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CCAI 2017 演講實錄|Toby Walsh:人工智慧如何造福人類

7 月 22 - 23 日, 在中國科學技術協會、中國科學院的指導下, 由中國人工智慧學會、阿裡巴巴集團 & 螞蟻金服主辦, CSDN、中國科學院自動化研究所承辦的 2017 中國人工智慧大會(CCAI 2017)在杭州國際會議中心盛大召開。

文/CSDN

澳大利亞新南威爾士大學教授、AAAI 執行委員會成員 Toby Walsh

在本次大會上, 澳大利亞新南威爾士大學教授、AAAI 執行委員會成員 Toby Walsh 發表了主題為《人工智慧如何造福人類》的演講。

在 Toby Walsh 看來, 雖然埃隆馬斯克、霍金等大佬對人工智慧心存懷疑, 但這並不影響人工智慧造福人類。 Toby Walsh用“食物銀行”和“器官銀行”兩個案例證明, 人工智慧在解決貧窮、醫療等問題時, 大有可為。

本文根據Toby Walsh主題演講整理, 略有刪減:

在中國, 人工智慧技術非常有潛力, 而且我相信這種潛力是無法預估的, 因為每次我來到中國, 都會驚異於中國人工智慧的發展是多麼如火如荼。

今年的 IJCAI 會議在澳大利亞舉辦,

我是會議主席, 今天早上我看了會議投稿系統, 發現現在向IJCAI 提交論文數量最多的國家是中國, 中國學者向IJCAI 提交的論文數量已經超過了歐美。 會議的註冊人數已經達到歷史最高水準, 至少有 2000 人, 很多參會者都來自中國, 希望下個月在墨爾本能夠與在座的諸位再次見面。

相信大家都關注過AlphaGo 的新聞, 來自中國和韓國的頂級棋手最終都敗在了它的手下, 結果令人驚訝。 2014年, 法國研究人員寫出了圍棋程式, 他當時預測:要讓電腦打敗專業棋手還需要花費幾十年時間。 然而事實證明他的預測錯了, 我們只花了幾年的時間就實現了這一點。 Google 在 AlphaGo 項目所花費的精力是其他項目的十倍, 取得的結果令人驚歎。

我們只花了幾年的時間就實現原本要十幾年才能實現的目標, 這得益於快速增長的計算能力, 擁有這樣的能力, 不管是圍棋還是其他的領域(比如肺病的診斷), 我們都能通過程式來實現, 然而現在人工智慧技術並沒有非常廣泛的應用。 再例如, 在胚胎移植過程中, 我們可以用深度學習技術和程式來找到最佳的移植細胞,

這將比任何醫生都要做得更好。

在英國, 我們可以用聊天機器人獲得醫療服務, 它能夠為你診斷病情, 告訴你頭痛是否真的病情嚴重, 還是只需要吃點止痛藥就可以了。 。

有時候軟體做得要比人更好, 比如說最近日本有一家人壽保險公司, 採用了 IBM 的Watson , 用它來替代公司數十名雇員。

如果說你要在Expedia 這樣的網站上預定航班,也可以通過機器學習技術來找到最適合你的航班組合。

所以,我們看到人工智慧技術已經應用在很多的領域,這並不讓人感到意外。那到底人工智慧要走向何方?未來機器是否會取代很多人的工作,甚至取代人類?我的演講就是要解決這樣的一些擔憂,我們要想想到底人工智慧和機器對我們產生了什麼樣的影響。

人工智慧是中性技術

在澳大利亞,我們建立了一個新研究所——Centre on Impact of AI and Robotics,我是其中的研究員。我們想瞭解技術到底發展得多快,它會走向何方,以及會帶來什麼樣的挑戰。

先講講未來人工智慧對倫理會產生什麼樣的影響。我們能從工業變革中學到一些東西,因為在未來人工智慧會改變社會,而社會又將做出什麼樣的改變?答案是,從心理學和社會學角度,生活的方方面面都會受到影響。因此要開展這樣的對話,來迎接這樣的變化。

其實還有很多的領域也相當重要。第一個就是教育,如果未來要和機器搶飯碗,人類要做好準備,其中將改變的一個領域那就是教育。教育毫無疑問是我們能夠在未來生存,能夠在這樣的變革中維持人類繁榮中很重要的一點。工作是不是存在,或者說工作是不是被機器取代,還是說機器是否帶來更多的工作?而在未來,能確認的一點是新工作、新技能需要交互,所以教育是我們在這樣一個過渡時期需要非常關注的一個領域。

