機(jī)器人僅用9分47秒答完整張?jiān)嚲?/strong>

6月7日下午，一場高考理科狀元與智能機(jī)器人的人機(jī)大戰(zhàn)打響。中小學(xué)智能化教育公司“學(xué)霸君”自主研發(fā)的智能教育機(jī)器人Aidam首次與6名高考理科狀元在北京同臺PK，解答2017年高考文科數(shù)學(xué)試卷。

在激烈的比拼后，數(shù)學(xué)特級教師、奧賽教練韓兆勇宣布，Aidam的成績?yōu)?34分，6名狀元的平均分為135分。

今天下午6時40分，Aidam開始答題，僅用9分47秒就答題結(jié)束?！皩W(xué)霸君”創(chuàng)始人張凱磊坦言自己很緊張，“就像送自己的女兒參加高考”。據(jù)他介紹，為了便于展示，Aidam今天答題放慢了速度，平時每道題完成時間應(yīng)該在7~15秒。

6名高考狀元在高考數(shù)學(xué)考試結(jié)束后拿到試題，隨即開始答題，答題時間是55分鐘。人機(jī)雙方分別完成了包括客觀題和主觀題在內(nèi)的整張?jiān)嚲?，并按照評分標(biāo)準(zhǔn)得出最終成績。

智能教育機(jī)器人不是一個實(shí)體，而是一個以深度學(xué)習(xí)、專家系統(tǒng)和自然語言理解為核心的復(fù)雜系統(tǒng)。這個系統(tǒng)的核心在于通過學(xué)習(xí)人類的編程邏輯，熟悉人類思考和學(xué)習(xí)的方式，進(jìn)而掌握解題方法。為此，“學(xué)霸君”投入數(shù)年時間，集200多位技術(shù)人員之力進(jìn)行智能教育機(jī)器人的研發(fā)。資深教師和工程師在7000萬道題目之上構(gòu)建了推理引擎和龐雜的知識元，機(jī)器在所有的解題路徑中探索出最簡明的一種。

有趣的是，另外一場機(jī)器人挑戰(zhàn)高考數(shù)學(xué)的大戰(zhàn)也幾乎同時拉開帷幕：由成都準(zhǔn)星云學(xué)科技有限公司依托清華大學(xué)相關(guān)前沿技術(shù)研發(fā)的準(zhǔn)星“AI-MATHS”——一款以自動解題技術(shù)為核心的人工智能系統(tǒng)，也向2017高考數(shù)學(xué)發(fā)起了挑戰(zhàn)。

人們常常抱怨高考將莘莘學(xué)子變成了“高考機(jī)器”，而今“高考機(jī)器人”卻提前來了，著實(shí)讓許多人摸不著頭腦：機(jī)器人來參加高考，到底為哪般?

機(jī)器人為何要參加高考?

——推進(jìn)人工智能技術(shù)

細(xì)細(xì)比較這兩款高考機(jī)器人可以發(fā)現(xiàn)，雖然看上去都是企業(yè)行為，但二者還有一個重要區(qū)別：學(xué)霸君“Aidam”來自民間，準(zhǔn)星“AI-MATHS”卻是如假包換的國家“863”計(jì)劃類人智能重大專項(xiàng)下面的子課題。

訊飛研究院副院長王士進(jìn)向《中國科學(xué)報》記者介紹說，科技部2014年啟動的“863”計(jì)劃項(xiàng)目“基于大數(shù)據(jù)的類人智能關(guān)鍵技術(shù)與系統(tǒng)”由科大訊飛牽頭，聯(lián)合清華大學(xué)、中科院自動化所、北京大學(xué)、北京理工大學(xué)、中科院軟件所、南京大學(xué)、電子科技大學(xué)及哈爾濱工業(yè)大學(xué)等30多家單位共同參與。該項(xiàng)目重點(diǎn)攻關(guān)海量知識獲取與深度學(xué)習(xí)、內(nèi)容理解與推理、問題分析與求解等類腦計(jì)算關(guān)鍵技術(shù)，并期望通過“高考機(jī)器人”的形式實(shí)現(xiàn)這些技術(shù)突破。

