PDF《6 前沿 FRONTIER》

2018 年2月1日星期四 Tel: (010)

62580722 前沿 FRONTIER 执行主编: 赵广立 编辑: 赵利利 校对: 王心怡 E-mail押glzhao@stimes.

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6 磁锤机器人: 穿越人体组织做手术 一个小机器人能够穿过人类身体内部的组织, 这听起来就像是科幻 小说中的场景.但是, 这种机器人是真实存在的, 并且, 它可以在未来医 学中发挥重要作用. 一项新研究表明, 被称为 millirobots 的毫米级机器人 能够对医院医用扫描仪产生的磁场变化进行响应, 并以此为动力穿透山 羊的脑组织. 休斯顿大学的研究人员在一个子弹型机器人内部安装了一个 磁力 锤 , 这个磁力锤可以产生足够的力量来推动机器人进入动物的大脑中. 机器人体内含有一个不锈钢珠, 它可以通过磁共振成像 (MRI) 扫描仪产 生的磁场的方向变化, 推动这个钢珠在机器人体内来回移动.当移向一 个方向时, 此钢珠可压到机器人后面的机械弹簧, 这样, 在弹簧将珠子释 放时, 就可以击打机器人的前端, 将机器人锤击到更深的身体组织中.这 种机器人可以利用医院的标准 MRI 扫描仪, 也就是说在诊治过程中, 医 生在患者体内移动 millirobots 机器人的同时可生成患者的 MRI 成像. 休斯顿大学电子与计算机工程助理教授阿伦 ・ 贝克尔说: 这个机器 人是由 MRI 系统和相对简单的材料构成, 所以它可以实现量产. 该项目负责人尤里昂 ・ 勒克莱尔正在思考寻找一种类似于使用箭头 的方式, 把三个钛刀片安装在长为

50 毫米、 直径为

7 毫米的设备上.此外, 研究人员也把一根针放在了机器人的探测端, 这个针是由 3D 打印的 热塑料性的塑料制成, 而针的向后倒钩有助于将机器人固定在身体内部 组织中.因此, 每次不锈钢珠滑到后端时, 机器人都不会回缩.由于卫生 原因, 未来的设计会使用该种类针的合成版本. 蒙特利尔理工学院教授、 同时也是该机构纳米机器人实验室主任西 尔万 ・ 马特尔称: 与微创医疗方法相比,磁锤机器人能够应用在哪些医 疗领域还不清楚, 或许它会替代那些侵入性更强的手术.我们也正在为 这项技术找寻应用途径. (赵利利整理编辑) 女演员体验 共享视觉眼镜 图片来源: 新华网融媒体未来研究院 EmTech China展望人工智能: 寻找人工智能的突破口

本报记者 贡晓丽 《前任 3》 票房赚了

18 亿, 也就是说, 一个 前任

6 亿啊! 香港中文大学信息工程系教授、 商 汤科技联合创始人汤晓鸥,

1 月29 日在 《麻省理 工科技评论》 与DeepTech 深科技主办的全球新 兴科技峰会 (EmTech China) 上如此调侃. 为了介 绍人工智能 (AI) 从实验室到大规模产业化的历 程, 汤晓鸥充分发挥了 被科研耽误的段子手 的 特质. 调侃有之,严肃亦有之.关于云和 AI 的关 系,阿里巴巴技术委员会主席王坚认为可以从 另外一个角度重新描述, 云应该指 Internet (互联网) , 因为 Cloud (云) 这个词有很多歧义. 实际上, 将来整个 Internet 是AI 非常重要的承 载主体 . 不论是技术应用还是理论研究, 专家们所做 的都是在寻找人工智能的突破口, 麻省理工学院 (MIT) 计算机科学与人工智 能实 验室教授 Tomaso Poggio 认为, 人工智能的发展, 深度学习 可以帮助解决 10%的难题, 剩下的 90%可能需要 来自神经科学以及认知科学的研究. 进入 分布式 AI 的年代 如果说 AI 是新的电力, 云就是电网. 在亚马 逊AWS 首席科学家 Animashree Anandkumar 看来,要确保 AI 在不同的机器和设备上都可以使 用, 就要能够让不同的硬件或者结构都能够接入 到云, 我们需要有一种灵活性的云的概念 . 对此,王坚表示, AI 不仅与云的关系密切, 与计算的关系也很有意义.AI, 或者 MI (机器智 能) ,是消耗计算资源最多的应用场景. AI in the Cloud (全部在云端) 在未来至少有两个事情 是非常激动人心的: 一是 AI 一定是在互联网上, 尽管可能是在互联网的设备上, 但也是在互联网 上的;

