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潘云鹤院士:人工智能2.0与教育的发展

2018-10-13 作者:潘云鹤 分类:国际教育动态 浏览次数:

上个世纪70年代以来,人工智能(AI)的典型任务和应用包括机器定理证明、机器翻译、专家系统、博弈、模式识别、学习以及机器人和智能控制等七个方面取得了很大进展。

  从2015年起,AI走向2.0阶段。随着社会新需求的爆发,信息环境以及AI基础和目标的巨变,促使人工智能迈向新一代。2017年7月,中国发布了《新一代人工智能发展规划》,十九大报告中也提出:“推动互联网、大数据、人工智能和实体经济深度融合。”

一、AI走向2.0的本质原因

  首先,世界从原来的二次元空间进入新的三元空间。世界原来是二元空间,即人类社会空间(H)和物理空间(P)。近年来,随着信息力量的迅速壮大,已经成长为除P、H两极之外的新一极--信息空间(C),从过去的PH变成了CPH。

  近50年来,信息空间成长壮大的历程主要有以下几个阶段:第一个阶段是信息来源于人类社会,如书籍、交流、媒体、计算机;第二个阶段是信息开始互联,产生了互联网、移动通讯和搜索;第三个阶段是信息绕过人类,直接来自于物理世界,如传感器和物联网;第四个阶段是产生大数据,信息快速膨胀;第五个阶段是从大数据走向大知识,并推动人类认识与控制能力的变化。

  其次,空间变化形成信息流的新变化。过去只有P和H两个空间,在这两个空间之间,人类社会要了解物理空间的变化,包括它怎么改变,会变向何处,变化规律是什么,这些所有知识的总和叫做自然科学。然后,人类社会如何改造物理空间,改造后有哪些变化,产生哪些连贯性反应,这些知识叫做工程技术。同时,人类社会还会研究自己的经济行为、管理行为、政治行为、社会结构等,这些叫做社会科学。因此,知识的总和是自然科学、工程技术和社会科学。信息空间出现后,信息流发生巨大变化,人类社会既可以通过过去的方法了解物理空间,也可以通过信息空间了解。

  再者,新的信息流会生成认知的新变化:一是新计算,AI2.0是建立在新老空间的互动CH、CP之上的AI;二是新通道,给科学、工程技术、社会研究提供了新途径、新方法和新通道;三是新门类,出现认识复杂巨系统,包括城市运行系统、环境生态系统等。

  新一代人工智能发展规划,它的关键理论与技术包括五个方向:大数据智能、群体智能、跨媒体智能、人机混合增强智能以及自主智能系统。它的应用领域包括智能城市、智慧医疗、智能制造等。

  由上可知,AI走向2.0正是人类空间从PH到CPH演变的深化,它的前方有许多理论与实践的挑战。

二、AI2.0促进教育

  AI2.0对教育的影响主要是5个方面。

  第一,发展大数据智能的学习分析技术。收集学生学习大数据(做练习题、考试、历年学习成绩、听课表情、平时兴趣、周围环境),来分析学生学习的薄弱环节,从而制定学习的改善方案。也可以用它来给学生画像,不断根据新的数据进行修改,并形成新的教育方案。

  第二,发展跨媒体学习。人类形成基本概念和判断依赖多种媒体信息综合,如文字、视觉、图表、声音、触觉、味觉等。因此,教材除文字外,还要配以插图、讲解、参观、实验等,其目的是形成跨媒体的知识(概念、判断、思维)。跨媒体教学将是提高教学效率的有效武器,对幼儿教育尤为如此。新技术新教材将十分重要,如超文本课本、AR产品等。

  第三,发展终身学习的个性化智能支持。未来,终身学习将越来越重要。终身学习不同于学校的系统式学习,是带着问题学习,其问题包括工作、形势变化、理财、爱好等。因此,学校一般性教材并不适用,需要个性化教材。终身学习还是“自主驾驶式”学习,根据自己的知识基础、问题、目标,形成一条适合自己的学习途径。人工智能可以在数据库和知识库的基础上,为其提供规划,提供相应的教学内容。

  第四,我国应建设智能图书馆。图书馆的每一本书都包含几十乃至几百个知识点,作者仅用某一种链接来讲述它。这些知识点可以更灵活地加以不同链接,以满足终身学习和交叉性学习的个性化教材需要。

  教育部已建成300万册学术数字图书馆,应及时在此基础上建设智能图书馆。智能图书馆向读者出借的不只是一本书,而是根据读者要解决的问题提供的知识点的链接系列,这个系列是实时按需编排给读者的。所以,人工智能可以在此基础上,帮助每个人制定学习计划,提供相应学习内容。

  第五,新一代人工智能战略实施中,队伍的组织和人才的培育是两个关键因素。一是加大人工智能人才培育和学科建设的支持力度;二是建议有关省市创建一批政、产、学合作的,科学、工程和教育相结合的新一代人工智能研究中心,试用灵活体制,实现快速发展;三是人工智能走向2.0,是人类实现新进步的一件大事,我国可主动推动国际合作,建设合作平台,与全球愿意携手的科技人员一起,共同应对各种挑战,推动人类走向美好明天。

  总之,中国信息化将沿着数字化、网络化、智能化的阶段前进,产业和应用已经按此推进,科研、教育,以及教育的方法、体系、教材也必须及时展开。


来源:《中国教育网络》,潘云鹤,中国工程院院士