也就是說，匯集國內(nèi)頂尖人工智能技術(shù)專家，讓AI機(jī)器人“參加高考”并考上清華北大中科大，是國家在智能科技領(lǐng)域的重大布局。

“機(jī)器人參加高考，是檢驗(yàn)人工智能技術(shù)高階——認(rèn)知智能的重要標(biāo)準(zhǔn)?！笨拼笥嶏w輪值總裁吳曉如日前接受記者采訪時表示，人工智能本身就是對人類智能的一種模擬、擴(kuò)展和延伸，所以拿AI去參加(高考)測試，也就是去檢驗(yàn)機(jī)器人到底能達(dá)到什么樣的智能水平。

通常而言，測試機(jī)器所能達(dá)到的智能水平，以能否通過“圖靈測試”為準(zhǔn)繩。然而，訊飛研究院院長胡國平告訴記者，隨著技術(shù)進(jìn)步和數(shù)據(jù)量的猛增，現(xiàn)在已經(jīng)不能完全靠圖靈測試來衡量新的人工智能的發(fā)展水平了，于是大家把目光瞄向了高考這一選拔人才的手段。

“我們覺得高考是一種很好的、可以作為衡量人的知識水平、理解能力、推理能力等相關(guān)智力水平的測試工具，這也是把高考作為‘863’計(jì)劃項(xiàng)目主要目標(biāo)的原因?！眳菚匀缯f。

目前的高考機(jī)器人已顯示出了一定的類人智能水平。據(jù)王士進(jìn)介紹，在該項(xiàng)目支持下的準(zhǔn)星“AI-MATHS”如今不但能根據(jù)事先學(xué)習(xí)的內(nèi)容解答從未見過的題目，而且能自動給出每道題目的人工可懂的解答步驟，“跟拍照搜答案的解題方式完全不一樣”。

高考機(jī)器人處于何種水平?

——還有很多硬骨頭

兩款“高考機(jī)器人”為何都將矛頭對準(zhǔn)高考數(shù)學(xué)?其中玄機(jī)一點(diǎn)即破：對機(jī)器人而言，數(shù)學(xué)題相對簡單。

“在所有的學(xué)科里面，數(shù)學(xué)是相對容易的一個學(xué)科。”胡國平介紹說，在“863”計(jì)劃類人智能項(xiàng)目下，同時攻關(guān)的有語文、數(shù)學(xué)、地理和歷史這四門學(xué)科，而“數(shù)學(xué)相對容易一些，因?yàn)閿?shù)學(xué)更多的是依據(jù)符號邏輯”。

胡國平分析說，具體來講，一方面機(jī)器相對比較容易完成數(shù)學(xué)題目的語言理解，其次幾十年前就比較完備的定理、自動證明等一系列的研究成果本身，也可以在高考機(jī)器人中發(fā)揮作用。因此“目前數(shù)學(xué)方面的進(jìn)展還算不錯”。

“就數(shù)學(xué)而言，最大的難點(diǎn)還是在應(yīng)用題上，因?yàn)闀婕暗揭恍┏ＷR理解，這方面還有較大的短板。”胡國平說。

這也是學(xué)霸君Aidam選擇高考數(shù)學(xué)作為挑戰(zhàn)項(xiàng)目的原因之一?！皵?shù)學(xué)挑戰(zhàn)有深有淺，是一個比較好的測試AI的樣本?！睂W(xué)霸君首席科學(xué)家陳銳鋒表示。

Aidam在文科數(shù)學(xué)全國卷與六名往屆狀元的同臺PK中，以極短時間內(nèi)獲得134分的成績稍遜于6名狀元135分的平均分，顯示了強(qiáng)大競爭力。

打造“高考機(jī)器人”不只是中國人工智能科學(xué)家們的主意，其他在AI領(lǐng)域積極布局的國家——如美國、日本，也對考試機(jī)器人躍躍欲試。美國華盛頓大學(xué)圖靈中心的考試機(jī)器人正努力嘗試通過美國高中生物考試;而日本國立情報學(xué)研究所自2010年就啟動了“東大機(jī)器人項(xiàng)目”，其目標(biāo)是2020年考上日本第一高等學(xué)府——東京大學(xué)。

