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从机器人到心理学再到人工智慧—专访杨立行

2020-06-17 641评论
從機器人到心理學再到人工智慧—專訪楊立行

随着人工智慧(Artificial Intelligence,AI)的发展,当代心理学也被捲入了这场漩涡之中。然而,数学模型是否能完全表现出人类的真实心智?心理学家在利用人工智慧的时候,如何连结到心理学的意涵,而不是单纯利用大数据的预测而已?这些问题,杨立行老师都将在AI嘉年华的短讲中,一一解答。

初遇「类神经网路模型」

高中时代读第三类组的杨立行老师,和许多第三类组的学子一样,曾以成为医生为目标。同时,他也十分着迷于钢弹等机器人角色,因此第二类组研究有关「机械手臂」的科系,也是当时他的目标之一。联考过后,由于分数而未能如愿。这时,家中长辈介绍某位心理系的主任给杨老师认识,这使得杨老师发现,原来心理学是在做心智方面的基础研究。于是杨老师抱着「不能研究机器人的机身(body),那或许可以研究机器人的智慧(intelligence)」的想法,进入了心理系就读。

然而,进了心理系以后才发现,这两者之间事实上差得很远。在大二的心理学实验法一门课上,杨老师注意到了「认知心理学」这个研究大脑如何记忆、学习、思考、推理的学门。这对于杨老师来说,是一个新的契机,因为这似乎能让他朝着原先研究「机器人智慧」的梦想前进。读完研究所并退伍之后,杨老师至台大心理系担任郑昭明教授的助理的时期,在教科书上的其中一页看到了关于「类神经网路模型」的介绍。类神经网路模型是数学函式所组成的结构,利用模仿神经元的节点,在功能上满足了心理学家研究泛用型神经网路(例如:大脑)的弹性需求。

正好当时台大心理系邀请了留德的李淑贞教授举办了关于类神经网路模型的工作坊。杨老师利用了这段时间,初步认识了类神经网路模型的建立和运作方式。这是一项同时需要数学、程式设计、心理学知识的工具。在李学姐的引荐之下,杨老师找到了他未来的指导教授,并前往位于伯斯的西澳大学(The University of Western Australia)攻读博士学位,钻研类神经网路模型于心理学的应用。

留澳经验

杨老师带着对类神经网路模型的憧憬,到了全世界最寂寞的城市—伯斯。在最初的三个月,他一直在等待指导教授下达研究上的指令,却迟迟没有下文。这令他手足无措而十分的恐慌。直到某天,他才突然惊觉,这是一个讲求主动学习的地方。于是开始找出学长的研究论文来阅读,进而慢慢摸索出了自己的第一个实验计画。

研究类神经网路模型需要许多数学基础,像是微积分、线性代数、微分方程等等。杨老师就是在这段求学的过程中,发现自己的不足之处,再以自学的方式,逐步掌握了这些知识。这段「归零的经验」让他深刻体会到「真正教导我的,就是我自己。」

由此经验对比台湾当前的学习环境,杨老师也有些感慨。他认为,教师的工作在于解惑,学生不该总是等着老师传授答案。杨老师留学澳洲时的体悟,正是学生应该要自己面对问题,自己找寻答案。重要的是,要学习用客观、可验证的标準去说服自己的指导教授,为何我的问题是一个值得问的问题,并且去寻找可以验证答案的判準。

心理学与人工智慧

那由类神经网路模型到人工智慧,这些发展和心理学的关係是什幺呢?杨老师说,心理学家最主要的关怀是人类的心智到底是如何运作的。从最早期,由哲学、内省的方式探讨心智,渐渐的转向科学实证的研究方法来蒐集行为的证据。然而,这些实验仍无法描绘人类心智的运作机制。虽然从上世纪末以来,脑电波、脑部断层扫描等技术,令学者可以探知大脑的运作,不过这些方法依然无法清楚的捕捉到心智运算机制的细节。为此,心理学家尝试以数学模型描绘心智运算的历程。

由于人工智慧突飞猛进的发展,演算法愈来愈新,电脑运算的速率也愈来愈快,这些成就都直接或间接地辅助心理学家开发更複杂的数学模型,可以更完整地说明人类心智是如何运算的。像是:透过研究低阶讯号处理的模型和高阶心智的关联,心理学家更有机会去探究人类思绪的整个历程与各个片段,犹如一把软体的手术刀。如此,心理学家便有更大的可能性去解开人类的心智之谜。

杨老师认为,台湾在人工智慧方面的优势在于民间,业界跑在学界之前。由于多数心理学的老师不具有这方面的专业,因此学生在不主动学习的情况下,也难有机会发展这些专业。他希望自己留学澳洲的经验,能够鼓励有志者,主动学习相关的知识(例如:程式设计),以追逐自己的梦想,就如同他带着机器人梦,一路坚持到今天的研究之路上。

此次参与AI嘉年华的短讲,是杨老师第一次从事科普演讲。杨老师说,台湾的心理学界在人工智慧的领域还是相当罕见和稀有的,希望藉由这次的讲座,和大家分享他的跨领域研究经验与想法,让大家认识到心理学不只是玄学或清谈,而是未来深具就业潜力的蓝海。

(本文为教育部「人工智慧技术及应用人才培育计画」成果内容)



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