這裡有一份教育白皮書,澳大利亞剛剛發佈。來看看教育在發生什麼樣的變化,要做什麼。如果要和人工智慧技術在未來 20 年內共存,要應對怎樣的變化?小孩要應該具備怎樣的技能,當他們以後工作的時候才會適應人機共存的這樣一個時代?現在已經有很多人來談勞動力的教育了,現有勞動力的教育又該怎樣?所以教育和工作是分不開的,人工智慧一定會帶來巨大的變革,特別是工作方式的改變。

以後駕駛會被越來越多的機器所掌控,現在數百萬人死于車禍,其實大多都是人為錯誤導致的。如果機器能夠更好地干預駕駛系統,將會更加安全,但是前提是要有一個可靠的系統。

自動駕駛技術也能降低經濟開銷,里斯本有這樣一個預估,只需要原來 1/10 的車輛就能滿足整個城市的交通;而且到後面,私人小汽車會變得越來越便宜,這對於絕大多數人來說這是好消息。而且在車裡面的時間你可以工作,可以看書,看電影,回郵件。機器可以幫助我們做更多的工作,我們就可以休息、享受,這是一方面;但是另外一方面,是不是對某些人來說他們就沒有工作了?人工智慧在多大程度上會影響到生活?可能有些人說我沒辦法相信機器人。

看待這個世界的觀點一定是變化的。我們和其他監督委員會成員在紐約的聯合國開了這樣的會議:人工智慧和機器人如何改變生活?我們是否需要擔心呢?我覺得擔心是必要的,擔心是否會人機大戰,就像核彈、核武器完全被機器控制,機器完全取代和控制了整個社會,下個月聯合國關於人機道德的會議將會有新的消息出來,大家可以拭目以待。

現在人們對人工智慧有些擔心和回饋,所以我們要考慮好、準備好,要未雨綢繆。接下來我想從研究學者的角度來談,如何找到“人工智慧好的一面”。

人工智慧是中性技術,它可以用於好的方面,也可以被壞人利用。它可以讓生活更加美好,提高經濟繁華度、降低貧窮,提升醫療品質、教育品質,可以極大地提升生活品質,但是同一個技術也可以引發戰爭,可以帶來傷害,可以帶來大規模的失業等。

同樣的一個技術它亦好亦壞,作為研究人員,我也很榮幸能夠在這麼多的問題當中選擇一個研究點,而我所選擇的這一點,就是能不能讓 AI 帶來很好的社會效益。上個月我在日內瓦的聯合國大會參加了一次會議,也代表了 AI 界來談一談對 AI,對於社會和我們所生活的星球的暢想,其實 AI 可以讓每個人的生活更好,可以實現聯合國新千年的目標。

所以我想跟大家談一談,能不能通過人工智慧改變人們的生活。

食物銀行

我來自於澳大利亞非常小的城市。澳大利亞只有 2300 萬人,我知道 2300 萬人不算什麼,特別是對中國來說。但是有 220 萬人是在生活在貧窮之中的,貧窮是說 220 萬人沒有達到平均的水準,其中有超過 10 萬人無家可歸,10% 是兒童。

我們有一個很好的慈善的專案,是和新南威爾大學合作的,其實不是談多少錢投入的問題,而是希望改善人們的生活。這個項目叫“食物銀行”,我們希望利用技術讓社會變得更加美好,而且它也獲得了微軟的 Imagine Cup 的獎項,讓這些項目和 AI 結合來改善生活。現在,我們把項目拓展到了俄羅斯和美國,希望借鑒這個項目,讓他們當地在扶貧和解決社會問題上有很大的進展。

“食品銀行“怎樣做的呢?其實在超市和餐館裡,每天都會有很多的食品,其中肯定是有剩餘的。“食品銀行“將會選擇不同的剩餘食品來進行捐獻,並自動地配送給不同的慈善機構和教會,而這需要解決去哪兒把食物收集起來,然後怎樣配送給需要的窮人。其實就是把不同慈善機構的資訊放在一個平臺上,而且它解決了不同的慈善機構收集到的不同量的食品的問題。我們把這樣一個研究項目變成具有實際意義的項目,所以只要我們能夠解決公平性的問題,那我們就知道這個食物是什麼,這個食物分配給誰。其實從本質上來看的話,這就是在解決線上不透明的問題。

