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讓沉默的大數據為人工智能插上翅膀

2018-11-02 08:14 性質:轉載 作者:《工人日報》 來源:《工人日報》
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應用廣泛的人工智能、酷炫的黑科技,在不久前閉幕的重慶國際智能產業博覽會上,最新智能科研產品令人眼花繚亂。而重慶師范大學的一個科研團...

應用廣泛的人工智能、酷炫的黑科技,在不久前閉幕的重慶國際智能產業博覽會上,最新智能科研產品令人眼花繚亂。而重慶師范大學的一個科研團隊,正在這里跟蹤著智能產業的最新發展動態,進行著將運籌學和人工智能相融合,開展交叉學科的實踐探索。

隨著大數據、人工智能成為新的發展方向,作為基礎科學領域的學者,重慶師范大學的楊新民教授和他的團隊從一年前開始,就意識到相關的基礎研究必須及時跟上。“數學建模、算法,正是運籌學的專長。”楊新民說,運籌學可以對人工智能解決問題的普適性進行優化,也就是說,能夠讓人工智能“學”會舉一反三,從目前的解決具體問題發展為解決類型化的多種問題。

“重大決策不能憑感覺,必須讓數據來說話,一切都清清楚楚。”楊新民向記者表示,運籌學不但能應用于政府決策,也可以在日常生活中發揮作用。例如兩個地點之間的最短路徑、證券投資的最佳組合,都可以通過數學建模得到最優化的解決方案。換言之,沉默的大數據能夠為人工智能插上騰飛的翅膀。

能為生活助一臂之力

2000多年前,西漢史學家司馬遷在《史記·高祖本紀》中寫下了“夫運籌帷幄之中,決勝于千里之外”的名句,贊揚西漢名相張良軍事上雄才大略、指揮得當。

20世紀30年代初,一門名為運籌學的數學學科興起。它利用統計學、數學模型和算法等方法,通過大數據去尋找復雜問題中的最佳或近似最佳的解答。

楊新民30多年專注于運籌學研究,破解困擾多年的學術難題,也讓中國運籌學在世界范圍內得到更多關注,為當今的大數據運用提供了眾多基礎性理論研究。

一般人覺得相當枯燥的大數據,在楊新民眼里卻極富魅力。他說,運籌學不僅是理論知識,也能解決現實中的復雜問題。無論過去、現在還是將來,都能為人類生活助一臂之力。

楊新民對記者說,運籌學就是將復雜問題抽象為數學模型,然后用數學理論去求最優解的學科。這意味著,運籌學既有嚴謹、純粹、優雅的數學魅力,又有極具說服力的參考決策功能。也正是這一特點深深地吸引了楊新民,也讓他看到了學以致用的美好前景。

如今,楊新民帶領的重慶師范大學“運籌學與控制論”實驗室,是西南地區數學領域唯一的教育部重點實驗室,重慶師范大學的數學學科建設,也依托運籌學形成“點面結合”之勢,走在全國高校前列。

讓沉默的數據“開口說話”

“運籌學誕生于二戰時期,源于盟軍研究如何更高效地調配軍事物資。”楊新民說,運籌學問世之初,就天然帶有解決復雜問題的功能。它能讓沉默的大量原始數據“開口說話”,為重大決策提供清晰的科學依據。

早在上個世紀80年代末,楊新民教授就開始潛心鉆研,在運籌學領域多個方向開展原創性研究,先后解決了數個國際運籌學界的難題,包括汪壽陽院士提出的向量標量化方面的公開問題、困擾運籌學界多年的分式多目標優化問題中有關分母函數問題等,其研究成果獲得國內外的廣泛認可,并且被國際相關研究機構的學者們引用。

雖然在理論研究方面成果顯著,但楊新民絕非“兩耳不聞窗外事”。鉆研運籌學理論的同時,他同樣關心基礎理論的實踐應用。上世紀90年代初,楊新民教授與另一位學者合作,共同完成政府部門的“重慶產業政策研究”課題,探討哪些產業應當作為重慶的支柱產業來發展。而最能客觀反映重慶各類產業發展情況的,就是記錄在紙上的一個個數據。

楊教授告訴記者,當時電腦還沒普及,大量原始數據記錄在紙質文件上。他就帶著學生,把兩大車紙質原始數據手動錄入計算機,進行統計、建模、分析后,得出了應該以汽摩、機械等產業為支柱產業的結論,獲得市政府決策認同,極大促進了地方經濟發展。

探索兩者之間的融合發展

在楊新民看來,運籌學其實和大數據智能化有很大的關系,“我們在探索運籌學和人工智能的結合,實際上兩者已經有結合,比如我們說統計學是大數據的基礎,而運籌學則是技術,可以最優化算法”。

此前,谷歌開發的人工智能“阿爾法狗”大戰圍棋高手,讓楊新民非常感興趣。通過持續關注,他發現“阿爾法狗”基于海量棋譜的數學建模和算法,是它制勝的關鍵。

為此,2017年暑假楊新民和團隊集體“補課”大數據、人工智能理論。今年上半年,在他的建議下,重慶師范大學數學學院遴選出50名學生進行試點,在他們的課程中增加大數據、人工智能相關的內容,目標是培養具備大數據、人工智能領域實踐能力的應用型數學人才。“雖然目前還沒有系統的教材,但我們學生學習的是機器學習、深度學習、神經網絡等基礎知識,他們的教材就是這些方面的專著。”他說。

為了彌補國家大數據人工智能相關人才的短缺,最近,楊新民就專門針對大數據、人工智能領域的人才培養問題提出建議,希望組織專家編寫相關教材,對大學教師進行培訓,為數學、計算機等專業的大學生增設大數據、人工智能課程。

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