仇旻:西湖大學瞄準AI與醫學、理學交叉研究

【網易智能訊 9月20日消息】在昨天舉行的「激變——AI未來2018大會」暨「未來杯高校AI挑戰賽」頒獎典禮上，講席教授、西湖大學副校長、國家傑出青年基金獲得者仇旻發表了演講，分享了西湖大學在人工智慧研究和發展方面的一些設想，介紹了西湖大學的研究力量以及即將開展的工作。

據仇旻介紹，西湖大學是中國的第一所民辦的研究型大學，現在實際上還沒有正式成立，在今年的10月份會在杭州舉行西湖大學正式的成立典禮。西湖大學將以博士研究培養為主，整個教師的規模不超過300人，在校學生的規模不超過5000人，從第一天開始就聚焦在基礎研究方面，並面向真正的產業化研究，開展的是基礎性和前沿技術的研究，目前有三個門類，理學醫學和工學。

至於西湖大學在人工智慧方面的規劃，據仇旻介紹，他們瞄準的是生命互相基礎醫學以及理學的交叉與突破，依託先進微納加工與測試的平臺，把研究分布在納米能源中心，智能科學中心和環境資源中心這三個方向。在人工智慧的布局是圍繞著器件，以器件研究為起點，包括光電技術，電池，能源等等。在利用這樣的器件，在智能科學中心中把這些晶片器件融入到腦機融合，機器學習，自然語言處理，超高精度定位，智慧機器人等等應用。

以下是仇旻演講實錄：

仇旻：非常感謝組委會的邀請，我本人名字叫仇旻，今天這個大會的主題是人工智慧，我在過去20年的研究生涯中和人工智慧有一定的距離，我在過去20年中主要研究和光相關的，做的很多是光子晶片這方面的研究，以及和它相關的微納加工技術。在我看來和人工智慧一直有一定的距離。從今年開始，我們也開始涉獵人工智慧方面的研究。今年年初我有一位博士生和MIT合作，開始了第一個用深度學習的方法來設計光子精密器件的一篇文章，應該說是慢慢地走向這個方向。今天我要給大家分享的是西湖大學在人工智慧研究和發展方面的一些設想，介紹一下我的同事，以及他們將要開展的工作。

人工智慧是目前幾個最大的熱點之一，按照本次大會的主題，激變，人工智慧顯然會給社會帶來一個激變。還有納米技術，生物技術，納米技術和生物技術和人工智慧相結合以後也許我們可以獲得永生。人工智慧整個技術的要求和投資的要求對我們都有很大的驅動。在政策上，整個國家對人工智慧的發展都有很大的投入。我來自杭州，在浙江省最近剛剛成立了人工智慧協會。整個政府，無論從國家到省到市，都有大力的扶持推動的政策，如火如荼。投資熱度也是非常大的，在座有很多投資者，可能各位同學展示的項目他們會產生極大的興趣。

在開始之前，先給大家簡單介紹一下西湖大學。西湖大學實際上還沒有正式成立，但是我相信在學術界，在教育界，已經引起了極大的關注。無論是在國內還是國外。今年2月份發表了一篇文章，關注了西湖大學的成立。西湖大學是中國的第一所民辦的研究型大學。西湖大學的定位可以用9個字形容，高起點，小而精和研究型。我們的高起點指的是，西湖大學目前是以博士研究培養為主。去年我們招了19位研究生，今年2018年我們招了120名研究生，所有的139名研究生都是博士研究生，不少來自北京的高校。我們的目標是集聚一流的師資，培養一流的人才，產生一流的成果。第二個是小而精，一會兒我會介紹一下我們以後的目標和人數，我們整個教師的規模不超過300人，在校學生的規模不超過5000人，和很多大學的一個學院的規模差不多。西湖大學還有三個字是研究型，我們從第一天開始就聚焦在基礎研究方面，並面向真正的產業化研究，開展的是基礎性和前沿技術的研究，目前有三個門類，理學醫學和工學。

西湖大學2015年3月向國家倡議建立一所新型的研究型大學，在2015年7月的時候成立了杭州市西湖教育基金會，這是非公募的基金會，它會吸收來自世界各界的捐贈。在2016年12月10日的時候在杭州成立了西湖高等研究院，施一公教授擔任了首任院長。同一個時間，2017年，我們做了很多的工作，在正式尋求西湖大學獲得國家的認可，或者教育部的批准。在2018年2月14日，情人節那一天，西湖大學正式獲得了教育部批准成立，進入了全面發展建設的新的階段。