在我們談食品配送的時候,一定要先考慮食物或者是貨品的公平分配問題,所以我們就開發了這樣一個模型,來保證食品是一個接一個地按順序去送達,也就是說我們能夠看到,一份食品配送以後,進行下一個食品的分配,就是0和1的問題:有和沒有。

其實我們還有一個非常激動人心的研究,這是新的功能。當我們談線上分配的時候,其實是資源和人進行匹配的問題,但是另外一個方面,每一天我們都是在解決一個公平性的問題,換句話說,社會變得越來越公平。你想要的東西我們給不到你,我們會說抱歉,因為我們要給到其他的慈善機構,其他的慈善機構更需要,但是明天可以給你更多想要的物資。從長期來看,這是公平性的機制,而且這是合理的,比如說我有雞蛋,你給我麵粉。如果你給我蘋果,那我就不需要香蕉了,這是混合多樣化的模式,其實這也是在解決存儲的問題,我們自己沒有分配完的也會存儲到倉庫,不會隨便地把食品處理掉。所有獲得食品的慈善機構,並不是得到生態驗證的綠色標籤食品機構,很多都是小機構,所以品質上、時效日期上需要做更好地掌控,因此我們需要一些新的方法來解決這樣的問題。

還有一些例子,我們可以通過點贊的方式來對商品進行評估和打分。對於多數人喜歡的物品,就可以選出來進行競標,這是一個非常好的工具,但是這個功能另外一個缺陷就在於說這些商品的選擇可能是隨機的,有時候不走運的話,可能拿不到這個商品,或者說你另外的人搶了這樣一個競標。這一機制有好有壞,也是如何實現平衡,把商品給到最需要的人手上,而不是讓這樣的競價導致另外一個失衡。我們希望通過點贊的方式,最起碼知道大家對哪些商品需求量是大的。

另外在這樣的技術當中,我們還有一個要研究的點,那就是所謂的規範化的功能。對於點贊這樣一個方式,其實你沒辦法掌控大家的意見,因為這是隨機的、自主的,我們不希望有人去操控這樣的系統,比如說刻意讓某一些商品特別熱門,點贊只是個人的行為,你喜歡這個商品你就競價就點贊,所以這是平衡線的問題。

平衡線機制,有些情況下可以做得非常公平,但另外一方面可以讓你有機會控制它,有些人可能是真的有意地以一種團隊的方式去操縱,比如說某慈善機構說我特別想要這樣的物資,然後讓很多人來點贊和競標。所以這更多是一個數學問題,要保證公平性的機制。也就是說,在能夠保證你拿到所要的同時,保證其他人也拿到他們想要得到的東西,如果你嫉妒其他人拿到的東西,那我的機制就不對。

在配送過程中,商品的選擇是有時效性的,不能說每次都選這樣一個商品,這肯定不行,因此要把握時效性和公平性。

器官銀行

另外一個是“器官銀行“的項目。醫院會把一些器官在不同醫院當中進行轉送,比如治療肝臟、腎臟方面的疾病可能需要做器官移植,如果有一些瀕臨死亡的病人,他們可能會把自己的腎捐獻出來,去救治另外一個需要換腎的病人。

但是在澳大利亞,這樣一個器官庫的建立和維護是很大的問題,成本非常高,比如說對於腎病病人而言,他可能必須花十幾萬的美元才能獲得腎臟移植,而從國家層面要看,要花數億美元。

根據統計,在1989 年澳大利亞剛開始做器官移植的時候,平均的器官年齡是 32 歲,而現在平均器官年齡是 46 歲,也就是說捐贈者的年齡越來越高,對於醫院來,說引發了一種擔憂: 能不能把比較老的器官匹配在較年輕的人的身體當中?因為缺少年輕的器官,這就涉及到如何更好地分配器官,就像我們分配慈善機構的食物一樣,更多的是線上的問題。

年底的時候我們可以看到有多少器官捐贈,有多少人排隊接受器官的移植,你就知道供需之間的關係是怎樣的了。我們保證供需最大化的對接,這個問題看上去非常簡單,但是其實要考慮的東西有很多,比如說血型上、年齡上的匹配,由於不知道在 24 小時之內匹配出什麼樣的血型,什麼樣的器官,因此要收集器官的血型、年齡(尤其是捐贈者的年齡),而且還要考慮到地理位置,比如說可能在新南威爾士城市等待移植的人很多,而偏遠地區的人沒那麼多。

