歐洲科學院院士、洪堡人工智能教席教授、IEEE計算智能學會候任主席，金耀初的title和他名字一樣，光芒四射。

汽車的噴氣發(fā)動機和自適應巡航系統(tǒng)、空中客車的機體設計、疫苗的預測、醫(yī)學圖像的處理、多機器人的組織……他的研究領域“上天入地”，與名字相比同樣毫不遜色。

和多數(shù)西湖教授不一樣的是，他還曾在德國（本田）歐洲研究院工作了十一年，在研發(fā)部門長期任職，擔任資深科學家、主任科學家。

但他始終葆有探究基礎原理的學者之心。因此在闊別浙江近三十年后，選擇重新回到這里，全職加入西湖大學工學院，任人工智能講席教授。

01

人生：每次都能碰到“最好的”機會

被金耀初光鮮履歷和豐富經(jīng)歷所震懾的人，可能會猜測這位科學家一定“不太安分”。這既是事實，也不是全貌。

迄今，他的職業(yè)生涯只經(jīng)歷過一次應聘求職。這是因為，出現(xiàn)在他人生里的一些機會，都是“主動”來敲門的——用金耀初的話來講：我不好拒絕。

當許多功成名就的人士會下意識抗拒“小鎮(zhèn)做題家”的稱謂時，金耀初大大方方頂著它出現(xiàn)在了家鄉(xiāng)媒體的報道中。他出生和成長于水鄉(xiāng)蘇州吳江區(qū)的平望鎮(zhèn)的勝墩村，務農的家中共有五個兄弟姐妹，他是唯一一個讀書成材的。這是個老實的小孩，常常做給全家七口人燒飯的活兒；但他又與農務的環(huán)境“背道而馳”，特別愛看書，甚至為家人做飯的時候，灶臺邊都放著書。

1980年，金耀初考上了平望中學，從農村走向了市鎮(zhèn)，并在高中時徹底展露出了“做題家”的風采，成為全校理科班排名第一的學生。1988、1991及1996年，金耀初在浙江大學電機系分別獲得學士、碩士和博士學位，并留校任教，開啟了標準的科學家的人生。

但其實，他從未想過會成為科學家。小時候他有過的夢想是像自己的大哥那樣，去開拖拉機。不做長遠規(guī)劃，走一步看一步，是金耀初的人生原則，這與大自然生物演化何其相仿——“我不設置具體的長遠目標，但我時刻在為可能出現(xiàn)的機會作準備，這是我的特點。大自然的演化機制也是這樣，如果沒有這些應對，環(huán)境一變就會優(yōu)勝劣汰。”

于是，那句老生常談的“機會是給有準備的人”，在金耀初的人生中總是屢屢應驗。

旁人看到，讀研究生期間他由自動控制領域“絲滑”轉入了人工智能領域，不知道的是，這是因為愛去圖書館“亂看書”的他，偶然發(fā)現(xiàn)并自學了一本以色列學者關于機器人軌跡規(guī)劃與遺傳算法的書，由此邁入了計算智能與人工智能的世界。

旁人看到，他在浙大任教數(shù)年后，“反常規(guī)”地前往德國波鴻魯爾大學開啟了第二段博士求學之旅，不知道的是，在本科和碩士階段，他就學了“所有能學的”第二外語，早就打下了德語的基礎，并且向德國的不同學校寄送了20封紙質信，找到了這個合適的求學機會。

2001年，在德國獲博士學位

旁人看到，他在德國本田（歐洲）研究院潛心工作了11年、任職至主任科學家后，又順利回歸大學校園，被英國薩里大學計算機系聘為計算智能講席教授。不知道的是，他在公司從事研究的期間，依然保持寫論文、發(fā)論文的習慣，因此即便因為會議沖突無法參加原定面試，三個月后，“鐘情”于他的薩里大學依然再次發(fā)出邀請……

2015年，金耀初（右三）在薩里大學任計算智能講席教授期間留影

當金耀初長期保持著“Be prepared”狀態(tài)，榮譽似乎也會挨個來敲門。

洪堡教席獎，被視為德國“最高學術講席”，旨在吸引優(yōu)秀的海外研究人員赴德展開工作，在人工智能領域，每年獲獎科學家不超過6名。2020年，金耀初收到了一封來自本田研究院時期的合作機構、“舊相識”比勒菲爾德大學的郵件，該校人工智能領域的專家 Barbara Hammer教授在信中說，大學愿意提名他為洪堡教席教授。“相關專業(yè)材料他們都會準備好，我只需要同意提名并提供一份 CV。于是我欣然同意了。”金耀初回憶道。于是，2021年，金耀初獲得了5年之內350萬歐元的科研經(jīng)費，以及在德國比勒菲爾德大學的終身教授職位。

