幾個世紀以來，教育一直遵循著相同的道路，無非是以老師為中心或者走流水線模式。不過，在人工智能相繼侵襲了消費電子、電子商務(wù)、媒體、交通和醫(yī)療保健等行業(yè)之后，我們不禁要問，教育行業(yè)是否會成為人工智能的下一個目標呢?
近年來，人工智能備受關(guān)注。2015年7月，國務(wù)院印發(fā)《“互聯(lián)網(wǎng)+”行動指導(dǎo)意見》，明確人工智能為形成新產(chǎn)業(yè)模式的11個重點發(fā)展領(lǐng)域之一，將發(fā)展人工智能提升到國家戰(zhàn)略層面。
2016年3月，“十三五”規(guī)劃綱要將“腦科學與類腦研究”“大力發(fā)展工業(yè)機器人、服務(wù)機器人、手術(shù)機器人和軍用機器人，推動人工智能技術(shù)在各領(lǐng)域商用”“推動駕駛自動化、設(shè)施數(shù)字化和運行智慧化”等內(nèi)容，列入國家未來幾年的重要發(fā)展戰(zhàn)略。同年，工信部、發(fā)改委、財政部聯(lián)合發(fā)布《機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2016～2020年)》。
日前國務(wù)院印發(fā)的《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，將新一代人工智能發(fā)展提高到國家戰(zhàn)略層面，針對性地提出了“三步走”的階段性發(fā)展任務(wù)，明確了未來我國人工智能產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略目標，提出在2030年成為人工智能領(lǐng)域的世界領(lǐng)導(dǎo)者，打造規(guī)模超過1萬億元的本土產(chǎn)業(yè)。
人工智能與人類生活所發(fā)生的聯(lián)系越來越緊密，人工智能如何應(yīng)用于教育?人工智能又將對教育產(chǎn)生怎樣的影響?
電子科技大學計算機科學與工程學院教授董樂：讓AI更好地服務(wù)于教育
人工智能(ARTIFICIAL INTELLIGENCE)一詞最初是在1956年DARTMOUTH學會上提出的。許多對機器智能感興趣的專家學者聚集在一起，進行了一個月的討論。從那時起，這個領(lǐng)域被命名為“人工智能”。
人工智能時代沉浮
人工智能至今經(jīng)歷了誕生、黃金時代(1956-1974)、遭遇基礎(chǔ)障礙(1974-1980)、繁榮(1980-1987)、低潮(1987-1993)、復(fù)興(1993-2006)、醞釀(2006-2012)、百花齊放(2012-2016)、爆發(fā)(2016-現(xiàn)在)多個時期，在曲折中不斷發(fā)展。
第一次浪潮(1956-1974)：達特茅斯會議推動了全球第一次人工智能浪潮的出現(xiàn)，即為1956年到1974年。當時樂觀的氣氛彌漫著整個學界，在算法方面出現(xiàn)了很多世界級的發(fā)明，其中包括一種叫做增強學習的雛形(即貝爾曼公式)，增強學習就是谷歌AlphaGo算法核心思想內(nèi)容?，F(xiàn)在常聽到的深度學習模型，其雛形叫做感知器，也是在那幾年間發(fā)明的。除了算法和方法論有了新的進展，在第一次浪潮中，科學家們還造出了聰明的機器。其中，有一臺叫做STUDENT(1964)的機器能證明應(yīng)用題，還有一臺叫做ELIZA(1966)的機器可以實現(xiàn)簡單人機對話。于是，人工智能界認為按照這樣的發(fā)展速度，人工智能真的可以代替人類。
第一次寒冬(1974-1980)：人們發(fā)現(xiàn)邏輯證明器、感知器、增強學習等等只能做很簡單、非常專門且很窄的任務(wù)，稍微超出范圍就無法應(yīng)對。這里面存在兩方面局限：一方面，人工智能所基于的數(shù)學模型和數(shù)學手段被發(fā)現(xiàn)有一定的缺陷;另一方面，有很多計算復(fù)雜度以指數(shù)程度增加，所以成為了不可能完成的計算任務(wù)。先天缺陷導(dǎo)致人工智能在早期發(fā)展過程中遇到瓶頸，所以第一次冬天很快到來，對人工智能的資助相應(yīng)也就被縮減或取消了。
第二次浪潮(1980-1987)：80年代出現(xiàn)了人工智能數(shù)學模型方面的重大發(fā)明，其中包括著名的多層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(1986)和BP反向傳播算法(1986)等，也出現(xiàn)了能與人類下象棋的高度智能機器(1989)。此外，其它成果包括能自動識別信封上郵政編碼的機器，就是通過人工智能網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)的，精度可達99%以上，已經(jīng)超過普通人的水平。于是，大家又開始覺得人工智能還是有戲。第二次寒冬(1987-1993)：然而，1987年到1993年現(xiàn)代PC的出現(xiàn)，讓人工智能的寒冬再次降臨。當時蘋果、IBM開始推廣第一代臺式機，計算機開始走入個人家庭，其費用遠遠低于專家系統(tǒng)所使用的Symbolics和Lisp等機器。相比現(xiàn)代PC，專家系統(tǒng)被認為古老陳舊而且非常難以維護。于是，政府經(jīng)費開始下降，寒冬又一次來臨。
