中国人工智能学会

Chinese Association for Artificial Intelligence

CAAI会士专栏丨CAAI名誉理事长李德毅院士:用科技力量做有温度的农机

发布时间:2022-06-09

近日,CAAI名誉理事长、中科原动力首席科学家、中国工程院院士李德毅参与了一场丘陵山地农业机器人线上交流会。该交流会由农田作业机器人公司北京中科原动力科技有限公司与四川省宜宾市组织召开。作为中科原动力的首席科学家,李德毅院士分享了在助力乡村振兴背景下,中科原动力农田作业机器人未来的发展方向。他表示:如果说工业革命是解放了人的体力,那么这100年来的认知革命,就是怎样把人工智能渗透到机械里去,让它更智能,不但更有力量,而且更会干活。我们希望能改变中国农民艰苦劳作的状态,让他们更加尊严、更加优雅、更加智慧地生活。从广袤的东北平原到西南丘陵山地,中科原动力要用科技力量做有温度的农机,重点打造有感知、有认知、有行为、可交互、会学习、自成长的农田作业机器人。

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李德毅院士

CAAI名誉理事长

中国工程院院士、欧亚科学院院士

军事科学院系统工程研究院研究员,中国人工智能学会名誉理事长,中国指挥控制学会名誉理事长。是中国改革开放以来第一位人工智能专业博士学位获得者,指挥自动化和人工智能专家,长期致力于信息化和智能化工作,是不确定性人工智能领域的主要开拓者,中国无人驾驶的积极引领者,人工智能产学研发展的重要推动者,吴文俊人工智能最高成就奖获得者。

以下为李德毅院士演讲实录:

我们长期以来就在想:在当前中国的乡村振兴形势下,团队应该怎么样找着力点?中科原动力公司刚成立的时候,瞄准了东北黑土地,认为那里的拖拉机机械化技术比较好,大马力、大动力。大家可以看看德国的农业和乌克兰的农业,一马平川。我们觉得东北有点类似。所以中科原动力在韩总的带领下扎根东北,现在已经用智能拖拉机耕了十几万亩地了。我们想从根本上改变中国农民面朝黄土背朝天的艰苦劳作状态。

中国是个农业国家,如果我们回忆一下人类社会的发展:在一万两千多年前,人类进入到农业革命时代,改变了刀耕火种的作业方式,尤其开始了大面积的种植,整个人类走向了文明;到了500多年前,我们进入了工业革命时代,发现人的体力很有限,怎样用物质和能量来替代人的体力?因此看中了机械化。

在我上大学的时候,农村到处写着农业机械化。那个时候农村的劳动力很紧张,大学里要参加支农活动,下去收小麦、种地,一天一个人干不了多少活,累到晚上睡觉腿脚都是酸的。我们就下决心要解决农民劳动强度太大的问题。

现在来看农业机械化,尤其在东北已经大面积解决了。但是我们国家幅员辽阔,东北是一个典型的地理地貌特征。西南呢?我在重庆工作过,我知道西南多是山地丘陵地区,又是另外一个典型。所以,中科原动力作为科技的力量,应该抓两头带中间,把东北作为一个点,把西南作为一个点。西南地区地理地貌特色、生态特色明显,需要的主要是微型农机。

我们经常在讨论,农村需要的是什么样的农机?是有人开还是无人开,他们不是太在乎,关键是质量怎么样?能不能赚钱?能不能节省劳动力?能不能高效?所以我认为,我们国家在乡村振兴的大好形势下,在基本上脱贫的情况下,我们应该重点打造一个有感知、有认知、有行为的机器人。

计算机计算能力很好,但它没有感知能力,没有行为能力。我们要从计算机思维中解放出来,要到广阔的天地里去,把论文写在祖国的大地上。我们要做的是农田作业机器人,这个机器人一定要有传感器,例如有摄像头、有雷达,那么就可以知道这块地到底是什么情况。实际上,不同地块在不同时段都会不一样。例如,下雨之前、下雨之后去耕地就不一样;靠近河流的地块与高山上的地块也不一样。所以,如果机器没有感知,没有行为,光是计算是不行的。

