6月7日下午，高考数学科目结束。而在考场之外，另一场“考试”刚刚开始。面对这张数学试卷的，不是普通学子，而是人工智能。

在围棋领域大获全胜的人工智能，高考成绩如何？它想当学霸难在何处？

现场

断网断库，不到10分钟就拿到134分

“开始答卷！”6月7日16时55分，由一家中小学智能教育公司自主研发的智能教育机器人Aidam迅速启动，即刻解答新鲜出炉的2017年北京高考文科数学卷。

读题、寻找对应知识元、解题、输出答案……在录入完整的数学题目后，Aidam仅仅用了9分47秒的时间就完成了包括客观题和主观题在内的所有题目，平均每道题的答题时间在7至15秒。而另一边的6位往届高考状元则花了大约1小时才完成答卷。

结果如何？数学特级教师、奥赛教练韩兆勇宣布：“状元第一组，平均得分146分；第二组，平均得分140分；第三组，平均得分119分。”“Aidam得分——134分。”如果两两对比，机器人与高考状元互有胜负；若从平均分来看，高考状元组以135分获胜。

负责研发Aidam的首席科学家陈锐锋在考试比赛现场表示，Aidam解题分为三大步骤：第一，把试卷题目变成机器可以理解的形式语言。第二，在用形式语言完整描述了一系列环境之后，计算机就会在知识网络里启动搜索，确认题目触发了哪些知识点，然后进行一系列的推理，找出最佳解题路径。第三，把解题的过程和答案，从形式语言转化为自然语言，完成解题过程。

而在成都市，另一位机器人“考生”AI-MATHS也在挑战今年高考的数学卷。从下午18时28分到19时29分，它分别挑战了北京卷文科数学以及全国二卷文科数学的考试，分别用时22分钟和10分钟，得分为105分和100分。

当天，AI-MATHS被安排在一间完全断网的房间内，并用警戒线围起，黑色的服务器机箱中有11台服务器负责解题。为保证考试公正，考试现场还邀请了3位专家担任监考官，从断网情况到用于拷贝试题到服务器上的U盘是否夹带“小抄”，他们都在众多直播镜头下现场完成检查。

AI-MATHS是另一种答题思路。成都准星云学科技有限公司CEO、清华大学苏州研究院大数据中心主任林辉表示，AI-MATHS是通过综合逻辑推理平台来解题，而非学习储存题库，因此在完全掐断题库、断网、无人干涉、仅有12台服务器、1.2万道题的小样本训练量的诸多限制下，AI-MATHS在今年2月份时就曾经取得了93分的成绩。而那时它仅有100套试题的训练量，此后为了提高答题速度，团队加大了题量，目前已有500套试题的积累。

研发人员介绍，为提高分数，他们还对系统的答题程序设置进行了一些修改，让它在不能给出完整答案的情况下，也给出部分答案，争取“步骤分”。高考机器人在考试中遇到会答的考题，它将会以大概20分钟一套的速度作答，如果有它不会的考题，它将先跳过这些题目，把会答的都答完，再返回来争取突破剩下的难题，直到解出答案或者考试时间结束。

分析

比学围棋难，丢分主要都是因为“看不懂题”

AI-MATHS两次考试具体得分如下：北京文科数学卷，选择题满分、填空题20分、解答题45分，全卷105分；全国卷二选择题55分、填空题20分，解答题25，全卷100分。在选择题和填空题上，它的表现十分亮眼。而丢分环节主要是解答题，有些题目甚至是0分。

作为AI-MATHS的“家长”，林辉说，能考到这么多分，已经证明，“这孩子前几个月的书没白读。”但是他也承认，“自家孩子”的确有一个最大弱点——“看不懂题”。研发高考机器人最大的难点在于，要让系统准确理解人类语言。“直接用数学语言表述的应用题它可以轻松解答，但它最大的弱项是不能理解考题里场景式的描述语言，它会读不懂题目。”

高考数学机器人为何会读不懂题目？对于这个问题，林辉打了个比方，如果题目是10-1=？人工智能系统可以轻松作答。但如果题目用了场景描写将其表述为“小明有10个苹果，小丽吃了一个，请问还有几个苹果？”面对这样的情况，人工智能系统就“傻”了，“它不理解小明是什么、小丽是什么、吃又是什么意思。”所以在真正应用的时候，系统常常卡在一个点或一个名词上。如把句号弄成一个“O”，它就晕了。

科研人员表示，研发围棋机器人，用计算机语言描述围棋规则相对容易，难在要让系统在极短时间内算出每次落子后的几十步甚至几百步的不同局面。而研发高考机器人最大的难点在于，首先要让系统准确理解人类语言，后面做题的步骤反而不多。人类的语言千变万化，而且还在不断创新，几乎是学不完的。遇到没学过的生词，人类会联系上下文去推测词义，猜对是比较容易的事；而机器人却会卡壳。

这也就是为什么两款智能机器人都热衷于比拼数学的主要原因。推出Aidam的学霸君创始人张凯磊表示，“一千个人心中有一千个哈姆雷特，但是世界上只有一个勾股定理”。数学、物理等理科类科目是强逻辑链路的，考点基本稳定，容易判定对错。同时，数学试卷中包括简单的选择题，也有复杂的需要解题过程的大题，非常适合测试人工智能。

科研人员介绍，高考机器人没有题库，它是通过综合逻辑推理平台来解题，而非学习储存题库。一年多来，机器人在复杂逻辑推理、直觉观察推理、计算机算法、深度学习上都进行了深入攻关。不得不承认，虽然人工智能仍然存在欠缺对常识的理解能力的缺陷，对读不懂题目只能猜，但是它在运算、推理、存贮等方面都具备超强的能力，可以学习小学到高中的7000多个考点，运算量可达2的800次方。

