本期，我們特邀“科技密碼”，探索“人-機(jī)-環(huán)境”系統(tǒng)智能如何重構(gòu)未來圖景。

中國指揮與控制學(xué)會認(rèn)知與行為專委會副主任委員、城市大腦專委會委員，北京郵電大學(xué)人機(jī)交互與認(rèn)知工程實(shí)驗(yàn)室主任劉偉，一起揭開人機(jī)交互領(lǐng)域的

從劍橋到北郵的跨學(xué)科覺醒

作為一名長期從事人工智能與人機(jī)交互研究的科研人員，我始終在思考一個問題：如何讓機(jī)器真正理解人類世界的復(fù)雜性？如何讓人工智能更接近人類智慧的智能體系。

一次訪學(xué)經(jīng)歷，成為我科研生涯的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，讓我走出了一條跨越學(xué)科界限的破局之路。

2012年，我走進(jìn)劍橋大學(xué)訪學(xué)，這所孕育了百余位諾貝爾獎得主的學(xué)府，顛覆了我的認(rèn)知。起初我認(rèn)為劍橋只是一座理工科殿堂，深入其中才發(fā)現(xiàn)，它不僅理工科實(shí)力雄厚，而且是一所鼓勵全科發(fā)展的綜合性大學(xué)，人文、哲學(xué)、藝術(shù)等領(lǐng)域同樣底蘊(yùn)深厚。

在這里，不同學(xué)科背景的人常在咖啡館交流思想，從各自專業(yè)視角出發(fā)，探討同一個學(xué)科問題。這種跨學(xué)科交流氛圍讓我領(lǐng)略到了“橫看成嶺側(cè)成峰”的多元視角，激發(fā)了我的科研靈感。我意識到，人機(jī)交互領(lǐng)域亟需多學(xué)科融合創(chuàng)新，才能突破瓶頸、實(shí)現(xiàn)跨越發(fā)展。

這段經(jīng)歷讓我萌生出一個強(qiáng)烈的念頭：中國的高校能否打造這樣的跨學(xué)科創(chuàng)新生態(tài)？北京郵電大學(xué)能否建立一個跨學(xué)科融合的實(shí)驗(yàn)室？

幸運(yùn)的是，這一想法得到了校領(lǐng)導(dǎo)、學(xué)院的大力支持，以及眾多青年教師的積極響應(yīng)。

2013年，北京郵電大學(xué)人機(jī)交互與認(rèn)知工程實(shí)驗(yàn)室應(yīng)運(yùn)而生，匯聚了來自信通、數(shù)字多媒體、自動化、人工智能等多個領(lǐng)域的老師，大家齊心協(xié)力攻克科研難題。

我們實(shí)驗(yàn)室的目標(biāo)很明確：打破學(xué)科壁壘，探索人、機(jī)、環(huán)境之間的深層互動，構(gòu)建更智能、高效的人機(jī)交互系統(tǒng)。

在我們的研究中，機(jī)器不只是“計(jì)算”的工具，我們更致力于讓機(jī)器學(xué)會“算計(jì)”人類的倫理溫度與情感邏輯，賦予機(jī)器更多人性化的特質(zhì)。我們圍繞人機(jī)交互用戶體驗(yàn)、無人駕駛等方向，開展了大量“人-機(jī)-環(huán)境”系統(tǒng)融合的研究工作，提出了一些創(chuàng)新理念，得到了廣泛認(rèn)同，也在醫(yī)療、智慧城市等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)應(yīng)用，體現(xiàn)了“科技+人文”的前沿探索。

隨著第九個全國科技工作者日的臨近，我愈發(fā)體會到，設(shè)立這一節(jié)日，不僅是對科技工作者辛勤付出的高度認(rèn)可，更是激勵我們繼續(xù)探索創(chuàng)新的重要動力。在自動化、機(jī)械化、人文、法律、教育等各個領(lǐng)域，AI與各領(lǐng)域的深度融合都前景廣闊，我期待與廣大科技工作者深入合作，加強(qiáng)各學(xué)科交叉融合，將人機(jī)交互的思想和理論框架應(yīng)用到更多領(lǐng)域。

當(dāng)“計(jì)算”遇上“算計(jì)”，探尋AI的升維契機(jī)

18世紀(jì)英國哲學(xué)家大衛(wèi)·休謨曾提出：我們能否從客觀事實(shí)中推導(dǎo)出主觀價值？

這一問題在當(dāng)今人工智能時代尤為關(guān)鍵。大型AI模型主要處理客觀事實(shí)，而人類的主觀價值，如道德、法律和倫理，卻難以用數(shù)學(xué)模型精確表達(dá)。如何將二者有效結(jié)合，實(shí)現(xiàn)主客觀融合，成為亟待解決的人機(jī)問題。

在人機(jī)交互領(lǐng)域研究中，我提出了“計(jì)算+算計(jì)”“態(tài)勢感知+勢態(tài)知感”，發(fā)展“人-機(jī)-環(huán)境”系統(tǒng)智能網(wǎng)絡(luò)等前沿組合概念。

