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機器人
衡水籍科學家王金橋：發明“看臉”機器人！
王金橋和臉識別機器人“小加”準備上節目。 資料圖片
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未來，就這麼來了。
曾出現在科幻小說中的一幕幕，現在觸手可及：手機支付覆蓋到菜市場和煎餅攤，計算機戰勝多位人類頂尖棋手……
如今，又一項新的科技應用迎麵走來，那就是臉識別技術。
不久前，央視的一檔科普節目中，有“中國臉識別機器人之父”之稱的河北饒陽籍科學家、中科院自動化研究所研究員王金橋，帶著一台臉識別機器人“小加”亮相，在觀眾的驚唿聲中，完成了從18隻高度類似的比熊犬中識別指定犬的挑戰。
臉識別是人工智能的一部分，以之為代表的人工智能，正大量應用到我們的生活中。
關於人工智能，關於人臉識別，關於科學家，記者帶著諸多好奇，在北京采訪了39歲的王金橋。
臉識別，機器人，放在前幾年，中科院自動化研究所研究員王金橋的研究領域，對大多數普通人來說，可能更多還是與科幻電影聯係在一起。
從小立誌當科學家？從小接觸科技知識？見到王金橋前，記者不免有各種猜想。王金橋對此的回答卻是擺手大笑，“我高中、大學放暑假，都是回饒陽老家幫忙種地，割過麥子，收過棉花，從來沒想過有一天會從事現在的工作。”
從農家子弟到“中國臉識別機器人之父”
進入王金橋辦公室前，一出電梯，可看到牆上掛著兩塊招牌：一個是智能媒體計算聯合實驗室，一個是視頻大數據雲識別聯合實驗室。
39歲的河北饒陽人王金橋，是這兩個實驗室的主任。
但直到今年7月在央視錄製《加油！向未來》之前，專業以外，普通人對王金橋和他的研究知之甚少。
而正是在那次節目中，王金橋帶隊研發的臉識別機器人“小加”，麵對18隻體型顏色一致、長相堪稱“複製”的比熊犬，從中快速識別出3隻目標犬，完成了一次漂亮的臉識別。
也是在那次節目裏，王金橋被稱作“中國臉識別機器人之父”。
在中科院，王金橋還有另一個頭銜：自動化研究所模式識別國家重點實驗室研究員。這個國家重點實驗室，被公認是中國人工智能領域最尖端的研究機構。
“模式識別”指的是什麼？它與王金橋所研究的臉識別之間又是什麼關係？
王金橋推推眼鏡，不緊不慢地解答了記者的疑問：模式識別是通過計算機，用數學建模方法，來研究模式的自動處理和判讀，是人工智能的重要組成部分。他所在的這個國家重點實驗室，下設三維重建、語音、圖像和視頻分析、翻譯、醫學圖像等七八個小組，王金橋在圖像與視頻分析組，主要從事臉識別和目標識別研究。
幾年前，王金橋回饒陽老家過年，常有村裏人打聽他在北京“研究啥”。當他回答說研究模式識別時，村裏人都是先一愣，若有所思地“哦”一聲，這個話題就結束了。
央視節目播出後，老家的好幾個親戚給他打電話說，“現在才知道，原來你鼓搗的東西這麼厲害！”
多年“養在深閨”，一朝“驚豔世界”。
這也難怪。臉識別作為模式識別的一種應用，是在計算機技術進步和高清攝像技術的發展下才迎來了春天。
事實上，這項技術早在20世紀五六十年代就進入科學家的研究領域，但直到20世紀80年代，人臉識別還停留在研究階段。到20世紀90年代，人臉識別才在歐美國家進入初級應用階段。
2004年，王金橋碩士畢業後，考入中國科學院大學攻讀博士，研究的方向細化為模式識別和智能係統。這個曾經是全縣高考狀元，本科入學時卻因專業調劑才與電子技術接觸的年輕人，由此幸運地走向了臉識別研究的前沿。