給大家一些例子,看看我們碰到的挑戰。這些柱狀圖可以看到血型的分佈,可以看到,在不同的人群當中,不同血型的分佈是不一樣的,其中 O 型血是比較多的,但是 B 型是比較少的,捐贈者 10% 是 B 型血的人,能夠收到的B 型血器官的人是 14%,還有 10% 的人是在等待,這是一個非常糟糕的消息。

我看到這張圖之後,問醫生為什麼會這樣,可能是 B 型血不太容易得疾病。那麼怎樣使 B 型血的供需分配會更加平衡一些呢?當然我們可以用萬能的 O 型血。然而反過來卻不行,因為O型血不能用 B 型血,所以這對 O 型血的患者不是很公平。因此可以看到,不同血型上的分配面臨著不同的挑戰。

我們用了一個 KDPI,就是腎臟捐贈者的指數,我們會對器官捐獻者的年齡和其他方面算出來的指數,另外我們對接受器官移植的患者會用 EPTS,也就是預期的移植後的生存率,比如說你是50歲左右的,那可能看到的是處於一個能夠在移植後能夠存活的比例中的中間值,在年齡上下的生存率不同,比如說你做透析什麼的都會對健康產生影響。我們看看 KDPI 和 EPTS 指數,可以看到這兩者之間是沒有太多的關聯性。

所以我們需要有一個新的東西,後來我們有了 Box 機制,它有點像詞典編寫的方法,然後還有在等待的時間,我們就是通過這樣一種標準來推導 KDPI 和 EPTS 之間的關聯性。

看上面這張圖更清楚一些,第一塊是更傾向于年輕的患者、年輕的器官,然後是第二、第三塊,我們通過這樣的機制,可以看到它的效果有多好。

看看上面這張圖,肯定能看出來這比原來好很多,它不是隨機的,而是在這之間出現了一定的關聯性,當然我們還可以做得更好。

我們可以有一個簡單的機制方便大家繼續學習,讓你在兩個指數間有一個完美的關聯性,現在這張好多了,KDPI和EPTS之間盡可能地縮短,這讓結果更加公平。所以我們可以做得更好,讓人們的生活更好,讓人們的壽命更長。

同時,我們也看到器官銀行和食品銀行,兩者最重要的是他們的機制,我們要用兩側配對的方式,比如說一方面是患者需要器官,另外一方面器官尋找患者,我們要在兩者之間尋找關聯性。對於患者來說,肯定是想要最年輕的捐獻者的器官,因為這樣在移植以後壽命更長一些;另外對醫來說,他們也希望將器官放在健康的患者身上,這也是非常經典的兩側匹配的方式。兩邊都是共同的偏好,兩邊都是希望更年輕的捐獻者的器官。所以我們有一個非常唯一性的穩定匹配。

沃夫幾年前獲得了諾貝爾獎,他研究的是穩定匹配的問題。這裡的話,比如說你要的是男性或女性的器官,他們這種匹配都是唯一的,它需要有一個非常特殊的屬性,我們排第一位的年輕的患者可以拿到最年輕的器官,這樣的話他們就非常滿意了,因為他們拿到了最好的器官。然後的話排第二位的器官,我們對患者和器官都進行排列,然後進行配對,但是我說過這是線上的問題,我們不能等一年以後再對所有的患者和器官進行排名,然後再選擇最好的配對方式,因為這是一個動態的過程。

平均來說,他們要對人群進行排列,所以我們讓 EPTS 和 KDPI 進行匹配的話就能解決這一問題,這也是我們想要達到的效果。所以我們既能夠找到獨特、穩定的配對,同時也解決了線上的問題。另外,我們每次也能有一些簡單的模型,比如說在每個時間點有一些患者來,有一些患者走,有一些器官到,那我們這個器官在到達以後進行配對,每個器官都有 KDPI,每個患者都有 EPTS,我們也能證明這個功能是非常好的。如果有更多的器官到了,這樣的話你能夠選擇的器官可以更多,如果我們增加患者的數量,那患者拿到更好器官的概率就會下降,這樣我們可以有一個決策化的功能。

另外,我們可以看到沒有任何一個機制能夠滿足所有的需求。而唯一能夠不受操控的機制就需要採用隨機方法。為什麼這一點非常重要?在 2012 年,當時德國有一個醜聞,他們發現醫生對患者的排列進行了一些操控。所以說澳洲也是非常關注這個系統是否會被人為地進行操控。

