播种智慧——清华大学智能技术与系统国家重点实验室 [复制链接]

第3版(教育·科技·文化)
专栏：国家重点实验室巡礼（7）

　　播种智慧
——清华大学智能技术与系统国家重点实验室
本报记者杨健
编者按：《国家重点实验室巡礼》栏目今天结束。在两个多月的时间里，我们陆续刊登了来自７个国家重点实验室的报道。尽管由于篇幅所限，这些报道不可能全面反映这７个实验室的情况，而且就这７个实验室而言，也很难代表分布在全国各地、各学科领域的一百多所国家重点实验室的全貌，但我们仍可通过这７个实验室看出国家重点实验室这一新事物在我国科技事业中所发挥的巨大作用。
几年来的实践证明，创办国家重点实验室的思路是正确的，采取的措施是得力的。如今，国家重点实验室已成为我国产生高水平成果，培养高层次人才的重要基地。
我们希望有关部门认真总结这方面的经验，进一步采取有力措施，更好地集中财力、物力，为科学家们创造更好的科研工作环境。
初冬的清华园，智能技术与系统国家重点实验室里，博士生考试正在进行。指导着２０位博士生的实验室主任张钹额头上渗着细密的汗水，显得比考生还要紧张。
培养人才决非易事，然而对张钹教授和他领导的实验室来说，还有更不容易的任务，那便是赋予钢浇铁铸的机器以人的智慧，让它们的思想和动作都变得像人一样简洁轻灵。
让机器代替人来思考和处理问题，是人类由来已久的梦想。电子计算机技术的发展给这一梦想的实现带来了可能。１９８２年美国《时代》周刊推出的当年度世界风云人物不是莱赫·瓦文萨，也不是安德罗波夫和罗纳德·里根，而是智能技术的直接产物之一——机器人。
可就在为人工智能的美好前景而欢欣鼓舞的时候，乐观的人们显然忽略了这样一个事实：科学家们是在毫无养分的荒原上播种着人类的智慧。实验室副主任贾培发教授告诉记者，把一枝铅笔插入一个与其直径相仿的孔穴中，这个动作对于人来讲易如反掌，可要让机器来完成却颇费周折，全世界仅关于这一项研究的资料就数以吨计！智能技术研究者们就是从这样的起点开始工作的。我心存敬畏地撩开帷幕，走近那孕育智能机器的暖房。
挂靠在清华大学的智能技术与系统实验室由三部分组成，分别设立在计算机系、自动化系和电子系。如果说这里的实验设备条件与国外一流大学或实验室相比，还有着一定差距的话，从人员配备来讲，却是毫不逊色。在２９名固定人员中，有博士生导师４人，正教授９人，副教授１１人。其中中青年占５２．９％，且除２人在读外，全部具有博士学位。他们在问题求解、搜索、规划、智能控制、神经网络理论、智能机器人、智能计算机、声音、图形、图像、文字及语言处理等方面的研究体现了国际同类研究的前沿。
５７岁的黄昌宁教授虽毕业于清华自动控制系，谈起语言学里的词汇规则和语法特点来却是如数家珍。他组织开发的“日汉机器翻译系统”及“汉语词性自动切分和基于语料库的汉语句法分析实验系统”获得国家教委科技进步奖，在此基础上开发的“汉语义项自动标注系统”已经走到了英语的前头，在１９９３年美国计算语言学会的年会上引起轰动。与这位学识广博、推理严密的学者交谈，你时时感受到的，是计算语言学这一充满魅力的学科折射来的灿烂光辉。
“语言系统比建立在确定性的推理规则之上的逻辑学要模糊得多。机器要读懂句子，首先必须逐字逐词地将句子切分。像‘结合成分子时’这样一个简单的句子，切分成‘结合’、‘合成’、‘成分’、‘分子’、‘子时’对机器来说都是可以成立的选择。而每个切分后的字词又可能含有多个义项，要在如此多的选择当中得出正确的判断，难度是可想而知的。为完成这些任务，我们建立了机器字典、规则库和数千万字的语料库，最近又建立了一个包括近７０００个语素的汉语语素数据库。在此基础上，辅之以正确的算法，机器理解和翻译句子就有据可循了。”
在目前的技术条件下，要从本质上复制人的智能是一件难度太大的事。不少人工智能的研究注重的是机器的外部行为是否具有人的功能。这样所造出的机器虽然不是自然原型，但在某些方面却比原型要强得多。
由边肇琪教授主持开发的“指纹自动识别系统”，首创出智能图像处理算法，大大加快了残缺指纹的比对速度，保证了查找结果的可靠性。到１９９３年底，该系统已协助北京市公安局破案１５０多起，并推广到江苏常州、广东佛山等地的８个公安部门。这一成果１９９３年１２月获得了国家科技进步二等奖。
把一张印刷或手写文稿往扫描仪上一放，它的所有信息就都被存入了计算机，这一工作是由丁晓青和夏莹两位女教授创建的“多字体多字号印刷体汉字识别系统”和“手写汉字识别系统”来完成的。方棣棠教授领导课题组建立的“汉语语音识别系统”涉足当代人工智能领域的高难课题，可以听懂任何人用普通话讲述的专业语言，并将其转化为文字信号，正确率高达９９．６％，令同行们拍案惊奇。
如果说上面这些让人眼花缭乱的成果致力于人工智能的工程应用的话，张钹教授主持的问题求解理论的研究则立意于把人类求解问题的方法形式化，从而扩大和提高机器求解问题的能力。他创立的问题分层求解的理论和方法，体现了智能技术的精髓，在一些高技术项目中得到了成功的应用，多次荣获国家教委科技进步奖，显示出深远的指导意义和广阔的应用前景。
实验室成立４年来，共承担国家“攀登计划”项目２项，国家自然科学基金项目１４项，“８６３”高技术项目２７项，国家“八五”重点科技攻关项目４项，部委课题１２项，横向协作课题７项，国际合作项目１０项。在已完成的３３项中，有３１项获奖，同时发表学术论文６０４篇，学术专著１４本。
作为智能技术领域的学术带头人，张钹教授和他的同事们懂得，他们所进行的工作的意义决不仅限于成果取得的本身。更重要的是，他们在向机器播种智慧的同时，培养了一批高质量的年轻专门人才。（附图片）
图为实验室成员在做临场感技术实验