電腦、機器人，是如何做到臉識別的呢？
請教王金橋這個問題時，記者特別擔心他說出來一番高深的理論。王金橋又笑：“最近問這個問題的記者很多。”
“那您會煩嗎？一遍遍解釋。”記者問。
“不會，科學的內容包含答疑解惑。”
王金橋笑著解釋，臉識別是人工智能的一種應用，最初的應用也並不是專門識別人臉或動物的麵孔，而是通過人類手工設計的特征來分析辨別物品。比如通過車輛長寬高等信息來識別車輛特征，“但隨著車輛品牌、種類的增多，手工輸入忙不過來了，科學家開始嚐試讓機器學會自動去分析查找車和車之間的差異。”
電腦、機器人的這種識別能力，不像人類識別那樣容易受到情緒、精力的影響。2014年，臉識別技術在人臉識別的精度方麵，第一次超過人類97.53%的平均水平，達到98.52%。2016年，人工智能在圖像分類任務中的錯誤率已降至4.94%，而人眼辨識的錯誤率約為5.1%。
這，是否意味著人工智能已經戰勝了人類呢？
王金橋笑著搖搖頭，人類大腦的思維過程是一個複雜的生物啟發的神經活動過程，而電腦是數據驅動的機械過程，即便機器在某些方麵超越了人類，但這種超越人類是限定領域的，不能說機器比人厲害。
“未來會出現機器人為人類工作，但最終是人類在控製機器。人工智能確實在近幾年有了飛速發展，但也沒有人們想得那麼誇張。換句話說，機器的感知能力在特定領域能超越人類，比如比人類更能注意到某些細節，但理解能力還是短板。至少目前我的機器還不能自己研究出微積分。”王金橋大笑。
王金橋帶領團隊研製人臉識別自動閘機。 記者 張昊攝
揭開人工智能應用的“冰山一角”
科學家這個職業，在普通人眼裏，總是有點高冷，好像很有距離感。但他們創造的未來卻離我們越來越近。
人工智能被譽為人類的第四次工業革命：無人駕駛已經測試了多次，機器寫的新聞也已經上了頭條。每一次工業革命都帶來人類生產生活方式的巨變，人工智能又會帶給我們什麼呢？
中科院自動化研究所一樓有一個剛剛開始營業的無人零售店，安裝在超市的攝像頭，會自動對顧客拿起來的貨物進行跟蹤掃描，在顧客走到門口時看看屏幕，後台會核算出顧客取走貨物的價格，顧客結算即可離開。
這個“刷臉”的零售店，對王金橋他們的臉識別技術來說，隻是“小試牛刀”。
研究內容曾經讓老家鄉親聽得一頭霧水的王金橋，現在已經有了很多活生生的應用案例。被問起臉識別的具體應用，王金橋推推眼鏡仰天思考了一下：“太多了，我得想想。”
他們最近研發的項目在和國內一家企業合作，能對進入店麵的顧客進行跟蹤分析，從顧客進店開始，其行走路線、在哪一個商品前停留時間較長、時間多久，機器都會自動分析，從而協助商家調整貨物的擺放，對特定性別、年齡顧客進行精準營銷。
“在過去，商家隻能統計銷售數量，並不能對顧客群體進行分析。現在對收集的圖像數據進行處理後，就有助於生產企業調整設計和銷售方案。”王金橋不無得意地說，“這都是以前實現不了的。”
那表情，更像是誇自家的孩子。
除此之外，臉識別還廣泛地應用到身份認證，比如北京西站已經開始啟用的自動檢票閘機，乘客把身份證和火車票送入閘機口，看著攝像頭幾秒，設備就會自動將身份證上的圖像和乘客本人進行核對，這個過程的識別精度和準確度都要高於人工檢票。
打開了王金橋的話匣子，關於臉識別的應用幾乎是“滾滾而來”。“今後還能在入住賓館、櫃員機取款、貸款辦理等很多方麵使用，比如可以避免銀行卡被盜刷、住宿者人證不符等。”王金橋介紹。
