原创 硅星人 2020-10-08 09:51:38
耐得住寂寞，才守得住繁华
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文｜Ruyi 编辑｜Vicky Xiao
#系列介绍#
动荡的2020年，很多人和公司都在寻找新的国际交流平台，并把目光投向了美国的邻居——加拿大。加拿大科技产业怎么样？为什么这么多AI大神都在加拿大？这也是硅星人经常被问到的问题。
为了进一步探寻加拿大科技产业发展现状，硅星人重磅开启《加拿大人工智能产业发展洞悉》系列，将多角度全方位剖析加拿大的人工智能产业发展现状，挖掘更多关于加拿大科技投资环境的信息。
这是我们的第2篇文章，请持续关注！
由于美加两国有着密切的地缘与经济联系、相似的文化与生活背景，很多人认为美国和加拿大是北美的一对“孪生兄弟”，好到穿一条裤子。但实际上，美加之间除了互惠合作外，很多时候也存在激烈的竞争关系，“互撕“起来毫不含糊，比如前段时间互相加码铝产品关税，加拿大不顾美国反对从疫情开始至今坚决不开放美加边境等等。
而在科技领域，两国间人才、资源的双向流动更是十分频繁。一方面，由于美国拥有巨大的市场、资金和科研力量，对加拿大造成了严重的“虹吸效应”，很多人并不知道，就连“钢铁侠“马斯克也是从加拿大流向硅谷的顶尖人才之一！
另一方面，由于加拿大更稳定的社会政策以及更单纯的科研环境，也吸引了很多反战、反资本操纵的人才流入，比如“神经网络之父”Geoffrey Hinton当时就是出于对里根政府外交政策的厌恶以及对军方投资科研的警惕，才从卡内基梅隆北迁至多伦多大学任教。
但人才之外，“领土大国、人口小国”的国情却让加拿大曾在资本和市场层面在竞争中处于劣势。人工智能作为资本密集型产业，从研究到应用需要广阔的市场做支撑，2019年，加拿大全国人口仅为3759万人，还不及北京与上海的总和，小市场也导致了发展AI基础设施建设不足。这也注定了加拿大在AI发展上需要另辟蹊径，走专注于产学研的“小精尖”的路线。而通过多年耕耘，近年也逐渐形成了“学研加拿大，创投在中美“的发展格局。
那么加拿大的人工智能产业的学术基底从何而来，有哪些有具有代表性的高校、实验室，目前又在哪些技术领域走在世界前列呢？下面，让硅星人带你一探究竟！
图 2019年世界各国AI指数排名，研究来自Tortoise Intelligence
| Geoffrey Hinton领头AI研究天团
要谈加拿大的人工智能产业发展，必然离不开谈Geoffrey Hinton，甚至有人说，Hinton凭一己之力将加拿大拉入了AI超级大国的版图。
那么，Geoffrey Hinton是谁？他被誉为“人工智能教父”，他所提出的反向传播理论，被认为是深度学习发展的转折点，为近年来人工智能的发展奠定了基础。实际上，我们现在日常生活中所用到的语音识别、人脸识别、图片检索、机器翻译、自动驾驶等技术一定程度上都是基于Hinton的研究所发展起来的。
Hinton于1947年出生于战后的英国，青年时曾在克利夫顿大学、剑桥大学学习过物理、化学、建筑、哲学等多个学科，但最终发现最大的兴趣还是在神经网络领域。1973年Hinton到英国爱丁堡大学攻读人工智能博士学位，之后又到美国卡耐基梅隆大学继续开展研究。
在当时，学术界对神经网络理论充满质疑，为了找到一个支持他研究神经网络的栖身之处，Hinton曾在美国辗转多地，然而Hinton发现，当时美国的大部分学术研究都受到国防部支持，很多成果都被将用于军事领域，这对于追逐单纯研究环境的Hinton是难以接受的。而就在此时，更和平稳定的加拿大向他抛来了橄榄枝。
1987年，Geoffrey Hinton 向北迁居至加拿大多伦多大学任教，并加入加拿大高等研究院（CIFAR）人工智能的研究项目之中。然而，受制于当时数据集规模限制以及计算机算力的不足，整个人工智能产业经历了二十余年的寒冬期，但在这期间Hinton一直都未放弃关于神经网络的研究，CIFAR也始终稳定地为他提供研究支持。2004年，在Hinton的建议下，CIFAR开启了一项神经计算与自适应感知研究（Neutral Computing & Adaptive Perception），而正是该项目才将神经网络的研究真正带入公众视野，掀起了第三代人工智能的研究热潮。
除了受到加拿大政府的鼎力支持外，Hinton还在加拿大结识了志同道合的研究伙伴——蒙特利尔大学的教授Yoshua Bengio和自己在多伦多大学的博士后学生Yann LeCun。他们作为当时神经网络理论的“顽固派”，在深度学习研究无人问津时，始终坚信着神经网络对人工智能发展的颠覆意义，在长达20余年的时间里静待能与神经网络算法匹配的数据集和算力的到来。也正是因为他们持之以恒的研究，才搭建起了今天深度神经网络的概念基础，为世人开启了深度学习的大门。2018年，他们三位共同获得了“图灵奖”，并被业界称为“深度学习三巨头”。
通过20多年的耕耘，在Hinton他们的带领下，加拿大不仅仅是培育了一批杰出的人工智能研究者，更是为全球顶尖科技公司输出了众多技术领导人。除了Hinton本人执掌谷歌大脑的研究，Yann LeCun担任Facebook人工智能研究主管外，Uber首席科学家Zoubin Ghahramani、OpenAI的研究主管Ilya Sutskever、苹果人工智能研究主管Russ Salakhutdinov等科技巨头的领军人物都出自于Hinton的研究团队。因此，加拿大也成为了众多 AI研究者心中的“圣域”。