2022年，金耀初（左二）出席洪堡教席獎頒獎典禮

相似的情形，也發(fā)生在了“芬蘭杰出教授”頭銜上。這是由芬蘭國家技術創(chuàng)新局所頒發(fā)的一項吸引海外人才的提名制榮譽，每年僅有十余個名額。“于韋斯屈萊大學的副校長、曾任國際多目標決策學會主席的Kaisa Miettinen教授是傳統(tǒng)多目標優(yōu)化研究領域的著名學者，我們偶然在德國的Dagstuhl Seminar上相識，她很喜歡我的工作。于是她說，我給你提名，你每年來訪問4個月，一共三年，”金耀初無法拒絕朋友這樣的好意和美意，“所以我說，‘好’！”

2016年，金耀初在擔任芬蘭杰出教授期間，與Kaisa Miettinen教授合影

因為這是一項榮譽，英國薩里大學也特批了這位學者每年的“芬蘭時間”。至今，金耀初都很懷念那段特別時光，既可以在芬蘭靜謐的環(huán)境中靜下心做研究，空下來又能去森林轉轉、看看湖泊，又有時間琢磨做菜……

02

研究：讓人工智能向大自然學習

回到金耀初擅長的AI領域。Chat GPT問世掀起的話題風波，至今依然未曾平息。人們驚異于AI竟然能夠進行問答交流，完成諸如代碼、翻譯、郵件、文案、視頻腳本等任務。

無疑，這是由2010年左右起始的第三次人工智能浪潮中最令人矚目的一朵浪花。隨著高性能計算機、互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算及傳感器等技術開始普及，“深度學習”隨之興起，機器可以學習海量數(shù)據(jù)，并“像人類”一樣識別語音和圖像。

于是，人們在過去一年反復提出的問題是：人類是否會被人工智能所取代？

和AI打了三十余年交道的金耀初認為，人類距離那一天依然遙遠。原因很簡單，基于大模型的AI技術只能解決特定問題，尚沒有自主學習、因果推理及創(chuàng)造新的知識的能力。

在金耀初的眼里，擺脫目前基于大模型的AI瓶頸的一個有效途徑，那就是更全面、更深入地向大自然學習。其實生物智能及自然智能一直是AI的老師，目前最為成功的深度學習，在許多方面模仿了生物特別是人腦的學習機制。但要更全面地模擬生物智能，還有另外兩個重要因素：演化與發(fā)育。演化，指向的是大自然演化最基本的機制，諸如英國科學家達爾文在19世紀提出的物競天擇、自然選擇等；發(fā)育，則指的是生命個體從誕生到成熟的過程，如動物的受精卵會生長為飛禽走獸或人類，植物的種子會生長為各類草木。

“我的研究目標，就是希望通過模擬并有機融合生物演化、發(fā)育與學習中的最本質的機制，探索實現(xiàn)通用人工智能的新途徑。”今年7月，金耀初將他在過去15年在演化發(fā)育人工智能領域的工作進行了系統(tǒng)總結，出版了《神經(jīng)系統(tǒng)及形態(tài)發(fā)育的計算機演化——走向演化發(fā)育人工智能》這本專著，并希望以此作為未來10年探索新型通用人工智能技術的出發(fā)點。

“洪堡基金會”對金耀初的介紹

“Yaochu Jin is one of the leading pioneers of swarm robotics”，在“洪堡基金會”官方介紹網(wǎng)頁上，金耀初被列作群智能領域的先驅；而他本人亦把形態(tài)發(fā)生的自組織系統(tǒng)這個領域，視作自己最獨特的一個創(chuàng)新成果。所謂形態(tài)發(fā)生群智能，指的是用生物發(fā)育過程的一些基因調控機制、細胞之間的相互作用及生物在此期間與環(huán)境的相互作用，來實現(xiàn)一種“群體”的智能行為。

為什么胚胎發(fā)育的時候，可以從一個細胞不斷分裂，最終長成特定的生物？為什么同樣是竹子，在不同的光線情形下，會發(fā)生各異的彎曲，生長成不同的形狀？“這其中，并沒有人去教它們應該怎么做，完全是一個自組織的行為。這在許多實際應用中是很有用的，比如進行群機器人或多無人機的集群編隊幾協(xié)調控制。”金耀初說。

