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在2020年抗疫過程中，人工智能等技術(shù)在疫情監(jiān)測分析、防控救治等方面發(fā)揮了重要作用。未來，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)趨勢報告》，從人工智能的基礎理論、算法、類腦計算、算力支撐等方面，展望人工智能的未來發(fā)展方向。

針對備受關注的隱私保護問題，報告指出，機器學習向分布式隱私保護方向演進將是一大趨勢。當前，全球多個國家和地區(qū)已出臺數(shù)據(jù)監(jiān)管法規(guī)，如HIPAA（美國健康保險便利和責任法案）、GDPR（歐盟通用數(shù)據(jù)保護條例）等，通過嚴格的法規(guī)限制多機構(gòu)間隱私數(shù)據(jù)的交互。分布式隱私保護機器學習通過加密、分布式存儲等方式保護機器學習模型訓練的輸入數(shù)據(jù)，是打破數(shù)據(jù)孤島、完成多機構(gòu)聯(lián)合訓練建模的可行方案。

報告認為，基于因果學習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)，深刻地影響著億萬互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品用戶的工作和生活。因果學習能夠識別信息檢索中變量間的因果關系，厘清事物發(fā)展變化的前因后果，全面認識用戶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，北京智源人工智能研究院也發(fā)布了《2020人工智能十大進展報告》。對2020年里全球范圍內(nèi)人工智能領域的科學系統(tǒng)、算法等方向進行了評價分析，終形成了十大進展成果。其中，由中國學者取得的進展有3項。

北京應用物理與計算數(shù)學研究院王涵所在的“深度勢能”團隊，獲得了國際高性能計算應用領域獎項“戈登·貝爾獎”?！案甑恰へ悹柂劇痹O立于1987年，被譽為“計算應用領域的諾貝爾獎”。該團隊研究的“分子動力學”，結(jié)合了分子建模、機器學習和高性能計算相關方法，能夠?qū)⒌谝恍栽砭确肿觿恿W模擬規(guī)模擴展到1億原子，同時計算效率相比此前人類水平提升1000倍以上，極大地提升了人類使用計算機模擬客觀物理世界的能力。

清華大學張悠慧、李國齊、宋森團隊首次提出“類腦計算完備性”概念以及軟硬件去耦合的類腦計算系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)，通過理論論證與原型實驗證明該類系統(tǒng)的硬件完備性與編譯可行性，擴展了類腦計算系統(tǒng)應用范圍使之能支持通用計算。

北京大學楊玉超團隊提出并實現(xiàn)了一種基于相變存儲器（PCM）電導隨機性的神經(jīng)網(wǎng)絡高速訓練系統(tǒng)，有效地緩解了人工神經(jīng)網(wǎng)絡訓練過程中時間、能量開銷巨大并難以在片上實現(xiàn)的問題。

2021年人工智能十大技術(shù)趨勢

趨勢1：科學計算中的數(shù)據(jù)與機理融合建模

趨勢2：深度學習理論迎來整合與突破

趨勢3：機器學習向分布式隱私保護方向演進

趨勢4：大規(guī)模自監(jiān)督預訓練方法進一步發(fā)展

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

趨勢6：類腦計算系統(tǒng)從“專用”向“通用”逐步演進

趨勢7：類腦計算從散點獨立研究向多點迭代發(fā)展邁進

趨勢8：神經(jīng)形態(tài)硬件特性得到進一步的發(fā)掘并用于實現(xiàn)更為先進的智能系統(tǒng)

趨勢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10：人工智能計算中心成為智能化時代的關鍵基礎設施

2020年人工智能十大技術(shù)進展

進展1：OpenAI發(fā)布全球規(guī)模的預訓練語言模型GPT-3

進展2：DeepMind的AlphaFold2破解蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預測難題

進展3：深度勢能分子動力學研究獲得戈登·貝爾獎

進展4：DeepMind等用深度神經(jīng)網(wǎng)絡求解薛定諤方程促進量子化學發(fā)展

進展5：美國貝勒醫(yī)學院通過動態(tài)顱內(nèi)電刺激實現(xiàn)高效“視皮層打印”

進展6：清華大學首次提出類腦計算完備性概念及計算系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)

進展7：北京大學首次實現(xiàn)基于相變存儲器的神經(jīng)網(wǎng)絡高速訓練系統(tǒng)

進展8：MIT僅用19個類腦神經(jīng)元實現(xiàn)控制自動駕駛汽車

進展9：Google與Facebook團隊分別提出全新無監(jiān)督表征學習算法

進展10：康奈爾大學提出無偏公平排序模型可緩解檢索排名的馬太效應問題