實際上雖然西湖大學已經正式被批准成立了，我們正式的成立儀式還沒有舉辦，在今年的10月份會在杭州舉行西湖大學正式的成立典禮。

一所大學離不開人才，西湖大學從2016年開始主要是依託浙江西湖高等研究院向全球進行了8次學術人才招聘，有超過5000人申請。遴選了227名候選人參加面試。在這5000人之中，90%以上來自海外的申請。我們聘請了105位專家對這227名候選人篩選，現在錄取了67名已經正式籤約。他們是有助理教授，有終身教授，有正教授，有講席教授。目前我們的計劃是每年40到45人的速度遞增。應該說在這67名PI招聘的過程中，我們逐漸的已經建立了一套非常完整的人才遴選體系，同時我們也非常自豪，至少在我們的專家以及我們自己的眼光裡看，這些人才的水平已經基本達到了世界比較好的，應該說一流大學的助理教授這樣的水平。希望他們能夠取得非常好的成績。

剛才說到研究型，西湖大學的博士研究生培養，目前是和復旦大學和浙江大學聯合培養。如果在座的有願意加入西湖大學的話，在前幾年裡面你會成為西湖大學與復旦大學聯合培養，或者與浙江大學聯合培養的學生。我們就是通過聯合培養的機制來迅速地實現我們培養高層次人才的一個夢想。預計到2026年，西湖大學獨立的教授的人數大概穩定在300個左右。但這300人中，應該包含一半左右甚至更多的助理教授，他們一般拿的是6年的工作合同，6年之後，通過一個全球的科學家的評審，決定他們是否能夠續聘。所以應該說會有一定的流動性。當然也包含了其他的副教授、教授和講席教授，我們在這個規模上準備同時擁有600名左右的研究及行政服務的支撐隊伍，規劃有900個博士後，同時我們的學生水平是5000人左右，3000人是研究生，2000人是本科生。現在還沒有本科生，本科生每年招收500人左右，競爭性非常大。

我介紹一下西湖大學工學院以及在AI方面的規劃以及我的同事們。西湖大學目前設立12個一級學科，分布在理學、醫學、工學三個方向，我們建立了理學院、工學院、生命科學學院。未來我們大約工學院的規模是在120個PI左右，生命科學院是100個，理學院是80個PI左右。

西湖大學在人工智慧方面的規劃從這個圖上可以看到，我們瞄準的是生命互相基礎醫學以及理學的交叉與突破，我們依託先進微納加工與測試的平臺，來把我們的研究分布在納米能源中心，智能科學中心和環境資源中心這三個方向。人工智慧研究的主體肯定是智能科學中心。但是任何一個AI，任何一個機器人都離不開控制的軟體和晶片，這些將在納米能源這些展開。同時我們想利用機器人在環境資源，比如說深海、深空等等，有巨大的應用。我等會兒會做一些介紹。

下面我對我們在整個研究方面的光電複合晶片 ，腦機融合，智能深海機器人，智能無人機系統等方面的布局跟大家做一個分享。

這是我們教授分布的情況，納米能源中心是工學院目前最大的一個研究所，目前有9位PI，我本人做的是微納光電研究，張紫陽博士做光電子學和天文光學器件。邱楓做急成光學。周南嘉做智能形變高分子，呂久安智能形變高分子，王建輝做新儲能技術，柳佃義做太陽能電池。智能科學技術包括Mohamad Sawan教授，主要做智慧醫療器械。於長斌和王東林做機器學習算法。張嶽做自然語言處理，趙世鈺做智能無人機系統。我們環境資源中心，崔維成教授是蛟龍號的副總設計師，我們現在正在支撐他做馬裡亞納海溝一萬一千米載人潛水器的研究，這個技術就要用到納米能源技術裡面用的晶片，以及智能控制系統，他現在也在跟我們其他的同事一起合作，今年10月份就要到馬裡亞納海溝做測試。我們在人工智慧的布局是圍繞著器件，以器件研究為起點，包括光電技術，電池，能源等等。在利用這樣的器件，在智能科學中心中把這些晶片器件融入到腦機融合，機器學習，自然語言處理，超高精度定位，智慧機器人等等應用。

