潘德炉院士:人工智能是智慧海洋建设的核心支撑技术

来源:智汇工业

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关键词:人工智能 智慧海洋 2017中科曙光智能峰会

    “智慧海洋建设,事关重大战略,事关国家利益,事关长远建设,是实现我国海洋强国战略的需要”。中国工程院院士、国家海洋局第二海洋所研究员潘德炉院士近日在“2017中科曙光智能峰会”上,强调了智慧海洋建设的重要性。

    什么是智慧海洋?人工智能在智慧海洋中的具体作用有哪些?如何推动人工智能在智慧海洋建设中的应用?聆听潘德炉院士对智慧海洋的深度思考。(根据潘德炉院士演讲速记做了遵照原意的部分修改)


    话题1智慧海洋是信息与物理融合的海洋智能化技术革命4.0


    先讲三个案例。小学地理老师教的几句话我现在还记得:海洋是生命之源,海洋是风雨调剂器,海洋是国防的屏障。最后老师还讲“啊,海洋多美啊!”然而今天的海洋并没有那么美了,沿海的海洋污染、生态环境恶化、生态功能减弱,这些问题越来越严重。


    再来讲一个案例。印度尼西亚第二大岛屿“苏门答腊岛”是一个旅游的好地方。但是2004年12月26日发生了8.7级地震并引发海啸,造成了30多万人死亡或失踪,近千万人沦为难民,其中印尼就有近17万人死亡或失踪。


    再来看一个例子,1963年4月10日,美国长尾鲨号核潜艇在马萨诸塞州海岸线350千米外突然沉没,艇上129人无一生还。2014年7月31日解放军372潜艇快速坠向深海悬崖,8分钟内,潜艇总计下沉约296.6米,差点儿艇毁人亡。“海底悬崖”、“海洋内波”现象可令潜艇毫无预警、突然下沉。


    以上三个例子说明什么问题?老师教给我们的海洋是漫长的海岸线、碧绿的海洋以及在海洋中油绿的海藻,然而它只是一个空间组合的概念。但是,如今海洋构成元素日益剧增,其概念必须要加上在海洋载体中认知海洋、经略海洋的种种人类活动的总和。所以现在海洋的概念是物理+人类活动的巨系统,也就是潘云鹤院长指出的P+H,即要把物理空间跟人类结合到一起。


    前面讲的困惑都是哪里来的?为什么人类对这些突然来的困惑束手无策?这多源于对海洋这个巨系统的认知不清,因此习主席提出了“关心海洋、认识海洋、经略海洋”的理念。美国海军学院院长、海军战略理论家马汉曾经指出:“所有大国兴衰,其决定因素都在于是否拥有强大的海权,能否控制海洋。”一个国家强不强,除了有航母,有好的潜艇,还包括三个标准:一是国民关心海洋的程度有多高;二是科学认知海洋的水平有多深;三是国家经略海洋的能力有多大。要实现以上三点的突破是什么?以信息主导、体系建设智慧海洋是实现我国海洋强国战略的长远抓手。


    2015年下半年我参加过中南海的几次会,后来中共中央办公厅向国务院报告的时候,中办的副主任晚上打电话给我说“各个部门都要以文件为准,专家的意见很多,潘院士,您讲的意见比较有代表性,我们想直接把你的话报告上去。”这个报告当中的内容,就是在中央的报告当中讲过的。


    “智慧海洋建设,事关重大战略,事关国家利益,事关长远建设,是实现我国海洋强国战略的需要”。因此,建好智慧海洋的标准就是能不能成为国民关心海洋程度的共享器、科学认知海洋水平的提升器、国家经略海洋能力的倍增器。


    话题2人工智能是实现智能化海洋技术革命的核心技术


    第一次产业革命中蒸汽机使人类进入了机械化,第二次产业革命电机和化工使人类进入了电气化,第三次产业革命数字和电子使人类进入数字化,现在是第四次产业革命“知识革命”,信息与物理融合技术使人类进入智能化。智能化就是走向新时代的重要内容。


    海洋信息化深入发展,从数字海洋到透明海洋,还有现在的智慧海洋,这三者之间是怎样的关系呢?数字海洋就是由数字表达海洋。透明海洋是从数字信息中认识海洋。现在让信息变成知识来服务海洋,这就是智慧海洋。


    什么叫智慧?智慧是解决实际问题的高超思维能力。对于海洋的人工智能,还要加上一条,就是怎么能够发现海洋这个巨系统的规律。所以要加上“发现”两个字,这样就难上加难。


    智慧海洋的工作包括海洋装备的环节、人为活动、海洋环境、管理主体。人为活动,也就是提出的资源开发活动以及空间管控的活动,这还要跟海洋的管理主体相关。以前不清楚,以为海洋局就管海洋,不是这样的,国务院里面带“海”字号的有16个部委(包括央企),所以要包括管理主体。另外要把这四大部分的信息悟透。


