谷歌I/O开发者大会：人工智能如何推进医学、化学、机器人技术

在上周举行的谷歌年度I/O开发者大会上，谷歌研究小组高级研究员兼谷歌人工智能部门负责人JeffDean概述了公司解决人工智能和机器学习挑战性科学问题的努力。该演讲推出了谷歌2500万美元的全球人工智能影响拨款计划，以及谷歌发布的三项由人工智能技术支持的无障碍项目。

Dean围绕着美国陆军工程师核心在2008年发表的21世纪重大挑战清单进行了讨论。其中包括：对大脑进行逆向工程，管理氮循环，通过聚变提供能量，以及更现实的目标，比如推进健康信息学，让太阳能更便宜，以及增强虚拟现实。

“如果我们在所有这些方面都取得进展，世界将是一个更健康的地方。我们会有更多的科学发现，“Dean说。

自动驾驶

为此，他详细介绍了谷歌母公司 Alphabet 自动驾驶部门 Waymo 的研究人员正在进行的工作。在 Alphabet 的 X skunkworks出现后的10年里， Waymo 的汽车累积了超过1000万英里的真实世界里程，并在亚利桑那州凤凰城（ Waymo"s Waymo One叫车服务的所在地）运送了1000多名付费客户。这支车队有安全驾驶者，但 Waymo 在没有安全驾驶者的情况下在其他地方运营汽车。

谷歌正处在急剧改变，如何训练自主车辆的关键时刻。必须做出一系列复杂的决定，比如你想做什么来实现目标，” Dean 说。“这真的要感谢深度学习，我们学习基于节奏的算法，我们可以建立对世界的理解，让它们在现实世界中运行。

机器人

Dean 说，机器学习在机器人领域有着无限的应用，尤其是在挑选一些场景时，这些场景要求机器人以各种尺寸和不寻常的形状操纵物体。

尤其是——抓住机器人从未遇到过的物体这项任务，这已经看到了数量级的提高。谷歌 AI 系统在2015年和2016年分别实现了65%的抓获率和78%的成功率，研究人员在2018年成功提高到96%。

Dean表示这是三年以来相当不错的进展，他们已经从三分之一的时间里拿到了别人拿不到的东西，而这些东西实际上很难串在一起，所以这足够令人兴奋。

另外，谷歌的人工智能团队一直在利用自我监督的模仿学习，这是一种人工智能培训技术，将未经标记的数据与少量标记数据一起使用，以提高学习的准确性，“教授”机器人新的技能Dean描述了一种通过“看”人类示范从罐子里倒苏打的模型。经过15次试验和仅仅15分钟的训练，它达到了8岁儿童的一般水平。

健康

谷歌另一个令人感兴趣的领域是健康，人工智能在开发诊断工具方面发挥了重要作用，比如转移性乳腺癌。糖尿病视网膜病变是谷歌的另一个目标疾病，它是全球4.15亿糖尿病患者中增长最快的致盲原因。令人担忧的是，估计45%的患者在诊断前视力下降。

糖尿病神经病变通常是从视网膜眼底图像中识别出来的，眼科医生对其进行了分级。图像中出血的次数越多，疾病的进展就越深入。

谷歌采用了人工智能系统来读取这些图像，并在2016年发表在“美国医学协会杂志”(Journal Of The American MedicalAssociation)上的一篇论文中证明，该系统可以对图像进行与普通眼科医生相当的评分。在一年后的一项后续研究中，谷歌提出了一种机器学习模型，该模型可以与经过董事会认证的视网膜专家眼科医生的表现相匹配。

今年2月，谷歌与印度马杜里的阿拉文德眼科医院合作，在生产中部署了一个模型。

“这是一种黄金的护理标准，” Dean 说。凭借良好的、高质量的培训数据，您可以培训一个模型并获得视网膜眼科医生的效果。”

在最近的一项研究中，谷歌人工智能(GoogleAI)的科学家们训练了一个人工智能系统，以寻找视网膜扫描样本之间其他不太明显的关系。令人难以置信的是，它以较高的准确率预测了受试者自我报告中的性别、收缩压和舒张压、血红蛋白和年龄等，正确率高达97%。

“就像一项更具侵入性的血液测试一样，现在你可以用视网膜图像来做这件事了。”我们真的希望这个东西是当你去看医生的时候，他们会给你的眼睛照张照片，会看到你眼睛的纵向历史，并从中学到新的东西。“

Dean说，在化学领域，谷歌正以高效的人工智能模型超越传统的计算。具体到2017年，量子化学计算的速度大约是30万倍，传统上这需要一个成本更高、速度更慢的模拟器。

“这意味着你可以突然之间做一些不同的科学实验。你可以说，‘哦，好吧，我要去吃午饭了，同时应该检查1亿个分子，’“Dean表示这可能很有趣，而且认为它将在许多科学领域发挥作用。”

这些突破是由神经网络的现代轮回所促成的：他们是一组可训练的数学单元，层层组织起来，共同解决复杂的任务。他们从原始数据、异构数据和噪声数据中学习特性，而这些数据以前需要进行大量的手工预处理。

Dean在最后表示：“很明显机器学习将成为科学和工程的一大部分。“（我们的目标是鼓励）交流机器学习模式的想法，并将它们付诸实践……我认为，推进艺术状态并将其应用于不同事物是一项重大责任。”

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