打破傳統(tǒng)模式 開創(chuàng)新一代人工智能新起點
人工智能，英文縮寫為AI。它是研究、開發(fā)用于模擬、延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術以及應用系統(tǒng)的一門技術科學。“十三五”以來，我國高度重視人工智能的發(fā)展，國內(nèi)科研機構也圍繞人工智能的最前沿技術開展了系統(tǒng)攻關研究。
系列報道《勇攀科技高峰 創(chuàng)新決勝未來》今天帶大家來了解中國科學院自動化研究所研制的千億參數(shù)“圖文音”三模態(tài)“紫東太初”人工智能大模型，它是近年來我國在該領域取得的重要成果之一。
眼前我們看到的就是國內(nèi)某紡織企業(yè)的生產(chǎn)線，在全自動化的生產(chǎn)流程中，真正需要人工去操作的就是質(zhì)檢環(huán)節(jié)。過去，為了完成這項工作，既耗費人力，又會降低生產(chǎn)效率，人工檢測精度一般只有百分之70到80。自從這條生產(chǎn)線引入了中科院自動化研究所研制的“紫東太初”多模態(tài)人工智能系統(tǒng)后，檢測錯誤率相比人工降低三分之二，生產(chǎn)效率有了大幅提高。
中國科學院自動化研究所研究員 王金橋：通過這種多模態(tài)的大模型，可以（通過聲音）區(qū)分斷經(jīng)和斷緯，同時能夠靠它的視覺來判斷我的這個織的過程中產(chǎn)生的一些缺陷。就是這些缺陷大概有70多種，現(xiàn)在可以實現(xiàn)基本上檢測速度是人的4倍，檢測的精度基本上也是能達到百分之九十幾。
專家稱，多模態(tài)人工智能系統(tǒng)在類似的工業(yè)生產(chǎn)中有廣泛的應用空間。中科院自動化研究所的“紫東太初”大模型首次將語音信息引入，可以同時處理文本、視覺、語音三種類型的信息，而當前世界其他國家研制的人工智能模型，仍以文本或圖像以及文本結合圖像的模態(tài)為主，忽略了我們周邊存在的大量的聲音信息。相比這些單模態(tài)和圖文雙模態(tài)系統(tǒng)，“紫東太初”大模型可以靈活支撐圖、文、音的全場景人工智能應用，更加接近我們?nèi)祟惖母兄退伎紙鼍?。在這里展示的就是中科院自動化研究所研發(fā)的“紫東太初”多模態(tài)通用人工智能平臺。在這里我們可以看到這個人物就是通過這個平臺打造出來的一個虛擬智能機器人。它相比傳統(tǒng)的機器人可以識別和生成很多視頻和圖像。
中國科學院自動化研究所研究員 王金橋：它通過具象化的一個形象，讓用戶更加理解我們跨模態(tài)的通用人工智能平臺。三模態(tài)大模型更加具有類人的智能，而且它有更好的想象力和創(chuàng)造力。這是我們第一個在國際上提出來的，這一套的這種跨模態(tài)的表示和生成的一套方法，所以是非常先進的。
目前，“紫東太初”是業(yè)內(nèi)首個千億參數(shù)的三模態(tài)大模型，它首次貫通了語音、圖像、文字這幾種信息，形成了完整的智能表示、推理和生成能力，是當前數(shù)據(jù)智能領域的最新發(fā)展趨勢，為探索人類智能本質(zhì)提供了一個極佳的平臺。
中國科學院自動化研究所研究員 王金橋：打破了原來的這種專用模型解決專有任務的人工智能傳統(tǒng)研發(fā)的范式，這是新一代人工智能的一個新的起點。
我國“十四五”規(guī)劃和2035年遠景目標綱要中明確了當前我國經(jīng)濟正處于從高速增長向高質(zhì)量發(fā)展的重要階段中，以人工智能為代表的新一代信息技術，將成為我國”十四五”期間推動經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展、建設創(chuàng)新型國家，實現(xiàn)新型工業(yè)化、信息化、城鎮(zhèn)化和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要技術保障和核心驅(qū)動力之一。