在科幻電影中，我們經常能看到這樣的一幕：主角在人潮如梭的街道上奔跑，有攝像頭始終鎖定他的身影，記者詢問這是否也是一種識別，得到了王金橋肯定的答複。
“用以圖搜圖的方式，通過視頻結構化，把視頻中的每個人都提出來，把所有人出現的時間記錄下來，建立一個索引，比如找一個穿藍色衣服、牛仔褲、長頭發的人，係統就會自動能將這個特征的人找出來。”擔心記者聽不明白，王金橋邊說邊比畫，甚至用手在桌麵上畫著圖。
說到這些內容的時候，王金橋會一改講臉識別理論時的“老師”狀態，略微有點亢奮，語速也會加快。他又舉了一個應用，用在小區的門禁上，每一名住戶采集信息後，不用刷門卡，通過攝像頭直接采集信息自動比對，甚至可以對特定人員設置黑名單，禁止進入某些區域。
而臉識別還隻是人工智能的“冰山一角”。
“有些人工智能是可以預測的，有些是未知的。未知的世界才叫未來。”
“這是一個最好的時代，中國的科學家不應該被落下”
在全球人工智能領域，中科院自動化研究所的科研水平能排第七，王金橋所在的重點實驗室更是該所科研能力最強的實驗室之一。
所以，在進入自動化所的辦公大樓前，記者對即將到達的辦公室充滿了期待，在想象中，研究此類高科技的科學家們，辦公室應該非常“高大上”。
事實上，王金橋和同事們辦公的硬件雖然一流，但工作場地並沒什麼特別。和大廳裏學生們的辦公桌位比，他和同事共用的辦公區也就多了一扇門，不到10平方米的空間裏，堆滿了各種資料，一塊黑板上還留有推演數據的符號。
王金橋說，他每天上下班也是背著雙肩包擠地鐵，平時得點空兒，也愛看看《羋月傳》之類的流行劇。“就是總加班，看得不多。”
其實，對王金橋來說，加班往往比不加班更正常。“有時候陪著設備‘跑數據’，不知不覺就到半夜了。這個行業競爭太激烈，一‘跑’起來自己都不知道要‘跑’到什麼時間。”王金橋說。
“跑數據”究竟是什麼樣的？
“比如訓練機器識別人臉，需要對5000多萬的照片進行計算，識別車型需要1000萬輛以上的數據。”王金橋說，這些數據在電腦後台進行計算，在幾百層程序裏一遍遍地走，每一層都要進行計算，算完後把誤差傳回來再進行下一輪計算。“這個過程至少要一百萬次，等到誤差不變的時候，數據穩定了，模型穩定了，才可以用這個數據。所以要有人一直盯著。”
有時候，加班不是因為“跑數據”，而是和學生們討論問題，“往往一不小心就聊到了深夜”。
在王金橋的辦公室外，一間連一間的小格子間裏，一張張年輕的麵孔緊盯著屏幕，輕敲鍵盤。這些來自各大高校的尖子生，都是王金橋的學生。作為一名人工智能領域的老兵，王金橋32歲時就開始在中國科學院大學帶研究生。
“相比上一代中國科學家，我們這一代、我們的下一代，工作條件已經好太多太多，我們唯一擔心的是被世界落下。”王金橋說，來自行業內的競爭壓力是外人無法想象的。
所以王金橋和同事、學生的一天往往這樣開始：早8時到辦公室，先開電腦看看頭一天世界同行的科研進展。
畢竟，這個領域幾乎每天都有幾十篇論文新鮮出爐。
“過去主要是科研院校之間的競爭，現在已經變成了上市公司之間的競爭。這些公司用高薪挖走了大量的科研人才，並將技術民用化，加快了技術推廣，也加劇了競爭。現在，人工智能領域技術迭代非常快。”
王金橋說，十年前，作為人工智能領域的A類會議，CVPR（國際計算機視覺與模式識別會議）一年收到三四百篇論文，現在一年會收到七八百篇，原來參會的人數大幾百，現在好幾千人。