二是它所消耗掉的计算资源可能是史无前 例的. 王坚说. 既然 AI 需要强大的运算能力, 而云作为 AI 的归属平台, AI 客户端与云端又如何整合与连 接呢? Animashree Anandkumar 表示, 这个领域发展 很快, 深度学习除了学习本身, 应用场景也很重要, 在未来要考虑如何在这两端之间进行资源的分配. 大多数的计算都是发生在云端上的,但是它很昂 贵, 需要很多的数据.如果把这个模型载入终端设 备, 我们还面临如何压缩模型的挑战. 关于 AI 在终端上还是在云上,王坚认为描 述并不准确. AI 一定会既在终端上, 也在云上. 现在哪怕是一个音箱,都一定是连在互联网上 的.实际上, AI 已经分布在了互联网上, 只不过 最后需要一个终端来实现使用. 从Cloud Company (云公司) 的角度讲, 相比于云还是终 端, 王坚认为, 真正的核心还是计算, 不论云端还 是终端都需要分配计算资源. 但是, AI 资源在云端和终端的需求是不一 样的. 如果在终端上需要一个晶体管的话, 在云 上一定会用到

100 个甚至

1000 个晶体管.也就 是对于所谓的分布式 AI 来说,在云端用掉的计 算能力一定会超过终端. 王坚断言, 这是一个分 布式 AI 的年代, AI 无处不在,一起协同工作才 会实现真正的 AI. AI 应用待优化的未来 AI 与云的关系屡遭提及, AI 的产业化应用 也被热议. 汤晓鸥就其中一个行业―― ―视频分析 作出介绍. 大家在看奥运会的时候,可能会花一大堆 时间看一些枯燥的内容介绍, 所以基本上过了好 几分钟, 你可能什么都没看到. 汤晓鸥说, 要节 约时间, 就要用到人工智能技术提高视频分析当 中的行为检测效率. 用建立视觉分析的方法,可以把很长的一 段视频中重要内容检测出来, 观众就可以直接跳 过没有意义的部分, 直接看有趣的、 真正的跳水 动作. 汤晓鸥说. 在一部电影中视频分析可以把各种各样的 片段搜索出来, 这就是缺口检测.而自然语言检 测则可以自动根据观众的描述搜索出电影中的 场景. 另外, 我们不但能把视频分析出来, 还能 够把分析的内容理解出来.在一些运动会场景 中, 机器可以把场景描述出来, 比如运动员穿着 蓝色的衣服在射门等等, 从而代替解说员. 同样是需要智能技术来解决的问题, 王坚认 为, 最大的挑战来自城市大脑, 而城市是最大的 智能硬件.提及城市大脑研究下一阶段的目标, 王坚认为, 就是让世界上每个城市都取消车辆的 限行, 也就是让现在所有的道路因为有数据和大 脑发挥最高的效率. 现在的道路资源是足够的, 但没有进行优化. 而更长远的目标,应该是节约更多的土地 资源. 这个世界本来是不需要修那么多路的, 我们现在不得不这么做, 是因为资源的利用效 率不高.今天的中国, 每个城市大概都要拿出 20%~25%的土地来修路, 我们相信, 如果经过 城市大脑的努力,帮助城市省下 5%的土地资 源, 将为社会提供一笔巨大的财富, 也会开启巨 大的市场. 王坚说. 解决智能产生的 元问题 发展 AI, 就要更好地了解人的思维和大脑, Tomaso Poggio 所在的麻省理工学院大脑、心智 和机器中心 (CBMM) 在五年前开始了这样的研 究, Poggio 认为 CBMM 的使命是要在理解认知 方面获得新的进步, 同时也需要去了解整个智能 的架构和智能背后的科学原理. 关于智能的科学 会帮助回答最宏大的问题,了解生命的起源、 宇 宙的起源, 以及时间的源头. 大脑中智能的产生, 是科学现在需要解决的元问题. 在接受媒体采访时, Tomaso Poggio 同样表示 现在面临的最大挑战就是如今所谓 人工智能 可 能从根本来说就是错的, 因为它从生物学的层面上 是说不通的, 人类就算是在婴儿时期也不需要通过 上百万个例子来学习、 认知某一样事物, 而这对于 深度学习来说却是常事. 提升机器学习智能的突 破口可能在于人类大脑相关的研究. 商汤科技研究院院长王晓刚现场展示了一 个其团队在

