附中校友带来的一场关于人工智能的饕餮盛宴
2018-04-13 10:01:18 作者 / 学记团 刘思琪 唐锴铭 来源 / 学记团

  4月11日下午3时许,“人工智能及其在生物医学领域的应用”讲座在一号楼大礼堂举行。我校98届校友,现任中国科学院-马普学会计算生物学伙伴研究所研究员、博士生导师、中国科学院计算生物学重点实验室副主任汪思佳教授来母校,与复旦大学计算机科学技术学院青年研究员、博士生导师李斌教授一同为我们带来了一场关于人工智能的饕餮盛宴。出席本次讲座的还有上外附中校长助理黄桂兰老师,其他部分老师,以及初三年级全体学生、高一年级部分学生。

  首先,校长助理黄桂兰老师发表了讲话。黄老师引用了经济合作与发展组织(OECD)对“全球核心素养框架”的定义,表示,在当今世界,信息化、全球化是普遍的趋势;学校应该紧跟趋势,开展多种多样的STEM课程,把学生培养成精通各国语言、精通编程语言与人工智能的国际预备英才,成为未来世界的创造者。

  正式讲座由李斌教授带来。他首先从同学们熟知的电影切入,列举了一些经典电影中的人工智能,点出了在电影中,人工智能从简单的概念,到有情感的流露,再到机器人之间的合作,最后到实现自主思考的过程。他还介绍了图灵测试。

  人工智能是怎样发展起来的呢?1956年,在达特茅斯学院举办的夏季人工智能研讨会上,约翰•麦卡锡最先提出了人工智能的概念,这个年份也被称为“AI元年”。1961年,大众汽车的流水线上出现了第一个机械臂。20世纪70~80年代,人们开始创造基于规则的人工智能,但是由于知识是不断增长、完善的,加上一些编译的漏洞导致计算结果与事实矛盾,AI的发展进入瓶颈。人们开始尝试让AI去学习一些东西,这就诞生了90年代至今的基于统计的人工智能。当然,AI仍然在不断发展,也在不断地遇到新的问题。

  此后,教授介绍了深度学习的崛起。深度学习是机械学习的一部分,而机械学习又包含于AI的编译功能。教授将AI的编译方法与人类的神经元作对比,简略地揭示了AI层次化的编译和学习方法。他还提到,神经网络越复杂,可以拟合的事物也就越复杂。

  提起AI,你会想到什么?教授接下来介绍了一些人工智能深度学习的前沿应用。它们包括目标检测、图像识别、机器翻译、自动驾驶、人机博弈、智能金融,等等。

  教授重点介绍的是深度学习在生物医学上的应用。首先,深度学习的应用条件有5点:领域定义清晰、有前沿的AI科学家、有海量数据、数据有标注,以及机器有计算能力。现在的生物医学领域,很多问题都满足这些条件。

  目前比较成熟、可靠的AI应用包括读片子(X光、核磁共振等),判断被检测者有没有某种疾病。此外,还可以用AI进行病灶图片分析,例如拍一张皮肤的照片,判断是否得了皮肤癌等。AI的这种判断能力,已经达到了真人医生的水平。

  此外,一个非常热门的领域是人脸识别。人脸识别的主要流程包括:采集图像、定位、特征提取、三维建模(可选做)、模型对比。教授强调,所有的比对,都是从底层特征开始,慢慢比对到高层特征的。

  从人脸识别延伸出来的,还有人脸属性识别,例如,看一个人的表情、疲惫情况,或是有没有戴帽子、穿什么衣服等。

  最后,李教授引用了马斯克的一句话结尾: “让人脑接上电脑”,这一定是人类未来的发展方向。

复旦大学计算机科学技术学院青年研究员、博士生导师李斌教授

中国科学院-马普学会计算生物学伙伴研究所研究员、博士生导师、中国科学院计算生物学重点实验室副主任汪思佳教授


  汪思佳教授也进行了致辞。他简单地介绍了自己的工作重点——人脸识别,告诉同学们“看脸”真的很有意思。此外,他给想要参加本项目的同学们提出了两个要求:一要会一点编程语言,项目会使用的是Python;二要有一些数学基础,建议同学们自学线性代数、矩阵运算这一部分内容。


  最后是提问环节。

  首先提问的同学便抛出了一个很专业的问题。他表示,自己用Tensorflow搭一个100层的模型跑ImageNet的数据,随着编译层次的不断增加,一个程序的可解释性在不断减小——就是说,可能3层的程序,程序员非常清楚这个程序要做些什么,但到了10层、30层,可能非常容易出问题,故障也难排查了。也感觉黑箱中很难了解到模型中AI到底学到了什么知识。两位教授对我们初中学生能问出如此专业的问题感到十分惊讶。表示,这是目前最热门的可视化问题,也是他们在研究的核心问题,他们正在努力找到方法,回溯每一层程序,争取把“黑箱”“白箱化”。

  第二位同学请教两位教授,他们是否认为AI会在不久的将来征服人类。两位教授都果断地给出了否定的回答。

  讲座结束后,同学们意犹未尽,围着专家教授问不完的问题久久不肯离去。这次讲座,无论是从专业知识的普及上,还是从深入思考的能力上,都让同学们受益匪浅。兴趣是最好的老师,同学们对人工智能的兴趣从此得到了进一步提升,对学习与参与人工智能课程项目的热情异常高涨,感谢汪思佳教授与李斌教授为我们带来一场人工智能的饕餮盛宴!


审稿:黄桂兰 王静