未来人工智能的挑战与突破

杨 强

微众银行首席人工智能官、香港科技大学讲席教授、中国人工智能学会（CAAI）荣誉副理事长

图8-1　专家系统原理图

专家系统具有以下特点：

（1）采用特殊技术、多种数据综合分析，及时发现故障早期征兆。对在线实时、专项在线监测、在线非实时、检修试验等多种数据源进行综合分析，实现故障早期发现。

（2）在线和离线两种诊断方式相结合。采用了在线和离线两种诊断方式相互继承、相互启发的方法实现对故障的诊断。

（3）多入口、多维的网状结构和推理过程中自适应解网功能。在故障的推理分析和判断上，采用了多入口、多维的网状结构和推理过程中自适应解网功能，从而使本系统具有人类专家面对不同情况时，解决实际问题的思维能力。

（4）提出多级故障与故障类先兆的概念，解决故障的诱发和依从性问题。

（5）解决故障的并发性问题。用知识规则、算法或通过专家建议来实现对并发性故障的正确诊断。

（6）提出事故类先兆的概念。解决外界原因导致电气设备事故的诊断问题。以便及早发现隐患、避免被诱发故障的发生，并对事故后电气设备的状态做出诊断并提出处理和预防的措施。

（7）结合实际科学地确定故障先兆的门槛值。先兆的门槛值是根据国标、部标、部颁规程、制造厂家关于产品的各种规定、发电厂运行规程、预防性试验规程、检修工艺卡及其他有关规程及国内近年来相关的经验总结等经过认真的考虑最终确定的，符合现场的实际需要。

在实际应用中不仅根据电气设备的实时状态给出有关故障诊断、故障处理的建议，而且通过追记、查询所提供的各种统计分析功能为检修决策提供科学依据。对提高发输电企业的安全运行水平、状态检修起到了重要的作用。

3.某变压器的故障诊断

当某变压器发生磁路故障时，首发征兆可能是溶解气体含量高，或者产气速率高，或者两者同时高，油温高、空载试验结果异常等多个征兆，它们均可作为故障的原发征兆触发推理机，进行故障诊断。这说明无论征兆及征兆组合出现次序的如何，“专家系统”均可诊断。此外，也体现了多入口、多维网状结构的诊断模型可保证不漏判。同时，也反映出正反向混合推理和在、离线相互继承相互启发的诊断理念。如图8-2～图8-6所示。

微众银行首席人工智能官，香港科技大学讲席教授，人工智能促进协会（AAAI）执行委员会委员，中国人工智能学会（CAAI）荣誉副理事长以及香港人工智能与机器人学会（HKSAIR）理事长，第四范式公司联合创始人，国际人工智能联合会（IJCAI）理事会主席。同时也是AAAI/ACM/CAAI/IEEE/IAPR/AAAS会士。曾获2019年度“吴文俊人工智能科学技术奖”杰出贡献奖以及2017年ACM SIGKDD杰出服务奖。最新著作有《迁移学习》和《联邦学习》。

戴文渊

第四范式创始人、首席执行官，迁移学习学者

迁移学习学者，提出迁移学习基本理论框架及主要算法方向，在迁移学习领域学术影响力排名第三（数据根据Google Scholar），研究成果被收录至经典数据挖掘大学教材《数据挖掘：概念与技术》；是剑桥大学AI丛书《迁移学习》（Transfer Learning）主要作者、大数据课程教材《大数据建模方法》主要作者。设计全球最早的商用AI系统百度“凤巢”，使百度变现能力4年提升8倍；曾获ACM—ICPC世界冠军，是首位获中国智能界最高奖“吴文俊人工智能科学技术奖”一等奖的企业家；入选《麻省理工科技评论》“中国区35岁以下科技创新35人”和《财富》“中国40位40岁以下商界精英”。(www.xing528.com)

托比·沃尔什（Toby Walsh）

悉尼新南威尔士大学人工智能专业教授

图8-2　由油中溶解气体含量超标引发的铁芯多点接地故障诊断图

新南威尔士大学人工智能专业教授，同时兼任澳大利亚科学院院士。被《澳大利亚人报》（Australian Newspaper）评为澳大利亚数字革命的“摇滚巨星”。大力倡导对人工智能的运用领域加以限制，以确保人工智能能够被恰当用于改善人类生活。在有关杀手机器人的讨论中，一直担任领路人的角色，并在纽约和日内瓦召开的联合国会议上就该主题发表演讲。还经常在电视和广播中发声。编撰了两本面向大众的人工智能图书，最新一本名为《2062：人工智能制造的世界》，该书现有中文、英文、德文、日文、韩文、波兰文、俄文及越南文版本。

张 潼

香港科技大学数学系和计算机系教授，IEEE、美国统计学会和国际数理统计学会会士

香港科技大学数学系和计算机系教授，IEEE、美国统计学会和国际数理统计学会会士。主要研究领域包括机器学习、大数据及其应用等。担任NIPS、ICML、COLT等国际顶级机器学习会议主席或领域主席，以及PAMI、JMLR和Machine Learning Journal等国际一流人工智能期刊编委。曾担任IBM研究院研究员和雅虎研究院主任科学家、百度研究院副院长和大数据实验室负责人、腾讯AILab负责人。

郭毅可

香港浸会大学副校长（研究及拓展）

图8-3　由油中溶解气体含量超标引发的变压器磁路故障故障诊断图

英国皇家工程院院士，欧洲科学院院士，英国计算机学会会士。2020年1月1日被委任为香港浸会大学副校长（研究及拓展）。2002年成为英国帝国理工学院计算机系教授并于2014年起担任帝国理工学院数据科学研究所所长。于1985年获得清华大学计算科学一级荣誉学位，1993年获得帝国理工学院计算机科学博士学位。1999年创立了帝国理工学院衍生企业数据分析平台公司InforSense Limited，专门从事生命科学和医学的大数据分析。主要研究兴趣在于机器学习和大规模数据管理领域，并为许多重大研究项目做出了贡献。现在是英国和欧洲几个主要数据科学项目的研究者。曾在2002年国际超级计算会议获“最具创新奖”；2014年获国际生物信息工业顶级会议Bio—IT World的“最佳实践奖”；2017年获ACM SIGMM（国际计算机协会多媒体兴趣组）颁发的“最佳开源软件奖”。

中岛秀之

札幌市立大学校长

图8-4　由顶层油温高引发的变压器磁路故障故障诊断图

1983年在东京大学获得信息工程博士学位，并加盟电子技术实验室（ETL）。2001—2004年，担任日本产业技术综合研究院AIST网络辅助研究中心主任。2004—2016年，出任日本公立函馆未来大学校长（现任名誉校长）。2016—2018年，受聘为东京大学人工智能前沿教育领域的专案教授。自2018年开始就任札幌市立大学校长。

图8-5　由顶层油温高导致特征气体产气速率高引发变压器磁路故障的故障诊断图

杨强：今天我们有三个问题。首先我们探讨一下当前人工智能方面的突破在哪里；第二我们会看一看人工智能所面临的挑战及其局限性；最后我们会展望更长远的未来，共同探讨人工智能未来可能取得哪些伟大的成就。