我们回忆图灵,他作为先驱在1936年写了篇图灵机模型,后来变成了冯诺依曼架构的计算机。当时有输入和输出,还有控制单元、存储单元、计算单元,但没有讲交互,这就是图灵机的一个缺陷。

你想想,农民在地里面跟谁交互?跟环境交互,跟土地打交道,跟植物打交道。交互不等于输入和输出,输出一般在输入之后,甚至还有个Δt的延迟,而交互是时时刻刻同时发生的。所以,我们要做感知,不是拿计算机写程序,去做一个编码就完了,我们一定要把感知做好。

这么多年来中科原动力一个伟大的成功之处,就是因为对拖拉机的动力学比较了解。我们认为任何一个农机具都是有具身智能的,它是有行为的。我们一定要把载体的行为特征研究好,也可以叫做载体的运动学行为特征。为什么农村的拖拉机耕地有时还有事故呢?那是因为对运动学没掌握好。运动学没掌握好的根本原因是动力学没掌握好,动力学是运动学的高阶。所以,中科原动力的一个特长就是行为智能做得好。

我们好多博士生都是从计算机系毕业的,他们不单单有编程能力,还要有实践的感知和行为能力。我们强调的不仅是这个博士生有水平,会写论文,会搞深度学习,重要的是他一定要能够跟农民说得上话。我经常讲,要更关注农机的有效载荷,而不是马力多大;要看农民插秧的那个手巧不巧,摘水果的那个手巧不巧。人之所以为人,就是因为两只手很巧,劳动创造人民。那么,我们现在就要做这样的机械手,要有温度的农机而不是冰冷的钢铁。怎么办?就要把感知做好,把行为做好,当然我们也很重视认知。

我们希望在西南地区这片广阔的土地上,还能够做出另外的三个定语,叫做:可交互、会学习、自成长的农田作业机器人。农田作业不是说写一个程序放到机器里面,让它去重复去干。计算机领域有一句话叫做:算法,被困在算法里头。算法是谁写的?软件工程师将算法写成了程序编码,程序编码写在了机器里。这次出去是它,下次出去还是它,十年八年还是它,这个机器它就没有学习也没有成长。

深度学习的黄金十年,最大的成功就在于它用大数据来调校算法模型,用数据来改变上亿个权重参数。这个权重参数就是算法的结构参数。所以我觉得,深度学习的意义还是应该给予足够的评价。深度学习之所以成功,不仅仅是算法、算力和数据三大功能,更重要的是它开辟了一个用数据去调校算法的案例。这对于我们搞封闭人工智能的人都是很惊讶的。因为我们觉得程序是不能改的,那么要想可交互、会学习,怎么学?自编程、自纠错、自编译、自沉淀、自成长。

我们还有一个团队在天津港搞无人港口,当然做个港口卡车司机的标杆驾驶员是必须的,但是怎么变成在特定环境里面的资深能手呢?那一定还要有再学习能力。所以,今天我说的这六个定语:有感知、有认知、有行为、可交互、会学习、自成长,就是我们中科原动力的特色。

我们在团队讨论的时候,很重视西南这个点。因为我们在东北这一脚迈得很成功,但毕竟我们国家没有那么多的黑土地,也都不是那样的一马平川。所以,如果我们抓两头,能够再把西南这个点抓起来,就可以把中间带动起来。

如果说工业革命是解放了我们的体力,那么这100年来的认知革命,就是怎样把人工智能渗透到机械里去,让它更智能,不但更有力量,而且更会干活。这样就能彻底地改变中国农民面朝黄土背朝天的现状,改变农民艰苦劳作的状态,让他们更加尊严、更加优雅、更加智慧地生活。

现在我们在东北已经做到了拿手机遥控两台、三台拖拉机同时干活儿,可以在夜里干活,下雨天也能干活,我在家里看着它干活。希望有一天在西南地区,我们也能做到这个状况。想象一下,农民在吃饭桌上就可以拿手机控制小型农机,怎么样插秧、怎么样摘水果、怎么收柑橘。让我们一起共同努力把这个做好,争取抓两头带中间,把中国的农田作业从机械化、自动化真正上升到智能化。

转自 中科原动力