人工智能开启2.0时代

　　“当今的人工智能不再仅是传统意义上用计算机模拟人的智能,而是在人、网、物组成的三元世界中,以机器与人结合成增强的混合智能系统；用机器、人、网络结合成新的群智系统；用人、机器、网络和物结合成的智能城市等更复杂的智能系统。”全国政协常委、中国工程院原常务副院长、计算机应用专家潘云鹤院士接受记者采访时表示,若干新技术变化已初露端倪,成为迈向人工智能2.0的技术萌芽。

　　5日,“人工智能”首次被写入政府工作报告。2017年重点工作任务中提出,要加快“人工智能”的技术研发和转化。

　　潘云鹤指出,人工智能2.0的技术特征表现为:从传统知识表达技术到大数据驱动知识学习,转向大数据驱动和知识指导相结合的方式；从分类型处理视觉、听觉、文字等多媒体数据,迈向跨媒体认知、学习和推理的新水平；从追求“智能机器”到高水平的人机协同融合,走向混合型增强智能的新计算形态；从聚焦研究“个体智能”到基于互联网络的群体智能,形成在网上激发组织群体智能的技术与平台等。

　　潘云鹤认为,相比以往,人工智能2.0不但以更接近人类智能的形态存在,而且以提高人类智力活动能力为主要目标,更加紧密地融入人类生活(跨媒体和无人系统),甚至扩展为人们身体的一部分(混合增强智能),可以阅读、管理、重组人类知识(大数据智能与群体智能),为生活、生产、资源、环境等社会发展问题提出建议,在越来越多的专门领域的博弈、识别、控制、预测中接近甚至超越人的能力。

　　潘云鹤建议,在布局实施人工智能2.0时,首先要与国家重大需求和已积累的发展成果相结合,如电子政务、电子商务、分享经济、快递物流、智能社区、智能手机、制造业升级,和创新设计、跨媒体计算、图像编码、中文识别、机器翻译、知识中心、智能城市及大数据等先行理念或技术成果。重点围绕大数据智能、互联网群体智能、跨媒体智能、人机混合增强智能、自主智能系统等新一代方向开展研究。此外,还要推动数据共享,与全球多国科学家及智库开展合作,推动人工智能技术能沿着服务人类的正确方向升级。

　　站到月亮上“观察”地球

　　“人造卫星之外,我国能否将遥感设备率先装到月球上去,利用这颗自然卫星开展对地球的遥感观测?”在今年两会政协分组讨论上,全国政协委员、中国科学院院士、著名遥感专家郭华东提出了这个“开脑洞”的想法,吸引了全场的目光。

　　这并不是“天方夜谭”。50多年来渐渐兴起的遥感技术——一种非接触的、远距离的探测技术,正给人类成为地球的“旁观者”提供了新的可能。所谓“欲穷千里目,更上一层楼”,站在月亮上“观察”地球,在郭华东等中国科学家眼中是奇特却可实现的新角度。

　　郭华东介绍,月球是地球唯一的自然卫星,也是人类目前唯一能够抵达的地外星球,利用月球平台对地观测有很多优势。一方面作为一个长期存在的平台,月球比任何人造卫星的寿命都要长,在此平台上对地球表面进行数十年乃至数百年的长期连续性的观测,能为地球系统长期变化规律研究提供强有力的数据支撑。

　　另一方面,月球表面积远远大于任何的人造卫星,因而在月球上布设遥感器,不用更多考虑载荷、重量等,可同时置放不同类型的遥感器,形成主被动、全波段同步观测的能力,对于观测大尺度地球科学现象会有深入的认识。“利用在月球上的遥感雷达,甚至可以获取地球板块构造厘米、分米级的变化信息”。

　　具备科学上可能性的同时,中国遥感技术的发展也提振着郭华东等科学家们的信心。据介绍,我国目前建有北京密云、新疆喀什和海南三亚3个陆地遥感卫星数据接收站,接收面积覆盖中国陆海全部领土和亚洲70%的疆土。近期北极卫星地面站的建设也已完成。

　　2016年,我国发射了多颗先进的光学和雷达遥感卫星。2017年我国还将发射一系列新的对地观测卫星。“地球宏观科学现象的月基观测研究”已成为国家自然科学基金委2016年批准的重大项目,科学家们在进行月基对地观测的相关基础性研究。

　　郭华东坦言,现阶段遥感“奔月”还存在现实瓶颈。首先,它必须建立在对月球成熟开发的基础上,具备形成月球基地的条件。其次,由于观测距离遥远,对传感器参数要求更为苛刻。最后,还需要研发适合月基观测的观测方法,包括观测模式、观测构型及相应的数据处理和信息提取算法等。