    智慧海洋是信息与物理融合的海洋智能化技术革命4.0,是经略海洋的神经系统和我国海洋强国建设实施的长远战略抓手。信息化深入下的海洋智能化技术革命,是中国在智慧海洋实施过程中必须高举的定位,这通过了很多轮次的咨询,涉及方方面面涉海单位讨论的意见。


    因此,智慧海洋工业革命是引导技术革命4.0版的海洋信息基础能力建设工程,是跟基础设施建设相提并论的实施计划,正如十三五、十四五、十五五一样的步骤,亦如航天卫星、登月一样的节奏,主要包括两个方面的内容:第一是海洋信息智能化的基础设施建设,第二是核心智能科技的创新研发。


    从智慧海洋工程建设定位可见,人工智能技术是智慧海洋建设的核心技术。从整个工程体系来看,深度融合海洋环境、海洋装备、管理主体、人为活动四大板块信息互联互通,我把它的建设内容归类为四大能力:感知网、通信网、人工智能平台和应用群。


    从智慧海洋信息流“数字—信息—知识—智慧”的过程来看,人工智能技术是人类智慧挖掘的基础技术。


    智慧海洋是我国经略海洋的神经系统建设工程。智慧海洋建设工程主要是基于海洋的综合感知、互联网的实时传输、大数据云计算分析的知识挖掘等三大技术的4.0版IOS,来实现海洋四大板块信息的互联互通、融合共享、智能挖掘和智慧应用的神经系统。所以,从智慧海洋建设的作用来看,人工智能是国家治理海洋神经系统的关键技术。


    因此,智慧海洋工程建设的智能需求包括四个智能:智能信息采集、智能信息传输、智能信息处理、智能信息服务。从这四大需求来看,人工智能是实现智能化海洋技术革命的核心技术。


    智慧海洋工程建设应用的需求,即信息透彻感知、通信泛在随行、服务智能便捷,这是智慧海洋建设需要人工智能的技术支撑。智慧海洋的作用,就是希望它能成为认知海洋的千里眼、开发海洋的活地图、勘定海洋的红绿灯。人工智能在智慧海洋中的具体作用是应用群的基础、中心处理平台的根基、传输网的载体、感知网的目标,所以核心信息装备的开发技术就是人工智能。


    话题3政府统筹、社会广泛参与是发展我国海洋人工智能技术的必由之路


    开展人工智能的研究,要先瞄准智慧海洋建设的现状和问题。人工智能下海的空间是很大的,智慧海洋建设目前存在四个问题:缺乏全局战略性顶层设计,自主获取信息能力严重不足,“信息孤岛”现象严重,核心信息装备研发能力不足。基于以上分析,我对如何推动人工智能在智慧海洋中的应用,有四个建议。建议之一:以军民融合智慧海洋建设战略需求牵引,以智能为突破点,厘清人工智能的内涵和顶层设计。不能用过去那套老的技术,靠国外的技术来建设智慧海洋。这是我国海洋人工智能技术发展的前提。


    建议之二:瞄准全球海洋立体观测网建设中的人工智能技术研发,解决连续信息时空流,这是重中之重。在智慧海洋体系的建设当中,全球立体智能观测技术是一个瓶颈。


    建议之三:瞄准海洋人工智能处理平台的建设,解决人工智能之知识挖掘是关键所在。海洋的人工智能,最后还要加上“发现”两个字。在搞人工智能的时候能不能建立一个平台,在这个平台上能够实现自我传输,发现海洋的现象和规律,实时进行预报和预警。所以海洋人工智能智能处理技术是第二个重中之重的建设。这里特别要提到,发展海洋人工智能的数模和预警预报系统,十分钟就可以避免很多人的死亡。


    建议之四:瞄准大数据获取和处理开展人工智能颠覆性技术研究和核心装备研发,是我国海洋人工智能发展的重中之重。核心装备包括立体观测网、空基装备、水面装备、水下装备、海床基装备、岸基装备等等。空基装备集中在静止卫星和激光卫星上,水中装备包括水下滑翔器和深海潜艇。


    建议之五:政府统筹,社会广泛参加,政、产、学、研相结合是人工智能建设的必由之路。政府统筹需求,包括长期和近期的统筹、资源统筹、服务统筹。社会广泛参加,要挖掘国企潜力,发挥民企作用。海洋人工智能中心的组建,一定要在政府、产业、企业、学校大院大所结合统筹下进行。


    我的讲演主要讲了三个事儿。第一,智慧海洋是海洋智能化技术革命4.0版,是经略海洋的神经系统,也是对海洋起到治理作用的关键技术。第二,人工智能是智慧海洋建设的核心支撑技术。第三,顶层研发设计、全球立体网、人工智能平台、政府统筹和社会广泛参与是我国海洋人工智能技术发展之路。


    (审核编辑: 智汇小新)