电眼 面对面 黄铁军：“电眼”超速人眼百倍 未来无...
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如今，无人驾驶汽车还处于起步阶段，还配备着传统的摄像头。他们在高速行驶时怎么会有像人一样灵敏的反应速度？解决好视觉问题是新一代人工智能应该做的。
黄铁军的视力问题是新一代人工智能“电眼”——超速全时视网膜样芯片。这个视网膜芯片能做什么？举个简单的例子:在高速旋转的电风扇叶片上写两个字。电风扇旋转后，人眼可以看到一片模糊，但“电眼”可以看得很清楚。
这款芯片说起来简单，但却聚集了计算机科学、神经科学、医学等多个领域的专家。，并组建了一支强大的跨学科团队，从生物学和信息的角度探索视觉的奥秘，最终它被成功开发出来。黄铁军说，这是在类脑计算方面的一次成功实践。其实在过去的五年里，他本人一直在积极推动中国类脑计算的发展，提出了构建类脑智能机器的技术路线:结构层面模仿大脑，设备层面接近大脑，智能层面超越大脑。类视网膜芯片选择生物神经网络代替人工神经网络，用脉冲代替图像序列从源头表示视频，颠覆了视频概念和延续数百年的传统视觉信息处理技术体系。
“电影每秒24帧画面，电视每秒30帧画面，是利用了人类视觉暂留的生理特性。机器没有视觉暂留，仍然每秒发送几十个静态图像给机器识别，是很愚蠢的。”黄铁军认为。“别忘了机器速度可以大幅度超越人类，每秒只有几十帧的传统摄像头从信息表达方式上就阻碍了机器视觉的发展。”
“电影每秒24帧，电视每秒30帧，利用了人类视觉暂留的生理特性。机器没有视觉暂留，每秒钟发送几十张静止图像给机器识别是愚蠢的。”黄铁军认为。“别忘了机器速度可以大大超越人类。传统的每秒只有几十帧的相机从信息表达的方式上阻碍了机器视觉的发展。”
用黄铁军的话说，类视网膜芯片对传统视频芯片的颠覆主要在于“超速”和“全职”。眼睛是经过亿万年进化的精密器官，其信息处理机制优越。但由于生理限制，视网膜神经节细胞通常每秒钟只能发出几十个神经脉冲，不可能超过100个；仿视网膜芯片采用光电技术，每秒可发出4万个脉冲，“超速”人眼数百次，能“看清楚”高速旋转的树叶的文字。“全时”是指从芯片采集的神经脉冲序列中，随时重构图像，就像人脑可以持续感知外界环境一样，是真正实现机器视觉的第一步。
2
新一代智能机器视觉能做什么？不仅可以用来读取高速旋转叶片上的文字，还可以作为无人系统的“高速电眼”，用于人工智能领域的“线上名人”无人机、无人机、智能机器人。
黄铁军表示，该芯片及其背后的一套视觉信息表示、编码、分析和识别技术体系，是专为新一代人工智能设计的。在一些未来科幻题材的电影中，人类用智能摄像头捕捉犯罪嫌疑人的轨迹，甚至预测未来的受害者或罪犯。现在新一代人工智能的研究让这种幻想成为可能。在新的人工智能场景中，传统的摄像机完全不匹配，因此需要一种新的“电眼”来匹配智能机器。比如在普通相机上安装视网膜芯片，配合相应的智能软件，就可以实现几十万个高速相机才能实现的高速拍摄，普通人也可以轻松捕捉沙漠狐狸、猎豹等高速动态人像。
另外，对于现在很流行的“网红”自动驾驶汽车，黄铁军也有自己的看法：这些自动驾驶汽车判断路况，基本上靠的是传感器和摄像头摄取路况然后再进行反馈和处理，但是传统摄像头难以满足高速行驶时瞬息万变的路况，尤其是在天气不好时，摄取到的路况不够清晰，怎么能让汽车驾驶像人一样有那么灵敏的反应速度？如果这种自动驾驶汽车换上超速全时仿视网膜芯片，将是解决新一代无人驾驶汽车机器视觉问题的第一步。
此外，对于时下流行的“网上名人”自驾汽车，黄铁军也有自己的看法:这些自驾汽车基本上都是依靠传感器和摄像头来拾取路况再进行反馈和处理，但是传统的摄像头在高速行驶时很难满足不断变化的路况，尤其是天气不好，路况不够清晰的时候，那么驾驶员怎么会有和人一样灵敏的反应速度呢？如果将这款自动驾驶汽车换成超速全时视网膜状芯片，将是解决新一代无人驾驶汽车机器视觉问题的第一步。
黄铁军对这种已经在现实生活中使用的“电眼”的前景预测非常看好。他告诉记者，通过不断挖掘生物视觉的奥秘，现在甚至无法想象的功能可以在未来实现。比如我们现在看到的摄像头如果被灰尘覆盖或者被雨水溅到，传输的图像可能会变得不清晰，但是生物视觉神经网络有一个巧妙的补偿功能，我们的芯片将来可以模仿这个机制，让装有这个摄像头的自动驾驶汽车即使在沙尘暴中行驶或者溅到泥点，仍然可以清晰地看到周围的世界。