我們現在採用這個系統是不會有人為的操控情況,這也是政府非常關心的,他們防止參與其中的人會有腐敗的行為,因為之前在德國出現過類似這樣的醜聞。患者等待的時間也是非常重要的因素,如果一直等可能會死掉(因為拿不到器官),所以在時間圖裡面也需要把等待時間放進去,不管採用什麼機制,等待的時間基本上是保持一個穩定的狀態,所以它的分配是非常公平的,它兩頭是略微偏離了直線,但是大部分是非常完美的直線,所以不管怎樣,等待時間都是差不多的。否則採用其他機制,會對一些年紀比較大的人不是那麼公平,所以我們最關注的是配對的公平問題。

再來總結一下,我們看到了非常多的線上分配問題,現在也用到了很多特殊的特徵,比如說共同的偏好等。我們也可以做一些非常好的規範化分析,這也是非常有用的,因為我們可以在公平和效率之間取得平衡,我們要知道如何去看待問題。我相信現在人工智慧技術已經為社會福祉做了很多工作,如社會安全等、健康、醫療領域等。人工智慧技術能夠解決社會很多方面的問題,我們要讓人過得更加幸福。

如果大家想要瞭解更多,可以關注我即將出版的新書《機器在思考》(而且是中文版),在亞馬遜上預定,這本書不是講人工智慧的歷史,而是講我們所面臨的挑戰以及未來該怎樣去做。

非常感謝!

CAAI原創 丨 作者Toby Walsh

未經授權嚴禁轉載及翻譯

如需轉載合作請向學會或本人申請

轉發請注明轉自中國人工智慧學會

如果說你要在Expedia 這樣的網站上預定航班,也可以通過機器學習技術來找到最適合你的航班組合。

所以,我們看到人工智慧技術已經應用在很多的領域,這並不讓人感到意外。那到底人工智慧要走向何方?未來機器是否會取代很多人的工作,甚至取代人類?我的演講就是要解決這樣的一些擔憂,我們要想想到底人工智慧和機器對我們產生了什麼樣的影響。

人工智慧是中性技術

在澳大利亞,我們建立了一個新研究所——Centre on Impact of AI and Robotics,我是其中的研究員。我們想瞭解技術到底發展得多快,它會走向何方,以及會帶來什麼樣的挑戰。

先講講未來人工智慧對倫理會產生什麼樣的影響。我們能從工業變革中學到一些東西,因為在未來人工智慧會改變社會,而社會又將做出什麼樣的改變?答案是,從心理學和社會學角度,生活的方方面面都會受到影響。因此要開展這樣的對話,來迎接這樣的變化。

其實還有很多的領域也相當重要。第一個就是教育,如果未來要和機器搶飯碗,人類要做好準備,其中將改變的一個領域那就是教育。教育毫無疑問是我們能夠在未來生存,能夠在這樣的變革中維持人類繁榮中很重要的一點。工作是不是存在,或者說工作是不是被機器取代,還是說機器是否帶來更多的工作?而在未來,能確認的一點是新工作、新技能需要交互,所以教育是我們在這樣一個過渡時期需要非常關注的一個領域。

這裡有一份教育白皮書,澳大利亞剛剛發佈。來看看教育在發生什麼樣的變化,要做什麼。如果要和人工智慧技術在未來 20 年內共存,要應對怎樣的變化?小孩要應該具備怎樣的技能,當他們以後工作的時候才會適應人機共存的這樣一個時代?現在已經有很多人來談勞動力的教育了,現有勞動力的教育又該怎樣?所以教育和工作是分不開的,人工智慧一定會帶來巨大的變革,特別是工作方式的改變。

以後駕駛會被越來越多的機器所掌控,現在數百萬人死于車禍,其實大多都是人為錯誤導致的。如果機器能夠更好地干預駕駛系統,將會更加安全,但是前提是要有一個可靠的系統。

自動駕駛技術也能降低經濟開銷,里斯本有這樣一個預估,只需要原來 1/10 的車輛就能滿足整個城市的交通;而且到後面,私人小汽車會變得越來越便宜,這對於絕大多數人來說這是好消息。而且在車裡面的時間你可以工作,可以看書,看電影,回郵件。機器可以幫助我們做更多的工作,我們就可以休息、享受,這是一方面;但是另外一方面,是不是對某些人來說他們就沒有工作了?人工智慧在多大程度上會影響到生活?可能有些人說我沒辦法相信機器人。

