打卡智能中國(五):博士都去哪兒了?

2023-05-23 18:40:10    編輯: robot
導讀 《打卡智能中國》系列更新了幾期,有讀者表示,很愛看這類接地氣的真實故事,也有讀者反映,不是電工,就是文員、農民、治沙人,人工智能不是高精尖學科嗎?那些學歷很高的博士都去哪兒了? 答案是:他們在地裏,...

《打卡智能中國》系列更新了幾期,有讀者表示,很愛看這類接地氣的真實故事,也有讀者反映,不是電工,就是文員、農民、治沙人,人工智能不是高精尖學科嗎?那些學歷很高的博士都去哪兒了?

答案是:他們在地裏,廠裏,礦裏呢。

中科院的林博士,我見過他兩次。

第一次是2020年,某AI精英培訓班的开學典禮。當時,林博士對AI的了解,還停留在“深度學習的皮毛”,他調用平台的機器視覺模型,开發了一個識別動物的模型,他說:“可以識別的種類還比較少,我來也想看看其他學員都用AI做些什么工作,跟大家多學習。”林博士那次介紹這個AI產品時,還有些沒底氣。

第二次是2022年,在一個普通的會議室採訪間,林博士的言談內容,變得自如和豐富了很多。

“之前的那個生物識別應用,這幾年已經多出了好多個模型,擴展到了哺乳動物、兩棲爬行、昆蟲科一級、蝴蝶種一級的識別,”他說,“我們還用AI做了別的事,一個是野外生物的圖像採集和自動化識別,一個是通過聲紋識別來進行野外動物保護,目前設備已經弄好了。我們還支撐別的企業去做AI商業化應用,比如農業病蟲害的識別”。

兩年時間,林博士從AI新手成長爲AI熟手,也從一個坐在電腦前搞研究的學者,多了很多上深林、下農田的經驗。他眼中的AI,倒映着智能中國的上限與縱深。

今天的故事,是科研領域的博士,怎么從零开始用AI、做AI。

研究所裏的AI,有什么不一樣?

科研領域的智能化,與工農商等行業既有相同點,也有不同點。

相同點在於:1.缺人;2.缺數;3.缺場景。

科研領域匯聚了大量高學歷人才,但依然缺少能將AI與細分學科相結合的復合型人才。就拿林博士來說,他本身是信息學專業的,因爲生物研究要用到計算機分析等信息技術,才加入了中科院下屬的動物研究所,對於深度學習、圖像識別、聲紋識別等人工智能技術,他也要從頭學起,迭代自己的知識體系。

此外,研究型機構大多有一定的數據積累,但也分領域、分專業甚至分物種。比如林博士想做的物種識別、鳥類聲紋識別等AI應用,很多珍稀動物,別說語音資料,連野外活動的圖像,數據庫裏一共都沒幾張,而缺少充足的數據,AI很難發揮作用。

還有,科學研究的哪些課題、方向能用到AI,這也是一個需要科學家們發揮“主觀能動性”去摸索的東西。林博士提到,很多科學研究中已經有很成熟的計算工具了,要用到AI肯定是要從一线科研人員开始推動,這就需要自己有一定的想法,他說:“所以我聽說有這個深度學習人才培訓,就帶着我的課題主動來報名了,希望能順利畢業。”

當然,AI+科研也有其特別的地方。

比如,特別沒錢途。

第一次見面,我好奇地問,“當下AI跟生物的碰撞多不多?”林博士笑言:

“AI在醫學領域應用的很快,但在生物識別方面就沒有那么好,可能跟動物保護這種基礎性研究的商業價值不大有關系,投入上有一定的滯後性。”

玩笑歸玩笑,AI與科研的結合也特別重要。

林博士的經歷證明,基礎研究領域的AI創新一旦成長起來,可以帶來產學研用的一系列聯動效應。

2020年,林博士剛剛做出了一款識別動植物的科普類App,集成了計算機視覺技術和他們單位的動植物百科資料,方便一些動物愛好者、野外觀測調查員以及小學生和家長們使用。

中國領土廣闊,專家考察有一定的時間线,比如每五年一次,很可能就會錯失某些物種的觀察機會,導致採樣到的數據是有偏差的。而且生物領域的分類學家、人才也處於萎縮狀態,越來越少人愿意從事這樣艱苦的野外工作,所以全靠研究者和野外工作者去採集和分類,是非常不現實的。

通過智能技術的創新應用,聚集起更多數據合作夥伴,發動機構乃至廣大用戶一起參與進來,對於生物保護和研究的开展很有幫助。

而這樣一個純公益的工作,隨後也凝聚起了很多研究機構、公益組織以及企業/產業界的關注。

林博士告訴我,开發完那個App之後,很多類似的國際動物保護機構跟他們建立了很好的聯系,他們輸出技術,而對方將獲取的生物數據資料反饋給他們,讓他們獲得了幾十萬的影像數據,其中很多都是新增的觀測點位,相當於給國家節省了好多科研經費。

可持續的數據獲取機制,對於後續科研任務的开展是非常重要的。

除此之外,他們還吸引到了一些商業化項目方,前來尋求合作。

比如有企業知道他們有這個技術,找到他們想开發一種害蟲識別的系統,恰好林博士所在的單位本身也承擔着病蟲害防治工作,有做好糧食安全保障的職能。於是雙方一拍即合,开始搭建病蟲害的數據庫,進行識別算法的开發。

相比跟經濟價值更近的工農商業,科研領域的智能化看起來好像沒那么緊迫,卻有着“創新發動機”的作用:影響的不是一個人、一家企業,而可能是一個行業(比如上文提到的農業)、一個群體(比如科普教育)乃至一個國家(比如學科人才建設)。

