和科技類的職業(yè)的影響，是我看到的比較欣慰的一件事。
問：您怎樣看待 RoboCup 對于整個機(jī)器人領(lǐng)域發(fā)展的影響？
北野宏明：我認(rèn)為其中一個比較大的影響是，繼 RoboCup 以后，歐洲、美國、日本等國家創(chuàng)建了越來越多類似 RoboCup 的項目，在科學(xué)研究方法上發(fā)生了比較大的轉(zhuǎn)變。
不過與此同時需要注意的一點是，我們依舊需要非常重視基礎(chǔ)研究，并且實現(xiàn)一些超過預(yù)期的新發(fā)現(xiàn)。
諾貝爾圖靈挑戰(zhàn)賽：首個獎項授予 AI 還需二三十年
問：您在 IJCAI 的特邀演講中提到諾貝爾圖靈挑戰(zhàn)賽，在本次會議中您的演講內(nèi)容同樣也是這一主題，那您提出諾貝爾圖靈挑戰(zhàn)賽的契機(jī)是什么？
北野宏明：諾貝爾圖靈挑戰(zhàn)賽的想法源自于我的一個生物學(xué)研究項目。當(dāng)時我和另外一位日本教授一同領(lǐng)導(dǎo)一個探索人類衰老問題的項目，最終，我們建立了模型搜索到了很多衰老相關(guān)的數(shù)據(jù)，并且很幸運地找到了導(dǎo)致衰老的一些原因，例如相應(yīng)的一些分子和新陳代謝等。
在整個過程中，我們進(jìn)行了大量大膽的假設(shè)，然而針對每一種假設(shè)都需要建立模型，并且需要窮盡所有的模型才能找到完整的原因，這是我們?nèi)祟愒诳茖W(xué)研究上遇到的一大困境。
與此同時，經(jīng)過對系統(tǒng)生物學(xué)整整 20 多年的研究，我得出了一些啟發(fā)，比方說有很多問題其實要求我們解決在認(rèn)知方面存在的問題，就以怎樣彌合信息方面存在的鴻溝為例，我們需要非常多的信息來解決人類的信息和認(rèn)知偏差問題，比如說，七年前到現(xiàn)在出現(xiàn)了很多篇論文，基本上每年有 150 萬論文，每天有 4100 份論文，如果人類來閱讀這所有的論文，需要非常久的時間，并且根本無法窮盡這些知識。而機(jī)器，卻可以實現(xiàn)這些。
一開始，AI 可能在人類的科學(xué)發(fā)現(xiàn)中起到輔助性作用，但最終會出現(xiàn)具備高度自主能力的 AI 科學(xué)家，它們可能憑借其對人類局限的克服，來自動找到一些重大的科學(xué)發(fā)現(xiàn)。最終這一愿景是否能夠?qū)崿F(xiàn)我們可能還不確定，但是我們可以拭目以待。
問：諾貝爾圖靈挑戰(zhàn)賽對于科學(xué)發(fā)現(xiàn)具有怎樣的意義？
北野宏明：本挑戰(zhàn)賽的目標(biāo)在于推動開發(fā)用于科學(xué)發(fā)現(xiàn)的 AI 系統(tǒng)，讓 AI 系能實現(xiàn)諾獎級的重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)成為可能，屆時，諾貝爾獎委員會與其他科研社區(qū)可能也無法分辨該發(fā)現(xiàn)是來自人類科學(xué)家還是來自 AI。
最初，諾貝爾圖靈挑戰(zhàn)賽對于科學(xué)發(fā)現(xiàn)的意義，主要體現(xiàn)在為人類科學(xué)發(fā)現(xiàn)中的假設(shè)進(jìn)行驗證提供一個更好的平臺。
目前我們的科學(xué)研究都建立在對假設(shè)的驗證上，未來如何去提出更有意義的假設(shè)，實現(xiàn)更高效的推理呢，這就需要擁有基礎(chǔ)設(shè)施和平臺讓我們能夠?qū)@些假設(shè)進(jìn)行驗證，不然我們就是在做傳統(tǒng)的重復(fù)性工作，而這樣的基礎(chǔ)設(shè)施或平臺需要用到各種各樣的 AI ，包括計算型 AI 、智能型 AI 以及各個不同的算法來幫助實現(xiàn)。
沒有人能夠保證科學(xué)的真理都能夠為我們所發(fā)現(xiàn)，我們能做的就是盡可能接近真理和科學(xué)發(fā)現(xiàn)本身。包括生物學(xué)家、人工智能領(lǐng)域研究者們都面臨的很多事實問題，能夠借助我所提出的諾貝爾圖靈挑戰(zhàn)賽來驗證。那如何實現(xiàn)驗證呢？這就需要借助 AI 系統(tǒng)幫助他們收集到相應(yīng)的數(shù)據(jù)和信息。而最基本的一點，是要對科學(xué)發(fā)現(xiàn)進(jìn)行重新定義——現(xiàn)在的科學(xué)發(fā)現(xiàn)與傳統(tǒng)的科學(xué)發(fā)現(xiàn)，兩者的定義截然不同。
要想實現(xiàn)真正的能夠贏得諾貝爾級獎項的科學(xué)發(fā)現(xiàn)，我們需要借助機(jī)器人，借助 AI 系統(tǒng)在機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)等方面的能力等等。
整體而言，這一挑戰(zhàn)賽涵蓋了有關(guān)科學(xué)發(fā)現(xiàn)本質(zhì)、人類認(rèn)知極限、實現(xiàn)重大發(fā)現(xiàn)的各個路徑的作用、機(jī)緣巧合和科學(xué)直覺的計算意義的一系列基本問題，以及實現(xiàn)下一階段 AI 研究的許多其它問題，因而它對于整個科學(xué)領(lǐng)域未來的發(fā)展有著重要的推動作用。
