飞机在匹兹堡上空盘旋,蜿蜒森林山路里,一座工业城市轮廓赫然显现,匹兹堡被称作「钢铁城」,自1970年代起,滞缓经济致使大量蓝领失业,此地与底特律、克利夫兰等东部城市被统称「锈带」,即Rust Belt ,面临转型或破产困境。
然而,与其它「锈带」城市有差异,匹兹堡有宾夕法尼亚州最大的医院,即匹兹堡大学医疗中心,还有全球排名第六的计算机系大学,也就是卡内基梅隆大学。这座城市正借助这些资源重新包装自己,进行营销。通过机场安检口滚动的宣传片大力推送「创客」,大力推送「科技」,大力推送「革新」,便能看出一些情况。
重头戏是人工智能,去年,卡内基梅隆大学深度学习部门录取了8名博士生,其中有6名是华裔,随着AI热潮,越来越多的中国学生慕名前往该校就读,今年,卡内基梅隆宣布了新的人工智能研发计划「CMU AI」,这牵涉到100多名学者以及1000名学生,学校对外宣称“AI Is In Our Blood”——人工智能就在我们的血脉里
于此转变成为美东地区,排除波士顿、纽约地区以外,进行求学、开展创业以及实施投资的热点。然而虽是如此,卡内基梅隆大学的技术实力不容置疑,匹兹堡郊区的基础设施存在诸多问题,城市公共交通系统也是陈旧状况:先前的产业经济转型是一场艰难的战斗。
卡内基梅隆大学:匹兹堡产的美国机器人
跟加州理工大学比 ,跟麻省理工学院比 ,跟斯坦福等学校对比 ,卡内基梅隆大学设置有美国最大的机器人研究所 ,现任所长是个神情严肃的法裔计算机视觉专一专家 ,他向机器之心吐露 ,早年在机器人研究所塑造开始的时刻就具备自身的预算以及人才 ,这和此外的大学有所不一样 ,它们的架构更加松散 。
起源需追溯至1979年,当时工程学院院长Angel,问询计算机系教授Raj Reddy,卡内基梅隆为啥不做机器人,二人随即提案钻研工业制造机器人,还向匹兹堡当地企业的总裁Tom拉赞助,而Tom很痛快地捐款给学校大概500万美元,相当若今天3200美元 。
随后科研成果表明,三人做了个正确决定,80年代,Marc在此创建Leg Lab,后来他将该实验室搬至麻省理工,在军方资助下创办波士顿动力公司,推出世界最早的自动驾驶汽车1,Red制造的机器人车能帮助清理三里岛核泄漏现场,90年代,金出武雄教授研究的计算机视觉系统于2001年超级碗棒球直播时名声大噪。2007年,Red带领赛队,赛队打败了斯坦福,赛队赢得了DARPA的自驾挑战比赛的第一名。,
厘米,它在 DARPA 2015 年机器人挑战赛即 DRC 上获取了第三名。
1996年,机器人研究所旗下的国家机器人工程中心(NREC)开张,其开张背靠NASA的资金扶持,旨在同美国政府以及业界就农业、矿业、核能、航天和国防等机器人研发项目展开合作,科研成果背面的商业空间颇为延展,所长每日极为早开始就站着工作,对着成摞的公文,其告知我们:「工程中心同美国政府缔结的合同一般存续5至10年,和公司的合同一般仅存续1至3年,我们偏好长期协作卡内基梅隆大学官网,持续累积成果、从事系统性开拓。」」言下之意招纳项目的门槛不低。
现当下,机器人研究所存在这样的情况,有一百一十六名担任教授职位的人员,存在三十三个被称作实验室的地方,还有正在开展的九十八个项目 。
当然机构架构仅仅是背景信息而已,培育下一代才是首要任务。暑假快要结束的时候,在Cohen中心大楼的地下室当中,机器人俱乐部的学生正处于极为忙碌的状态。成员均在这儿着手开展自己所喜欢的四轮车、无人机以及类人机器人的开发工作。去年的时候,俱乐部主席Sean Reidy自费五百美元制作完成了一个能够进行遥控操作并且带有引擎装置的机器沙发,在开学当天抬至学校草坪的正中心部位,成功吸引了诸多关注目光 。
从左边开始,依次是机器人俱乐部主席Sean Reidy,研究生代表Brad,培训官Zhang 。

“当然,也存在着这样一些人,他们加入俱乐部,目的在于寻觅做研究的机会,就如同我个人一般,当下正为Red的月球车项目从事一些琐碎的事务性工作。”研究生代表Brad如此表述道。
