美国与瑞士:人工智能的两种演进路径-思客

美国与瑞士:人工智能的两种演进路径

发表于  2017/05/15 06:30   约13分钟

  在人工智能领域,美国和瑞士,一个从软件起步,一个从硬件出发,最终殊途同归。而中国的优势在哪里?中国有巨大的市场,是理想的规模化产品生产之地。中国的不足是:尚未形成开放的创新生态,在机器人领域缺乏核心零部件的研发、设计、制造能力。

  对于部分有实力的中国公司,可以在瑞士苏黎世建立实验室,通过吸引当地人才来完善相关产业技术。

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2017年5月8日, “脑科学与人工智能”科学与技术前沿论坛在京举行,何生研究员在作《人脑视觉认知原理和启发》报告。金立旺摄

  自从去年开始,人工智能就成为炙手可热的话题,舆论担心机器人在未来将取代人类。机器人的发展方向是什么?完全超越人类的机器人是否有出现的必要?这些问题都困扰着人类。

  最近,我有幸与Roland Siegwart 教授就这些问题进行了交流。Roland Siegwart是瑞士最优秀的机器人科学家之一,目前在苏黎世联邦理工大学从事移动机器人领域的基础研究。通过与Roland 教授的沟通,我有机会了解机器人科学家对于未来机器人的发展方向、人与机器的关系、瑞士机器人行业创新环境、国际比较等方面的情况。

 

未来机器人的发展方向和影响

 

  对于目前大众对机器人的担忧,应该这么看:机器人的发展,不是为了取代人类,完成人类所能完成的一切。发展机器人的目的是为了将人类从不愿意做的工作中解放出来,以及避免人类出现在危险的工作环境中。人类不该出现在福岛核事故现场,或者在地下两千米环境恶劣的矿井中,这部分工作该由具有相应能力的机器人取代。

  Roland教授并不认为很复杂的类人类机器人是必要、合理的发展方向。机器人的目标不该是实现人类能完成的一切,而是该去实现我们不愿意做的那部分工作。Roland认为由于人类动作的复杂性,类人类机器人不会特别成功。人类能完成的动作非常复杂,要完全模仿是很难的。机器人需要有能够理解周边环境的能力,不单是观察和发现环境,而且是能联系周边的环境并做出判断。一个能做家务的机器人需要理解环境中的所有因素,它需要知道厨房的面貌、椅子的功能、洗碗刷的作用,同时还要具备抓取的能力。人类经过数百万年的漫长进化,有了一双神奇的手,灵活的关节具备了完成精细动作的能力。机器人在这方面还不行,比如系纽扣的动作,目前没有机器人可以做到。数百万年的人类进化史不能期待机器人一朝完成。这是个渐进的过程,当机器人也能完成精细动作的时候,就可以在更多的领域实现其应用,但这会很漫长。

  未来的发展方向是:越来越多的机器去取代人类某一方面的能力,将人类从一些工作中解放出来。但完全复制人类的机器人三十年内都出现不了。目前对人类冲击最大的领域是人工智能,因为计算机领域的发展是非常快的,但机器人领域由于非常复杂,相对而言发展速度没有那么快。

  当然,即便目前处于缺乏这些能力的阶段,机器人也能做很多事。比如,在农业领域,农业无人机可以通过特殊的传感器检测土地的情况、植物的生长及营养情况,提高产业效率。

  可以确信的是,未来无人驾驶汽车将比人类开车更安全。在Roland教授看来,无人驾驶领域十五年内可以实现车与人的完全互动,真正做到在交通密集的复杂路况中自动驾驶。

  我们处于充满变化的时代,但这种变化不是坏事。我们无法告诉下一代未来会发生什么,因此孩子们需要有批判性思维。未来人类的生活将由于更多工具的出现而变得更快更有效率,尤其是计算机方面。在使用这些工具的同时,需要理解工具背后的逻辑。因此,未来一代需要对计算机算法有基本知识和理解,同时需要加强对大脑的训练。

  机器人时代会使旧的工作消失,新的工作出现,这种转型对有些人来说可能很困难。对于机器人生产来说,在一定阶段内,仍然需要人和机器协同工作。另外,人更喜欢与人打交道,一些交流与情感沟通的工作,机器无法替代。比如在医院,机器人可以去送饭,但是无法替代人类与病人交流,无法鼓励病人。机器人无法做这些和情感沟通相关的工作。