問：在您看來，何時能夠?qū)⑹讉€諾貝爾獎授予 AI 呢？
北野宏明：我認(rèn)為，在十年時間內(nèi)，AI 能實現(xiàn)首個科學(xué)發(fā)現(xiàn)，但首個諾貝爾獎何時能授予 AI 可能還需要二三十年的時間，因為我們需要時間來了解 AI 的這項發(fā)現(xiàn)的重要性如何。
實際上，一些重要的發(fā)現(xiàn)往往源自于人們認(rèn)為并不是很有意思的地方，例如一項基因編輯技術(shù)——CRISPR/Cas9 技術(shù)，就是由兩位歐洲的研究者在一項其他的研究中意外發(fā)現(xiàn)的。當(dāng)時他們正在研究一種微生物體內(nèi)非常原始的細(xì)胞 Aleukia，這項研究對于大家而言并不有趣，并且大家認(rèn)為這項研究是非常基礎(chǔ)的學(xué)術(shù)研究，與治愈疾病和提出生物技術(shù)沒什么關(guān)系。然而實際上，他們在這項研究上意外收獲的 CRISPR/Cas9 技術(shù)，非常具有突破性意義，在一系列基因治療的應(yīng)用領(lǐng)域都有很好的應(yīng)用前景。
一般而言，科學(xué)發(fā)現(xiàn)可以分為三種：意外的發(fā)現(xiàn)、偶然的發(fā)現(xiàn)以及人類科研人員依據(jù)科研直覺的發(fā)現(xiàn)。其中前兩種帶有一定的概率性，而第三種往往會受限于人類的認(rèn)知局限性，所以我們需要借助于機(jī)器來獲得海量的數(shù)據(jù)，然后要借助于不同的計算模型來開展科學(xué)發(fā)現(xiàn)。
就目前 AI 領(lǐng)域的發(fā)展而言，我認(rèn)為在十年內(nèi)，AI 會找到一些非常重要的科學(xué)發(fā)現(xiàn)，能夠極大地改變?nèi)祟愒谏飳W(xué)、人工智能和其他領(lǐng)域的研究方式。而二三十年后，當(dāng) AI 的這項科學(xué)發(fā)現(xiàn)的重要性被認(rèn)可時，AI 將被授予諾貝爾獎。
問：今年您是 IJCAI 的特邀講者，在 2009 年到 2011 年，您曾擔(dān)任 IJCAI 的主席，193 年，您還曾獲得 IJCAI「計算機(jī)與思想獎」，IJCAI 以外，您比較關(guān)注的學(xué)術(shù)會議還有哪些？
北野宏明：除了 IJCAI，AAAI、深度學(xué)習(xí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的國際頂會 NeurIPS、機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域的頂會 ICML 以及今年將在澳門舉辦的機(jī)器人國際學(xué)術(shù)頂會 IROS 等人工智能和機(jī)器人領(lǐng)域的主要國際學(xué)術(shù)會議，我都有所關(guān)注。
問：您怎樣看待這些學(xué)術(shù)會議對于人工智能領(lǐng)域的發(fā)展的影響？
北野宏明：我認(rèn)為學(xué)術(shù)會議非常有利于促進(jìn)學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的人工智能研究互動，從而推進(jìn)人工智能研究的整體進(jìn)展。一方面，學(xué)術(shù)界能夠在會議上提出一些前沿而有趣的研究方向和思路；另一方面，工業(yè)界通過技術(shù)的落地應(yīng)用來探索技術(shù)在現(xiàn)實世界的可用性以及存在的問題，能夠借由這些學(xué)術(shù)會議反饋給研究者，這又反過來給研究者們提供了一個新的研究課題，并且能讓他們更好地探索如何讓技術(shù)變得更好用。
問：就您看來，機(jī)器人和人工智能領(lǐng)域目前的發(fā)展現(xiàn)狀如何，下一步的發(fā)展方向是怎么樣的？
北野宏明：距離人工智能的通用化和機(jī)器人的日?；覀冊诩夹g(shù)方面還有很多可以發(fā)展的空間。目前，無論是機(jī)器人還是 AI 都可以完成一些指定的任務(wù)，但是要想被應(yīng)用到方方面面，則還有很多需要解決的問題。
實際上 AI 和機(jī)器人是更寬維度的基礎(chǔ)技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用，因而我們不應(yīng)該僅僅關(guān)注機(jī)器人和 AI 本身，還應(yīng)該關(guān)注跟兩者相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域的突破和進(jìn)展，例如材料科學(xué)、化學(xué)等等。 雷鋒網(wǎng)雷鋒網(wǎng)
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