布拉德告知机器之心,当年这位曾在网络上观看过兰迪·波许著名的最后一课就此随即做出决定递交入学申请,这里具备着自由的特性,且存在着对于创新予以鼓励的情况,并且并非仅仅停留于口头表述层面。
2007年,卡内基梅隆大学有一位教授,他是计算机科学、人机交互及设计领域的,他叫波许,他罹患了胰腺癌,他在学校上了最后一节课,他鼓励台下的学生,在难以预料的人生当中,要把实现童年的梦想放在第一位,这堂课座无虚席,社会影响力巨大,随后匹兹堡市议会宣布,2007年11月19日为「兰迪·波许博士日」。
许多后来的学生受到了波许的学术精神影响,其中包含 Brad,他表示:「我对太空机器人极为喜爱,我的梦想定是在世上留下自身的痕迹。」他期望日后能够前往美国宇航局工作,还称:「即便毕业时无法即刻加入 NASA,历经多做几份工作后再去尝试,总归能够达成目标的。」
卡内基梅隆大学:机器学习研究的前沿
我将CoBot协作机器人招待在了卡内基梅隆计算机系大楼Gates中心的我们,这款会独立传达口讯、护送访客、完成一些简单行动跟沟通的机器人,若执行时碰到问题,会向过路人求助,若中途被耽搁,能向人解释自己迟到的理由,在机器学习部门,它是一个研究实时导航、多机器人任务规划的平台,是许多教授和博士生心血的凝结 .
当下,机器学习部门存在四个 CoBot,每个的造价大概是 $10,000 美元。每个这样的机器人都配备着屏幕界面,具备电动车轮,有 LIDAR 传感器以及有六米视野的深度摄像机。当中,CoBot 4 解决了强弱光的难题,仅仅配备相机传感器。
操刀研究 CoBot 系统的是机器学习部门主管 教授。
其于上个世纪80年代,毕业于里斯本高等院校的电气工程学院,怀着对工业自动化的热忱前往CMU读博,还是业界为数不多的女强人,并且对CoBot的『原始』外表直言不讳,称:「机器人应当看上去如机器人般,恰似冰箱,它仅仅是个机器,需明白的是,我更关注机器人能否自动工作,而非其外表有多美观。」
这种实用主义在卡内基梅隆是主流。
“计算机科学研究起始于上个世纪 50 年代,在那个时段,赫伯特·西蒙与艾伦·纽维尔一同创建了工业管理研究生院,去开展符号推理计算的研究。”纽维尔于 1975 年荣获图灵奖,而西蒙则被赐予 1978 年的诺贝尔经济学奖。“我记得艾伦·纽维尔曾对我们讲起过,‘讲让计算机做什么是比较容易的,然而让它们真正按照所说付诸实践却是颇具难度的。’”教授回忆着说。
这两年,因深度学习引发的人工智能热潮出现了,然而,好像依旧没办法摆脱“只说不做”这个老套模式。

教授于1997年协助创立了机器人足球赛,2015年其CMU团队获得了第一名。
教授表示,尽管如此,人工智能不会消失,这项研究只会变得越来越重要 的 领域。我们今天说人机互动——Human ,但他认为我们正在与人工智能互动人工智能互动——Human AI ,这是一个崭新的领域 。
机器学习部门隶属于计算机学院,当前有22名教授,40名教师,还有约60名博士生,去年部门录取的6名华裔学生里,周承惠是其中之一,他以3.92 GPA高分毕业于加拿大麦克吉尔大学。
她说,导师教授提出的应用场景非常具体,比如说:「当承惠看到对面有人打招呼时会停下来,要提醒盲人做出回应。」承惠的研究方向是深度强化学习,她正在读第一年,目前正在钻研,要让正承接「非常具体」应用场景的机器人、拦截移动目标。
承接您惠予告知,向我们传达这样的内容:读博实际上是一种生活方式,你持续24小时不间断地工作,然而却感觉自身根本未曾处于工作状态。你领悟问题的那一个瞬间,有可能是在进餐之际,又可能是刚刚起床赖在床上之时,从来都不会是低头从事学习的时刻。
2015年,承惠的导师在Grace年度会议上演讲,鼓励女性投身科研,那时“我爸爸就是计算机系的教授,我小时候觉得他一直特别闲,我家里人反对女生读博士,觉得学个本科就行了”,目前即便在美国,女生读计算机博士仍是少数,“但我觉得这些跟性别没什么关系,女生也一样能做得很好”,承惠说。
前任机器学习部门主管Tom教授他和他们在相同八楼办公,教授手上存在三个研究项目 ,当中涉及使用统计学习算法去展开对fMRI数据的分析 ,还包括教导手机怎样才能够学习获取用户指令 ,另外还有一个被叫做「无止境语言学习」(NELL)的软件系统 。
