潘云鶴：人工智能2.0與教育的發展

中國信息化將沿著數字化、網絡化、智能化的階段前進，產業和應用已經按此推進，科研、教育，以及教育的方法、體系、教材也必須及時展開。

潘云鶴 中國工程院院士

上個世紀70年代以來， 人工智能（AI） 的典型任務和應用包括機器定理證明、機器翻譯、專家系統、博弈、模式識別、學習以及機器人和智能控制等七個方面取得了很大進展。

從2015年起， AI 走向 2.0階段。隨著社會新需求的爆發，信息環境以及AI基礎和目標的巨變，促使人工智能邁向新一代。2017年7月，中國發布了《新一代人工智能發展規劃》，十九大報告中也提出:“推動互聯網、大數據、人工智能和實體經濟深度融合。”

AI走向2.0的本質原因

首先，世界從原來的二次元空間進入新的三元空間。世界原來是二元空間，即人類社會空間（H）和物理空間（P）。近年來，隨著信息力量的迅速壯大，已經成長為除P、H兩極之外的新一極——信息空間（C），從過去的PH變成了CPH。

近50年來，信息空間成長壯大的歷程主要有以下幾個階段：第一個階段是信息來源于人類社會，如書籍、交流、媒體、計算機；第二個階段是信息開始互聯，產生了互聯網、移動通訊和搜索；第三個階段是信息繞過人類，直接來自于物理世界，如傳感器和物聯網；第四個階段是產生大數據，信息快速膨脹；第五個階段是從大數據走向大知識，并推動人類認識與控制能力的變化。

其次，空間變化形成信息流的新變化。過去只有P和H兩個空間，在這兩個空間之間，人類社會要了解物理空間的變化，包括它怎么改變，會變向何處，變化規律是什么，這些所有知識的總和叫做自然科學。然后，人類社會如何改造物理空間，改造后有哪些變化，產生哪些連貫性反應，這些知識叫做工程技術。同時，人類社會還會研究自己的經濟行為、管理行為、政治行為、社會結構等，這些叫做社會科學。因此，知識的總和是自然科學、工程技術和社會科學。信息空間出現后，信息流發生巨大變化，人類社會既可以通過過去的方法了解物理空間，也可以通過信息空間了解。

再者，新的信息流會生成認知的新變化：一是新計算，AI2.0是建立在新老空間的互動CH、CP之上的AI；二是新通道，給科學、工程技術、社會研究提供了新途徑、新方法和新通道；三是新門類，出現認識復雜巨系統，包括城市運行系統、環境生態系統等。

新一代人工智能發展規劃，它的關鍵理論與技術包括五個方向：大數據智能、群體智能、跨媒體智能、人機混合增強智能以及自主智能系統。它的應用領域包括智能城市、智慧醫療、智能制造等。

由上可知，AI走向2.0正是人類空間從PH到CPH演變的深化，它的前方有許多理論與實踐的挑戰。

AI走向2.0的大量新特征

AI走向2.0，目前已經出現了各種端倪。

端倪1：

大數據上的深度學習+自我博弈進化技術。與傳統博弈人工知識不同，AlphaGo深度學習不僅能“直覺感知（下一步在哪）”“棋局推理（全局獲勝機率）”，而且將學習人類棋局和自我博弈積累棋局相結合，能夠“新穎落子（想人不敢想）”。

端倪2：

基于網絡的群體智能已經萌芽。《Science》 2016年1月1日發表《群智之力量》的論文認為，結合群體智慧與機器性能來解決快速增長難題。它將群智計算按照難易程度分為三種類型，實現任務分配的眾包模式、較復雜支持工作流模式的群智以及最復雜的協同求解問題的生態系統模式。大規模個體通過網絡構架的參與，可以表現出超乎尋常的智慧能力，是解決開放復雜問題的新途徑。

如普林斯頓大學Conncetome項目開發了EyeWire游戲，玩家對顯微圖像中單個細胞及神經元連接按功能進行涂色，第一次提供了哺乳動物視網膜的神經元結構和組織產生檢測運動的功能，來自145個國家的165000多名科學家（玩家）參與其中。

端倪3：

人機一體化技術導向混合智能。各種穿戴設備、人-車共駕、腦控或肌控外骨骼機器人、人機協同手術等實現生物智能系統與機器智能系統的緊密耦合，在外科和腦手術中已經開始實用。

端倪4：

跨媒體推理已經興起。在語言、視覺、圖形和聽覺之間語義貫通，是實現聯想、推理、概括等智能的重要關鍵。

端倪5：

無人系統發展迅速。當前，在工業裝配線上機械手發展很快。但在靈活運動領域中，無人系統迅猛發展的速度遠快于機器人。因為類人或者類動物的機器人，往往不如對機械進行智能化和自主化升級來得高效。

AI2.0促進教育

AI2.0對教育的影響主要是5個方面。

第一，發展大數據智能的學習分析技術。收集學生學習大數據（做練習題、考試、歷年學習成績、聽課表情、平時興趣、周圍環境），來分析學生學習的薄弱環節，從而制定學習的改善方案。也可以用它來給學生畫像，不斷根據新的數據進行修改，并形成新的教育方案。

第二，發展跨媒體學習。人類形成基本概念和判斷依賴多種媒體信息綜合，如文字、視覺、圖表、聲音、觸覺、味覺等。因此，教材除文字外，還要配以插圖、講解、參觀、實驗等，其目的是形成跨媒體的知識（概念、判斷、思維）。跨媒體教學將是提高教學效率的有效武器，對幼兒教育尤為如此。新技術新教材將十分重要，如超文本課本、AR產品等。

第三，發展終身學習的個性化智能支持。未來，終身學習將越來越重要。終身學習不同于學校的系統式學習，是帶著問題學習，其問題包括工作、形勢變化、理財、愛好等。因此，學校一般性教材并不適用，需要個性化教材。終身學習還是“自主駕駛式”學習，根據自己的知識基礎、問題、目標，形成一條適合自己的學習途徑。人工智能可以在數據庫和知識庫的基礎上，為其提供規劃，提供相應的教學內容。

第四，我國應建設智能圖書館。圖書館的每一本書都包含幾十乃至幾百個知識點，作者僅用某一種鏈接來講述它。這些知識點可以更靈活地加以不同鏈接，以滿足終身學習和交叉性學習的個性化教材需要。

教育部已建成300萬冊學術數字圖書館，應及時在此基礎上建設智能圖書館。智能圖書館向讀者出借的不只是一本書，而是根據讀者要解決的問題提供的知識點的鏈接系列，這個系列是實時按需編排給讀者的。所以，人工智能可以在此基礎上，幫助每個人制定學習計劃，提供相應學習內容。

第五，新一代人工智能戰略實施中，隊伍的組織和人才的培育是兩個關鍵因素。 一是加大人工智能人才培育和學科建設的支持力度；二是建議有關省市創建一批政、產、學合作的，科學、工程和教育相結合的新一代人工智能研究中心，試用靈活體制，實現快速發展；三是人工智能走向2.0，是人類實現新進步的一件大事，我國可主動推動國際合作，建設合作平臺，與全球愿意攜手的科技人員一起，共同應對各種挑戰，推動人類走向美好明天。

總之，中國信息化將沿著數字化、網絡化、智能化的階段前進，產業和應用已經按此推進，科研、教育，以及教育的方法、體系、教材也必須及時展開。