想象一下，一個機器人，就等同于一個細胞；或者，一個模塊機器人的不同模塊，就像一個生物器官中的不同細胞；通過模擬生物發(fā)育過程的基于調控及細胞與細胞之間的相互作用機制，讓機器人像生物發(fā)育過程中的細胞一樣，能夠自發(fā)完成一個特定的任務。在領域內，金耀初首先提出把基因調控等形態(tài)發(fā)生機制應用到群機器人及模塊機器人的自組織中去，并與合作者一起賦予了這個過程一個新名詞：形態(tài)發(fā)生機器人學（Morphogenetic Robotics）。

而金耀初更為知名、引用更多、影響力更大的領域，要數(shù)自上世紀90年代末就開始耕耘至今的演化計算研究。演化計算，指的正是把自然的演化規(guī)則引入到人工智能領域，以解決復雜系統(tǒng)的優(yōu)化和決策問題。比如哪個手機的性價比最好，哪款股票的投資回報率最佳，怎么設計汽車使它的阻力最小、但抓地又很穩(wěn)……這些生活的實際問題，其實都屬于優(yōu)化問題。以往，這些問題往往依賴數(shù)學方法解決，人們假設有一個解析的數(shù)學公式（即目標函數(shù)），能計算出“最優(yōu)解”；但現(xiàn)實的情景中，許多問題的目標函數(shù)往往無法用簡單的數(shù)學公式描述，猶如生物復雜的演化進程。金耀初所做的，正是根據(jù)實際應用（主要為工業(yè)界）中碰到的、無法用傳統(tǒng)數(shù)學方法有效解決的復雜問題，設計相應的演化算法來優(yōu)化。他的成果已成功應用于多個實際復雜工程系統(tǒng)優(yōu)化，為你在他履歷中所讀到的那些“上天入地”的對象找到了“更優(yōu)解”。

《神經(jīng)系統(tǒng)及形態(tài)發(fā)育的計算機演化——走向演化發(fā)育人工智能》專著

03

夢想：在西湖，回到它開始的地方

但人工智能并不是一直像現(xiàn)在這么熱門的。金耀初見證了20世紀80年代末第二波人工智能浪潮的興起，也在90年代初期，經(jīng)歷了這個領域又一次的落寞時光。他回顧說：“當時統(tǒng)計學習領域提出了很多很好的機器學習算法，能比人工智能技術（比如專家系統(tǒng)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡）更好地求解問題，效果要好得多，所以就進入第二個‘冬天’了。”

在“沒有人做的時候”，金耀初堅持了下來，他堅守著自己的興趣“坐冷板凳”，完成了博士學業(yè)，并在大學和業(yè)界進行了整整三十年的探索和實踐。他如是解釋自己與AI同行的力量：“自然演化是如何產生像人這樣的高級動物？理解生物演化、發(fā)育和學習的機理，并用它們來解決復雜的科學和工程問題，我覺得很有意思。”

見過凜冬的人，總會居安思危。眼下，人工智能雖然取得了巨大的成功并成為社會大眾關心的焦點，但在金耀初眼里，依然有許多未知需要探索和解答，他依然想“聆聽”自然、向天地間學習更多的知識，在人工智能領域取得更大的突破——這正是他加入西湖的初心。

“我正在組建的實驗室的名稱，叫可信及通用人工智能實驗室——顧名思義，想做的是可信的、通用的AI；這其中可以分為工業(yè)AI（Industrial AI）和通用AI（General AI）兩塊。我希望能充分利用西湖大學提供給我的資源，在人工智能的應用和基礎研究兩個領域發(fā)力，尤其是更多地投入到基于演化發(fā)育機制與人工智能相結合的方向中去。”這其中，他更掛念較晚上手、但卻最前沿的研究方向，他給它取名為“演化與發(fā)育神經(jīng)網(wǎng)絡”（Evolutionary Developmental Neural Systems），也叫“伊甸園”（EDEN），象征著初生人類懵懵懂懂的階段。這個領域方向目前在AI領域很小眾、能解決的問題也比較簡單，但金耀初有信心在十年里研發(fā)出有自主學習能力、更類人的人工智能系統(tǒng)。

十月，是杭州最美的季節(jié)。金耀初與AI的結緣、與科學的結緣，都是從這座城市開始；時隔近三十年，他又回到了夢想開始的地方，并在這所年輕的大學身上，發(fā)現(xiàn)了理想再次起步的沃土：沒有硬指標，可以做想要的東西，和熟悉的德國的研究環(huán)境很像。

