在7月于上海舉行的世界人工智能大會上，由卡耐基梅隆大學哲院系的彼得·斯皮特斯、克拉克·格列莫爾、理查德·謝恩斯和喬·拉姆齊開發(fā)的Tetrad從800多名提名者中脫穎而出，成為獲得SAIL獎的四個項目之一。下面隨著托普仕老師詳細了解一下。
在7月于上海舉行的世界人工智能大會上，四分體自動因果發(fā)現平臺獲得了超級人工智能領袖獎(SAIL)。該獎項表彰人工智能(AI)在基本理論、方法、模型和平臺方面取得的重大進展。由卡耐基梅隆大學哲院系的彼得·斯皮特斯、克拉克·格列莫爾、理查德·謝恩斯和喬·拉姆齊開發(fā)的Tetrad從800多名提名者中脫穎而出，成為獲得SAIL獎的四個項目之一，提名者包括亞馬遜、IBM、微軟和谷歌。
“Tetrad項目，包括開源的Tetrad軟件包和now標準參考書《因果關系、預測和搜索》(1993年)是《因果關系、預測和搜索》的基礎微軟研究院的首席研究員克里斯·米克說?！斑@個項目產生的想法和軟件已經從根本上改變了研究人員探索和解釋觀測數據的方式。”這本書有近8000條引文。
四個項目是針對近40年前開始的,然后歷史和科學哲學教授匹茲堡大學的校友,現在大學哲學卡內基梅隆大學名譽教授,和他的博士生,理查德?史肯現在貝絲家庭迪特里希人文和社會科學學院院長和卡內基梅隆大學教授哲學,和凱文·凱利,現在卡內基梅隆大學教授哲學。
20世紀初，英國心理學家查爾斯·斯皮爾曼(Charles Spearman)提出了一個單一的“一般智力”理論，后來社會學家休伯特·布拉洛克(Hubert Blalock)的研究也令格萊莫爾著迷。兩位研究者都探索了通過數據中隱含的約束模式來區(qū)分因果模型的可能性。格里莫和他的學生們著手推廣這個想法，把它變成一個計算機算法，并探索相關的數學性質。
第一個版本的四分體項目成為了Scheines博士研究的基礎，這要求他學習和哲學一樣多的計算機科學和統(tǒng)計學，這是一種跨學科的方法，在CMU得到了鼓勵。
彼得·斯皮特斯在完成博士工作后在皮特大學攻讀計算機科學碩士學位時加入了這個項目。CMU的一些博士生已經圍繞著四分體項目開展了他們的工作。
這項工作的基礎是提供一套普遍的原則或公理，以便從任何因果結構中得出可驗證的預測。以冠狀病毒為例。暴露于病毒會導致感染，而感染又會導致癥狀(暴露->感染->癥狀)。因為不是所有的接觸都會導致感染，也不是所有的感染都會導致癥狀，所以這些關系是概率性的。但是如果我們假設暴露只能通過感染引起癥狀，那么從公理中可檢驗的預測是暴露和癥狀在感染的情況下是獨立的。也就是說，雖然知道一個人是否接觸過病毒可以說明他是否會出現癥狀，但一旦我們知道一個人是否感染了病毒——知道他們是否接觸過病毒不會增加額外的信息——這一斷言可以用數據進行統(tǒng)計檢驗。
Spirtes, Glymour和Scheines將這種推理進行了研究，并將其擴展到大規(guī)模復雜的因果系統(tǒng)中。他們開發(fā)了一種算法，將測量的數據和背景知識作為輸入，然后計算出一組可能在測量數據中產生特定模式的潛在因果系統(tǒng)。這些算法能告訴我們在測量數據基礎上的因果系統(tǒng)是什么?按照Scheines的說法，“不是全部，但在某些情況下是很多的?！彼雇厮古ψC明這些算法在理論上是可靠的。這種因果發(fā)現的方法構成了人工智能基本方法的突破。
下一步是使這項工作切實可行——這需要高效的算法、大量的模擬和真正的科學測試。上世紀90年代末，Joe Ramsey作為系統(tǒng)開發(fā)人員加入了這個團隊，他開發(fā)了幾個重要的算法，并極大地提高了其他算法的效率。在Spirtes、Glymour、Scheines和許多其他人的幫助下，Ramsey開發(fā)了基于java的四元組平臺，該平臺支持模型構建和測試、完全模擬，并實現了幾十種因果發(fā)現算法，這些算法可以在個人的筆記本電腦或Bridges匹茲堡超級計算機上執(zhí)行。
在過去的15到20年里，最初的團隊和世界各地的研究人員已經成功地將這個免費、開源的軟件平臺應用到從經濟學到心理學、教育研究到神經科學的各種科學問題上。2013年，四元組與匹茲堡大學(University of Pittsburgh)的格雷格·庫珀(Greg Cooper)等人合作，獲得了NIH大數據知識中心(Big Data to Knowledge Center)的資助，成立了因果發(fā)現中心(Center for Causal Discovery)，這導致了軟件的改進和針對特殊問題的各種新算法。
“除了卡內基梅隆大學，我們幾乎不可能在任何地方做這種(類型的工作)，”Scheines說?！按蠖鄶禉C構不會允許哲學家從事如此多的跨學科研究，也沒有哪個機構會雇傭三位哲學家，他們在職業(yè)生涯的大部分時間里都在同一個項目上密切合作?！笨死恕じ袢R莫爾在1985年創(chuàng)立了卡內基梅隆大學哲學系，他曾設想要建立一個完全不同的學系，得到迪克·西耶特和赫布·西蒙的全力支持，這個學系就這樣誕生了。皮特、凱文和我很幸運，在它開始的時候來到了這里?！?/p>
“因果關系專注于對干預行為進行建模和推理，可以……讓[人工智能]領域進入下一個階段……中央組包括彼得奮發(fā),克拉克針對,理查德·史肯和約瑟夫·拉姆齊是中心的發(fā)展,不僅在算法方面發(fā)展,但至關重要的是通過提供四分體,因果發(fā)現軟件的事實標準,”伯納德Scholkopf說,亞馬遜著名學者和機器學習科學家和總監(jiān),在德國馬普研究所智能系統(tǒng)。
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