新一代人工智能軟件和應用的全面解讀
——《知識圖譜建模與智能推理技術》編輯出版手記

化學工業(yè)出版社 葛瑞祎 劉 哲

1 引言

談到人工智能，你能想到什么？有可能是智能手機，有可能是智能音響，或者是智能機器人，又或者是無人駕駛……不難看出，人工智能的產(chǎn)品與我們的生活息息相關，也難免引起我們的進一步思考：人工智能究竟是什么？新一代人工智能又將給我們帶來什么？

目前，多個領域都涉及人工智能：家居、零售、交通、醫(yī)療、教育、物流、安防、工業(yè)制造等，如智能機器人已經(jīng)替代工人在危險場所完成相應工作，在流水線上高效、高質(zhì)地完成重復工作……人工智能在各個領域的快速發(fā)展與滲入，喚起了我們編輯的極大興趣。

2 選題策劃

吳重光教授在化學工業(yè)出版社曾經(jīng)出版了《化工仿真實習指南》（2012年10月出版，ISBN：9787122142627）和《智能型危化品安全與特種作業(yè)仿真培訓指南》（2020年8月出版，ISBN：9787122363503）。前者是吳教授所開發(fā)的“化工過程及系統(tǒng)控制仿真實習系列軟件”全面且詳盡的說明，其仿真訓練對于讀者了解化工過程工藝和提高對工藝過程的控制能力具有特殊效果；后者是與危險化學品特種作業(yè)人員安全技術培訓與考核軟件配套的教材，其中的仿真軟件涵蓋7 種典型的化工單元系統(tǒng)，操作畫面通用性強，便于大批量學員的培訓與考核。而開發(fā)以上系列軟件所應用的知識圖譜建模和智能推理技術都有一定程度的創(chuàng)新，這無疑已經(jīng)踏入了新一代人工智能技術的門檻。

目前現(xiàn)有的教科書多數(shù)局限于人工智能自身概念或原理介紹，而構建領域知識本體和人工智能工業(yè)應用技術的指導書奇缺。向應用群體廣泛普及人工智能的實用知識，直接開發(fā)大眾化、方便易用、先進的新一代人工智能應用軟件并將其推廣普及，迫在眉睫。恰在此時，吳教授的一本書稿《仿真與智能教學》編寫完成。2020年，科技部將“工業(yè)領域知識自動構建與推理決策技術及應用”列入新一代人工智能重大項目。我們認為這個核心技術和吳教授的新書理念完全契合，故與吳教授協(xié)商，將新書定名為《知識圖譜建模與智能推理技術》。

3 圖書特色

回顧《知識圖譜建模與智能推理技術》的出版過程，如果要用幾個詞來簡要概括的話，那應該是：內(nèi)容創(chuàng)新方法實用；編寫團隊強大；編輯加工精益求精；配套資源豐富。

3.1 內(nèi)容創(chuàng)新方法實用

《知識圖譜建模與智能推理技術》的主要內(nèi)容及特點，大致可以歸納為：⑴ 以知識本體、信息標準化、領域知識本體、方法和任務知識本體為基礎的知識建模方法，以高效推理算法、圖論和網(wǎng)絡拓撲、基于符號有向圖的深度學習為基礎的推理引擎技術，基于兩者進行系列軟件AI3 的設計開發(fā)，以及AI3 在智能教學和過程工業(yè)中的應用。⑵ “卡脖子”核心技術突破。⑶ 相關算法和核心程序的公開；⑷ AI3 的普及版可自由拷貝，不限使用。本書全面詳細地介紹了新一代人工智能系統(tǒng)的核心技術及其實現(xiàn)方法，具有多領域普遍應用價值。

多年的實際應用經(jīng)驗表明：我們在知識建模和智能推理技術方面與歐美先進國家差距并不算太大。目前，我國人工智能的主要短板是人工智能應用技術人才極度缺乏，特別是具有工程實踐經(jīng)驗的知識圖譜建模人才的奇缺，導致實時專家系統(tǒng)的工業(yè)應用難以適應工業(yè)裝置技術改造和進化，最終使得系統(tǒng)無法繼續(xù)使用，因此需要培訓現(xiàn)場的技術人員學會構建知識圖譜模型、需要結(jié)合實際的仿真演示軟件、需要將知識圖譜建模和智能推理方法很好地集成到國內(nèi)工程輔助教學中、需要進一步提高知識圖譜建模和智能推理軟件的自動更新功能。這正是出版本書的現(xiàn)實意義。

3.2 編寫團隊強大

本書內(nèi)容是幾十年來師生合作，多單位、多學科和多個科研單位集體智慧的結(jié)晶，參與編寫的還有北京思創(chuàng)信息系統(tǒng)有限公司的納永良博士，北京化工大學的張貝克博士、許欣博士、高東博士，清華大學的王雄教授、肖德云教授和楊帆博士后，以及中石化青島安全工程研究院的張衛(wèi)華博士。學校和企業(yè)分別從智能教學和工程實踐方面提供了材料和相關反饋。

3.3 編輯加工認真

在編輯加工方面，交叉加工，查漏補缺，力求精益求精。由于人工智能不屬于某個特定的專業(yè)方向，但又與諸多方向都具有相關性，其內(nèi)容創(chuàng)新性強，框架大，理論性強，涉及專業(yè)面廣，加工難度大。在加工過程中，多次向吳重光教授請教，吳教授每次都耐心解答，有時候為了說清楚某個專業(yè)術語，還會把相關內(nèi)容介紹一番，從而使我們加強了對書稿的整體把控。

3.4 配套資源立體

本書公開了相關算法和程序，使得研究人員僅用一臺電腦就可實現(xiàn)復雜系統(tǒng)的人工智能應用。本書中所開發(fā)的系列軟件AI3 軟件，分為AI3 普及版、AI3智能教學版以及AI3 專業(yè)版，其中AI3 普及版可以登錄化工社教學資源網(wǎng)下載，自由拷貝，不限使用。本書還配套了豐富的電子資源，掃描相關二維碼即可觀看軟件的使用說明以及基本操作規(guī)范的PPT 講解，還有特種作業(yè)考核錄像集，跟隨視頻操作，可以快速掌握軟件的基本技能。

4 結(jié)語

研究人工智能知識圖譜建模與智能推理關鍵技術及軟件并應用于實踐，是吳教授團隊長期的夢想和不懈的追求；出版新一代人工智能領域的相關書籍，報道相關重要研究，是我們出版人的責任。在“十四五”開局之年，希望《知識圖譜建模與智能推理技術》一書能在人工智能應用技術的研發(fā)方面對科研人員起到拋磚引玉的作用，也希望更多的人能夠使用AI3 系列軟件與仿真訓練軟件的聯(lián)合平臺，并發(fā)揮其在教學和工業(yè)實踐環(huán)節(jié)中的最大作用。