　　“我国卫星遥感和月球探测技术的发展已为月基对地观测提供了坚实的基础。未来,国际合作是一条应走的路径。”郭华东告诉记者,可联合有关力量建设月基遥感平台,制订切实可行的月基对地观测规划与逐步实施方案,为实现月基对地观测提供基本保障。

　　在南极打开观测宇宙新窗口

　　“我国将在南极冰穹A建造两台望远镜,一是2.5米昆仑暗宇宙巡天望远镜(KDUST),二是5米冰穹A太赫兹探测器(DATE5),这将打开地球上独一无二的天文观测新窗口。”正在北京参加两会的全国人大代表,中科院院士、南极天文中心副主任崔向群透露说。

　　崔向群介绍,天文学研究的核心科学目标主要是“暗能量”“暗物质”“黑洞”“宇宙起源”“天体起源”和“生命起源”。我国科学界为此提出了“上天入地去南极”的科考目标。南极天文台建设是其中重要一环。

　　遥远的南极从来不是适合人类居住的地方,那里的温度可以降到零下80多摄氏度,漫长的黑夜可以持续约6个月。其中,中国所选择的冰穹A为南极内陆冰盖最高点。这里拥有其他地面天文台址无可比拟的观测优势。

　　“在南极进行天文观测,比其他地点看得更远、更清楚,高分辨、大视场、宽波段兼具。”崔向群介绍,南极天文台是2013年公布的《国家重大科技基础设施建设中长期规划(2012—2030年)》中的重要项目之一。去年12月,四名天文学家跟随“雪龙号”一起奔赴南极,这意味着南极天文台建设迈出实质性步伐。

　　在崔向群看来,占据“冰穹A”这个制高点,中国在南极天文科考领域“拿着一手好牌”。目前国际天文观测中一个重要的目标,就是希望发现与地球环境相似的行星,比如行星上要有水、有氧气、温度适宜等。而南极天文台的建成,将使中国在这方面大有作为。

　　崔向群表示,经过多年努力,我国科技整体水平大幅提升,一些重要领域跻身世界先进行列,某些领域正由“跟跑者”向“并行者”“领跑者”转变。目前在南极内陆,已经实现了CSTAR中国之星望远镜和AST3南极巡天望远镜的成功安装与连续工作,主要进行超新星早期发现、系外行星搜寻和光变天体的研究。

　　崔向群表示,除了太空,地面上没有第二处地方可以像南极这样实现对太赫兹波段的观测了。如果说射电波段是为地面天文观测撕开了一条缝隙的话,太赫兹波段观测则打开了一扇更为宽广的“窗口”。

　　与之相似,K波段也是南极天文观测的一双新眼睛。“等我国的昆仑暗宇宙巡天望远镜建成后,其对红外光的观测将弥补哈勃望远镜的不足,弥补全球望远镜的观测空白。通过观测宇宙遥远天体的红移,有望在暗能量研究领域取得突破。”崔向群表示。

　　将建海拔最高引力波观测站

　　“原初引力波是宇宙开端的大爆炸产生的引力波。有望于2020年在我国建成的观测站将是世界上第一个地处北半球的原初引力波观测站。”全国政协委员、中国科学院高能物理研究所研究员、“阿里计划”首席科学家张新民透露说。

　　2016年,美国“激光干涉引力波天文台(LIGO)”项目组宣布发现引力波,这一发现被认为是基础研究年度最大突破。然而,这仅是引力波发现的“序章”,各国对引力波探测和研究的信心高涨,一系列的研究计划加紧布局。比如,2017年,欧洲引力波探测装置VIRGO将和LIGO进行首次高级联合运行,有助于研究人员将引力波来源锁定到具体星系。　

　　张新民介绍,目前我国对引力波探测研究已经有了清晰的路线图。一是空间探测,包括中科院领衔的“太极计划”和中山大学的“天琴计划”；二是地面探测,包括国家天文台主持的贵州的500米口径球面射电望远镜FAST项目,以及中科院高能物理研究所主导、探测原初引力波的“阿里计划”。

　　张新民说,因为原初引力波极其微弱,所以探测到它一直是科学界的难题。原初引力波蕴含着宇宙起源的奥秘——宇宙究竟是不是大爆炸产生的?