于1986年开始,便有一位名为Tom的教授一直在CMU进行教书工作。他对于近些年来匹兹堡所产生的变化持有感到欣慰之类的情绪并认为,卡内基梅隆和匹兹堡大学这两个被称作孪生教育机构的存在正在对城市产业升级起到帮助作用。
NELL是一个推理系统,且是无休止的那种,它被用于在网络上学习,还用于分类语义知识,自2010年起它就一直在不间断地运行,若说80年代的专家系统因封闭和单一而失败,那么NELL的开放式系统则打破了这个局限性 。
NELL运用了八种各异的算法,每种算法都在同一时刻助力系统去确认知识点的精确性。教授作出解释称:假若一种算法依据语义对信息予以分类,比如当你说出“匹兹堡市长”,系统会凭借“市长”来认定匹兹堡是一座城市;另外一种算法会查看拼写方式,比如“”里面的“burgh”乃是城市常见的后缀。要是八种算法彼此相互确认,那我们能够确定匹兹堡是一座城市。
最近新被 NELL 确定的知识点是,克里斯托弗·诺兰指导了《蝙蝠侠:开战时刻》。
除了这个之外,NELL 还跟一个由 Gupta 教授所开发的名为「无止境图像学习」也就是 NEIL 的系统展开沟通,借助视觉以及语义知识的交互来进行学习,「NELL 和 NEIL 都在网络上自行自由爬行,各自分头去收集和分类数据。」在这样一个过程当中,教授觉得 NELL 和 NEIL 系统的开发说不定能够助力机器学习摆脱使用标签数据集的限制。
NELL 的推特账号,会每日持续推送问题,网络用户能够协助系统确认知识点——@

匹兹堡大学:当人工智能遇见医疗
在过去几年,匹兹堡大学神经生物系有教授,这位教授正忙着开发项目,此项目是神经假肢项目,能帮助全瘫患者恢复手臂功能。和他一起工作的有20名专家,20名专家里包括电气工程师,包括生物工程师,包括统计学家,包括机器学习科学家等
教授向我们解释道,系统会接收到两种信息流,一种信息流是来自脑部植入电极,另一种信息流是来自相机传感器背后的视觉计算系统,系统将这两种信息流解码后移动假肢。作为脑科学家,他对人工智能最近的发展并不感兴趣,不过他自称他的项目确实受益于计算机分析大量平行数据流能力方面的提高。
教授在匹兹堡医学中心
教授觉得,当下的产品虽说经过了FDA预先批准,然而还是需要两到三年的改进时长,他讲,我们想要把电极传输线从颅骨当中去掉,还要运用新型材料提升手臂的灵活性,他承认当前科学并未完全弄明白大脑的运作模式,他又说,人类的臂膀存在10个活动自由度,手掌有20个活动自由度,在这样的复杂度的情形下,我们尚不晓得脑信号是怎样传播到脊髓以及四肢的。
这项研究获支持的机构,宾夕法尼亚州最为庞大的医疗与保险提供商,是匹兹堡医学中心(UPMC)。当下,UPMC旗下存在330万会员,有25家医院,还有3800名执业医师。2007年时,医院出钱购得匹兹堡最高地标性建筑US Steel Tower的冠名权,且于全市持有种类繁杂的物业。
几年前,医院成立了创新部门,该创新部门雇佣了约250 名数据科学家,还雇佣了约250 名技术专家,这些被雇佣的人员和谷歌匹兹堡分部一起在广场的大楼办公。
Rasu医生,匹兹堡医学中心首席创新官兼企业执行副总裁,告诉机器之心,的确,我们正在和谷歌抢人才,我们希望毕业生可以选择UPMC,而不是楼上。
「今天我们不以贩售医院床位作为目标,新型医疗注重的是提供全方位服务」,——UPMC创新部门开放式办公室里有大型壁画,有弹球机,还有满墙公式与贴纸,这里好像是传统医院转型先锋队 mark at the end of
具有创新性质的部门最为要紧的业务表现为对科技项目予以孵化,在几年之前对一家名为的公司投入款项,该公司去开展能够供医生进行阅览的患者医疗数据平台的工作成果,然而处于竞争态势激烈、利益划分的界限清晰明确、信息保密度程度极高达到极致的美国医疗行业范围之中,这个平台最终没有能够把业务推广开来,迅速做出决定将公司关闭,当医生职业种类在从业人员口中不乐意说出失败这个词汇,可是在我们部门之内,保持敏捷这样一种状态展现极度关键,要是一个点子并不具备良好特性,就让它以迅速的态势走向失败。