2016 年设计的大规模物体检测网 络.在这个网络里, 不同的分辨率的特征信息之 间可以在同一层神经网络进行传递, 并且互相印 证,其中还设计了不同的门来控制传递的信息 流, 如什么样的信息可以传递. 最开始的时候,商汤用不同的神经网络解 决不同的问题,但是事实上我们人类只有一个 大脑, 却可以用一个大脑解决各种各样的复杂 问题, 包括三维的物体形状的感知、 文字的理 解、 在视频中去识别和跟踪物体以及对声音的 处理.神经网络也是有这样的一个发展趋势, 未来有希望运用一个网络去完成多种复杂的任 务. 王晓刚说. 高通全球副总裁 Charles Bergan 认为, 机器 学习未来可能会发生的最大的改变就是像人类 一样在某些方面可以实现一次性学习.他举例 说, 人类只需要摸过一块石头, 就会知道石头是 什么,而不需要像机器学习一样研究一百万块 石头. 虽然现在大家还不知道如何实现, 但当这 个理论被研究出来的时候,会是这个行业最大 的变革. 发展 AI, 就要更好地了解人的思维和大脑. 图片来源: 百度图片 给盲人一副眼镜, 他 (她) 能用来干 什么? 假聪 (充) 明 ?新华网融媒体 未来研究院给出了 一个让人感到温暖 的答案:视角共享、 情绪监测, 用智能技 术 点亮 盲道, 让盲 道有光.

1 月29 日,在 电影 《盲・道》 公映 发布会暨 EYE 明天 公益行动启动仪式 上, 记者看到了这副 眼镜.这不是一副普 通的眼镜―― ―它并不复杂: 在这款眼镜 的一侧装置有一只 可调控角度的高清 微型摄像头, 用于实 时拍摄盲人行进中 他 视野 中的环境;

与之相连的传感和 通讯等设备则可固 定在盲人的手臂上. 当盲人启动这款眼 镜上的装置后,他(她) 所 目之所及 的世界将通过摄像 头实时捕捉下来并 传输到云端, 那些准 备好帮助他们的亲朋或志愿者即可 以 第一视角 切身体察盲人的处境, 并在需要时对盲者予以指路或提醒, 让盲人的脚下少一些踉跄和胆怯, 多 一分从容和自如的安全. 这款共享视觉眼镜更为重要的 一个功能是对使用者情绪变化的侦 测. 新华网融媒体未来研究院生物传 感电影评测实验室首席研究员王真 峥告诉 《中国科学报》 记者, 集成在这 款眼镜上的皮电传感器, 可以实时监 测使用者的皮电活动 (EDA) ―― ―人 在不同的情感体验或在不同的心理 状态时会引起皮肤电反应的变化;

当 盲人使用该设备时, 如遇突发情况或 因临时变故引起不安, 皮电传感器监 测到皮电活动 (超过设备所设定的阈 值) , 从而触发 报警 . 这一讯号可远 程传输, 收到讯号的盲人家属或志愿 者即可觉知盲人或许正面临潜在危 险.此时打开眼镜实时视频信号, 可 进一步对盲人提供帮助. 活动现场的体验环节, 王真峥根 据生理传感数值的变化, 同步解读了 体验者的情绪状态: 当他们刚 失去 视觉 时, 焦虑感比较强, 高度地紧 张、 专注, 情绪曲线飙升;

而当指引者 出现后, 他们的情绪有所舒缓, 情绪 曲线趋于平稳. 这款眼镜使用的都是比较成 熟、 实在的技术, 就是希望能在现有 的技术基础下, 给千万盲人带来一点................