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面对面 黄铁军:“电眼”超速人眼百倍 未来无

归档日期:06-16       文本归类:帧面问题      文章编辑:爱尚语录

  本文原标题:《面对面 黄铁军:“电眼”超速人眼百倍 未来无人车或可穿行沙尘暴》

  他主持的科研团队研制出了超速全时仿视网膜芯片,“超速”人眼数百倍,能够“看清”高速旋转叶片的文字,被誉为“中国电眼”;作为从基础教育到高等教育都在国内完成的纯“理工男”,他的爱好却是写诗,甚至把诗写进论文里……日前在南京举办的全球人工智能技术大会上,北京大学教授、北京智源人工智能研究院院长黄铁军接受了扬子晚报记者的专访。

  现在的无人驾驶汽车还处在初级阶段,装的还是传统摄像头,高速行驶时怎么可能像人一样有那么灵敏的反应速度?把视觉问题解决好,是新一代人工智能要做的事情。

  黄铁军说的视觉问题,就是新一代人工智能“电眼”——超速全时仿视网膜芯片。这款仿视网膜芯片能干什么?简单地举个例子:在高速旋转的电风扇叶片上写两个字,电风扇转起来之后,人眼看到是模糊一片,“电眼”却能看得清清楚楚。

  这个芯片说起来简单,却集合了计算机科学、神经科学、医学等众多领域的专家,组成了一个强大的跨学科团队,从生物和信息两个角度探索视觉的奥秘,最终才研制成功。黄铁军说,这是类脑计算的一次成功实践。事实上,他自己在过去五年里,一直在积极推动我国类脑计算方向的发展,提出了构建类脑智能机的技术路线:结构层次模仿脑,器件层次逼近脑,智能层次超越脑。仿视网膜芯片选择生物神经网络而非人工神经网络,从源头上采用脉冲而不是图像序列的方式表示视频,颠覆了延续了上百年的视频概念和传统视觉信息处理技术体系。

  “电影每秒24帧画面,电视每秒30帧画面,是利用了人类视觉暂留的生理特性。机器没有视觉暂留,仍然每秒发送几十个静态图像给机器识别,是很愚蠢的。”黄铁军认为。“别忘了机器速度可以大幅度超越人类,每秒只有几十帧的传统摄像头从信息表达方式上就阻碍了机器视觉的发展。”

  用黄铁军的话说,仿视网膜芯片对传统视频芯片的颠覆主要在于“超速”和“全时”。眼睛是亿万年进化而成的精密器官,信息处理机制优越,但由于生理限制,视网膜神经节细胞通常每秒只发送几十个神经脉冲,不可能超过100个;而仿视网膜芯片采用光电技术,每秒可以发放4万脉冲,“超速”人眼数百倍,能够“看清”高速旋转叶片的文字。“全时”则是指从芯片采集的神经脉冲序列中重构出任意时刻的画面,就像人脑能够连续感知外部环境一样,这是真正实现机器视觉的第一步。

  新一代智能机器视觉究竟能用来做什么?不仅仅用来看高速旋转叶片上的字,而是可以用来做无人系统的“高速电眼”,用在人工智能界的“网红”无人驾驶汽车、无人机和智能机器人上。

  黄铁军说,芯片以及背后的一套视觉信息表示、编码、分析、识别技术体系,是专为新一代人工智能设计的。在一些带有未来科幻题材的电影中,人类通过智能摄像头捕捉犯罪嫌疑人的轨迹,甚至预测未来的被害人或者犯罪者,现在新一代人工智能的研究让这种幻想变成可能。在新的人工智能场景中,传统视频摄像头完全不匹配,需要新的“电眼”来匹配智能机器。比如在普通的摄像机上装上视网膜芯片,匹配相应的智能软件,就能实现几十万的高速摄像机才能做到的高速拍摄,普通人要捕捉沙漠狐、捕捉豹子猎食等等高速动态画像,也能轻松做到。

  另外,对于现在很流行的“网红”自动驾驶汽车,黄铁军也有自己的看法:这些自动驾驶汽车判断路况,基本上靠的是传感器和摄像头摄取路况然后再进行反馈和处理,但是传统摄像头难以满足高速行驶时瞬息万变的路况,尤其是在天气不好时,摄取到的路况不够清晰,怎么能让汽车驾驶像人一样有那么灵敏的反应速度?如果这种自动驾驶汽车换上超速全时仿视网膜芯片,将是解决新一代无人驾驶汽车机器视觉问题的第一步。

