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在2020年抗疫過(guò)程中，人工智能等技術(shù)在疫情監(jiān)測(cè)分析、防控救治等方面發(fā)揮了重要作用。未來(lái)，人工智能發(fā)展將走向何處？北京人工智能智源研究院今天（1月4日）發(fā)布《2021年人工智能十大技術(shù)趨勢(shì)報(bào)告》，從人工智能的基礎(chǔ)理論、算法、類(lèi)腦計(jì)算、算力支撐等方面，展望人工智能的未來(lái)發(fā)展方向。

針對(duì)備受關(guān)注的隱私保護(hù)問(wèn)題，報(bào)告指出，機(jī)器學(xué)習(xí)向分布式隱私保護(hù)方向演進(jìn)將是一大趨勢(shì)。當(dāng)前，全球多個(gè)國(guó)家和地區(qū)已出臺(tái)數(shù)據(jù)監(jiān)管法規(guī)，如HIPAA（美國(guó)健康保險(xiǎn)便利和責(zé)任法案）、GDPR（歐盟通用數(shù)據(jù)保護(hù)條例）等，通過(guò)嚴(yán)格的法規(guī)限制多機(jī)構(gòu)間隱私數(shù)據(jù)的交互。分布式隱私保護(hù)機(jī)器學(xué)習(xí)通過(guò)加密、分布式存儲(chǔ)等方式保護(hù)機(jī)器學(xué)習(xí)模型訓(xùn)練的輸入數(shù)據(jù)，是打破數(shù)據(jù)孤島、完成多機(jī)構(gòu)聯(lián)合訓(xùn)練建模的可行方案。

報(bào)告認(rèn)為，基于因果學(xué)習(xí)的信息檢索模型與系統(tǒng)也將成為重要發(fā)展方向。人工智能算法是推薦系統(tǒng)、搜索引擎等智能信息檢索系統(tǒng)的核心技術(shù)，深刻地影響著億萬(wàn)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品用戶(hù)的工作和生活。因果學(xué)習(xí)能夠識(shí)別信息檢索中變量間的因果關(guān)系，厘清事物發(fā)展變化的前因后果，全面認(rèn)識(shí)用戶(hù)需求和檢索方法的本質(zhì)，修正檢索模型中的偏差，提升檢索系統(tǒng)的可解釋性、可操作性和可溯源性。

同時(shí)，北京智源人工智能研究院也發(fā)布了《2020人工智能十大進(jìn)展報(bào)告》。對(duì)2020年里全球范圍內(nèi)人工智能領(lǐng)域的科學(xué)系統(tǒng)、算法等方向進(jìn)行了評(píng)價(jià)分析，終形成了十大進(jìn)展成果。其中，由中國(guó)學(xué)者取得的進(jìn)展有3項(xiàng)。

北京應(yīng)用物理與計(jì)算數(shù)學(xué)研究院王涵所在的“深度勢(shì)能”團(tuán)隊(duì)，獲得了國(guó)際高性能計(jì)算應(yīng)用領(lǐng)域獎(jiǎng)項(xiàng)“戈登·貝爾獎(jiǎng)”?！案甑恰へ悹柂?jiǎng)”設(shè)立于1987年，被譽(yù)為“計(jì)算應(yīng)用領(lǐng)域的諾貝爾獎(jiǎng)”。該團(tuán)隊(duì)研究的“分子動(dòng)力學(xué)”，結(jié)合了分子建模、機(jī)器學(xué)習(xí)和高性能計(jì)算相關(guān)方法，能夠?qū)⒌谝恍栽砭确肿觿?dòng)力學(xué)模擬規(guī)模擴(kuò)展到1億原子，同時(shí)計(jì)算效率相比此前人類(lèi)水平提升1000倍以上，極大地提升了人類(lèi)使用計(jì)算機(jī)模擬客觀物理世界的能力。

