建模杂谈系列222 人工智能的全栈体系

说明

构造真正意义上的人工智能体系,需要从架构和算法上进行统一的设计。以下探讨我认为的人工智能体系框架。

内容

1 前言

左右架构,右手算法

对于人工智能的本质,我的认知是自动化。既然是自动化,就必然是先人工、再智能,一般是人能够做,或者至少从原理上能做,然后再通过计算机来实现。或者可以更快、或者更准,总之是替代了单调的、冗杂的事务,这些是人类不擅长的。

从更高的维度来看,人工智能是人类进化的工具,毫不夸张。

回看历史,人类面对力量更强大,或者更诡异(毒素)的其他物种,能够在竞争中取得主导地位的根本原因在于我们的大脑。大脑通过分析、抽象,然后反馈于世界,创造各种实体工具,武器、农具、交通工具等,通过这些工具,我们得以处理多样的问题。

老虎虽强,也抵不过猎枪。虫蛇虽,也抵不住药、网。

人类在竞争的过程中,不断通过「大脑」这个工具,来改善自身的竞争优势,最终成为了目前地球的主导物种。甚至人类改变了地球本身的地貌,这点是恐龙们做不到的。

孙子兵法说,胜敌而益强,大概就是这样。

人类在不断壮大的过程中,又产生了自限性。就像某个实验,细菌在培养皿中充分繁殖,到一定数量后就会分泌毒素,减少种群数量。反映到人类世界,就是周期性的战争。背后的本质实际上是资源的相对不足。

如果是细菌,估计这就是个无限轮回。但是人类不同,在经过了一战、二战后,人类的智能通过类似计算机这样的工具有了进一步扩张:资源池变大了。所以二战后至今快一个世纪,人类总体上是繁荣的。我觉得人类这种独特的能力是一种希望,就是打破极限,进一步发展。

人类是碳基生物,大脑的算力还是相当有限的,我甚至觉得人类的长处并不在于此。所以有了计算机,这个可以理解是大脑的外挂和延伸。计算机和人脑形成了另一种逻辑意义上的大脑,这是人类得以继续扩大竞争优势的基础,也是和平繁荣的基础。

站在我的专业角度,我认为现在这种趋势已经不是一种可能性,而是必然。能够充分利用计算机与自身认知结合的人,会千百倍的强于无法融合的人,差别之大如同天地之远。随着科技(特别是信息技术相关的软硬件)指数发展,这些很快就会成为现实。所以人们应当更早的拥抱变化,成为新人类。

所谓人工智能的威胁,更多的在于是什么人在使用,目前看来我们是没有能力创建新物种的,所以不存在那种计算机把人取代的可能,甚至人和计算机更可能是共生关系,这里不提。在发展的过程中,应该更开放,让更多的人了解,参与,这会更好。所以开源的项目发展都快,这里可以神预测一下:ChatGPT不会是大语言的最后赢家,闭源的结果只是落后。如果当初Windows一开始就禁止盗版(今天我知道,从IT技术上一开始就能做到),今天它一定做不到今天这个程度。

人工智能的终极目标,往小了说足以抵御恐龙灭绝的灾难;往稍微大点说就是星系级别的文明基础。

更重要的事,我们要把眼光放远。恐龙统计了地球几千万年,一场星球灾难就芭比Q了,人类不应当步恐龙后尘。从概率上看,类似的陨石撞击一定还会再发生,电影里拍的什么飞船核弹炸陨石我觉得是很不靠谱的。所以,人类有什么底气去应对这样的灾难?

陨石当时撞击地球:

  • 1 产生巨大的爆炸冲击–> 地震、海啸
  • 2 火山灰 --> 没有阳光,可能好几千年(忘了)

我觉得以目前的科技水平可能还不太能应对这么极端的情况,但是人工智能(稍微想象和推理)应该是可以的。其实很多玄幻小说写的是挺好的,我觉得未必不可能。

以下是烟雨江南的《天阿降临》里的一部分描述:

楚君归又钻进救生舱,掀开座椅,从下面拉出一个方盒,盒盖上印着深空能源的标志,以及救生的标记。这是深空能源出品的星域求生套装,胜在可靠、稳定和廉价,是大多数星际航行的飞船上必备的救生品。套装盒是复合材料制成,一看就透着廉价的粗糙感。楚君归打开套装盒,把里面的东西都拿出来看了看。套装盒内有三包压缩食品,两瓶水,两块聚合物电池,一个扫描仪,以及一台多功能通用物质打印机。楚君归拿起通用物质打印机,轻轻按下启动开关,它就自动弹出底座和四根打印臂。整个求生套装的核心就是这台通用物质打印机,它能够根据预先储存的蓝图,以标准化处理过的材料打印出各种设备。这种简单便携版本打印机所需要的能源只是一块聚合电池。实在找不到电池,也可以用其它能源代替。可以说,有了物质打印机,就等于拥有了一个微型随身工厂。只是楚君归看着打印机屏幕上的蓝图列表,无奈地摇了摇头。上面列出的蓝图数量虽然不少,可惜的是都是些最基本的设备,大部分还是已经严重过时的型号。比如说主要防身武器就只是一把手枪,还是火药动力。在基地时,别说看到,他连听都没听说过哪里还有这么古老的东西。不过这台便携式打印机既要考虑通用性,又要兼顾成本,甚至成本就是第一考量,所以本身能够处理的材料相当有限,自然打印不出什么先进的装备。楚君归浏览了一下列表,决定了几样要造的装备,首先得有一把防身武器,其次是必要的生存工具。一把多功能战斗匕首就能够满足大半需求。再接下来还是需要一把手枪,以及一面臂盾。近战枪械格斗术0.1a版本可还在存储区里记着呢,并且通过了测试,有了肌肉记忆。事发突然,连基地都毁灭了,那些研究员自然顾不上清洗他的记忆。按照记忆中星际生存常识的资料,楚君归觉得自己只要有一枪一盾在手,再配把带锯齿的短刀,基本就可以在一般的原始生态行星横着走了。不是体形特殊庞大,或者数量极多的群居生物,一般猛兽根本不在话下。他看看救生舱内部,再翻了翻,又找出一个小盒子,里面装着几根圆棒。其中大部分是铁铜等基本金属,外加两根碳棒。这些圆棒就是专供通用物质打印机使用的原材料。