看待這個世界的觀點一定是變化的。我們和其他監督委員會成員在紐約的聯合國開了這樣的會議:人工智慧和機器人如何改變生活?我們是否需要擔心呢?我覺得擔心是必要的,擔心是否會人機大戰,就像核彈、核武器完全被機器控制,機器完全取代和控制了整個社會,下個月聯合國關於人機道德的會議將會有新的消息出來,大家可以拭目以待。

現在人們對人工智慧有些擔心和回饋,所以我們要考慮好、準備好,要未雨綢繆。接下來我想從研究學者的角度來談,如何找到“人工智慧好的一面”。

人工智慧是中性技術,它可以用於好的方面,也可以被壞人利用。它可以讓生活更加美好,提高經濟繁華度、降低貧窮,提升醫療品質、教育品質,可以極大地提升生活品質,但是同一個技術也可以引發戰爭,可以帶來傷害,可以帶來大規模的失業等。

同樣的一個技術它亦好亦壞,作為研究人員,我也很榮幸能夠在這麼多的問題當中選擇一個研究點,而我所選擇的這一點,就是能不能讓 AI 帶來很好的社會效益。上個月我在日內瓦的聯合國大會參加了一次會議,也代表了 AI 界來談一談對 AI,對於社會和我們所生活的星球的暢想,其實 AI 可以讓每個人的生活更好,可以實現聯合國新千年的目標。

所以我想跟大家談一談,能不能通過人工智慧改變人們的生活。

食物銀行

我來自於澳大利亞非常小的城市。澳大利亞只有 2300 萬人,我知道 2300 萬人不算什麼,特別是對中國來說。但是有 220 萬人是在生活在貧窮之中的,貧窮是說 220 萬人沒有達到平均的水準,其中有超過 10 萬人無家可歸,10% 是兒童。

我們有一個很好的慈善的專案,是和新南威爾大學合作的,其實不是談多少錢投入的問題,而是希望改善人們的生活。這個項目叫“食物銀行”,我們希望利用技術讓社會變得更加美好,而且它也獲得了微軟的 Imagine Cup 的獎項,讓這些項目和 AI 結合來改善生活。現在,我們把項目拓展到了俄羅斯和美國,希望借鑒這個項目,讓他們當地在扶貧和解決社會問題上有很大的進展。

“食品銀行“怎樣做的呢?其實在超市和餐館裡,每天都會有很多的食品,其中肯定是有剩餘的。“食品銀行“將會選擇不同的剩餘食品來進行捐獻,並自動地配送給不同的慈善機構和教會,而這需要解決去哪兒把食物收集起來,然後怎樣配送給需要的窮人。其實就是把不同慈善機構的資訊放在一個平臺上,而且它解決了不同的慈善機構收集到的不同量的食品的問題。我們把這樣一個研究項目變成具有實際意義的項目,所以只要我們能夠解決公平性的問題,那我們就知道這個食物是什麼,這個食物分配給誰。其實從本質上來看的話,這就是在解決線上不透明的問題。

在我們談食品配送的時候,一定要先考慮食物或者是貨品的公平分配問題,所以我們就開發了這樣一個模型,來保證食品是一個接一個地按順序去送達,也就是說我們能夠看到,一份食品配送以後,進行下一個食品的分配,就是0和1的問題:有和沒有。

其實我們還有一個非常激動人心的研究,這是新的功能。當我們談線上分配的時候,其實是資源和人進行匹配的問題,但是另外一個方面,每一天我們都是在解決一個公平性的問題,換句話說,社會變得越來越公平。你想要的東西我們給不到你,我們會說抱歉,因為我們要給到其他的慈善機構,其他的慈善機構更需要,但是明天可以給你更多想要的物資。從長期來看,這是公平性的機制,而且這是合理的,比如說我有雞蛋,你給我麵粉。如果你給我蘋果,那我就不需要香蕉了,這是混合多樣化的模式,其實這也是在解決存儲的問題,我們自己沒有分配完的也會存儲到倉庫,不會隨便地把食品處理掉。所有獲得食品的慈善機構,並不是得到生態驗證的綠色標籤食品機構,很多都是小機構,所以品質上、時效日期上需要做更好地掌控,因此我們需要一些新的方法來解決這樣的問題。

