关于科普场馆人工智能主题展示的思考

关于科普场馆人工智能主题展示的思考

刘进军,徐晓红

上海科技馆，上海 200127

摘要：随着人工智能的快速发展和广泛应用，该技术对人们的生产生活乃至国家整体竞争力都起着越来越重要的作用，而人工智能的科普展示，对于公众了解、利用和发展人工智能具有重要意义。因此，本文旨在对科普场馆人工智能主题展示内容、筛选原则和基本展示方式进行探析。

关键词：人工智能；人工神经网络；科普场馆；应用场景

引言

科普场馆人工智能主题展示具有很强的必要性和紧迫性。人工智能技术是第四次工业革命的代表性技术和核心，第四次工业革命以智能化为特征，深刻影响着人们生产生活的方方面面，乃至使其发生颠覆性变化。2017年国务院站在构筑我国人工智能发展的先发优势，加快建设创新型国家和世界科技强国的高度专门印发并施行《新一代人工智能发展规划》【1】，将发展人工智能上升为重要的国家战略。科普场馆（以下简称场馆）是人工智能科普工作的重要载体，具有受众量大、青少年占比高、科普资源集中等优势。公众通过与人工智能各类应用场景和展项设备的零距离互动，沉浸式体验，可以系统了解人工智能相关知识，深入理解人工智能本质，获悉人工智能的广泛应用和发展瓶颈，从而激发公众尤其是青少年对于人工智能的强烈兴趣，带动公众和社会对于人工智能未来的思考，甚至使青少年立志从事人工智能发展事业。

相比其他展示主题，人工智能技术具有实现手段多样、迭代速度快、应用特别广泛等特点。因此在设计场馆主题展示内容和展示方式上应该考虑上述特点，科学客观地阐释部分重要概念及其内涵，全面准确展示人工智能发展概况、现状及发展趋势，展示各主要领域经典应用场景。对于快速迭代变化的重要技术内容，可以考虑通过日常微更新、临展、视频等方式加以呈现，避免流于片面或者建成即落后的问题。总体而言，可以考虑以下方面的展示内容或活动主题：

一、人工智能是什么

1.人工智能的定义具有开放性和发展性特点。首先应当让公众了解人工智能的本质，它目前并非高冷科技，不久前还只存在于科幻作品中的诸如有温度和思辨意味的AI流畅对话、更加局部化和精准化的气象预报、无人驾驶、医学影像分析、智能监控分析和报警、元宇宙等应用场景现在已经悄然融入到我们的工作和生活之中。人工智能原本属于计算机科学的一个子学科，现在已经延伸和应用到各个领域，成为一个典型的交叉学科。历史上它的定义曾不断演变，目前也没有统一的定义，有着多元化的理解。早期定义为制造智能机器的科学与工程。现在经典的定义为研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。从表现形式看，人工智能可以是具象的机器人，可以是虚拟形象，也可以没有任何具象，它的核心是智能算法。

2.人工智能与其他相关概念的关系。人工智能不是一个孤立的概念，它往往与大数据、云计算、物联网、元宇宙、数字孪生等数字技术融合在一起。人工智能的实现离不开专家系统，以及深度学习、人工神经网络等机器学习有关技术的支撑。注意区分智能，类脑智能和人工智能的关系。

3.人工智能分类。一般分为弱人工智能、强人工智能和超人工智能三个发展阶段，目前处于弱人工智能阶段。

二、人工智能的发展历程

梳理和呈现国际国内两条发展主线和大事记，在全球视野下讲好中国故事，展现我国人工智能的思想文化和技术演变，包括诸如偃师献技、指南车、木牛流马、记里鼓车等古代人工智能思想和技术雏形，也包括当代我国人工智能基础研究和应用技术所取得的典型成就。通过这些使公众系统了解人工智能的前世今生，特别是在我国的发展脉络，从而激发公众的自豪感、责任感和紧迫感。

三、人工智能与人的关系

这个版块可以通过设问的方式展开，也可以结合聊天机器人对话功能，通过与人工智能对话听一听“她自己对这些问题的看法“，从而有效引发公众对这些问题的兴趣和思考。比如，人工智能是简单模仿人类智能吗？人工智能能够产生意识和情感吗？人工智能有可能超越人类智慧吗？人工智能在人类生产生活中扮演着什么样的角色？人工智能会抢走人类工作导致大规模失业还是会衍生出大量新的就业岗位？

四、人工智能基本原理和实现方法

人工智能的实现包括专家系统、机器学习等不同方式。对于专家系统而言，许多规则比目前无法做到精准描述，因此在人工智能领域的应用受到很大制约。相对而言，机器学习模仿人的大脑，通过大量的数据样本来训练模型，将数据特征记忆到深度学习算法模型中使之取得泛化能力，从而根据输入数据得到预测结果。图1是一种改进型RBF神经网路结构【2】。深度学习的算法逻辑目前缺乏明确的可解释性，即仅通过样本训练完成特征记忆。但人类的认知过程本身客观上具有模糊性或者难以描述性，即深度学习恰恰符合人类的认知规律。因此，通过深度学习神经网络或类脑智能实现人工智能虽受制于脑科学研究的进展，但它可能仍然是实现人工智能的最合理有效的方式。

图1改进的RBF网络结构

除了符号主义、联结主义，人工智能还有其他不同的流派，各自对于人工智能有着不同的理解，实现方法也有差异。

五、展示内容筛选基本原则的思考

人工智能的应用领域和应用场景非常广泛，如何在有限的场馆空间内精选展示内容是必须解决的重要问题，这对于有效提升展示效果具有重要意义。可以考虑以下的筛选原则：

1.选择展示相对确定的知识内容和经典应用场景，如非绝对化的定义等，为应对未来发展留有余地。

2.建设之时考虑日后微更新的便利。比如使用易于撤换展示内容的图文版框架，设置带有USB插口和可播放多种视频格式的多媒体设备，在空间布局上为未来增加或替换展项预留空间等。

