中澳合作为机器人与人工智能带来更多机遇

熊安迪

如今，中国的高质量科研产出已位居全球第二，中国在全球知识生产领域中正扮演着日益重要的角色。澳大利亚则是在国际思想交流与科研领域中起着催化作用。澳大利亚悉尼新南威尔士大学与中国科学院科技战略咨询研究院启动了新型的合作伙伴关系。中澳两国将交替举办年度峰会，聚焦多学科、跨学科的挑战，旨在为两国高层政府提供建议。而人工智能作为当今最为前沿的科技，也成为了2018年首届中澳科技创新高峰研讨会的主题之一。

11月19日，首届中澳科技创新高峰研讨会在位于北京的中国科学院内举办。峰会上，澳大利亚悉尼新南威尔士大学与中国科学院科技战略咨询研究院（CASISD）启动了新型的合作伙伴关系，世界级的学术出版机构施普林洛·自然集团也加入其中，助力中澳科研工作在全球的产出和推广。中国科学院科技战略咨询研究院院长潘教峰教授表示：“新南威尔士大学和中国科学院科技战略咨询研究院将打造一个先进的国际战略与政策研究网络，以应对中澳两国乃至全世界所面临的重大问题。”

新南威尔士大学在2009年时已与中国科学院建立科研伙伴关系。中国科学院成为新南威尔士大学全球最大的科研伙伴之一。而隶属于中国科学院的战略咨询研究院于2016年成立，为包括国务院和科技部在内的主要政策机构提供建议。

人工智能和机器人相交叉

人工智能作为时下最为前沿的科技，在能够逐渐走入人们生活，为人们生活提供便利的背后，科研机构和院校对其技术和应用的研究和开发是必不可少的。在此次峰会上，来自中国科学院和新南威尔士大学的学者也就人工智能这一主题进行了交流和探讨。而在讨论人工智能研究的过程中，学者们也都没有离开另外一个关键词——机器人。

用中国科学院自动化研究所研究员侯增广在峰会上的话来说，“人工智能之所以产生，是为了解决一些实际的问题，比如机器人的智能问题。而机器人又是验证人工智能算法的一个非常好的平台。人工智能和机器人是相辅相成的。”新南威尔士大学计算机科学及工程系教授克劳德·萨姆特（Claude Sammut）也表示，从某种程度上来讲，现在的机器人已经都会用到人工智能算法。“有一个机器人的定义说，机器人就是一个将认知与行为之间建立起智能联系的主体。只要这个机器人是在观察世界，它就需要形成一种视觉，基于这个视觉去做出决策，再将这个决策付诸于实践。所以即使现在很多机器人可能用到的不是非常高阶段的人工智能算法，但还是会应用基本的人工智能。”

智能医疗机器人

侯增广所研究的是人工智能、智能机器人和医疗健康的交叉领域——智能医疗机器人中的几个细分领域：用于中风、脊髓损伤、脑外伤等中枢神经损伤后患者康复的机器人、眼科微创手术机器人以及脑和冠脉的血管介入手术机器人。

“这些手术涉及到很多人工智能的问题，存在对感知极限和控制极限的挑战。”他强调，“借助人工智能和机器人技术能够使原本手术中的很多不可能变为可能。”在他看来，机器人手术主要有三个优点：第一，更高度的可视化（例如图像融合、增强现实）;第二，更强的灵活性（例如人体腹部内的灵巧操控）;第三，更好的精确度（例如，在显微外科手术中消除手部震颤）。而这些优点能够实现在手术中切口的减小，失血和输血的减少，术后疤痕的最小化，并缩短患者的住院时间。

机器学习与机器人

机器学习是一种实现人工智能的方法，是使用算法来解析数据，从中学习，然后对真实世界中的事件做出决策和预测。与传统的软件程序不同，机器学习是用大量的数据来进行“训练”，通过各种算法从数据中学习如何完成任务。而现实中，无论是在经济、医疗健康，还是地理、采矿等领域，数据都是无处不在的。

然而，由于所需的训练周期太长，以及可供采集的样本太少，现阶段将机器学习应用在机器人上面的效果其实并不好。据克劳德·萨姆特所言，他们研究团队的做法是将其分成两个阶段：第一阶段，将一些动作大致分解出来展现给机器人，比如机器人在爬楼梯的过程中需要的步骤;第二阶段，进行反复的试错，再进行微调。

除了机器学习这两个阶段的应用，克劳德·萨姆特的第二个关注点是人类和机器人的互动。他表示：“人机交互是非常重要的。直到最近几年为止，机器人主要都是应用在行业界，而不是普通人的家庭当中，它的存在并不是非常亲民。但是随着以后机器人价格的逐渐下降，会有越来越多的家庭和办公场所也能够应用机器人，出现更多的人机交互。”

因此，他现在的主要研究领域就是去赋予机器人对于环境模型的学习能力。“在与人进行互動的时候存在着时间和空间的概念，我们会了解什么东西放在什么地方，什么事件是以什么样的顺序发生的。这种背景知识会在互动过程中用于人与人之间的理解。我们希望机器人能够实现相似的功能。”克劳德·萨姆特解释道，“机器人会在脑中存储它周边环境的地图，我们要保证的就是它所存储的地图与人类现实世界的地图是一样的。这样在人机交互时才能有相同的背景。”

优势互补

在很多领域中，中国与澳大利亚在人工智能和机器人技术方面是非常互补的。在经济非常依赖农业、采矿业等户外活动的澳大利亚，有很多用于采矿、物流、自动化港口和农业等场景的户外作业机器人。澳大利亚的强项是比较传统、典型的人工智能技术。中国主要的优势则是规模非常大。克劳德·萨姆特表示，很多技术在中国可以很快实现市场规模化，即便只占有非常小的百分比，也可以实现巨大的成功。但澳大利亚的市场整体是非常小的。“在这个方面，我们希望能与中国更多的大学和公司取得合作，以进一步开发更好的技术，同时也把澳大利亚一些很好的技术带到中国来。”

“我们在过去与中国的合作做得非常不足，这也是我们这次来参会的原因。”克劳德·萨姆特说，“我们想要尽最大的努力去拓展双方合作的机会，在其中可以做各种各样的尝试去找到那些可行的办法。”

这些潜在可行的合作办法包括技术的应用和知识的教育。他解释道：“将人工智能应用于像医疗卫生和材料科学等领域的合作非常有潜力出成果，因为这些领域的目标是去解决现实中的问题，而不仅仅是纯粹的技术开发。在医疗健康行业，患者可以通过手机中的人工智能技术来追踪自己的健康状况。与此同时，我们技术人员也可以收集大量的数据。只要解决了隐私的问题，我们就可以了解到疾病的发展模式，可以对比不同的治疗方案会给患者带来的不同效果，可以看到一些疾病的长期发展趋势，等等。这其实就等于是把人类关于健康的知识跟大数据结合起来使用。此外，在机器人中广泛使用的传感器技术也有非常大的应用潜力。

“在教育方面，中国现在有很多院校设置机器人和人工智能方面的学科，还有一些学校专门教授青少年这些新知识。澳大利亚在科技教育方面拥有非常丰富的经验，尤其是在软件开发的教育方面，我们与中国可以分享很多的内容。”