還有一些例子,我們可以通過點贊的方式來對商品進行評估和打分。對於多數人喜歡的物品,就可以選出來進行競標,這是一個非常好的工具,但是這個功能另外一個缺陷就在於說這些商品的選擇可能是隨機的,有時候不走運的話,可能拿不到這個商品,或者說你另外的人搶了這樣一個競標。這一機制有好有壞,也是如何實現平衡,把商品給到最需要的人手上,而不是讓這樣的競價導致另外一個失衡。我們希望通過點贊的方式,最起碼知道大家對哪些商品需求量是大的。

另外在這樣的技術當中,我們還有一個要研究的點,那就是所謂的規範化的功能。對於點贊這樣一個方式,其實你沒辦法掌控大家的意見,因為這是隨機的、自主的,我們不希望有人去操控這樣的系統,比如說刻意讓某一些商品特別熱門,點贊只是個人的行為,你喜歡這個商品你就競價就點贊,所以這是平衡線的問題。

平衡線機制,有些情況下可以做得非常公平,但另外一方面可以讓你有機會控制它,有些人可能是真的有意地以一種團隊的方式去操縱,比如說某慈善機構說我特別想要這樣的物資,然後讓很多人來點贊和競標。所以這更多是一個數學問題,要保證公平性的機制。也就是說,在能夠保證你拿到所要的同時,保證其他人也拿到他們想要得到的東西,如果你嫉妒其他人拿到的東西,那我的機制就不對。

在配送過程中,商品的選擇是有時效性的,不能說每次都選這樣一個商品,這肯定不行,因此要把握時效性和公平性。

器官銀行

另外一個是“器官銀行“的項目。醫院會把一些器官在不同醫院當中進行轉送,比如治療肝臟、腎臟方面的疾病可能需要做器官移植,如果有一些瀕臨死亡的病人,他們可能會把自己的腎捐獻出來,去救治另外一個需要換腎的病人。

但是在澳大利亞,這樣一個器官庫的建立和維護是很大的問題,成本非常高,比如說對於腎病病人而言,他可能必須花十幾萬的美元才能獲得腎臟移植,而從國家層面要看,要花數億美元。

根據統計,在1989 年澳大利亞剛開始做器官移植的時候,平均的器官年齡是 32 歲,而現在平均器官年齡是 46 歲,也就是說捐贈者的年齡越來越高,對於醫院來,說引發了一種擔憂: 能不能把比較老的器官匹配在較年輕的人的身體當中?因為缺少年輕的器官,這就涉及到如何更好地分配器官,就像我們分配慈善機構的食物一樣,更多的是線上的問題。

年底的時候我們可以看到有多少器官捐贈,有多少人排隊接受器官的移植,你就知道供需之間的關係是怎樣的了。我們保證供需最大化的對接,這個問題看上去非常簡單,但是其實要考慮的東西有很多,比如說血型上、年齡上的匹配,由於不知道在 24 小時之內匹配出什麼樣的血型,什麼樣的器官,因此要收集器官的血型、年齡(尤其是捐贈者的年齡),而且還要考慮到地理位置,比如說可能在新南威爾士城市等待移植的人很多,而偏遠地區的人沒那麼多。

給大家一些例子,看看我們碰到的挑戰。這些柱狀圖可以看到血型的分佈,可以看到,在不同的人群當中,不同血型的分佈是不一樣的,其中 O 型血是比較多的,但是 B 型是比較少的,捐贈者 10% 是 B 型血的人,能夠收到的B 型血器官的人是 14%,還有 10% 的人是在等待,這是一個非常糟糕的消息。

我看到這張圖之後,問醫生為什麼會這樣,可能是 B 型血不太容易得疾病。那麼怎樣使 B 型血的供需分配會更加平衡一些呢?當然我們可以用萬能的 O 型血。然而反過來卻不行,因為O型血不能用 B 型血,所以這對 O 型血的患者不是很公平。因此可以看到,不同血型上的分配面臨著不同的挑戰。

我們用了一個 KDPI,就是腎臟捐贈者的指數,我們會對器官捐獻者的年齡和其他方面算出來的指數,另外我們對接受器官移植的患者會用 EPTS,也就是預期的移植後的生存率,比如說你是50歲左右的,那可能看到的是處於一個能夠在移植後能夠存活的比例中的中間值,在年齡上下的生存率不同,比如說你做透析什麼的都會對健康產生影響。我們看看 KDPI 和 EPTS 指數,可以看到這兩者之間是沒有太多的關聯性。

所以我們需要有一個新的東西,後來我們有了 Box 機制,它有點像詞典編寫的方法,然後還有在等待的時間,我們就是通過這樣一種標準來推導 KDPI 和 EPTS 之間的關聯性。

