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“貓鼠遊戲”讓機器更“聰明”

劉石磊 發布時間:2018-04-02 10:36:00來源: 人民網-人民日報

當前,人工智能的計算力、識別力快速發展,但想象力、創造力仍有不足。為(wei) 破解這一局限,科學家設計出一套類似“貓鼠遊戲”的技術,讓人工智能在自動學習(xi) 中變得更“聰明”。

這種技術被稱為(wei) “對抗性神經網絡”技術,美國《麻省理工學院技術評論》日前將其評為(wei) 2018年“全球十大突破性技術”之一。

人工智能的識別能力有賴於(yu) 海量樣本學習(xi) ,比如給它“看”數以百萬(wan) 計的鳥類圖片,它才能“學會(hui) ”辨認鳥類,而生成逼真的鳥類圖像則更難。其局限性在於(yu) ,有些事物缺乏海量樣本,而且這種學習(xi) 還依賴人類的“灌輸”,缺少自主性。這限製了人工智能的發展,特別是向想象力、創造力這種更高層次的進階。

美國人伊恩·古德費洛2014年在加拿大蒙特利爾大學讀博士時想出一套設計方案:用兩(liang) 個(ge) 神經網絡,進行數字版的“貓鼠遊戲”——一個(ge) 負責“造假”,一個(ge) 負責“驗真”,從(cong) 而在對抗中不斷提高。

負責“造假”的神經網絡稱為(wei) “生成網絡”,它依據所“見過”的圖片來生成新圖片,這需要它總結規律、發揮想象力和創造力;負責“驗真”的神經網絡稱為(wei) “判別網絡”,它需要憑訓練累積的“經驗”,來判斷某張圖片是真實事物,還是生成網絡“自創”的“假貨”。

生成網絡並非一開始就足夠“聰明”,比如它可能“認為(wei) ”鳥類會(hui) 有3條腿,這樣的“假貨”當然很容易被發現。但隨著機器學習(xi) 的深入和反複對抗練習(xi) ,生成網絡對事物的理解越發深刻,最終生成足以“以假亂(luan) 真”的作品。

這樣的神經網絡具有廣泛應用價(jia) 值。比如在自動駕駛領域,人工智能如果創造出海量接近真實的合成圖片,包含各種情形下的行人、障礙物等路況,自動駕駛係統使用這些圖片展開自我訓練,將有助於(yu) 大幅提高應用性。

香港中文大學教授李鴻升認為(wei) ,除了在機器翻譯、人臉識別、信息檢索等諸多方向的具體(ti) 應用,對抗性神經網絡的價(jia) 值和意義(yi) 還在於(yu) 其蘊含的對抗性思想,這有助於(yu) 改進現有人工智能算法。

從(cong) 技術上看,對抗性神經網絡已經接近成熟。來自美國芯片企業(ye) 英偉(wei) 達的研究人員用明星照片訓練出一套係統,進而生成了數百張根本不存在但看起來很真實的人臉照片。還有研究團隊讓係統生成看起來十分逼真的梵高油畫。

展現巨大潛力的同時,這項技術發展帶來的負麵影響也不容忽視。比如不法分子可能利用此類係統製造出圖片甚至視頻來混淆視聽,給監管、安全帶來新挑戰。古德費洛就表示,他當前的研究重心就在於(yu) 避免這類技術的濫用問題,希望它“不至於(yu) 誤入歧途”。

中國科學院自動化研究所副所長劉成林介紹說,中國的研究機構目前致力於(yu) 研究對抗性神經網絡理論的進一步改良及優(you) 化。對抗性神經網絡的理論基礎、算法和應用,都還有很大的發展空間。

中國企業(ye) 界則更傾(qing) 向於(yu) 把技術應用在服務中,並在一些領域達到了業(ye) 界領先。比如,利用這項技術構建語音識別框架,或借此技術生成訓練數據集以優(you) 化車牌精準識別功能。

(責編: 央卓)

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