清華大學(xué)張悠慧、李國(guó)齊、宋森團(tuán)隊(duì)首次提出“類(lèi)腦計(jì)算完備性”概念以及軟硬件去耦合的類(lèi)腦計(jì)算系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)，通過(guò)理論論證與原型實(shí)驗(yàn)證明該類(lèi)系統(tǒng)的硬件完備性與編譯可行性，擴(kuò)展了類(lèi)腦計(jì)算系統(tǒng)應(yīng)用范圍使之能支持通用計(jì)算。

北京大學(xué)楊玉超團(tuán)隊(duì)提出并實(shí)現(xiàn)了一種基于相變存儲(chǔ)器（PCM）電導(dǎo)隨機(jī)性的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)高速訓(xùn)練系統(tǒng)，有效地緩解了人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練過(guò)程中時(shí)間、能量開(kāi)銷(xiāo)巨大并難以在片上實(shí)現(xiàn)的問(wèn)題。

2021年人工智能十大技術(shù)趨勢(shì)

趨勢(shì)1：科學(xué)計(jì)算中的數(shù)據(jù)與機(jī)理融合建模

趨勢(shì)2：深度學(xué)習(xí)理論迎來(lái)整合與突破

趨勢(shì)3：機(jī)器學(xué)習(xí)向分布式隱私保護(hù)方向演進(jìn)

趨勢(shì)4：大規(guī)模自監(jiān)督預(yù)訓(xùn)練方法進(jìn)一步發(fā)展

趨勢(shì)5：基于因果學(xué)習(xí)的信息檢索模型與系統(tǒng)成為重要發(fā)展方向

趨勢(shì)6：類(lèi)腦計(jì)算系統(tǒng)從“專(zhuān)用”向“通用”逐步演進(jìn)

趨勢(shì)7：類(lèi)腦計(jì)算從散點(diǎn)獨(dú)立研究向多點(diǎn)迭代發(fā)展邁進(jìn)

趨勢(shì)8：神經(jīng)形態(tài)硬件特性得到進(jìn)一步的發(fā)掘并用于實(shí)現(xiàn)更為先進(jìn)的智能系統(tǒng)

趨勢(shì)9：人工智能從腦結(jié)構(gòu)啟發(fā)走向結(jié)構(gòu)與功能啟發(fā)并重

趨勢(shì)10：人工智能計(jì)算中心成為智能化時(shí)代的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施

2020年人工智能十大技術(shù)進(jìn)展

進(jìn)展1：OpenAI發(fā)布全球規(guī)模的預(yù)訓(xùn)練語(yǔ)言模型GPT-3

進(jìn)展2：DeepMind的AlphaFold2破解蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)難題

進(jìn)展3：深度勢(shì)能分子動(dòng)力學(xué)研究獲得戈登·貝爾獎(jiǎng)

進(jìn)展4：DeepMind等用深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)求解薛定諤方程促進(jìn)量子化學(xué)發(fā)展

進(jìn)展5：美國(guó)貝勒醫(yī)學(xué)院通過(guò)動(dòng)態(tài)顱內(nèi)電刺激實(shí)現(xiàn)高效“視皮層打印”

進(jìn)展6：清華大學(xué)首次提出類(lèi)腦計(jì)算完備性概念及計(jì)算系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)

進(jìn)展7：北京大學(xué)首次實(shí)現(xiàn)基于相變存儲(chǔ)器的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)高速訓(xùn)練系統(tǒng)

進(jìn)展8：MIT僅用19個(gè)類(lèi)腦神經(jīng)元實(shí)現(xiàn)控制自動(dòng)駕駛汽車(chē)

進(jìn)展9：Google與Facebook團(tuán)隊(duì)分別提出全新無(wú)監(jiān)督表征學(xué)習(xí)算法

進(jìn)展10：康奈爾大學(xué)提出無(wú)偏公平排序模型可緩解檢索排名的馬太效應(yīng)問(wèn)題