 

瑞士和美国:AI领域的两种演进路径

 

  由于互联网技术的蓬勃发展,以计算机科学为基础,美国在AI方面是从软件发展起来的。瑞士和邻国德国类似,以高端机械制造业为优势产业。瑞士研究机器人的科研人员很多来自于机械工程系。瑞士由于在机械制造方面的传统积累较强,在机器人研发方面是以机械工程和硬件研发为基础发展起来的。如果将机器人看成是一个系统,这个系统需要的知识是各方面的:既要有一个可以动的载体,也需要有学习、感知等智能方面的能力;既需要传感器,还要做控制系统,有整体的设计能力。美国和瑞士,一个从软件起步,一个从硬件出发,最终殊途同归。

  每个国家都有自身的优势。对于制造行业,瑞士产品质量高,但受产能的限制,产量不大,擅长在高端细分市场取得成功。美国的强项是信息技术,而瑞士则在高端机械制造技术方面更强。机器人需要两者相结合。德国与瑞士相似,在高端制造领域有优势,因此Roland教授认为德国在机器人领域也占有一席之地。瑞士的市场太小,无法大规模生产,因此在大众消费市场的优势不强,但在专业市场领域有优势。像无人机,中国的大疆公司已经在大众消费市场处于领先地位,一部分原因也是中国的市场容量和生产能力的优势体现。

  在布局人工智能方面,美国软件巨头一直没有停下收购创新公司的脚步,近年在机器人领域,收购了Boston Dynamic、Redwood Robotics、Schaft等一系列机器人公司。除了美国互联网巨头纷纷在苏黎世设立实验室并招募苏黎世联邦理工大学最顶尖的人才,其他诸如迪士尼、三星、博世和甲骨文等公司也在此开展相关领域的研发工作。

  苏黎世集中了欧洲机器人领域顶尖的人才、一流的大学和宜居的环境。凭借人才和国际大公司的聚集,苏黎世也出现了越来越多的新兴企业,初步具备了硅谷的气象。

 

瑞士机器人创业环境

 

  在机器人领域创新,小公司比大公司自由度更大、更灵活、更有优势。突破性产品需要的是新的研发能力。因此,从知识与技能的角度,要开发新领域的产品需要的是新的而不是现有的研发人员。从这个角度看,大公司并没有优势。在早期阶段创业,需要看起来有些疯狂的想法和创新的文化,小公司往往在开发新市场方面做得更好。由于创始人意愿不同,有些小公司接受被大公司收购的选择,有些创业公司选择继续独立发展。想开发新的产品,创业公司最好能够独立发展几年。

  目前机器人领域的创新方面,大公司的倾向是要么与非常早期的创业公司合作,要么自己搞创业公司。大公司知道未来产品的方向,愿意提供大量的资金支持。

  融资方面,瑞士的早期融资做得比较好,瑞士政府会有投资项目为早期创业公司提供小额支持。还有Wyss、苏黎世联邦理工大学的基金等也可以在早期为创业公司提供资助。这阶段的资助可以让公司制作出产品原型。但当公司到了需要扩大规模、组建团队、购买生产设备、把产品推向市场的阶段,在瑞士融资就不那么容易了,超过五百万瑞郎的投资相对困难。在投资方面,瑞士不缺钱,缺乏的是在投资上敢于冒险的文化。大额融资阶段,瑞士的创业公司愿意去美国寻找投资,有的公司还因此搬到美国去。整体而言,瑞士对于外国投资的态度是开放的,早期的创业公司被美国公司收购,只要被收购的公司继续留在瑞士发展,对于瑞士而言,就是乐见其成的事。

  瑞士的高端制造业很强,苏黎世联邦理工和洛桑理工的人工智能、学习、感知方面的研究能力有优势。这两者的结合,是独具价值的。同时瑞士在机器人领域拥有最高密度的创业公司。除了大学,有越来越多的创业公司参与进来。机器人技术非常复杂,在创新被市场所接受前,研发项目需要至少十年以上的投资。若论劣势,瑞士还需要更多的冒险精神和投资。Roland教授认为这一点可以向中国学习。

 

