決策者的前沿科技：人工智能助力美好未來

文 李巖 石燕紅

分布式人工智能是什么？讓眾人焦慮的人工智能是真的機(jī)器人，還僅僅是一套算法系統(tǒng)？多機(jī)器人如何協(xié)作？如今，技術(shù)進(jìn)步正在一步一步滲透到我們的生活當(dāng)中，據(jù)預(yù)測，在未來的10 年到20 年，自主無人系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)將成為世界經(jīng)濟(jì)進(jìn)步的新引擎，而人工智能的發(fā)展，就是其重要的推動(dòng)力之一。

每次技術(shù)革命，都會(huì)引發(fā)產(chǎn)業(yè)人才結(jié)構(gòu)調(diào)整，人工智能毫無疑問是當(dāng)下熱度最高的技術(shù)之一，人工智能的普及到底會(huì)給企業(yè)帶來什么？決策者們在做出許多面向未來的選擇之前，加快知識(shí)更新、優(yōu)化認(rèn)知結(jié)構(gòu)非常重要。

由航津教育主辦的《決策者的前沿科技》課程（第二期）正是以人工智能、計(jì)算機(jī)自然語言、無人駕駛等內(nèi)容為主要課程，邀請西湖大學(xué)人工智能與機(jī)器人中心主任于長斌、西湖大學(xué)特聘研究員蔡尚、西湖大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院研究員周強(qiáng)等科學(xué)家講解前沿科技，深度解讀分布式人工智能和智能機(jī)器人等概念，帶領(lǐng)我們學(xué)習(xí)前沿科技，理清思路，提前一步看清未來。

分布式人工智能和智能體

2017 年，人工智能首次被寫入中國政府工作報(bào)告，隨著智能制造政策環(huán)境進(jìn)一步優(yōu)化，中國人工智能發(fā)展駛?cè)肟燔嚨馈Ｆ渲校鳛槿斯ぶ悄艿闹匾种А植际饺斯ぶ悄埽―IA）也正式走進(jìn)大眾的視野。

分布式人工智能（The Workshop on Distributed Artificial Intelligence）一詞由來已久，首次提出于1980 年MIT召開的第一屆DAI 國際會(huì)議，它是人工智能和分布式計(jì)算相結(jié)合的產(chǎn)物，是指研究在邏輯上或物理上分散的智能系統(tǒng)如何并行地、相互協(xié)作地實(shí)現(xiàn)問題求解。

傳統(tǒng)人工智能理論與方法在很大程度上只適用于串行處理結(jié)構(gòu)，但大型智能問題都存在著潛在的并行性、分布性和開放性特點(diǎn)，理論難以解決實(shí)際問題。而計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展為利用這些特性以提高問題求解效率和質(zhì)量提供了現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)，分布式人工智能的概念應(yīng)運(yùn)而生。

分布式人工智能主要研究分布式問題求解（DPS）和多智能體系統(tǒng)（MAS）兩方面內(nèi)容。分布式問題求解研究怎樣將一個(gè)特殊的問題求解工作在多個(gè)合作的、知識(shí)共享的模塊或節(jié)點(diǎn)之間劃分；而多智能體系統(tǒng)則研究自主的智能Agent 之間智能行為協(xié)調(diào)，為了一個(gè)共同的全局目標(biāo)，也可能是關(guān)于各自的不同目標(biāo)，共享有關(guān)問題和求解方法的知識(shí)，協(xié)作進(jìn)行問題求解。

目前，分布式問題求解已經(jīng)在部分領(lǐng)域得到運(yùn)用，在美國加州大學(xué)伯克利分校“搜尋地球以外智能”（SETI）研究小組發(fā)起的SETI@home 項(xiàng)目中，通過位于波多黎哥群山之中的巨型射電望遠(yuǎn)鏡Arecibo 收集地外信號，將每天約35GB的數(shù)據(jù)傳送到SETI@home 管理中心，SETI@home 管理中心將數(shù)據(jù)進(jìn)行分解、劃分為合適的大小，然后通過英特網(wǎng)將它們分發(fā)到全球成千上萬個(gè)志愿者的電腦中。SETI@home 利用志愿者電腦中多余的處理器資源，在不影響用戶正常使用計(jì)算機(jī)的情況下，處理這些數(shù)據(jù)，客戶端程序會(huì)將有價(jià)值的信號送回SETI@home 項(xiàng)目管理中心并自動(dòng)下載更新數(shù)據(jù)。