　　探测原初引力波,寻找合适的观测点至关重要。张新民介绍,全球只有4个地方适合进行宇宙微波背景辐射(CMB)探测:位于南半球的智利阿塔卡马沙漠、南极,以及位于北半球的格陵兰岛和我国西藏阿里。

　　“现在‘阿里计划’正在全方位地向前推动。”张新民介绍,今年2月,该计划评审了观测舱设计方案,望远镜建设方案也已经进入评审阶段,该计划将于5月初正式施工,建成运行后或可首次实现北半球地面原初引力波观测,带领我国原初引力波研究进入国际前沿。同时,该计划正在推动相关技术的自主研发。

　　海洋探测将覆盖“全海深”

　　我国海洋探测近期有着怎样的新目标?全国政协委员、中科院信息工程研究所副所长潘锋表示,随着“深海关键技术与装备重点专项”的有序推进,我国将在“十三五”末实现“全海深”“谱系化”——具备最大工作深度达11000米载人和无人潜器的海洋探测能力。

　　海洋科学的发展一直伴生着海洋技术的进步。有了声呐探测,才知道海山与洋中脊；有了深海钻探,才证明地球板块理论；有了深潜技术,才发现海底热液。潘锋表示,随着人类科技的不断进步,海洋科学技术已成为国家综合实力的重要标志之一。正如天文研究离不开望远镜,海洋探测设备是海洋科学研究的基础。

　　“蛟龙号”远征,“向阳红01”和“向阳红03”投入使用……近年来,我国海洋探测能力不断提高。目前,我国多个部委联合组建的国家海洋调查船队,已拥有46条成员船。

　　“对于人类科考而言,下海和登天一样难。”潘锋说,征服马里亚纳海沟,是人类探测海洋的重要目标之一。该海沟又称“马里亚纳群岛海沟”,是目前所知地球上最深的海沟,最深处在斐查兹海渊。

　　我国“深海关键技术与装备重点专项”的实施,有望在征服马里亚纳海沟上取得突破性进展。潘锋介绍,“深海关键技术与装备重点专项”是我国“十三五”重点研发计划首批部署实施的重点专项。专项围绕认知深海、探查资源、保障安全这一主线,重点突破制约我国在深海领域发展能力的核心共性关键技术。

　　“深海关键技术与装备重点专项”有四个目标:重点突破全海深(最大深度11000米)潜水器研制,形成1000-7000米级潜水器作业应用能力,为认识深海提供装备；研制深远海油气及水合物资源勘探开发装备,促进海洋油气工程装备产业化；推进大洋海底矿产资源勘探及试开采进程；加快“透明海洋”技术体系建设,为我国深海资源开发利用提供科技支撑。

　　“由近及远、由浅入深,这是人类探测海洋的必由之路,”谈及未来,潘锋满怀憧憬:“地球表面70%多面积被海洋所覆盖,广袤深邃的海洋中蕴藏无限的宝藏和许许多多未解的科学之谜。随着科学技术的不断进步,人类曾经幻想的探索海洋、利用海洋的梦想将逐渐变成现实。”

　　“蛟龙号”家族正在扩员

　　“‘蛟龙号’家族正在扩员,4500米载人潜水器下半年交付,11000米载人潜水器也已在研制,预计2021年进行海上试验。”全国人大代表、中国船舶重工集团公司第七〇二研究所副所长、深海载人装备国家重点实验室主任颜开透露。

　　大约11000米深的马里亚纳海沟,是世界最深处,比珠穆朗玛峰还“高”。2012年创造了7062米世界载人深潜纪录后,由中国船舶重工集团公司第七〇二研究所牵头研制的“蛟龙号”已经完成了上百次试验性下潜。从无人到载人,一个航次搜集的样本数据就相当于此前20年工作的总和。

　　颜开说,“蛟龙号”坚定了我国自主开展深海探测的信心。“更重要的是,通过‘蛟龙号’的研发,培养锻炼了一支具备实战经验的队伍,为今后高端深海装备的研制打下良好基础。”

　　“蛟龙号”家族正在不断扩员。颜开介绍,目前4500米载人潜水器已经进入总装阶段,下半年将完成海上试验并交付给中科院三亚深海所。它突破了钛合金载人舱球壳研制、超高压海水泵研制、低噪声一体化磁耦合电动推进器研制和充油锂电池研制等四项关键技术,实现了全面应用国产化。载人舱拥有5个观察窗,可以在水下停留12小时,能满足更多视角科学观察。

　　在此基础上,11000米载人潜水器的研发也已经提上日程,预计将在2021年进行海上试验。与此同时,一批一两千米级的载人潜水器也在策划中,以满足不同深度海洋科研的需求。

　　颜开说,万米载人潜水器的研制仍面临着一系列的挑战,包括承受万米级水压环境的材料、结构、通讯、能源等一系列技术问题。研制成功则意味着我国具备万米载人深潜能力,深海实验室即将变为现实。未来,科学家在深海实验室将可以培育和研究深海生物,发现深海矿产、油气资源,搜寻可以治病救人的深海生物基因等。

　　“人类对深海的认识深度还不如对月球表面的认识。在深海开展科学研究,将大大加深人们对海洋乃至地球的认识。”颜开说,目前“蛟龙号”还只能容纳几个人,未来的深海空间站可能是千吨级的,可以在海底停留半个月甚至几个月,同时容纳几十个人一起工作生活。

（责任编辑：王蔚）