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【蓝象观战指南】AI工程师大战高考命题组,碾压还是被碾压?

2017-06-07 17:01:44

原标题:【蓝象观战指南】AI工程师大战高考命题组,碾压还是被碾压?

本文改编自芥末堆

在十多年前,蓝象营顾问、学霸君创始人张凯磊信心满满参加高考的时候,不会想到在2017年的夏天,他将送自己的“女儿”Aidam机器人进入高考数学的考场,向人类高考状元发起挑战。

“当我高考的时候事先并不知道自己的考场。考前三天离开学校的时候,我在课桌上最后留下了一句话,希望能给坐在这个座位考试的同学带来好运。

等到两天后看考场时,我发现我的考场就在我的学校,我的班级,当时的感觉就像欧冠杀入了决赛,并且决赛在我的主场。高考当天,进入考场,黑板,窗台,连光线都那么熟悉,而且惊喜得发现我就坐在我自己那张课桌,当时的心情真是超级好。”

这是张凯磊自己的高考故事,而他的“女儿”——学霸君高考机器人 Aidam 的高考故事注定更加不平凡。

高考机器人是人工智能系统

与 AlphaGo 一样,高考机器人并没有实体,而是一个能自动解题的人工智能系统。据介绍,跟以图像识别和匹配为主的拍照搜题技术不同,通过提前学习和训练,高考机器人能够解答从未出现过的新题目,并给出详细的解题步骤。

据了解,由国家科技部 863 计划牵头研制的机器人 AI-MATHS 学习了小学到高中的 7000 多个考点,运算量可达到 2 的 800 次方,其研发团队准星云学的创始人林辉认为,跟 AlphaGo 相比,高考机器人的研发难度更大,原因在于,用计算机语言描述围棋规则相对容易,但研发高考机器人,首先需要让系统理解人类语言。“遇到没学过的生词,人类会联系上下文去推测词义,猜对是比较容易的事;而机器人却会卡壳。”

这正是日本高考机器人 Torobo-kun 放弃高考的原因。自 2013 年起,Torobo-kun 每年都会参加日本高考,它的目标是考入东京大学,在此前的多次考试中,其物理成绩不错,但受制于语言处理能力,在其他科目的成绩并不理想。日本高考机器人的研发负责人 Noriko Arai 教授表示,在目前的技术条件下,考上东大很难,她解释道:“人工智能系统无法理解必要的信息,阅读和理解句子含义的能力存在局限。”接下来,放弃高考的 Torobo-kun 会被应用到数据分析领域。

其实,早在高考机器人的概念成为热门关键词之前,针对各个专业领域知识处理的自动问答系统的研发,全球顶尖的研究机构已经有各类尝试。比如 1984 年启动的塞克(Cyc)工程,其目标是建立一个庞大的人类常识知识库,用于回答和解决一系列的科学和技术难题。2002 年启动的 Project Halo 则是要研发一个科学知识库,用于回答学生或专业人员提出的复杂科学问题,Project Aristo 则致力于解答标准化考试问题。

语义分析是解题难点

为什么要选择做高考机器人?

张凯磊说道,“其实三年之前我们就开始做高考机器人了,之前所有题库和底层技术也都是在为高考机器人做准备。我觉得高考机器人是人工智能在教育领域的一个枢纽点,它模仿人脑的感知、记忆、认知、分析、建立经验知识库、联想、判断、决策,还结合了跨学科、跨领域的知识研究,一旦做好之后,用机器人进行判题、个性化指导、学生管理、家校沟通、教案改进都变成可能。

我预测1-2年内高考机器人会有很多家企业涌进来做,解题机器是技术改变教育的发动机,所有人都绕不开它。”

科大讯飞曾说过他们的高考机器人可以3-5年上一本,而学霸君认为在整个高考的体系里,机器人大部分学科都可以考到90分的水平,尤其是数学已经逼近120分。今年是学霸君第一次尝试高考,明年就会覆盖到全学科。现在数学、理综、英语方面已经有完全把握,语文还需要接着探索。

从搜题到解题,是量变到质变,中间的技术非常复杂,AI 是如何做到自动解题的?

学霸君的首席科学家陈锐锋介绍,Aidam 的解题过程涉及到三个步骤:

一是理解和识别人类语言,把题目变成机器人可解码、可理解的语言,即通过自然语言处理将人类语言转换为形式语言。

二是逻辑推理,利用计算机的知识语言网络,模拟人类处理信息的方式和策略,找出最佳解题路径。

三是用人类的语言回答问题,并给出详细的解题步骤,即将形式语言转化为自然语言。

其中最大的难点在于让机器理解人类语言,这也是自动解题系统被公认的核心问题之一:自然语言处理中的语义分析。

机器需要首先识别人类的语言,并分析其含义,其中包括各类常识、谜语等隐性的线索,比如数学经典问题鸡兔同笼,其隐含条件是鸡有两条腿,兔有四条腿,而计算机可能并不知道这类常识,它更擅长规则下的精确计算,但人类的自然语言并不精确。比如在物理解题过程中,假设忽视物体的大小,以及假设摩擦为零之类的思考方式,计算机并不能理解。

高考机器人如何观战?

6月7日下午5点,在高考当天数学考试结束后,学霸君高考机器人 Aidam 与高考状元们将完成2017年高考数学试卷,包括所有客观题和主观题,并按照评分标准得出最终成绩。

考试全程将通过斗鱼直播,蓝象将在微信群中同步图文直播,并邀请学霸君创始人张凯磊做特邀评论员。

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