多智能體系統(tǒng)需要解決的關(guān)鍵問題是如何進(jìn)行資源分配、任務(wù)調(diào)度、行為調(diào)節(jié)和沖突消解，使功能獨(dú)立的智能體通過協(xié)商、協(xié)調(diào)來完成復(fù)雜的控制任務(wù)或解決復(fù)雜的問題，是在邏輯上或者物理上呈分布狀態(tài)的多個(gè)智能體組成的較為松散的聯(lián)合體，各智能體按照預(yù)先規(guī)定的協(xié)議，根據(jù)系統(tǒng)的目標(biāo)狀態(tài)及自生的目的、資源和知識(shí)，利用通信網(wǎng)絡(luò)，相互之間通過協(xié)商來確定各自的任務(wù)，并通過協(xié)調(diào)和寫作來共同完成任務(wù)并達(dá)到整體目標(biāo)。

多智能體的技術(shù)已經(jīng)在部分場景得到應(yīng)用，如在多機(jī)器人系統(tǒng)上，將每個(gè)機(jī)器人作為一個(gè)智能體，當(dāng)多個(gè)機(jī)器人同時(shí)從事同一項(xiàng)或者多項(xiàng)工作時(shí)，就可以利用多智能體技術(shù)建立多智能機(jī)器人的協(xié)調(diào)系統(tǒng)，避免沖突的出現(xiàn)，共同完成復(fù)雜并行的作業(yè)任務(wù)。

在未來，多智能協(xié)作將會(huì)在工程系統(tǒng)、安全與國防系統(tǒng)、信息系統(tǒng)和醫(yī)學(xué)、生物和生態(tài)系統(tǒng)等方面發(fā)揮重要作用。

人工智能與機(jī)器人

新一代信息通信技術(shù)的發(fā)展，催生了移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、工業(yè)可編程控制器等的創(chuàng)新和應(yīng)用，推動(dòng)了制造業(yè)生產(chǎn)方式和發(fā)展模式的深刻變革，機(jī)器人作為一種具有自動(dòng)編程能力的自動(dòng)化機(jī)械裝置，是目前工業(yè)自動(dòng)化的重要手段。“德國工業(yè)4.0”、美國“再工業(yè)化”以及中國制造“2025”等概念的提出標(biāo)志著現(xiàn)在已經(jīng)到了機(jī)器人技術(shù)快速發(fā)展的黃金時(shí)期，機(jī)器人也從工業(yè)運(yùn)用走向人機(jī)協(xié)同和服務(wù)場景。

目前市面上1.0 版本的機(jī)器人只能從事代替可被重復(fù)的工作，如識(shí)別、計(jì)算、執(zhí)行等簡單的操作。而2.0 版本機(jī)器人則能從事可被經(jīng)驗(yàn)化的職業(yè)，如自動(dòng)駕駛、智能語音、健康診斷等。若人工智能與機(jī)器人“牽手”，則將會(huì)誕生3.0 版本的智能機(jī)器人，真正實(shí)現(xiàn)機(jī)器人自我學(xué)習(xí)、自我強(qiáng)化的目標(biāo)，這種機(jī)器人會(huì)在非監(jiān)督式情況下，自我強(qiáng)化學(xué)習(xí)社會(huì)進(jìn)化，真正擁有像人一樣“思考”的能力。

傳統(tǒng)機(jī)器人只能按照程序按部就班地完成任務(wù)，不能夠“因地制宜”應(yīng)對任務(wù)中的突發(fā)情況，因而應(yīng)用的范圍十分有限。而以深度學(xué)習(xí)、強(qiáng)化學(xué)習(xí)為代表的機(jī)器學(xué)習(xí)和大數(shù)據(jù)技術(shù)的快速發(fā)展以及機(jī)器感知、認(rèn)知能力提升和硬件成本的下降使得智能機(jī)器人在能夠真正理解自然語言所描述的任務(wù)的情況下完成該任務(wù)，不但可以適應(yīng)不同、復(fù)雜、全新的任務(wù)及環(huán)境，而且能夠大規(guī)模生產(chǎn)投入市場，真正為市場所用。

未來的機(jī)器人發(fā)展，絕不是那種大型的用于焊接與噴漆的生產(chǎn)線專用機(jī)器人，而是研發(fā)更小的、廣泛應(yīng)用的機(jī)器人，同時(shí)適用于中小企業(yè)的性價(jià)比較高的機(jī)器人。智能機(jī)器人應(yīng)用的范圍也會(huì)變得十分廣泛，無人駕駛、自主導(dǎo)航、機(jī)械臂手眼協(xié)同、室內(nèi)建圖、雙臂協(xié)作、移動(dòng)機(jī)器人＋家務(wù)等方面都有它大展拳腳之地。

科學(xué)技術(shù)推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步，學(xué)習(xí)新技術(shù)，加快知識(shí)更新是決策者正確決策的前提之一，把握前沿技術(shù)，企業(yè)才能更好地發(fā)展。