各國都在增加針對人工智能領域研究的投入，拚人才更拚速度。
“有時候打開電腦一看，這邊研究了一年多的一項技術，論文還在寫，那邊已經有同行論文發表了。”即使這樣，王金橋他們也顧不上沮喪，而是要趕緊研究同行的論文對實驗結論進行複現。哪怕論文中隻提到一個思路、一個框架、幾個公式。
“複現的目的，就是做出來之後，再比對方做得更好，超過對方。”王金橋說得心平氣和，“科學就是這樣，一層層迭代，像車輪一樣，你總是站在別人的肩膀上，一點點往上走。”
王金橋的年薪並不高，甚至遠不如他剛畢業的學生，之前也有上市公司向他伸出過橄欖枝，但王金橋還是決定留在所裏，“國家出台了各種支持措施，讓科學家在專心科研的同時也能照顧口袋，給了科學家更寬鬆的科研環境。”
“對於人工智能來說，這是一個最好的時代，中國的科學家不應該被落下。”王金橋又推了推眼鏡，眼鏡後麵那雙眼睛，堅定又熱烈。（記者 白雲）
記 者
手記
期待湧現更多“科學偶像”
20世紀70年代末，報告文學《哥德巴赫猜想》，讓數學家陳景潤成為時代偶像。一時間，全社會對科學家的追捧達到了空前的高度，每天都有很多來信送到中科院數學研究所。
當時，很多中小學生的理想是長大了當個科學家。
盡管這種熱情一度遭遇收入上的“腦體倒掛”，但幾十年過去，如今，航天飛船上了天，高鐵遍地跑，手機支付隻需掃一掃，網上叫車實現了精準供需……看看這些正在我們身邊發生的翻天覆地的變化，任何人都不得不承認，科學技術是第一生產力。
與此同時，幾十年的經濟建設，也使我國進一步具備了科學普及的基礎：中等教育的普及，高等教育麵進一步的擴展，使整個社會的科學素養全麵提升；網絡的便利，傳媒手段的升級，使人們有更多的渠道和更好的條件，去全方位接觸和了解科學技術。
我們這個時代，比任何時候都需要，而且可以，把更多的科學家推到台前。
我們期待湧現更多的“科學偶像”，引導年輕人的興趣愛好，帶動更多的人投身到科學的懷抱，來建設我們的國家，讓他們的電子化世界裏，不再僅僅充斥明星和遊戲。我們更期待讓更多的普通人了解那些滲入生活改變世界的技術，從何而來，由誰發明，又是怎麼實現的。
曾籠罩在科學家身上的神秘麵紗，正在悄然揭開。
最近，各大衛視紛紛上線科學欄目，《極客智造》《我是未來》《加油！向未來》……參加過節目的部分嘉賓已經成了新的“網紅”，他們展示的炫酷技術也成了網絡上熱議的內容。
現場很多觀眾都是中小學生，他們能得到麵對麵的講解、觀摩最前沿的人工智能產品，我們有理由相信，這是培養孩子們科學探索精神的“正確打開方式”。
王金橋也已經收到多家電視台邀請，並為不同的節目精心設置識別環節，甚至要給機器人“小加”改頭換麵，避免觀眾產生視覺疲勞。
和小時候從沒想過會研究圖像識別一樣，王金橋也從沒想過像他這樣的科研人員會因為技術而走上舞台。但他非常樂於去做這項耗時的工作，也包括到學校去給孩子們講課，“這一行業的人才太少了。我們國家需要更多的研究人員。”
在今年的研究生招考中，中科院自動化研究所有3000多人報考，隻有200多人拿到了複試通知，最後70多人過關，競爭可謂慘烈。
“這幾年是各國研究人工智能最較勁的幾年，各國也都把人臉識別提高到國家戰略安全的高度，我希望有更多的優秀人才投身到這一領域，提高我們國家的國際競爭力。”這是王金橋的理想。
畢竟，未來，是為我們每個人而來。（文/白雲）
來源/河北新聞網
最後更新：2017-10-21 10:33:20