從象牙塔到農田:一個博士的腳步

此前報道中的電力工人、水廠員工都是AI應用末端環節的一份子。

而借助林博士的腳步,我們可以看到,一種AI能力是如何誕生的又如何抵達應用末端。

第一步:從零做數據。

接收到企業提出的識別病蟲害的需求之後,林博士發現,數據就是一個很大的挑战。

從生物學的角度,害蟲也有很多種,一種害蟲的發育過程中還有很多種形態,從蟲卵、弱蟲、幼蟲、成蟲的發育狀態都不同,在圖像分類過程中就屬於不同類別,如果是外行人來做,根本做不明白也沒有一個成型的數據庫。

所以林博士和團隊,必須從電腦桌前走到地裏,去實地採集不同階段的圖像,確定病蟲害不同發育階段的形狀特徵,爲後續模型的精准識別打下基礎。

第二步:跟農業專家深入交流。

不同地區的病蟲害可能並不相同,裏面涉及到很多非常專業的知識點,比如北京郊區的番茄有哪些常見的病蟲害?發現害蟲後會對接怎樣的防治措施?提供什么藥物?這都要深入到大棚裏,跟當地的植保專家以及長期從事一线生產的農民們進行交流,這樣才能保證後期打造的AI系統,能夠提供從病蟲害識別到防治指導的全套工作。

第三步:模型开發與調優迭代。

林博士和同事們基本都是信息學專業,並不是深度學習算法工程師出身,而農業項目的模型迭代又很快,一批圖像採集完了之後,馬上就要迭代一批模型,爲了精准識別不同作物,還要开發不同的模型,這樣模型很多,开發和迭代工作量很大。

林博士表示,科研工作中可能很看重AI开發框架的靈活性、可擴展性、先進性等,比如爲了發paper便於同行復現,大家更傾向於使用TensorFlow、PyTorch這樣的海外平台,而真正在开發產業用模型時,我們更看重的是平台的易用性,以及面向應用的工業化能力是不是很簡單易用,有沒有已經訓練好的性能不錯的模型。

因爲底層的技術手段、理論方法,國內外开發平台都是一樣的,也都是开源的,沒什么區別,但容不容易訓練,容不容易部署,能不能工業性地批量生產(模型),這些問題的答案對產業智能化很重要。

目前,由林博士及團隊支持的該農業病蟲害應用已經在北京落地了,這也是北方地區第一款病蟲害識別的App。

爲什么做這個項目?林博士及團隊的出發點和商業公司的想法就不太一樣——一方面是企業/農戶有需求;另一方面是爲了幫助新農人。

“現在大量的新型農業生產者,比如年輕一代,”林博士提到,“他們沒有熟練的生產經驗,也不依賴上一輩傳授的經驗,而是更依賴從互聯網獲取的信息。這時候我們給他提供一個工具——AI識別,慢慢地他們也會成長爲有經驗的生產者。”

以往《打卡智能中國》的主角,電力工人放飛的無人機,水廠員工日常使用的智慧系統,這些AI工具背後就是無數個林博士。

學員?導師?研究員?开發者?一個AI人的身份轉換

第一次見到林博士,他還是一個帶着課題等待被評判的“AI新手學員”。

第二次見到他,已經是國內某AI开源社區的技術專家了。

林博士平時還會承擔一些新手指導、开發經驗分享等任務,把自己的數據和模型开源放到平台上,讓开發者和學生用戶有實踐和練手的機會。

培養多一點AI人才,這種“利他”的思維,好像就刻在這位學者的腦子裏,不用猶豫和思索,自然而然地就去做了。

AI人才需求量大、缺口大,已經是公認的事實,也成爲人工智能產業進一步繁榮發展的限制。

AI人才的培養難,一是因爲技術新,相較於理數生化等傳統學科,以及計算機這樣的成熟學科來說,AI本身是一門新興技術,還在不斷更新迭代,沒有完善的人才培養模式和課程體系;二是交叉性強,AI是一門應用型技術,要求跟產業緊密結合、實踐落地,僅靠學校教育是無法滿足AI復合型人才的培養需求。

十四五規劃中提出,人工智能行業要形成產學研用深度融合的技術創新體系,連通企業、高校、研究院所、政府等創新主體。

在AI生態裏,“產學研用”是分層的,每一層都承擔着各自主要的創新任務,但分層不代表割裂,各層還要緊密聯動,擰成一個創新鏈條。

“林博士們”就成了那個遊走在各層的關鍵角色:

在產業中,他們是AI創新的开發者;

在高校人才培養中,他們是那個給學弟、學妹指導的前輩;

在研究中,他們是將AI技術與科學探索相結合的先行者;

在應用環節,他們會主動去貼近一线使用者,讓AI工具能變得更好用。

“談笑有鴻儒,往來無白丁”這就是今天的AI學人,既有身處象牙塔兼濟天下的理想情懷,又有身先士卒深入產業的行動能力。

有一個工業大學的老師曾告訴我,要把AI研究做到工廠裏,這和林博士把AI做進農田裏,有異曲同工之妙。

這些學者擁抱AI的經歷,讓我深切的感受到:AI既是一個專業,也不是一個專業。AI將更多專家和學者拉進AI的世界,“產學研用”的閉環加速轉動,才能持續打开AI的上限和想象空間。

大鵬之動,非一羽之輕也,多元人才的合力,才能托舉起智能中國。

       原文標題 : 打卡智能中國(五):博士都去哪兒了?



標題:打卡智能中國(五):博士都去哪兒了?

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