六、典型应用领域和应用场景

人工智能目前已经延伸和应用到许多领域和行业，应用十分广泛。在人工智能基础理论和技术工具获得突破性进展之前，弱人工智能应用是务实策略，而且各种具体应用场景实实在在解决了各领域用其他方法难以解决的复杂问题，是非常有意义的现实选择。

场馆应选择典型的应用领域和应用场景进行重点展示。典型的应用领域有咨询行业、智能制造、大数据分析预测，娱乐消费、智慧交通、智慧医疗、智慧教育、智慧农业、智慧金融、智慧安防、智能家居等等，人工智能是相应领域发展的助推器和倍增器。各领域的应用场景更是不胜枚举，可以从中选择经济效益好，显著影响生产生活的重要应用场景进行展示，如用户画像+精准推送、AI客服、自动驾驶、医学影像分析、脑机接口、智慧收纳等。从公众心理特点出发，尽量设置大量新颖有趣和互动性强的人工智能展项。

七、人工智能基本展示方式

除了传统的图文版、音视频、动画等方式外，通过裸眼3D、4D影片、全息成像、光学动作捕捉技术、MR、元宇宙等新颖影像技术播放具有震撼力的技术成果，特别是具有自身ID的作品，更多地与艺术、游戏及其他最新展示技术融合，使展项在科学性、知识性、启发性、互动性的基础上更添艺术性和趣味性，从而进一步凸显场馆的特色和粘性。开设临展、巡展，寻求与人工智能领域科研院所、头部企业和其他科普机构开展交流合作，展示产学研用不同参与主体的最新成果。

将科学技术与文化艺术相融合，感知科学的奥秘、技术的力量，同时体验智能与艺术结合的魅力。设置尽量多的沉浸式互动展品展项，增强参与感和操控感，在互动操作游戏中寓教于乐。并进一步激发和鼓励人们展开思辨和讨论，比如人工智能到底是什么，人工智能还可以有什么样的应用，人工智能发展面临的瓶颈及解决思路，人工智能与人的关系，人工智能未来将走向何处等等。

展示艺术家和科研人员的作品，通过大量互动式沉浸式的展品和艺术装置，探讨人工智能技术的创意和发展，探索人类和技术间的关系演变。

建筑是最大展项。可以通过在场馆各处巧妙设置人工智能展项或设施，比如在适当区域设置智能趣味聊天机器人、配送机器人、智能回忆墙等，让公众感受到人工智能元素的无处不在，从而获得全景式、沉浸式体验。

八、人工智能典型教育活动

依托场馆已有的教育资源，结合人工智能发展现状，开发开展形式多样的教育活动，包括但不限于互动游戏，现场编程，创客空间，课程设置等。总之，通过系列教育活动达成满足各年龄段人群特别是青少年的好奇心，了解人工智能基本实质，激发对于人工智能的浓厚热情和兴趣，培养一定的人工智能技能的目的。

九、人工智能文创产品的开发与展示

利用文创产品便于融合最新技术和文化艺术成果、更新速度快、形式灵活多变、唯一性和个性化等优点，展品展项更容易做到常展常新，而且拥有自主IP的文创产品更能凸显本馆特色和创新力，是扩大场馆影响力的重要途径。

十、人工智能发展的不足和解决思路探索

相比于人脑，人工智能具有信息处理速度更快，运算更准确，记忆/记录时间更长久，存储容量更大等优势。但是，受研究思路和技术水平所限，当前人工智能泛化能力不足，不具备自主思考、联想和创造的能力，没有自主意识和情感，也存在商业价值、伦理、法律和安全性等方面的问题。因此，可以考虑通过激励手段有效调动公众积极性，收集公众对于人工智能面临的问题及对策思考和建议，还可通过创客空间来开展此类活动，践行万众创新。

当前，人工智能整体处于初级发展阶段，有赖于基础理论和关键技术的新突破，在此基础上探索更多应用领域，实现更深层次的应用。

十一、人工智能未来发展趋势展望

可以引导公众结合科幻作品和自由想象畅想未来的人工智能应用场景，同时这些畅想也正是将来人们对于人工智能的发展愿景和梦想，从而为人工智能的发展注入更多新鲜元素和活力，提供更多可能的发展方向。比如如何继续深入研究人脑开发类脑，如何实现强人工智能或超人工智能，如何实现对于强人工智能的驾驭或者与之和平相处等。

人工智能领域仍处于发展初期，技术本身还在摸索前进，应用领域有待拓展和深入。应用需要富有创意，可以考虑通过创客空间和文创开发提供更多新鲜创意，或者开发出更多便利和丰富人们生产生活的创意产品。

结语

如果说前三次工业革命解放了人类的双手，以人工智能为代表的第四次工业革命则是朝着解放人类大脑的方向迈进，让人们可以把时间和精力投入到更具创造性、艺术性、幸福感和具有更高价值的工作中去。公益科普场馆要充分挖掘自身的特色和优势，做好人工智能科普展示和教育工作，培育创新思维和原创力，使科普之翼更好提升全民科技素养，奠定经济社会高质量发展的良好基础。

参考文献：

[1]国务院．新一代人工智能发展规划［Ｒ］．(2017－7－8)．

[2]杨凌，刘进军，金强.基于改进RBF网络的乙烯纯度软测量建模方法[J].微计算机信息,200824(30):158-159+149.