阅读理解能力是人工智能发展的世界难题

打造“高考机器人”不只是中国人工智能科学家们的主意，其他在AI领域积极布局的国家——如美国、日本，也对考试机器人跃跃欲试。美国华盛顿大学图灵中心的考试机器人正努力尝试通过美国高中生物考试；而日本国立情报学研究所自2010年就启动了“东大机器人项目”，其目标是2020年考上日本第一高等学府——东京大学。

值得注意的是，尽管2015年日本考试机器人Torobo-kun在日本高考中取得511分的成绩——该成绩可被80%的日本大学录取——其研究者却于去年秋季宣布放弃了该机器人考上东京大学的目标。外界猜测其原因一方面是该项目并没有得到充分的经费支持，另一方面则直指考试机器人虽然可轻松应对选择题居多的日本高考，却难以通过东京大学的自主命题。

对此，研究人员的解释是：“人工智能系统无法理解必要的信息，阅读和理解句子含义的能力存在局限。我们发现，现在还没有办法使这一系统获得足够的分数，使它通过东京大学的入学考试。”

Torobo-kun也是在每个科目的阅读理解测试中表现得十分糟糕。例如，当面对这样一个世界历史问题：“谁是曹丕的父亲？谁成为了中国三国时代魏国的第一位皇帝”，Torobo-kun无法给出正确的答案。尽管Torobo-kun已经知道曹丕是曹操的儿子，但它无法想到曹操就是曹丕的父亲，因为它不理解父子关系。

有一个研究团队接受了开发Torobo-kun英语语言能力的任务，他们第一次引入了所谓的“深度学习”方法，尝试让人工智能在涉及5到10个句子的阅读能力测试中给出更多的正确答案。深度学习是一种创新技术，通过将大量的图片和文本数据反复读取到人工智能系统中，深化其学习能力。然而，Torobo-kun还是无法取得更高的分数，可能是因为数据不足。研究者因此放弃了深度学习方法。对一个想要通过深度学习提高答题成功率的人工智能系统来说，首先必须读取大量的数据。参与该项目的首席科学家说：“通过东京大学的入学考试，最低要求是学习100万套问题陈述和正确答案。准备这些数据就将耗费巨大，根本是不现实的。”

趋势

研究高考机器人，

或可提高教学效率解放学生

今年尝试挑战高考试卷的这两款高考机器人，虽然看上去都是企业行为，但二者还有一个重要区别：学霸君Aidam来自民间，AI-MATHS却是如假包换的国家“863”计划类人智能重大专项下面的子课题。

讯飞研究院副院长王士进介绍说，科技部2014年启动的“863”计划项目“基于大数据的类人智能关键技术与系统”由科大讯飞牵头，联合清华大学、中科院自动化所、北京大学、北京理工大学、中科院软件所、南京大学、电子科技大学及哈尔滨工业大学等30多家单位共同参与。该项目重点攻关海量知识获取与深度学习、内容理解与推理、问题分析与求解等类脑计算关键技术，并期望通过“高考机器人”的形式实现这些技术突破。

也就是说，汇集国内顶尖人工智能技术专家，让AI机器人“参加高考”并考上清华北大中科大，是国家在智能科技领域的重大布局。

“机器人参加高考，是检验人工智能技术高阶——认知智能的重要标准。”科大讯飞轮值总裁吴晓如日前接受记者采访时表示，人工智能本身就是对人类智能的一种模拟、扩展和延伸，所以拿AI去参加（高考）测试，也就是去检验机器人到底能达到什么样的智能水平。

而针对一些人借“高考机器人”杜撰中小学教育“尽是培养高考机器”、捏造宣传“读书无用论”甚至趁机无端攻讦高考制度的现象，专家表示，事实上正相反，“高考机器人”的出现，或许正是实现考试改革、提升教育公平性的开端。

“作为人工智能的成果，实现了高考的目标，意味着相关技术和算法的突破，而利用相关技术成果可以在教育全过程中起到非常大的帮助。”王士进举例说，比如借助相关人工智能系统可以帮助自动对学生的作业进行及时批改，能够通过对学生过程化、细粒度数据的精准分析和推荐，给出个性化指导等，“能够极大程度降低老师的工作强度，提升学生学习的效果”。

在今年全国“两会”期间，科大讯飞董事长刘庆峰曾在答复记者提问时透露，科大讯飞的教育系统已经在全国1万多所学校部署，系统收集到的学生过程化的学习数据，将有助于精准分析学生的知识掌握状况，从而给出有针对性的指导。通过这套系统，教师的课堂教学时间可减少30%。

此外，人工智能系统在帮助老师备课、准备作业或演示课件、批阅作业试卷等过程中也产生大量有用数据。通过这些数据的分析，可以对学生进行画像，帮助学生更好地去发现自身的潜力。

由此可见，人工智能不仅可以成为学生的“个性化辅导老师”，还可成为老师的教学助手，其实质在于提高教学效率。

“提高了教学效率以后可以把学生的时间解放出来，让学生去拓展更多活动。”吴晓如说，其实“新高考”本身也希望学生在学业之外，有更多其他能力的展现。

而关于教育公平，吴晓如表示，AI一些优秀的经验和模式可以用IT的方式梳理和模型化，而这一模型化的东西恰恰可以通过信息化手段输出到教育相对薄弱的地区，使得这些区域在师资没有大幅提升的基础上，也可以提高教学水平。

“本身技术是可以促进教学教育公平的，但是怎么去促进还需要配套的一些相关的政策辅导。”吴晓如表示。

综合华西都市报、北京日报、新京报、中国科学报等

(原标题：国内首次机器人挑战高考数学！)

Tags：