看上面這張圖更清楚一些,第一塊是更傾向于年輕的患者、年輕的器官,然後是第二、第三塊,我們通過這樣的機制,可以看到它的效果有多好。

看看上面這張圖,肯定能看出來這比原來好很多,它不是隨機的,而是在這之間出現了一定的關聯性,當然我們還可以做得更好。

我們可以有一個簡單的機制方便大家繼續學習,讓你在兩個指數間有一個完美的關聯性,現在這張好多了,KDPI和EPTS之間盡可能地縮短,這讓結果更加公平。所以我們可以做得更好,讓人們的生活更好,讓人們的壽命更長。

同時,我們也看到器官銀行和食品銀行,兩者最重要的是他們的機制,我們要用兩側配對的方式,比如說一方面是患者需要器官,另外一方面器官尋找患者,我們要在兩者之間尋找關聯性。對於患者來說,肯定是想要最年輕的捐獻者的器官,因為這樣在移植以後壽命更長一些;另外對醫來說,他們也希望將器官放在健康的患者身上,這也是非常經典的兩側匹配的方式。兩邊都是共同的偏好,兩邊都是希望更年輕的捐獻者的器官。所以我們有一個非常唯一性的穩定匹配。

沃夫幾年前獲得了諾貝爾獎,他研究的是穩定匹配的問題。這裡的話,比如說你要的是男性或女性的器官,他們這種匹配都是唯一的,它需要有一個非常特殊的屬性,我們排第一位的年輕的患者可以拿到最年輕的器官,這樣的話他們就非常滿意了,因為他們拿到了最好的器官。然後的話排第二位的器官,我們對患者和器官都進行排列,然後進行配對,但是我說過這是線上的問題,我們不能等一年以後再對所有的患者和器官進行排名,然後再選擇最好的配對方式,因為這是一個動態的過程。

平均來說,他們要對人群進行排列,所以我們讓 EPTS 和 KDPI 進行匹配的話就能解決這一問題,這也是我們想要達到的效果。所以我們既能夠找到獨特、穩定的配對,同時也解決了線上的問題。另外,我們每次也能有一些簡單的模型,比如說在每個時間點有一些患者來,有一些患者走,有一些器官到,那我們這個器官在到達以後進行配對,每個器官都有 KDPI,每個患者都有 EPTS,我們也能證明這個功能是非常好的。如果有更多的器官到了,這樣的話你能夠選擇的器官可以更多,如果我們增加患者的數量,那患者拿到更好器官的概率就會下降,這樣我們可以有一個決策化的功能。

另外,我們可以看到沒有任何一個機制能夠滿足所有的需求。而唯一能夠不受操控的機制就需要採用隨機方法。為什麼這一點非常重要?在 2012 年,當時德國有一個醜聞,他們發現醫生對患者的排列進行了一些操控。所以說澳洲也是非常關注這個系統是否會被人為地進行操控。

我們現在採用這個系統是不會有人為的操控情況,這也是政府非常關心的,他們防止參與其中的人會有腐敗的行為,因為之前在德國出現過類似這樣的醜聞。患者等待的時間也是非常重要的因素,如果一直等可能會死掉(因為拿不到器官),所以在時間圖裡面也需要把等待時間放進去,不管採用什麼機制,等待的時間基本上是保持一個穩定的狀態,所以它的分配是非常公平的,它兩頭是略微偏離了直線,但是大部分是非常完美的直線,所以不管怎樣,等待時間都是差不多的。否則採用其他機制,會對一些年紀比較大的人不是那麼公平,所以我們最關注的是配對的公平問題。

再來總結一下,我們看到了非常多的線上分配問題,現在也用到了很多特殊的特徵,比如說共同的偏好等。我們也可以做一些非常好的規範化分析,這也是非常有用的,因為我們可以在公平和效率之間取得平衡,我們要知道如何去看待問題。我相信現在人工智慧技術已經為社會福祉做了很多工作,如社會安全等、健康、醫療領域等。人工智慧技術能夠解決社會很多方面的問題,我們要讓人過得更加幸福。

如果大家想要瞭解更多,可以關注我即將出版的新書《機器在思考》(而且是中文版),在亞馬遜上預定,這本書不是講人工智慧的歷史,而是講我們所面臨的挑戰以及未來該怎樣去做。

非常感謝!

CAAI原創 丨 作者Toby Walsh

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