加拿大工程院院士凌晓峰：《人工智能和教育的思考》

Posted 2021-04-26 新一代人工智能联盟

2020年8月14日-16日，以“万物赋苏·智启未来”为主题的2020全球人工智能产品应用博览会（AIExpo2020）在苏州国际博览中心成功举办。

作为后疫情时代首个线下AI博览会，本届全球智博会邀请加拿大工程院院士凌晓峰出席主论坛并发表题为《人工智能和教育的思考》演讲。

以下为演讲全文，有删减

我今天要讲的是人工智能和儿童教育我的一些思考。

人工智能可能是唯一有好莱坞电影的科学领域，也是是对未来非常有用的领域，现在最hot的领域。

人工智能在大学，本科、研究生阶段都有课。如今全球的很多儿童也在学人工智能。儿童怎么学人工智能？他们该学什么？我来讲讲这件事。

人工智能包括很多领域，比如如何用搜索解决问题，不确定性知识以及概率，今天会讲到这两部分。

我今天讲的是如何把人工智能解释给孩子听，让他们学得更加透彻。这里面应用了AI  that  Plans  Ahead  by  search。人工智能是事先计划好，同时用搜索的方法。什么意思呢？人跳起来要拿到苹果，需要事先计划该怎么做，然后再采取行动。和我们人一样，人工智能先计划该怎么做，排列这些可能性，然后用搜索的办法来进行最优解。

我们以魔方举一个例子，AI系统需要知道什么？第一，我有哪些事情可以做？比如说这个魔方可以这转、也可以那么转，这是我能做的事。第二，的代价是多少？第三，一定要有一个目标，这个非常重要，在魔方这个例子里面目标就是要复原魔方。

有了这些之后，再看这个魔方。因为魔方已经确定了，就可以开始计划该怎么做，最终拿出一个最优的计划来执行。这就是人工智能的一大类问题。

在人工智能课里面我们教什么呢？我们教算法。比如说，这种人工智能算法实现了就能够解决魔方问题，就能够解决我开车出去怎么plan的问题，各种各样的问题，这是一般性的搜索算法。但这个算法很难教给孩子。就算是大学三年级的很多学生，这门课也不一定能够及格。那我们怎么把这个教给孩子呢？我一般会通过图形的办法、搜索树的办法来把这个算法教给孩子。

这个算法怎么工作？拿魔方再来举例，算法从初始开始，这个初始就是魔方的初始情况，我们可能有三种选择，比如说魔方可以这么转、那么转，我们假设有三种选择。假如选择了这样转，第二步又选择，也许又有三种选择。第二种选择以后，第三步这么走，但第三步很有可能发现不可能了或者代价太高了。

这是个一般性问题，这样搜索，一直循环往复，也许答案就找到了。我们脑子里面或多或少也在做这样的事情，通过这样一个例子就能告诉孩子。

但这个教给孩子什么？人工智能算法对我们人的思考是很有帮助的。

①第一点，假如说做一件事有很多可能性的话，我们要系统地去考虑问题，没有系统化，会把有些重要的可能性给落下了。

②第二点，必须要记住没有试过的可能性。整个回溯，这个可能性没有试过，必须要记住它。所以人的智慧中也发挥很大的作用。

③第三点，为什么一开始这么搜索，没有那么搜索，一定是有目标的，而且每次尝试，至少是试图向着目标发展，不是漫无目的的搜索。

④第四点，不管怎么搜索，搜索三层和搜索五层，搜索五层的人肯定是better搜索三层的人。这说明什么？说明两点：第一思考速度很重要、第二你得深思熟虑一件事情。

这是我们上课基本教的东西。

搜索算法有一些限制，你可以计划，但世界是不是如你想象的这么发展呢？我计划这么开车，万一堵了怎么办呢？所以有一点非常重要，我们在做计划的时候，必须要非常清楚的知道这个世界或者我在搜索的空间是怎么发展的。

前一段时间有一个段子，不知道是真是假，刚去华为工作没几天就给任正非写了一封洋洋洒洒的信，这样的人对整个世界都不了解就以为自己可以做出好的plan，问题就出在这。

还有一个非常重要的，就是要预测这个世界的概率。我们刚才说也许可以走这一条路，但是这个路有多大的概率会堵呢？这是概率性的估计，根据你过去几年开车的经验可能说30%、50%、80%，会有这样的估计，这样的概率也必须在你的思考范围之类的。

假设经过这么多东西之后，你有一个很好的概率，这时候你可能就开始执行了，但是执行到一半又出现问题了，你必须还要re—planning，这些都是我们人工智能课里面讲到的，实际生活中都会遇到的，可以把这个理念，通过实际生活的例子教给孩子。这是人工智能能够对儿童教育起到更好作用的一个方面。

刚才讲到，实际上世界是更复杂的。怎么复杂法？有时候有adversarial，对抗性搜索。比如说有两个智能体，它们要互相进行争夺一个资源。人工智能系统会想什么？如果我这么做，那么它会怎么做。它在替对手想，然后又想对手会怎么想我，它也会做这样的搜索。

这教会我们孩子什么？或者教给我们什么？

①第一个，知己知彼、百战百胜。就是一定要知道别人怎么样，一定要知道别人是怎么想的，然后我去模拟别人。

②第二个，概率性的事情是非常重要的。

③一定要对事情进行分析。

④对于儿童教育来讲，必须给儿童一个很好的set  up  good  value。

⑤孩子的数学、science非常重要。

多人竞赛也非常重要，我们上课里面讲到，有时候要合作，有时候要对抗。假如多人的情况，就更加有意思，人工智能里面会讲这个。

我今天就讲到这。谢谢大家！

新一代人工智能产业技术创新战略联盟为AIExpo主办单位之一，由科技部指导成立，潘云鹤院士担任联盟名誉理事长和专家委员会主任，高文院士担任联盟理事长，北京大学黄铁军教授担任联盟秘书长，AVS产业联盟秘书长张伟民和欧亚科学院院士李世鹏任联合秘书长。联盟成员包括BAT、华为、中兴、京东、小米、科大讯飞、海康威视、360等企业，北大、清华、浙大、中科大、中科院计算所等科研院所，以及国内大多数人工智能独角兽企业。