医院投入了各种各样的医疗项目,这其中有一个实例,是一家公司,该公司运用移动设备对病人体征予以监控。“要是患者的体征呈现出不正常的情况,我们能够提前实施干预。”博士讲道。
目前,数据处理技术成熟,这与医院发展策略相辅相成,博士解释说。医院有许多带结构的文本数据,用药,过敏,还有实验室等数据单就属于此类。它也有非结构化数据,其中便包括手术放血摘要,放射学报告以及实验室摘要。像素数据的图像识别技术也在不停进益,这些都是人工智能技术能发挥作用的地方。据悉,最早的医疗数据归档系统PACS发源地是UPMC。目前,医院每年会收到数百亿字节的数据,而且每18个月就会翻一番。处理海量数据已成为当务之急。
去年,UPMC 在“创新”方面投入了将近 20 亿美元。在 2017 年,该医院宣告与微软开展合作,借助人工智能以及云端存储技术,将所有纸质档案转化为数字化形式。

IAM :在匹兹堡创业的仓库机器人公司
在匹兹堡,有机器人创业公司,它呢,是除去大学、大医院之外的产业链里必不可少的一部分 。
有个叫 Tom 的人,他是佛罗里达大学机器人系的博士,同时也是那所大学机械工程系的博士,还是该校电气工程系的博士,此为三栖博士。在 2009 年的时候,他接受国家机器人中心的聘请担任工程师一职,过了三年他就从那里离职了,之后创立了 IAM ,这是一家利用计算机视觉去开发货架存储机器臂的公司。
公司工厂处在匹兹堡郊区,我们到访时,Tom正招呼几个工程师清理庭院,对他而言,每年卡内基梅隆毕业的约100名机器人系毕业生是首选招聘对象,其次是来自匹兹堡大学和宾州大学的毕业生,Tom告诉机器之心,跟硅谷比,匹兹堡的好处是工资便宜 。
在国家机器人中心,Tom曾于国防高等研究计划署的ARM - S机器臂项目里工作,他讲那个项目让他知晓「仿人机械手」的局限性,他说:「五指是设计复杂的,是容易破碎的,是价格昂贵的,并且是笨拙的。」在他自身的创业公司中,Tom摒弃了这个创意。
swift是IAM的机器人产品,它用板载RGB相机和吸盘从货架取货,新产品进储物间时,工作人员会在名为Flash的扫描仪上记录物品入档,使用时,swift的计算机视觉系统能在货架找物品,光线昏暗或不确定时,红外线投影仪会依据Flash的存档图像判断,抓取物品的吸盘吸力最多0.68公斤,目前仅适用于箱子和包装货物。
Swift工作量等同于一名全职工人这一情况,一台电池能够把机器维持10小时,Tom表明安装Swift的企业在2至3年后能够收回投资成本。
罗切斯特药物合作社,是 IAM 的客户,它是美国最大的医疗保健经销商之一。在选择物流行业前,Tom 做了些调查,其称「美国人花 400 亿小时在线购物 在不能自动化物流不同环节的情况下 就没办法满足包装和运输需求」。亚马逊 Kiva 是仓储机器人的标杆 在竞争激烈的美国商业环境中 IAM 需要尽快找到利基市场 持续扩大产品应用场景 。
与美国多数机器人公司类似,IAM 将生产以及部分设计工序进行了外包,当下公司产品所使用的机器臂是由 FANUC 公司制造的。
Tom讲,于匹兹堡开展创业活动时,所面临的最为重大的阻碍源自资金方面,我们获取种子轮资金耗费了相当长的一段时间,直至当下,在进行融资操作的过程中依旧存在着诸多挑战。
卡内基梅隆大学 创业中心:「钢铁城」的投资与知识产权之战
有着与CMU关联的创业公司,Tom向我们讲,在获取投资的进程中,对他助力极大的人员当中有一位是创业中心的主管Dave 。
Dave,从事风投以及创业多年,人脉与经验均十分丰富,于六年前遭卡内基梅隆所聘请,去协助学校项目寻觅投资以及对后期孵化予以跟进。投资人 James,来自匹兹堡本地,在两年前颇为爽快地捐赠 3100 万美元,用来对 CMU 的创业活动给予支持,如此便有了创业中心。
戴夫的办公室处在商学院的第二层,他直接地发问卡内基梅隆大学官网,问的是能帮到什么、想了解什么,他精力充沛丝毫没有倦意,哪怕才从硅谷飞回来,而且马上就要和来自台岛的投资者会面 。