他期待著與在西湖大學做不同研究的同行見面：“我發(fā)現(xiàn)西湖引進了很多做生物工程、發(fā)育生物學和計算神經(jīng)科學的PI。這些老師我目前認識得還不多，但我以后肯定會跟他們多交流合作。交叉學科，也是我最喜歡的東西。”金耀初的研究方向天然要求著他必須交叉，他的既往研究成果，也源自與計算機、機器人學、系統(tǒng)生物學、計算神經(jīng)科學等不同方向科學家的合作史。

同時，他也期待著招募自己實驗室的年輕面孔，希望這些年輕人們也對做科研有著發(fā)自內心的熱情。“最重要是用心，對科研有興趣，千萬不要為了讀博士而讀博士，” 他甚至特意給演化發(fā)育一塊的課題留了招生名額，“就怕同學們有短視的思維，這里面可以發(fā)很多很好的文章，但可能不一定那么容易發(fā)出來，我得鼓勵學生做這方面的工作……”

本周，即將迎來西湖大學成立五周年創(chuàng)新發(fā)展大會。耀初，光耀初心，金耀初的名字似乎完美契合了這個日子——以此紀念西湖，紀念我們必須永遠葆有的初心。

個人簡介

金耀初，1966年生，江蘇吳江人，歐洲科學院院士、國際電氣和電子工程師協(xié)會會士（IEEE Fellow）。曾任芬蘭科學院與芬蘭國家創(chuàng)新局芬蘭杰出教授、德國聯(lián)邦教育與研究部洪堡人工智能教席教授。分別于1988年、1991年、1996年獲浙江大學工學學士、工學碩士、和工學博士學位，并于2001年獲德國波鴻魯爾大學工學博士學位。1991年至1997年在浙江大學電機系任助教、講師和副教授，1998年至1999年在美國新澤西州立大學工業(yè)工程系從事博士后研究，2001年至2010年在德國本田（歐洲）研究院任資深科學家、主任科學家，2010年加入英國薩里大學計算機系任計算智能講席教授，2019年升任杰出講席教授，2021年擔任德國比勒菲爾德大學工學院洪堡人工智能教席教授。曾任《IEEE認知與發(fā)育系統(tǒng)匯刊》主編，現(xiàn)任IEEE計算智能學會候任主席、《復雜與智能系統(tǒng)》主編�，F(xiàn)已全職加入西湖大學，受聘人工智能講席教授。

學術成果

金耀初教授已出版專著5部，在多個IEEE匯刊及CVPR、NeurIPS、ICLR及ACM MM等學術會議發(fā)表論文500余篇，獲美國、歐盟和日本專利9項。據(jù)Google Scholar, 其論文被引用總次數(shù)43,000余次，h-index 為103，入選Web of Science 2019、2020、2021、2022年度 “全球高被引科學家”。多次獲“IEEE進化計算匯刊優(yōu)秀論文獎”及“IEEE計算智能雜志優(yōu)秀論文獎”。曾任《IEEE認知與發(fā)育系統(tǒng)匯刊》主編，IEEE計算智能學會副理事長，兩次擔任IEEE杰出演講人。曾任IEEE計算智能系列研討會總主席、IEEE進化計算大會主席等。

長期從事人工智能與計算智能的理論、算法和工程應用研究，特別是演化優(yōu)化與學習、聯(lián)邦學習與聯(lián)邦優(yōu)化、安全機器學習、圖神經(jīng)網(wǎng)絡組合優(yōu)化、神經(jīng)可塑性建模、形態(tài)發(fā)生自組織機器人及演化發(fā)育系統(tǒng)等。研究成果已成功應用于實際復雜工程系統(tǒng)的優(yōu)化（包括本田公司的噴氣發(fā)動機，空中客車機體設計，高提升力機翼系統(tǒng)，車輛空氣動力學優(yōu)化，液化氣碼頭設計，Bosch智能取暖系統(tǒng)優(yōu)化，混合電動車控制器設計等），汽車自適應巡航控制，多機器人自組織，醫(yī)學圖像處理，人類行為識別，疫苗預測，抗生素生產過程基因調控重構等。先后獲歐盟第七框架研究計劃、德國聯(lián)邦教育與研究部、英國工程和自然科學研究會，英國皇家工程學會、中國科技部、中國自然科學基金會，以及包括本田、博世、空中客車、華為、英偉達等多家國際著名企業(yè)的資助。

（原標題：洪堡人工智能教席教授金耀初加入西湖大學）