如何帮助科研创新逃离“死亡之谷”

 

  在研发的早期阶段,有些科研成果,有一定希望实现商业模式但距离真正实现又还很远,又还没有引起行业的兴趣,大部分大部分会无果而终,仅有少部分能够成功坚持到商用阶段,这个阶段被称为创新的“死亡之谷”。Wyss给这阶段项目几年的资金支持,帮助他们做出产品原型,将更多的科研成果带离死亡之谷。这是目前Wyss在机器人和生物医药领域所做的事情,未来希望能扩展到其他的科研领域。

  很多大学看重的是科研结果和论文发表数量。Roland教授认为,对于整个产业,应该有一个完整的创新生态系统。尽管大学是做基础研究的地方,但应该在一定程度上重视技术转移的价值。大学可以适度地鼓励实用性导向的基础研究,在此基础上,鼓励大学与实用性研发的科研机构合作,将已经做了一段时间科研的年轻人送到研发机构或者技术转移公司中,从资金和价值导向上支持和鼓励年轻人创新。

 

中国的机会在哪里

 

  与Roland教授的交流使我受益匪浅。可以看到,美国与瑞士在人工智能与机器人领域各有所长,良性互动。美国互联网巨头先后在瑞士建立实验室,吸引瑞士人才加强硬件方面的研发能力;同时在融资领域,瑞士也以开放的态度看待美国资本。在科研与学术领域,双方也有密切的合作交流。这种开放的创新生态,正是中国需要的。中国要发展机器人,既要认清优势,也要认识不足。所谓双赢,正是双方资源的互补合作。中国的优势在哪里?中国有巨大的市场,是理想的规模化产品生产之地。中国不缺乏创新意识和冒险精神。中国不缺乏投资,尤其是互联网巨头,目前都在积极布局人工智能与机器人行业。中国的不足是:尚未形成开放的创新生态,在机器人领域缺乏核心零部件的研发、设计、制造能力。

  目前可以确定的是,对于人工智能和机器人的无法回避的全球性发展趋势,中国唯有参与。而人口老龄化与人工成本的上升,正在成为困扰中国发展的问题之一。这将使得中国将成为机器人市场巨大的需求方。中国如果要提升机器人产业的创新与供给能力不妨从我刚才分析到的优势与劣势中寻求答案。

  (1)在机器人产业建立开放的创新生态系统,全方位合作创新。这种开放,即包括大学、科研机构在基础研究和应用研究方面的合作项目,也包括有能力的产业公司在全球布局研发能力,还包括提升产业资本在全球范围的投资嗅觉与整合能力。

  (2)积极利用中国的巨大市场和规模生产能力的优势。让产能靠近市场,是很多制造型企业的选择。在这方面,吸引外资,通过外资的创新能力积累产业能力,培养人才,这与通信、IT等产业在中国的发展路径相似。同时与自有创新并举,鉴于大疆的成功,在消费类机器人领域,对于自有创新品牌或有更多的想象空间。

  (3)加强基础研究的技术转移能力,鼓励实用型研发与基础研究的结合。在突破性技术的发展过程中,提高大学和科研机构的学术成果转化率,鼓励人才在学术与产业之间的自由流动,从资金和价值导向方面鼓励从事相关科研的年轻人参与到机器人技术转移的创新链条中。

  面向人工智能时代,产业公司和互联网巨头都已经开始向外看,不过更多的是在看美国。感谢全球视角,我们看到,美国也在向外看,尤其是机器人方面,美国也在看瑞士、看欧洲。同样的,对于中国的产业基金、VC和相关行业公司来说,瑞士的前沿技术值得关注。对于部分有实力的公司,同样可以在苏黎世建立实验室,通过吸引当地人才来完善相关产业技术,这样的实验室也是学习窗口,可以近距离了解行业的最新技术与动向。这是除了并购之外的另一种选择。曾经有投资人问我瑞士产业的投资回报率,和国内互联网行业的数据一比,便嗤之以鼻。然而若着眼于未来产业格局,是不能只看短期回报的,机器人行业的技术周期,要长于互联网行业。未来产品在哪里,我们的嗅觉应该足够灵敏,毕竟面对这股浪潮,任何人都无法后退。(作者:石泽,清华大学全球产业研究院特约研究员)

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