依据安永会计师事务所的报告,在 2012 年至 2016 年期间,匹兹堡有 318 家公司,这些公司吸引了约 17 亿美元的资金 ,投资最多的类别包含软件,生命科学(涉及生物技术,医疗器械,医疗 IT 和医疗保健服务),这得益于匹兹堡医学中心强大的后盾 ,其次是硬件(涵盖机器人和电子),这得益于卡内基梅隆大学强劲的科研实力 。

Dave展示机器人公司Anki,该公司由卡内基·梅隆大学校友创立。
Dave告知我们,近些年来,存在着诸多国际投资者,他们正在去敲打匹兹堡的门,特别是来自中国的投资人。“我们正在跟李开复的创新工场公司洽谈项目。然而兴趣是一方面的情况,其中大部分都保持着观望的态度。但不容置疑的是,中国投资人正在助力美国创业公司得以成长。”
Dave为,匹兹堡本地很缺乏的风险投资人而感到担忧,他还觉得本地的公司,不愿意和那些创业公司合作。「这里跟硅谷是有不同之处的。在硅谷,当下的创业公司,十年之后有可能会变成一家成熟的公司,所以人们愿意去承担风险。但在匹兹堡,就连UPMC也不情愿和创业公司做生意。当然这种状况是不合理的,哪怕惠普也曾是家小公司。」
另外一个需要谨慎处理的问题是专利。
2016年,匹兹堡有三个最大的大学,这三个大学共生产专利145项,相比2012年增长了43%。实际上,批准专利使用权属于国家机器人中心的业务范畴,卡内基梅隆大学当前拥有659项机器人专利。
在近来一桩备受瞩目的官司当中,学校针对半导体巨头提起诉讼,指控其硬盘降噪技术存在专利侵权行为。该官司在去年宣判结案,彼时半导体巨头向学校支付的赔款着实不菲,高达7.5亿美元留学之路,此项赔偿金额在全美专利诉讼里位居第二高,并且一举打破了计算机领域内以往创下的最高纪录。学校会因这笔赔款而受益,这些钱支付给了专利持有人José Moura教授以及他的学生。时隔一年之后,José Moura教授与他的学生又联合Moura的妻子教授,向学校回捐了1650万美元,这笔资金专门用以数据科学和工程研究。
卡内基梅隆技术转让与创业中心(CCTEC)成立,目的是避免官司纠纷,它通过科普法律手续来帮助创业公司驾驭知识产权问题,学校网站上对整套流程做了详解,区分了在不同情况下产权使用的明细。
采访后记
与二十世纪八十年代呈现出的黯淡情形相反,匹兹堡可称得上是“锈带”城市转型的典范。美东城市存在着最大困惑,那就是:“为何底特律破产了,而匹兹堡却没有?”在采访当中,Dave以及教授都表明大学和产业转型之间的结合十分紧密,仅仅有州立大学,然而缺乏国际竞争力的城市正面临着一种全新的窘境。
机器之心在撰稿之际,曾与计算机视觉专家金出武雄教授取得联络,金出武雄教授如今 70 岁高龄,长久旅居日本,他为机器之心引荐了诸多计算机视觉领域的后辈专家,还回复称:「他们是当下领域极为出色的人才,坚信采访了他们,你必定能够撰写出优秀的稿件。」其态度极为谦虚真诚。
金出教授毕业于京都大学,他是卡内基梅隆最早的一批专家,在他所著的《想外行一样思考、像专家一样实践》里,有一个名为「中国学生的热情」的章节,或许能够描述从教授视角所看到的后辈:
2002年,我受到微软公司邀请,参加了在北京举办的名为『21世纪的计算』的学术研讨会五位嘉宾作为演讲者在此次会议出席全体当时,因为同席其他几位皆是计算机领域大师,北京大学可容纳2000人的会议中心座无虚席...
在那之后,我再度去参观微软中国研究院,有诸多具备大学生水准的学生于此处致力开展形形色色的研究。每当我走到一位学生跟前之际,他们便会即刻向我阐释本身的研究情况。比如说,讲着“我是从事这方面研究工作的”,又或者说着“我计划从事那样的研究项目的”,他们的眼神极为坚毅,并且呀,我感觉他们自始至终都在全力以赴地学习……我内心实在是感慨万千,于学生们身上,我目睹到了他们蕴含的那般单纯的思考方式,以及积极进取、昂扬向上的热忱。我觉得培育这种解决问题的热忱,恰恰就是教育的意旨所在。
时至此刻,笔者内心所想的是,与美国的其他区域相比较而言,匹兹堡所具备的真正竞争力,乃是深深扎根于针对机器人以及计算机教育的,单纯而又简单的那种热忱之上。