其中，“計(jì)算”，指基于數(shù)學(xué)模型、規(guī)則及統(tǒng)計(jì)概率，通過數(shù)學(xué)方法求解；“算計(jì)”，則涉及復(fù)雜、無序問題，依賴人類智慧與籌劃。

我探索的這個生態(tài)系統(tǒng)涵蓋人、機(jī)、環(huán)境、系統(tǒng)與智能等多個維度。“人-機(jī)-環(huán)境”系統(tǒng)的核心在于：人的“算計(jì)”處理模糊、價值判斷問題，如倫理決策；機(jī)的“計(jì)算”高效執(zhí)行確定性任務(wù)，如數(shù)據(jù)處理；環(huán)境則提供社會、自然等多元場景的融合平臺。

這些概念聽起來可能有些抽象，我通過幾個貼近生活的例子來解釋。

以日常導(dǎo)航為例，現(xiàn)有導(dǎo)航系統(tǒng)通過“計(jì)算”選擇最短路徑，但人類司機(jī)還會“算計(jì)”——預(yù)判堵車風(fēng)險、避開事故高發(fā)路段。未來的智能導(dǎo)航應(yīng)融合二者優(yōu)點(diǎn)，機(jī)器通過實(shí)時交通數(shù)據(jù)“計(jì)算”路線，同時模仿人類“算計(jì)”能力，動態(tài)調(diào)整策略。

智能家居領(lǐng)域同樣如此。現(xiàn)有系統(tǒng)只能執(zhí)行簡單規(guī)則化操作，而“人-機(jī)-環(huán)境”系統(tǒng)則能進(jìn)一步感知老人摔倒、自動報(bào)警并聯(lián)動醫(yī)療資源，實(shí)現(xiàn)“隨動性調(diào)整”，進(jìn)行個性化計(jì)算和謀劃，使系統(tǒng)更加人性化和友好。

在機(jī)器人領(lǐng)域，這種融合至關(guān)重要。機(jī)器人不僅需要執(zhí)行預(yù)設(shè)指令，還需通過觀察自主決策，進(jìn)行籌劃與預(yù)案制定。例如，在救援任務(wù)中，機(jī)器人需自主判斷現(xiàn)場情況，制定救援方案，并與人類救援人員協(xié)同作戰(zhàn)。這要求機(jī)器人具備更高智能水平，以應(yīng)對復(fù)雜多變的環(huán)境。

當(dāng)前，大模型在帶來便利的同時，也暴露出機(jī)器幻覺、錯誤及欺騙行為等問題。在此背景下，如何將人工智能技術(shù)與各行各業(yè)深度融合，構(gòu)建一個健康、可持續(xù)的人工智能生態(tài)系統(tǒng)？

我們需要攻克六大挑戰(zhàn)：數(shù)據(jù)質(zhì)量、AI邊界界定、人機(jī)權(quán)責(zé)分配、自主性分級、倫理法律約束以及評價標(biāo)準(zhǔn)的制定。

機(jī)器幻覺的根源在于當(dāng)前多數(shù)AI大模型專注于技術(shù)，缺乏對世界的“價值觀”。要想扭轉(zhuǎn)這一趨勢，需從純概率模型轉(zhuǎn)向“認(rèn)知架構(gòu)”，引入符號邏輯、因果推理與倫理約束，才能讓模型更像“人”。只有當(dāng)機(jī)器真正理解“真?zhèn)巍薄懊莱蟆薄吧茞骸保⑶袑?shí)與人類的經(jīng)驗(yàn)、常識、任務(wù)環(huán)境結(jié)合起來，才能從根本上解決欺騙與幻覺的挑戰(zhàn)。

因此，從技術(shù)到倫理，必須通過人類專家在關(guān)鍵環(huán)節(jié)介入修正——這正是“人機(jī)結(jié)合”不可替代的價值所在。

人機(jī)共舞，腦機(jī)接口的尖端實(shí)踐

腦機(jī)接口作為世界級熱點(diǎn)技術(shù)，吸引了眾多研究力量的關(guān)注，包括清華大學(xué)以及北京郵電大學(xué)等研究團(tuán)隊(duì)都在積極投身其中。

需要指出的是，腦機(jī)接口僅僅是人機(jī)交互領(lǐng)域的一個細(xì)分方向。

人機(jī)交互可細(xì)分為兩個層面：“脖子以下”的交互，主要聚焦于生理與物理層面的操作，像日常人們使用鼠標(biāo)、鍵盤等，都屬于這一范疇。

“脖子以上”的交互被稱為“人機(jī)混合智能”，腦機(jī)接口技術(shù)便是其中的典型代表。人機(jī)混合智能的核心在于將人腦與電腦深度融合，這不僅涉及人與機(jī)器的簡單結(jié)合，還與環(huán)境因素緊密交織。