中國科學院自動化研究所研究員 王金橋：包括智慧城市、智能制造、環(huán)保等多個領域、多個行業(yè)已經(jīng)應用了現(xiàn)在的這種多模態(tài)的技術，會帶來就是10%到20%效能和智能化能力的提升。
“十三五”以來，我國不僅在人工智能等領域取得突破性進展，在基礎科研領域，國家也是從政策層面給予了大力支持，一批重要成果不斷涌現(xiàn)。
中國科學院大連化學物理研究所包信和院士科研團隊首創(chuàng)的“納米限域催化”概念就是近些年我國在基礎科研領域取得的一項重要突破，該成果為打開催化過程的“黑匣子”提供了創(chuàng)新的理論支撐，并獲得了2020年度國家自然科學獎一等獎。
人類的生產(chǎn)生活都離不開化學反應，它關乎我們的健康、環(huán)境、能源等各個領域。如何實現(xiàn)對化學反應的控制，讓它更精準可控呢？這就需要催化劑的幫助。長久以來，設計出使化學反應效率更高的催化劑，實現(xiàn)對化學反應的精準調(diào)控，是各國科學家追求的目標。
中國科學院院士 中國科學院大連化學物理研究所研究員 包信和：找到一個好的催化劑，想得到的東西就越多，那么不想得到的東西就越少。污染就少，這個碳排放可能就會少。
為了實現(xiàn)這一目標，中科院大連化學物理研究所包信和院士帶領團隊經(jīng)過多年探索與研究發(fā)現(xiàn)，當催化劑粒子小到納米級的時候，原本連續(xù)的電子能帶，會離散成一個個獨立的電子能級，通過對其電子態(tài)的精準調(diào)控，能使反應物分子與催化劑配對，進而實現(xiàn)更為精準的催化反應。
中國科學院院士 中國科學院大連化學物理研究所研究員 包信和：實際上我們現(xiàn)在找到的這個“橋梁”就是限域這個概念，就是通過納米限域改變這個特性之后，來改變催化劑的活性。
那么如何達到限域的目的呢？包信和團隊首先在碳納米管中發(fā)現(xiàn)了狹義限域催化的現(xiàn)象。碳納米管由于空腔極為狹小，大概只有我們頭發(fā)直徑的六萬分之一，在這極其狹小的空間內(nèi)，催化劑納米粒子就顯示出了獨特的催化特性。
中國科學院院士 中國科學院大連化學物理研究所研究員 包信和：通過限域這樣一個概念，改變了它的特性，讓這個催化劑變得越來越好，所謂我們的好是什么呢？活性又高，選擇性又高。
納米限域催化概念提出以后，在國際學術界得到了普遍的驗證與公認。而包信和科研團隊并非只是把科研停留在基礎研究的階段，為國家創(chuàng)造更多的社會和經(jīng)濟效益是他們奮斗的目標。我國是一個石油和天然氣資源并不豐富的國家，但是煤炭儲量相對較大，長期以來，國家需要大量依賴進口石油生產(chǎn)液體燃料和化學品，這就關系到了國家能源安全。為了讓我國擺脫這種石油依賴的情況，包信和科研團隊將研究方向鎖定在了煤、天然氣等非石油資源轉(zhuǎn)化生產(chǎn)液體燃料和化學品等方面。經(jīng)過多年的探索，終于形成了我國科學家獨創(chuàng)的“煤經(jīng)合成氣直接制低碳烯烴”新技術，這是在納米限域催化概念的指導下取得的一項里程碑式的重大突破，從原理上顛覆了國際上沿用90多年的費托合成技術路線。
中國科學院院士 中國科學院大連化學物理研究所研究員 包信和：我們現(xiàn)在做的工作當中改變了費托的這樣一個路線，就是我們在反應當中不用氫了，直接用一氧化碳跟另外一個一氧化碳反應，那么這樣就是不用水去生成氫，也不會生成（廢）水。水的循環(huán)就去掉了。 “煤經(jīng)合成氣直接制低碳烯烴”技術省去了耗水耗能的水煤氣變換和中間產(chǎn)物合成步驟，縮短了工藝流程，能耗和排放都明顯降低，為我國進一步擺脫原油進口，保障能源安全，為支撐碳達峰、碳中和戰(zhàn)略目標提供了新的高效低碳煤化工技術路徑。