三
我是一个在农村长大的孩子，从小学到博士后，都是在中国完成的。从小学，在砖头搭成的木板上做作业，到高中，幸运地被分配到了苹果电脑的使用权，这在当时还是很少见的，因为我在编程方面的出色表现，现在从事人工智能的前沿研究，我一直觉得自己很幸运。
1970年生于河北农村的黄铁军，小时候在乡村小学就读的课桌，就是几块砖头垒起的一块木板。高中就在县城中学就读。上世纪80年代，大多数人还根本没有见过计算机，黄铁军却幸运地在1986年读高二时就有了“上机实践”的机会。当时正值国家在学校推广计算机学习，出资购买了电脑下发到各地，“我们那个普通的县城高中就拥有5台苹果电脑，然后高二开始我就幸运地学习了计算机编程。我当时学得很快，老师讲完之后有的孩子觉得枯燥，但我很感兴趣，就自己去看编程书去做课外练习。”当时因为他程序编得好，老师还把一台电脑拨给他专用。现在的黄铁军提到这台电脑仍然心存感激，因为就是在高中阶段的这段与计算机的亲密接触时光，促使他下决心最终选择了计算机专业，而研究生阶段选择的方向是手写汉字识别和双目立体视觉。“我是国内培养出来的，我也希望我这些年做的人工智能领域的研究能够促进我国的科技发展，造福于民。”
黄铁军，1970年出生于河北农村，小时候就读于一所农村小学，那是一块用几块砖砌成的木板。高中在县中学。上世纪80年代，大部分人根本没见过电脑，但黄铁军很幸运，1986年大二时有机会“在电脑上练习”。当时国家在学校推广电脑学习的时候，就出钱购买电脑，分发给各个地方。“我们普通的县城高中有5台苹果电脑，然后我高二的时候有幸学了计算机编程。我当时学得很快。老师讲完后，有些孩子觉得没意思，但我很感兴趣。我去编程书上做课外练习。”当时因为他编程好，老师还分配了一台电脑给他专用。现在的黄铁军还在感激提起这台电脑，因为正是高中时与电脑的这段亲密接触时光促使他下定决心最终选择计算机专业，而研究生阶段选择的方向是手写汉字识别和双目立体视觉。“我在中国受训。也希望我这些年在人工智能领域所做的研究，能够推动中国科技的发展，造福人民。”
快速问答
X=扬子晚报/杨彦记者徐小凤
H=黄铁军
x:从你的学历来看，你是一个纯粹的“理工科男”，但我看到你在《中国计算机联合会通讯》上连载的系列文章《计算机传奇》都以诗结尾。曾被读者评价为“一部极具文学才华的传记性历史巨著，在刻板枯燥的工程文学中，确实是一股不可多得的清流。”你花很多时间在文学上吗？
h:做研究是我的工作，但我的爱好是文学，或者说天生对文字敏感。我上中学的时候，我的文科其实比较好，但是我经过很多考虑选择了理科。虽然没有走上文学的道路，但我一直对文学感兴趣。
做科学研究，必须忍受孤独和失败。写诗读文学作品可以舒缓心情，寄托感情，减轻负担，重新开始。我今天能去和这个爱好不无关系。不管有多难，你都可以放手。
徐:你的孩子已经老了。你希望他继续你现在的研究专业吗？
我的孩子已经上大学了。虽然我曾经希望她从事计算机科学和人工智能，但她可能从我这里继承了更多的文学细胞，更喜欢文科。因此，她还学习了文科，并把计算机作为她的第二专业。孩子有自己的见解和人生规划，父母要尊重她的选择。
x:人工智能领域最常提到的问题是“威胁理论”。你认为人工智能真的能控制人成为人类的威胁吗？
我的观点是激进的。我认为未来可能会有强大的人工智能，甚至可能在30年左右实现。目前人工智能在某些方面已经超越了人类，比如计算能力，比如视觉，还有玩围棋等等。，但一般来说，这些超人能力都是特殊智能，而人工智能并不具备人类所具备的普遍智能。我们不能排除未来会出现强大的人工智能。其中一个技术途径就是开发一个接近生物神经网络的“电子大脑”，通过训练产生类似人类的通用智能，这也是你刚才提到的《计算机传奇》系列文章的主题。强大的人工智能一旦实现，将远远超越人类的想象。比如思维速度要高很多个数量级，可能根本没有必要和人类竞争。因此，未来人与机器如何共存、共存，是当下需要思考的重大哲学问题。
文字|扬子晚报/杨艳记者徐小凤
编辑|陈申生惠美