  黄铁军对于这种已经开始在现实生活中落地使用的“电眼”前景预测非常乐观,他告诉记者,通过持续挖掘生物视觉的奥秘,现在想都不敢想的功能将来都可能做出来。比如我们现在见到的摄像头,如果被蒙上灰尘,或者溅了雨水,有可能传输的影像就会变得不太清晰,但是生物视觉神经网络有巧妙的弥补功能,以后我们的芯片也可以仿造这个机制,这样装上这种摄像头的自动驾驶汽车即使行进在沙尘暴中,或溅上泥点时,照样还能看清楚周围世界。

  我是农村长大的孩子,从小学一直到博士后,全部都是在国内完成的。从小学里在砖头垒起的木板上写作业上课,到高中幸运地因为编程方面的成绩优异而被分到了一台在当时还十分稀罕的苹果电脑的使用权,一直到现在从事人工智能的前沿研究,我始终觉得自己是幸运的。

  1970年生于河北农村的黄铁军,小时候在乡村小学就读的课桌,就是几块砖头垒起的一块木板。高中就在县城中学就读。上世纪80年代,大多数人还根本没有见过计算机,黄铁军却幸运地在1986年读高二时就有了“上机实践”的机会。当时正值国家在学校推广计算机学习,出资购买了电脑下发到各地,“我们那个普通的县城高中就拥有5台苹果电脑,然后高二开始我就幸运地学习了计算机编程。我当时学得很快,老师讲完之后有的孩子觉得枯燥,但我很感兴趣,就自己去看编程书去做课外练习。”当时因为他程序编得好,老师还把一台电脑拨给他专用。现在的黄铁军提到这台电脑仍然心存感激,因为就是在高中阶段的这段与计算机的亲密接触时光,促使他下决心最终选择了计算机专业,而研究生阶段选择的方向是手写汉字识别和双目立体视觉。“我是国内培养出来的,我也希望我这些年做的人工智能领域的研究能够促进我国的科技发展,造福于民。”

  X:从您的学历看是一位纯“理工男”,但我看到你在《中国计算机学会通讯》连载的《电脑传奇》系列文章,均以诗词收尾。被读者评论为“文采斐然的传记式史实大作,在遍布死板枯燥的工科文献中真是难得的一股清流。”你在文学方面花了很多时间吗?

  H:做研究是我的工作,但我的爱好确实是文学,或者说是先天性的对文字敏感。我当时念中学的时候文科其实更好一些,但最后考虑再三还是选择了理科。虽然没走上文学之路,但是对文学的爱好一直都在。

  做科学研究要耐得住寂寞,经得起失败。写写诗,看看文学作品,可以纾解心情,寄托情怀,减负之后再重新出发。能走到今天,跟这点儿爱好不无关系。遇到再大的困难,都可以放下。

  H:我的孩子已经上大学了,虽然我也曾经希望她从事计算机科学和人工智能,可是她可能是遗传我的文学细胞多一点,更喜欢文科类的东西,所以大学也学了文科,把计算机作为第二专业。孩子有自己的主见和人生规划,做家长的应该尊重她的选择。

  X:人工智能领域最常被提起的问题就是“威胁论”,你觉得人工智能真的能反过来控制人成为人类的威胁吗?

  H:我的观点是比较激进的,我认为未来可能出现强人工智能,甚至在30年左右就有可能实现。现在人工智能在某些方面已经超越了人类,比如计算能力,比如视觉,以及下围棋等等,但总的来说,这些超人类的能力都是专用智能,人工智能还不具备人类才有的通用智能。不排除未来出现强人工智能,其中一种技术途径是研制逼近生物神经网络的“电子大脑”,通过训练产生类似人类的通用智能,这也是刚才你提到的《电脑传奇》系列文章要表达的主题。强人工智能一旦实现,超越人类的程度将远超想象,例如思考速度高多个数量级,它可能根本没必要与人类竞争,因此将来人和机器如何共生共融,就是一个现在就需要开始思考的重大哲学问题。

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