我這裡舉幾個例子，第一個是在納米能源中心開展的AI晶片與器件的研究，用我們的話就叫超越極限，實現未來。在光電複合晶片方面，電光聚合 物調製器及其光電微娜集成，可以實現在極端條件環境下高度光學數據傳輸。對AI來說是要處理大量的數據，光通常來說是最快的。我們李蘭研究員是來自世界上最早做柔性光子感知晶片的團隊，他的技術主要核心就在於用柔性的聚合物材料來做光子的複合集成，滿足人工智慧感知的需求，可以做物質的識別，做廢棄物的檢測，又能夠抗電子幹擾。這是我們最近規劃的一個非常重要的研究，利用這樣的柔性光子技術來實現柔性的光子皮膚，你可以做到非常高密度的光子傳感網絡，來獲取壓力，拉伸度等等一系列數據，要實現這樣的機器觸覺，很重要的一點，你在拉伸的過程中，器件的尺度會發生形變，怎麼樣不改變探測的精度，就需要利用人工智慧的算法。可以在醫療器械中實現抗電磁幹擾。光纖3D位置智能傳感器，可以通過分布式的光纖傳感器，加上高速調製器的晶片來實現機械手運動的精密動作，這個在深海中就非常重要，怎麼樣用非常高精密的機械手抓取物品，這就需要非常好的技術，同時又能夠抗壓抗疲勞。這就牽扯到光纖3D的位置智能傳感器，這些都是利用可穿戴設備和光纖相結合，現在正在開展研究。

另外在我們的規劃中，利用我們的研究產生的晶片，我們將在智能醫療中開展重要的應用，包括腦機融合。在我們工學院智能技術中心的一位院士有一個非常重要的研究方向，在大腦或者神經上集成定做晶片，用電子晶片去探測大腦對人類的活動，來預防癲癇，並且用這樣的電子器件微刺激皮質內神經，進行神經編碼，並且通過不斷學習，來真正實現預防疾病。他的課題組有一個非常重要的研究方向就是預防癲癇的發作。全世界有非常大量的癲癇患者，癲癇的發作通常是突發的，通常都是在發作之後就醫搶救。實際上癲癇病在發作之前都會有一定的腦電波的信號，預先可以探測到。如果能夠在癲癇病患者腦部增加一些晶片，用人工智慧的技術，因為每個人癲癇病發作的情況都是不一樣的，用人工智慧的技術去預防，並且用晶片去監測，再加上神經網絡，可能能夠計算出發作前和發作間隙，來預測癲癇是否發作，準確預測可以讓病人及時就醫和吃藥，可以防止發病，這樣的技術是非常有前景的。

我們還有一個交叉學科的研究，蛋白質組學和機器學習分析平臺。之前只能研究一小段的蛋白質，我們通過拼接把蛋白質的結構分析出來，從原來幾個兆的數據量一下達到幾個G的數據量，怎麼從中提取出蛋白的結構，這就需要機器學習，需要深度的神經網絡學習。所以他們在合作，利用算法，平臺的搭建，為蛋白質組學分析進行深刻的探討和研究。我們有一位在阿里工作多年的工程師，最近剛剛加入西湖大學開展這方面的研究。

我們還通過機器學習對相關風險進行研究，包括從多層次，自身的身體測量，比如說身高、體重、年齡等等，再加上血液和深化，我們現在已經有團隊把每個人的血液提取採樣，進行血液深化學習，再加上對我們每個人基因進行分析，這樣一個多層次表型和基因型聯合，可以通過整個數據的整合來研究每個人相關的疾病的風險概率多大。這個研究有極端的個體化，每個人是不一樣的。即使是基因有一定的影響，但是可能和後天的運動的多少，鍛鍊的多少，後天的飲食習慣，生活習慣，工作強度，都有極大的關係。怎麼樣通過多層次多尺度的研究，來得到眾多特徵的疾病風險預測研究，這是我們正在開展的一個重要的項目。

我們還在開展計算機視覺和模式的識別。比如說姿態位置的估計，比如說Video Captioning，通過視頻的分析，來自動把整個視頻轉換成文字，這和把我的演講轉化成文字還不一樣，它更多的是對圖片的分析，不是聲音的分析，這樣可以用來進行行人檢測，位置大小，骨骼序列等等進行深度分析。我們還在進行機器學習和室內位置姿態估計，我們室內有大量的WiFi信號，如果利用這樣的信號可以估計出人類，包括動物的行為姿態的，可以通過這樣的統計理論，經過訓練，不能一次直接得到，要經過多次訓練得到，再進行匹配，這樣可以解決這個難題。最近MIT做了一個非常有意思的實驗，一個人從窗口走到牆後面，你通過WiFi信號可以知道他在牆後面的姿態。

