清华AI研究院新动作！院士领衔探索第三代AI，成立基础理论

成立近一年的清华人工智能研究院又有新动作。

刚刚，清华大学宣布成立人工智能研究院基础理论研究中心，探索第三代人工智能。

清华大学副校长尤政院士和清华大学人工智能研究院院长张钹院士共同为基础理论研究中心揭牌。

张钹表示，成立基础理论研究中心，旨在突破人工智能的基础理论，发展鲁棒、可理解、数据高效和安全的人工智能关键技术和创新应用。

基于这一思路，清华大学人工智能研究院基础理论研究中心主要有三大发展方向：

探索发展鲁棒、可理解的第三代人工智能基础理论和方法；

研制第三代人工智能编程框架及基础算法库；

打造一个开放的、国际化的学术交流与合作平台。

这一基础理论研究中心，由张钹、中国科学院院士郝跃、CMU计算机学院教授Manuela Veloso担任学术顾问。

清华计算机系长聘教授朱军担任主任一职，并有10多位学者专家加入。清华大学AI研究院方面表示，之后将会举行对外开放的人工智能研究系列研讨会。

当下的人工智能存在缺陷

张钹表示，人工智能技术发展至今大致分为两代模型。

第一代，是以知识驱动为主的符号化模型，比如专家系统。第二代是以数据驱动为主的机器学习模型，如深度学习、概率统计模型等，正处于高潮阶段。

但是，第一代和第二代人工智能仍旧存在其局限性，其能够解决的问题也非常有限，大都符合以下五个方面的特点：

具有丰富的知识或者数据、确定性信息、完全信息、限定领域、静态或按照特定规律演化。

张钹说，在实际场景中，绝大部分都不符合这五个条件。比如自动驾驶和AI医疗诊断场景，就不符合其中的一些条件，进一步发展面临着很大的问题。

此外，第二代人工智能也存在着致命弱点，其通常依赖大量有标注的数据，能有效地利用大数据，但对无标注/弱标注数据的利用效率低。在动态变化或存在对抗的环境下适应性弱、复杂模型的可解释性不强，无法满足未来人工智能技术发展的需要。

最后，当前以机器学习为重心的人工智能，只是人工智能领域中的一部分，人工智能还有很多问题没有解决，只有开展第三代人工智能方面的理论和算法研究，才能解决人工智能领域更多的问题，推动其更快的发展。

张钹说，从2014年开始，他们就开始思考人工智能未来发展，认识到目前人工智能的局限性，并提出“后深度学习时代”的概念，提出研究第三代人工智能。

怎么研究第三代人工智能？

张钹提出了两个发展方向。首先，进行学科交叉研究，最主要的是与脑科学和数学领域的交叉研究，他认为， 没有这些学科之间的合作研究，人工智能不可能产生新的理论突破。

其次，要进行国际化，基础理论研究，从来不是一个国家能够完成的。想要在这些方面有建树，就要提升自身的理论水平，建立更开放的环境，吸引全世界更多优秀人才加入。

基础理论研究中心主要着眼于当前人工智能发展的瓶颈问题，以数据驱动和知识驱动融合的思路为主线，通过和脑科学、认知科学和统计学等学科的大跨度学科交叉融合，来建立原创性的人工智能理论框架。

围绕这一方向，基础研究中心设置了四大重点研究方向：

人工智能理论基础

贝叶斯机器学习、深度学习、小样本学习、强化学习、鲁棒人工智能、可理解人工智能

脑科学启发人工智能理论

听觉感知回路启发的语言理解模型、记忆和遗忘机制启发的人工智能模型、脑启发的视/听觉计算模型

统计学交叉人工智能理论

大数据建模与计算、因果分析与推理、生物医学大数据分析

人工智能创新应用

大规模文本分析、图像/视频数据分析、音乐和图像生成

在这些领域，基础理论研究中心的团队成员，已经发表了不少研究成果。

比如在基础神经科学领域。

听觉和语言处理方面，发现了听觉、语言和运动脑区如何实现语言声调类别感知的机制，听觉皮层如何处理音高和谐波的机制等。

在学习和记忆方面， 首次揭示长期记忆间隔效应的生物机制，首次揭示记忆的主动遗忘机制，首次揭示记忆的主动保护机制等，为理解生物智能本质提供了新的重要维度。

清华方面介绍称，相关成果发表在Cell, Nature, Science, Nature Neuroscience, Neuron, PNAS等顶级期刊上，部分研究成果也已经被写入神经科学领域核心教科书。

当前，清华大学人工智能研究院，也已经打造了关于第三代人工智能的“珠算”概率编程库；在AI的可解释等方面也取得了不少成果，通过对模型的可解释性进行建模，让模型更可靠。

院士领衔的团队阵容

基础理论研究中心，一共有3位学术顾问。分别是：

张钹

清华大学人工智能研究院院长，计算机系教授，中科院院士、俄罗斯科学院外籍院士。

郝跃

中国科学院院士、西安电子科技大学教授。

Manuela Veloso

ACM/IEEE/AAAI Fellow、卡内基梅隆大学哈伯特·西蒙杰出教授。

清华计算机系长聘教授朱军，担任基础理论研究中心主任一职。朱军主要从事机器学习基础理论、高效算法及相关应用研究。

其曾获CCF自然科学一等奖、CCF青年科学家奖和国家“优青”项目资助，入选国家“万人计划”青年拔尖人才和MIT TR35中国区先锋者。

此外，也有国家千人计划专家、“长江学者”讲座教授清华脑与智能实验室主任的王小勤教授和清华生命科学学院的钟毅教授等11位专家加入。

朱军表示，基础理论研究中心将会面向青年学者以及学生设立访问交流机会。最新的研究成果，将会在学术会议以及期刊上发布，并设立网站等信息传播平台对外公开。

清华人工智能研究院，后续也会面向视觉等方向成立一系列研究中心，在各个领域之间相互协同，推动第三代人工智能发展。