腦機(jī)接口技術(shù)主要分為開顱接觸式和非侵入式兩種。

開顱接觸式技術(shù)將電極直接植入人腦，可用于治療阿爾茨海默病、癲癇病等病癥，抑制大腦神經(jīng)異常放電，控制手部抖動等癥狀，或輔助處理大腦損傷。

非侵入式腦機(jī)接口技術(shù)，則通過佩戴在頭部的芯片感應(yīng)大腦神經(jīng)活動規(guī)律，雖大多仍處于實(shí)驗(yàn)室階段，但已有部分成果應(yīng)用于臨床醫(yī)學(xué)。

以帕金森病為例，患者手部抖動嚴(yán)重影響日常生活。如今，借助手術(shù)或外部刺激手段，能有效緩解抖動癥狀，讓患者恢復(fù)部分正常生活能力。可以預(yù)見，隨著技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步，類似的人工智能輔助技術(shù)將不斷涌現(xiàn)，為更多人帶來生活的希望與便利。

腦機(jī)接口技術(shù)無疑為人類疾病控制及未來醫(yī)療發(fā)展帶來了巨大潛力。但與此同時，我們也必須認(rèn)識到其潛在的危險。一方面，這項(xiàng)技術(shù)可能對人體大腦造成損害；另一方面，它也有可能被不法分子利用，實(shí)施對他人的遠(yuǎn)程操控。我們必須正確認(rèn)識并合理利用這一技術(shù)，既不夸大其作用，也不忽視其價值。

用東方智慧引領(lǐng)人機(jī)協(xié)同

在42歲之前，我的科研工作主要聚焦于傳統(tǒng)的科研項(xiàng)目，如撰寫論文和進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在劍橋訪學(xué)歸來后，我的科研觀念發(fā)生了變化。我開始意識到科研不止于實(shí)驗(yàn)，它蘊(yùn)含著深厚的人文思考。

在人機(jī)交互領(lǐng)域，我國擁有先天的獨(dú)到的優(yōu)勢。中國從古至今講究“天地人和”，這種“和合思想”為我們深入理解、洞察人機(jī)交互提供了獨(dú)特的哲學(xué)視角。

近年來，我國在人機(jī)交互領(lǐng)域已經(jīng)取得了一系列代表性成果。如智慧城市、智能教育系統(tǒng)、智能醫(yī)療服務(wù)等項(xiàng)目的推進(jìn)，深刻體現(xiàn)了“以人為本，智能向善”的發(fā)展理念。

當(dāng)前，為何我國原創(chuàng)創(chuàng)新性大模型?DeepSeek備受世界矚目？它的重要創(chuàng)新點(diǎn)在哪？

過去，人們普遍認(rèn)為大模型的智能表現(xiàn)依賴于龐大的算力與硬件資源堆砌。然而，?DeepSeek團(tuán)隊(duì)另辟蹊徑——通過優(yōu)化算法與數(shù)據(jù)預(yù)處理，即便使用較少的算力資源，也能在某些任務(wù)上達(dá)到與大模型相媲美的效果。

這一發(fā)現(xiàn)徹底顛覆了傳統(tǒng)認(rèn)知，證明了小算力同樣能實(shí)現(xiàn)高性能，成為?DeepSeek脫穎而出的關(guān)鍵。

我們實(shí)驗(yàn)室曾用一句話概括：“小力出奇跡，巧力見真章”。這與中國傳統(tǒng)智慧“四兩撥千斤”不謀而合，揭示了智能的本質(zhì)并非簡單堆砌算力，而在于找到巧妙的協(xié)同路徑。

這些成果彰顯了我國在人機(jī)交互跨領(lǐng)域融合創(chuàng)新方面的卓越能力，也反映了我國創(chuàng)新型人才不斷涌現(xiàn)的良好態(tài)勢。

在我近期的一些作品體系中，從《追問人工智能》到《人機(jī)融合》《人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)智能》，再到今年4月出版的《AI戰(zhàn)爭》，始終圍繞一個核心主題：技術(shù)必須服務(wù)于人的福祉。同時，不斷探索人工智能的潛力與局限，強(qiáng)調(diào)人機(jī)結(jié)合的重要性，并逐步將環(huán)境因素納入考量范疇，最終致力于推動人工智能技術(shù)在各個領(lǐng)域的和平、合理應(yīng)用。

近年來，劉偉團(tuán)隊(duì)在人機(jī)融合領(lǐng)域進(jìn)行了深入探索，出版了系列作品。

在我看來，機(jī)器將作為人類的輔助工具，幫助人類開拓更廣闊的世界。然而，人機(jī)結(jié)合的核心始終是人，沒有人的人機(jī)結(jié)合將失去意義。

因此，在未來的發(fā)展中，應(yīng)強(qiáng)調(diào)人的優(yōu)點(diǎn)與機(jī)器的優(yōu)點(diǎn)相結(jié)合，催生一種超越人類與機(jī)器單獨(dú)能力的智能形態(tài)，實(shí)現(xiàn)人機(jī)協(xié)同的效應(yīng)。

AI的下一站，必將是科技與人文的交匯點(diǎn)，共同開創(chuàng)人機(jī)交互的美好未來。

口 述：劉 偉

責(zé) 編：陳盡美

審　　核：張敬一

值班編委：宋玉榮