最後給大家舉一個智慧機器人在大的系統中的應用。就是基於深淵科學技術的智能深海機器人，這是在一萬一千米全海深的載人潛水器，一萬一千米的水是我們目前人類已知的最深的地方，這在我們看來是人工智慧技術最好的應用平臺。用我們講席教授崔維成的說法，一萬一千米的深海非常荒蕪，但是有一種神秘奇異的美感。在今年10月底11月初，西湖大學將和上海大學等其他單位共同牽頭馬裡亞納海溝的海事。崔維成教授是這次科考的總指揮，新華社會全程跟隨報告。這45天航程是我們測試崔維成教授自主研發的多功能複合型深淵著陸器和潛水器的功能。在這裡面我們將用到很多深海技術，我剛才說的很多技術還不完全是在西湖大學研發成功的，很多這些技術是我們每一位加入的PI在原來的研究組，在過去的積累中開展的工作，我們有非常好的規劃，我們招聘的每一位教授都不重複不重疊。比如說潛水器怎麼利用人工智慧技術進行下一步的發展，我們就要研究在未來五年，先從6000米級的載人潛水器開始，一直研究到一萬一千米級的載人潛水器。一萬一千米無人的潛水器相對更簡單，安全性會降低很多，所以在今年的海事中就會測試一萬一千米的潛水器。這裡就包括機械手和仿生機器魚，在一萬一千米的深海我們不清楚有沒有大型生物，現在只知道有微生物存在，有沒有魚存在，有沒有水母存在，有沒有其他水生物存在，任何一個發現都將是改變人類科學史的一個重要的發現。這些如果想要獲取，因為在那裡的生物能力非常低，要獲取這些生物需要大量的新的技術。我們最近開展了智慧機器人自主抓取的研究，結合3D傳感器和機器手，來實現自主抓取空間中的物體。在這麼深的海底如果有生物的話速度肯定特別快，能不能抓取，我們不能被動地等。

同時我們還要進行基於機器視覺的多目標的感知和控制系統。我們會發射一批智能機器魚在海底探索，這麼多機器魚相互之間怎麼協調控制，這個非常重要，要有協調系統，要有感知系統，它們互相能夠幫助，而不能互相打架。我們從智能無人機系統開始研究，一直到智能魚，其他智能系統相互之間的協調發展。

通過整個協同控制感知的解決，來解決複雜的任務。其實它的應用不僅是在深海，同樣的技術可以應用在其他方面。未來如果真的有一千架無人機同時飛起的時候，它們不會互相打架。同時還有一個問題，怎麼來抗幹擾，這也是非常重要的研究方向。

最後給大家簡單介紹一下西湖大學在整個智慧機器人方向的規模。我們現在的規模非常小，整個西湖大學工學院目前只有16名PI，我們準備在5年之內建立200人規模的，圍繞智慧機器人開展研究的隊伍。這個是開展智慧機器人的研究院，我們現在在做的是大學和企業相互合作的模式，校企合建的智慧機器人研究院。這200人中會有40人完全屬於西湖大學的獨立PI，我們的目標是15名以上的頂尖人才，教授或講席教授水平，25名青年傑出人才，獨立PI，同時在研究院裡面會有另外的160名研究員，這160名研究員也是全球招聘的頂尖智慧機器人研究方面的科學家，他們在研究院工作，同時如果符合西湖大學PI的標準，他也會是西湖大學兼職教授、副教授、講席教授。既然我們有200人研究員的規模，我們會有適當規模的博士後和博士生。這樣我們通過構建學科交叉來真正實現融合創新。我們研究的方向沒有限制，我們一定會允許所有的科學家進行自由的探索，一定會支持鼓勵他們的自主創新。同時通過企業和學校的聯合研究院，我們會發展產學研的交融，我們甚至有可能會和其他城市共建這樣的研究院，就會有更多的產成的轉化項目。通過這樣的研究院，通過企業的投入，通過學校自身的投入，有大量的穩定的資金用於項目運作。

西湖大學在智慧機器人方面，整個的研究實際上是剛剛開始，我剛才說的很多東西都是基於我們的教授，我們的研究員們過去的研究，以及他們未來的規劃。我希望能夠在明年後年，甚至在其他的時間裡面，能夠有機會和大家共同分享我們在這些方面進一步的研究成果。我們是以人才為引領，以創新為驅動，以需求為導向的交叉的創新中心，我們會聯合理學、醫學、工學，一起來為智能機器研究院服務，也會成為西湖大學整個研究的重要方向之一。最後謝謝大家聆聽。

本文來源：網易智能 責任編輯：李健_NBJS6841