第三次浪潮(1993-現(xiàn)在)：出現(xiàn)了新的數(shù)學工具、新的理論和摩爾定律。人工智能也在確定自己的方向，其中一個選擇就是要做實用性、功能性的人工智能，這導(dǎo)致了一個新的人工智能路徑。由于對人工智能任務(wù)的明確和簡化，帶來了新的繁榮。在新的理論方面，數(shù)學模型對自然世界的簡化，有著非常明確的數(shù)理邏輯，使得理論分析和證明成為可能，可以分析出到底需要多少數(shù)據(jù)量和計算量來得到期望的結(jié)果，這對開發(fā)相應(yīng)的計算系統(tǒng)非常有幫助。在更重要的一方面，摩爾定律讓計算越來越強大，而強大的計算機很少被用在人工智能早期研究中，因為早期的人工智能研究更多被定義為數(shù)學和算法研究。當更強大的計算能力被轉(zhuǎn)移到人工智能研究后，顯著提高了人工智能的研究效果。由于這一系列的突破，人工智能又產(chǎn)生了一個新的繁榮期。最早的結(jié)果即為1997年IBM深藍戰(zhàn)勝國際象棋大師。在更加專用型的功能性方面，機器在人臉識別、物體定位、物體檢測和識別以及自然語言處理的挑戰(zhàn)中，也可以達到或者超越人類的平均水平。
最近(2012-現(xiàn)在)：從2012年Alexnet在Imagenet競賽中以壓倒性的優(yōu)勢奪得冠軍之后深度學習開始登上人工智能的大舞臺成為“網(wǎng)紅”，而這一段時期也迎來了一波人工智能的創(chuàng)業(yè)熱潮。
人工智能是一個非常大的領(lǐng)域，應(yīng)用于多個行業(yè)，包括金融、汽車、農(nóng)業(yè)等。例如Google大腦，基于海量數(shù)據(jù)深度學習的智能計算系統(tǒng)，包含有七個主要研究方向：機器學習算法和技術(shù)、醫(yī)療健康、機器學習計算系統(tǒng)、機器人、自然語言理解、音樂和藝術(shù)創(chuàng)作以及知覺仿真。
什么是人工智能2.0時代?中國工程院潘云鶴院士提出：“基于重大變化的信息新環(huán)境和發(fā)展新目標的新一代人工智能。”它有兩個特點：一是信息的新環(huán)境，它要求周圍所涉及的整個環(huán)境要互聯(lián)互通，包括互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、移動載體和傳感網(wǎng);二是有新目標，就是智能要滲透到人們生活的方方面面。
其技術(shù)表征其實體現(xiàn)在下面幾點：第一點是從傳統(tǒng)的知識表達過渡到一個大數(shù)據(jù)驅(qū)動的知識學習;第二點是進行一個跨媒體的認知學習和推理，不單是在單一領(lǐng)域的學習;第三點是它不單是指智能機器的應(yīng)用，而是要進行人機協(xié)同、人機交互;第四點是要從個體智能過渡到群體智能;第五點是從單個的機器人到一個智能自主的系統(tǒng)。
人工智能與教育
AlphaGo人機的世紀大戰(zhàn)實際上就是AI+教育最直接的案例和體驗。那么AI是否可以代替老師，甚至包括醫(yī)生、律師等行業(yè)?實際上，AI在完成一些事務(wù)性工作，或者某一個方面它計算能力一定是比人類做得更好。以教育行業(yè)為例，它一定會把教育行業(yè)里面的人才往兩端去分化，那些帶有創(chuàng)新性的、教導(dǎo)性的工作則要交給更優(yōu)秀的老師去做，因此它一定取代的是屬于事務(wù)性工作的一部分，但是它一定不是完全替代老師，并不是完全顛覆整個教育行業(yè)的價值觀。此外，AI還可以提升學習體驗，它會有一種互動性，然后根據(jù)學生體驗的結(jié)果定期反饋來制訂個性化的教育的流程，這對我們是很好的啟發(fā)。
在教育行業(yè)AI會進行一些探索，比如自動批改作業(yè)來解決對老師減負、拍照搜題的在線答疑、語音識別評測、個性化學習、對教學體系進行反饋和評測等。如今AI+教育也是在剛剛起步階段，未來，虛擬現(xiàn)實的介入、機器人助教等也許可以使AI更好地服務(wù)于教育。
大學其實就是一個微縮版的城市，過去人們談智慧城市、智能城市，在校園里最多提到的也是智慧校園。實際上，我們可以把城市里的AI+方方面面的應(yīng)用縮小體現(xiàn)在學校，比如每個學校有自己的交通、教育環(huán)境、醫(yī)療包括安保和小的購物環(huán)境。那么就可以在校園里把它打造成智慧式的校園建設(shè)，我們的需求包括校園的安防、健康醫(yī)療，依據(jù)本校或者該地區(qū)的數(shù)據(jù)建立AI+的生態(tài)圈。
如果說AI有生命的話，她應(yīng)該是“Ladies”，而其他各行各業(yè)就是“Gentlemen”。兩者結(jié)合也許將孕育出新的生命，創(chuàng)造新的驚喜?？傊斯ぶ悄軣o處不在，使世界更加美好!
(本文根據(jù)電子科技大學計算機科學與工程學院教授董樂在“2017年高等教育信息化創(chuàng)新論壇”上的部分演講內(nèi)容整理)
