机器学习专家克里斯·毕晓普教授

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机器主管:根据微软研究院的克里斯·毕晓普的说法,计算机科学将进入一个黄金时代

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自1825年迈克尔·法拉第创办以来,久负盛名的皇家学院圣诞讲座一直激励着年轻的工程师们。多年来,像大卫·阿滕伯勒(David Attenborough)和乔治·波特(George Porter)这样的科学家试图通过化学、物理和生物方面的精彩实验来解释这个世界,数百万易激动的孩子和同样兴奋的成年人坐在一起。

克里斯托弗·毕晓普(Christopher Bishop)就是这些眼睛明亮的孩子之一,他现在是微软剑桥研究院(Microsoft Research in Cambridge)的合伙人,也是机器学习领域的顶尖专家。“我喜欢那些讲座,”毕晓普说。“我每年都看,发现它们非常鼓舞人心。这可能是让我走到今天这一步的因素之一。”

如今,毕晓普是英国皇家学会副主席,爱丁堡大学计算机科学系主任,微软研究院机器学习和感知小组负责人。今年5月,他因在工程和科学领域的公众参与而被授予鲁克奖章,他是目前欧洲唯一一位在微软拥有“杰出科学家”头衔的人。

圣诞讲座
毕晓普于2008年主持了第180届皇家学会圣诞讲座

在很小的时候,毕晓普就知道他想要参与科学研究。在学校,他制作了自己的二氧化碳激光器,被同学们戏称为“教授”。在大学里,当其他人都在消磨暑假的时候,他正在卡勒姆实验室(Culham Laboratory)从事欧洲联合环面(JET)核聚变项目的兼职工作——这份工作激发了他对机器学习的兴趣,他在那里待了8年。

毕晓普说:“当我在那里的时候,我们在机器智能领域正在进行一场革命。”“这个领域一直让我着迷。当我还是个孩子的时候,大约在登月的时候,电影《2001太空漫游》真的吸引了我的注意力。在电影中,有一台你可以和它对话的电脑。它可以推理,它可以思考,它可以在国际象棋上打败你,等等。”

他对人工智能(AI)的迷恋在大学期间暂时停止了,当时人工智能领域选择了基于规则的方法。“我就是不感兴趣,”毕晓普说。“这种方法基于我们所说的‘专家系统’,从人类那里获取规则。但整个系统非常脆弱,几乎在所有情况下都失败了。从根本上说,世界不能用简单的规则来描述。在我看来,这样做是不对的。”

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灵感:Bishop在工作

相反,毕晓普对神经网络和统计学之间的联系感兴趣。他认为计算机应该从经验中学习,而不是像人类一样被教授规则。这种思维方式逐渐流行起来,在20世纪80年代末,研究人员试图将理论应用于实践。毕晓普自己也开始应用这些技术来分析Culham聚变实验的数据,并在1995年出版了一本名为《神经网络和模式识别》的书。

他在这一领域的努力得到了回报,当微软研究院决定在剑桥设立办事处时,他是第一批去咨询的人之一。微软研究院的全体人员都坐出租车来看我。他们三个都是。”毕夏普笑道。“这是一个很好的机会,但我很想回到我读博士的爱丁堡大学。所以我们同意让我做兼职,这在加强我们与学术界的关系方面效果很好。”

“使用TrueSkill,你可以在五场游戏后准确评估玩家的能力,从一开始就给他们一个良好的游戏体验。”

如今,微软研究院在剑桥拥有100多名研究人员,从事多个研究领域,包括计算机介导的生活、约束推理和计算科学。在这家跨国公司的强大支持下,毕晓普的机器学习和感知研究小组已经通过为Xbox Live开发TrueSkill排名系统取得了商业成功。该系统可以让Xbox在玩家玩游戏的早期就评估他们的技能,并将他们与其他具有相同能力的玩家进行匹配。

毕晓普说:“有了TrueSkill,你可以使用我们的贝叶斯方法在五场比赛后准确评估玩家的能力,而不是在旧系统下的50场比赛。”“这很重要,因为这意味着玩家从一开始就能获得良好的游戏体验,而不是长时间玩游戏,不断被打败。”

毕晓普对他的研究的热情在他的职业生涯中一直很明显。但最令他感到骄傲的时刻是,2008年,他有机会在皇家学会的圣诞讲座上分享他对科学和工程的热情。他说,这对我个人来说意义重大。“我觉得我欠皇家研究院太多了,因为多亏了他们,我才明白科学是多么令人兴奋,这是我像多年前一样激励年轻一代的机会……这是我喜欢做的事情。”如果我不需要为生活而工作,我可能会做同样的事情。很难想象有比这更好的生活了。

克里斯·毕晓普传记

微软剑桥研究院的杰出科学家

教育

  • 1980年以一等成绩毕业于牛津大学物理系
  • 1983年获爱丁堡大学理论物理学博士学位

职业生涯

  • 1983年加入Culham实验室,任研究员;后来成为理论物理部门的组长
  • 1990年成为AEA技术公司应用神经计算中心主任
  • 1993年任阿斯顿大学计算机科学教授
  • 1997年加入微软剑桥研究院,并被任命为爱丁堡大学计算机科学系主任
  • 2008年参加了第180届皇家研究院圣诞讲座,主题为“高科技之旅:终极计算机的探索”
  • 2010年当选英国皇家学会副会长
  • 2011年,英国皇家工程院授予鲁克奖章,表彰其对工程和科学的公共推广

对下一代的启发

在微软做研究员和在大学做研究员有什么不同?
在很多方面都很相似,因为他们的精神是一样的。这里有很大的自由度,所以实验室里的研究人员可以自由地从事他们选择的项目。研究根本不是由自上而下的管理决定的。但我们也有一个很大的优势,因为在这种环境下,我们更容易获得研究成果,并看到它们影响大量人的生活。

你认为下一个十年机器智能的发展方向是什么?
我认为我们正处于这个领域的转折点。在过去的十年里,我们看到了更多机器学习的应用。但我认为,未来十年将被视为黄金时代。我们有所有合适的原料。我们有足够快和足够便宜的计算机,我们生活在一个非常互联的世界,我们可以处理数百万或数十亿个数据点,而不是像20世纪90年代那样处理数百或数千个数据点。

向年轻人推广计算机科学的挑战是什么?
我认为,总的来说,在我们的学校里,我们教年轻人关于技术的知识,但我们并没有真正教他们很多关于计算机科学的知识。我们想把重点放在如何使用科技,如何使用网页和如何使用电脑上。更有价值的是学习使这项技术成为可能的工具。如果你了解计算机内部的运行情况,你就能更好地控制。它们也是终身技能,计算机科学的原理在30或40年后仍然适用,而16年后,技术将完全改变。

你现在在忙什么?
我们正在做的一件大事叫做Infer.NET。这是一个用于创建机器学习应用程序的环境。所以使用Infer.NET, TrueSkill算法可以在十几行软件中编写出来。这是我们未来5到10年的大事,我们希望这将使我们能够实现未来10年的愿景。在过去,我们为每一个新的应用重新编写软件和算法。但有一个我们都可以使用的通用平台是有意义的。

你想在退休前取得什么成就?
我想我很乐意为机器学习的基础做出贡献,这些基础是持久的。所以我希望能够帮助实现概率规划的愿景并看到它有持久的影响。我希望我为一些使用机器学习的实际应用做出了贡献,这些应用通常对人类有益。我愿意相信的最后一件事是,有一大批年轻人通过观看圣诞讲座或其他活动,意识到成为一名科学家是多么美妙的机会,你可以享受到多大的乐趣,你可以产生多大的影响。