这个作家挺有意思的,据说本身的职业是基金经理,这本小说大概也就是前一两年写的,也算是顺应潮流。我觉得这些技术在未来几十年内是真的可能实现的。

以上讨论有点像“企业愿景”之类的话题,但我觉得是很重要的。如果没有这样的定位,那么人工智能的蓝图就无从说起,要下多大决心和成本去做这件事也就很难说了。

2 架构

最初开始搞算法,然后就觉得有瓶颈,很多应用总是得“求着”架构的同事才能做,然后出了问题也比较刮三,没法说。后来就不想求人,自己开始从头搞:从硬件组装、操作系统这些开始弄。

大概也就2年的时间去做这件事,大概解决了微服务、数据库、Docker、网络透传等问题,目前我又觉得架构的东西基本够用,注意力又转回算法了。

从拟人仿生的角度来看,这些东西相当于:

  • 1 微服务相当于传感神经,将外界的信息传入,也将内部的信息传出,只不过这些信息都是抽象的
  • 2 数据库相当于大脑的记忆能力,而且还分成了好几种。Redis这种是记得”一句话“模式,Mongo/Mysql则是表格式记忆,Neo4j则是图式记忆。从推理/管理的角度来说,图式记忆是最重要的。
  • 3 Docker则是相当于某个人曾经的一个版本,例如二十岁的某个时候,上大学研究某个项目的时候。

而ADBS或者AETL,则是一些反射式的可靠化学反应,将架构变为了一个基础的系统。当然,在有限的时间内,我觉得应该抓住最重要的点,对我来说,让这个系统运转起来,跑通是最重要的。后续的发展会随着自然的推理展开,是一种必然。

所以看起来,架构真的是算法(智能)的基础。离开架构,算法只是昙花一现或者南柯一梦。

3 算法

在搞架构的时候有一些经验和体会,这让我觉得算法其实也应该按照一定的结构去组织和规划。

1 先说建模,我认为这是一种机械学习能力,是基础能力。这里的建模特指一些常见的监督学习。通过表格数据判断是非是一种,通过图像识别目标是一种,通过语言判断意图是一种。所以,这种能力从技术上是横跨了很多种类的,但是从结果上,都是一样的:满足了人类的一种判断。例如,我们感觉天要下雨,或者我们看到1+1这样的符号知道要得到2。

很多时候,包括我自己,总是会过多的关注建模,但从实操和效果上看,这是第一步,但是想要在现实世界取得好的效果,这是很有局限性的。

建模,是我们获取一次知识的过程,它可能对,也可能错。

2 生成式方法,相当于人的想象力。随着GPT的红火,生成式也变得更加重要起来。这块我有点空白,后面需要快速打个钉子。

3 强化方法,相当于人的反馈。人在现实世界的行为会收到奖惩,从而给到人以反馈,这样我们就会修正之前的知识。同上,强化方法也要打钉子。

生成式与强化结合在一起,是一种非常好的探索方式。

在现实中,我们受到概率和时间的影响,只能接受到有限的反馈修正,而算法则不同。现在大语言模型中,生成与反馈方法的结合起到了很大作用。

4 运筹优化,相当于人的博弈、谋划,是极具目标导向的一系列思想。 运筹优化中,我们总是在推演,测试与评估。我相信,ChatGPT或者其他成功的智能项目,应当是结合了生成式、强化以及运筹优化这三项能力的。遗传算法和贝叶斯推断是这个领域的内容,但是钉子锈了,也得重新Polish一下。另外还有动态决策类的算法,也需要加钉子。

5 推理。运筹优化也需要一个目标或者指引,我觉得这个就会有点泛了,毕竟每个人的感受不同。但我觉得这一方面会有一些基本的需求是大家都需要的,还有就是一些差异化的感受,这里,我觉得图模型或许会很适合:通过一连串可理解的方式进行推导,找出答案。

6 特征构造,是从不同的层面、角度感知。 我们旅行、读书或者去参加某些活动,都是为了获得不同的体验,从而会对我们的认知产生帮助。例如看山是山,看山不是山这些。有时候我也不太明白人类为什么一直要折腾,但先接受这个实时:人有内在需求,去更细致、全面的了解世界。

4 计划

我觉得可以参考研究架构的过程,迅速的突进某个领域,打造一个基本的服务。然后现在很方便的,通过架构体系来进行运行、维护,这样每次集中精力解决一类问题,并使之适当的服务化,等于是分治,解决一个,定住一个。

当这些方法都遍历一遍之后,就可以开始进行组合了。我觉得二阶段的完成标志就是算法体系的完成与部署,而三阶段则是基于架构和算法的框架,打造强智能方法。

又是好几年。


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