| 加拿大人工智能重点学校与实验室
那么，是哪些高校与实验室扛起加拿大人工智能研究大旗，它们又分别专注于哪些前沿技术领域呢？
目前，加拿大的人工智能研究主要集中在多伦多-滑铁卢、蒙特利尔、埃德蒙顿三大区域。2017年，加拿大发布了全球首个国家人工智能发展战略——《泛加拿大人工智能战略》，宣布投入1.25亿加币，以三大地区为中心建立拥有完善的资金、研发和人力生态链的“创新坐标”， 打造国际人工智能产业高地。
之所以选择这三大地区，主要是因为各区域都强有力的AI领军人物及重点院校。
多伦多-滑铁卢：建设全产业生态，打造“加拿大硅谷”
多伦多-滑铁卢地区由Geoffrey Hinton坐镇，专注于人工智能和神经科学的交叉学科的研究与应用，其主要目标之一是为了培育并留住加拿大的人工智能人才，使之与地区经济发展形成良性互动，并通过AI技术实质性提高人们的生活质量。区域内拥有多伦多大学和滑铁卢大学两所顶尖高校，在2020年的QS世界大学排名中，这两所高校的计算机科学专业分别位列全球第10位和第24位。
在该区域中，最受关注和支持的是由Hinton等为代表的人工智能专家们于2017年发起的向量学院（Vector Institute）。向量学院的特别之处在于，它并不只是一个附属于多伦多大学的研究所，而是由高校、政府、企业共同建立起的人工智能研究孵化机构。它的初始董事会中除了有8位多伦多大学人工智能的教授们，还有5位以CIFAR主席为代表的政府行政人员，3位以加拿大TD银行董事长为代表的大企业CEO以及6位创业者。
这样的配置，让向量学院能够有效地进行从研究到应用（Paper to Product）的尝试，并撬动各界资源，打造全产业链的研究孵化体系。研究显示，多伦多地区目前已经成为了北美排名前5的科技中心，2018年技术劳动力增长了54%，超越硅谷位列北美地区首位。
蒙特利尔：全球深度学习研究高地
蒙特利尔区域由Yoshua Bengio坐镇，他也是“深度学习三巨头”中唯一始终坚守在科研和教学岗位的学者，Bengio此前提出的序列的概率建模和高维词嵌入与注意力机制理论，曾给语音识别、机器翻译等领域带来突破性的进展。2010 年以来，Bengio开始专注生成对抗网络（GAN）研究，引起了计算机视觉和计算机图形学的革命。在该区域内，有麦吉尔大学和蒙特利尔大学两所顶尖学府。其中，由Bengio领导的MILA（Montreal Institute for Learning Algorithms）实验室是目前世界上最大的深度学习学术社区。
MILA由蒙特利尔大学与麦吉尔大学、蒙特利尔理工学院和蒙特利尔高等教育学院共同合作打造，目前拥有500名专门从事深度学习领域的研究人员。Bengio曾表示，MILA的最大特点是形成了一种“实验室文化”，为研究人员提供充足的经费以保证他们的研究自由，并不过分强调个人主义和竞争意识，提倡通过研究协作形成“滚雪球”效应。而正是因为MILA近年来在深度学习研究上的突出地位，谷歌、IBM、三星、微软、Facebook等国际科技巨头都纷纷落脚蒙特利尔，与MILA建立合作研究关系。
此外，Bengio还在2016年在蒙特利尔牵头创办了深度学习孵化器Element AI，旨在打通大学、实验室与私营企业之间的界限，将前沿人工智能研究转化为变革性的商业应用。目前Element AI 已经是世界上最大的人工智能初创公司之一，其在2019年9月完成了高达2亿加元的B轮融资，创下了加拿大历史上最大的风险投资记录。
埃德蒙顿：世界顶级强化学习研究中心
位于加拿大中部的埃德蒙顿地区由“强化学习之父”Richard Sutton坐镇，以阿尔伯塔大学为研究中心，专注于研究与深度强化学习相关的算法理论。实际上，强化学习可以认为是深度学习下的一个子类，这种AI训练方法更接近生物非监督学习的本质，因此有望获得更高的智能，举一个我们所熟知的应用例子，在围棋比赛中战胜人类的AlphaGo，背后的技术就是蒙特卡洛树搜索和深度强化学习的结合。
Richard Sutton被认为是现代计算的强化学习创立者之一，他为该领域做出了许多重大贡献，包括：时间差分学习、策略梯度方法、Dyna架构等，Sutton所领导的AMII（Alberta Machine Intelligence Institute）实验室是世界顶级的强化学习科研机构，Deepmind也在埃德蒙顿设立了首个国际AI研究实验室。
除了上文提到的三个中心之外，温哥华也因其紧靠西雅图、跟硅谷同处西海岸的地理区位，加之更宜居的气候环境，成为加拿大重要的科技落脚地。位于温哥华的英属哥伦比亚大学在数据库、数据挖掘等方面研究实力突出，在2020年QS全球计算机专业学科排名中位列25。
总体来看，虽然加拿大的顶尖学府在数量上跟美国不在一个量级，但作为一个人口不到4千万的国家，加拿大一路稳扎稳打、厚积薄发，在政府、学界、商界的共同努力下，到如今也站稳了AI大国的脚跟，成为了世界人工智能研究的一股重要力量。
最后，以下是加拿大几大AI研究中心的链接，感兴趣的小伙伴可以看看：
1.向量学院官网：https://vectorinstitute.ai/
2.MILA官网：https://mila.quebec/en/
3.AMII官网：https://www.amii.ca/
如果对加拿大AI产业发展感兴趣，欢迎持续关注我们的报道！
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