值得注意的是，盡管2015年日本“Todai”考試機(jī)器人在日本高考中取得511分的成績——該成績可被80%的日本大學(xué)錄取——其研究者卻放棄了該機(jī)器人考上東京大學(xué)的目標(biāo)。外界猜測其原因一方面是該項(xiàng)目并沒有得到充分的經(jīng)費(fèi)支持，另一方面則直指“Todai”考試機(jī)器人雖然可輕松應(yīng)對選擇題居多的日本高考，卻難以通過東京大學(xué)的自主命題。

對比而言，中國高考的難度絲毫不亞于東京大學(xué)自主命題。對此胡國平表示，“863”計(jì)劃項(xiàng)目下的“高考機(jī)器人”目標(biāo)清晰，就是完成中國高考這個真正有難度的任務(wù)。

“換個角度來說，(如果成功)中國在整個人工智能領(lǐng)域特別在內(nèi)容智能領(lǐng)域持續(xù)領(lǐng)先的可能性會更大?！焙鷩秸f。

王士進(jìn)告訴記者，經(jīng)過30多個單位3年多的努力，中國高考機(jī)器人已經(jīng)取得了一系列可喜成果，但就地理、歷史等學(xué)科的最新攻關(guān)進(jìn)展來看，在自然語言題意的理解和知識的學(xué)習(xí)、推理等方面，“還有很多的硬骨頭需要啃”。

突破高考機(jī)器人技術(shù)何用?

——提高教學(xué)效率解放學(xué)生

針對一些人借“高考機(jī)器人”杜撰中小學(xué)教育“盡是培養(yǎng)高考機(jī)器”、捏造宣傳“讀書無用論”甚至趁機(jī)無端攻訐高考制度的現(xiàn)象，記者通過采訪了解到，事實(shí)上正相反，“高考機(jī)器人”的出現(xiàn)，或許正是實(shí)現(xiàn)考試改革、提升教育公平性的開端。

“作為人工智能的成果，實(shí)現(xiàn)了高考的目標(biāo)，意味著相關(guān)技術(shù)和算法的突破，而利用相關(guān)技術(shù)成果可以在教育全過程中起到非常大的幫助。”王士進(jìn)舉例說，比如借助相關(guān)人工智能系統(tǒng)可以幫助自動對學(xué)生的作業(yè)進(jìn)行及時批改，能夠通過對學(xué)生過程化、細(xì)粒度數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)分析和推薦，給出個性化指導(dǎo)等，“能夠極大程度降低老師的工作強(qiáng)度，提升學(xué)生學(xué)習(xí)的效果”。

在今年全國“兩會”期間，科大訊飛董事長劉慶峰曾在答復(fù)記者提問時透露，科大訊飛的教育系統(tǒng)已經(jīng)在全國1萬多所學(xué)校部署，系統(tǒng)收集到的學(xué)生過程化的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，將有助于精準(zhǔn)分析學(xué)生的知識掌握狀況，從而給出有針對性的指導(dǎo)。通過這套系統(tǒng)，教師的課堂教學(xué)時間可減少30%。

此外，人工智能系統(tǒng)在幫助老師備課、準(zhǔn)備作業(yè)或演示課件、批閱作業(yè)試卷等過程中也產(chǎn)生大量有用數(shù)據(jù)。通過這些數(shù)據(jù)的分析，可以對學(xué)生進(jìn)行畫像，幫助學(xué)生更好地去發(fā)現(xiàn)自身的潛力。

由此可見，人工智能不僅可以成為學(xué)生的“個性化輔導(dǎo)老師”，還可成為老師的教學(xué)助手，其實(shí)質(zhì)在于提高教學(xué)效率。

“提高了教學(xué)效率以后可以把學(xué)生的時間解放出來，讓學(xué)生去拓展更多活動。”吳曉如說，其實(shí)“新高考”本身也希望學(xué)生在學(xué)業(yè)之外，有更多其他能力的展現(xiàn)。

而關(guān)于教育公平，吳曉如表示，AI一些優(yōu)秀的經(jīng)驗(yàn)和模式可以用IT的方式梳理和模型化，而這一模型化的東西恰恰可以通過信息化手段輸出到教育相對薄弱的地區(qū)，使得這些區(qū)域在師資沒有大幅提升的基礎(chǔ)上，也可以提高教學(xué)水平。

“本身技術(shù)是可以促進(jìn)教學(xué)教育公平的，但是怎么去促進(jìn)還需要配套的一些相關(guān)的政策輔導(dǎo)?！眳菚匀绫硎?。