人工智能名人堂第52期 | SHRDLU系统之父：Terry Winograd | 自由微信

人工智能名人堂第52期 | SHRDLU系统之父：Terry Winograd

2017-11-13 德先生

丘吉尔曾说过，“The longer you can look back, the farther you can look forward. (回顾历史越久远，展望未来就越深远)”，为纪念人工智能领域做出杰出贡献的先辈与开拓者们，鼓励更多后起之秀投身该领域，人工智能国际杂志《IEEE Intelligent Systems》自2006年始至今陆续推选出了60位人工智能专家(参看《诺伯特·维纳奖得主王飞跃 | AI 名人堂，世界人工智能60年60位名人榜》)。德先生自2016年10月31日起，已定期于每周一在微信公众号（D-Technologies）上发布人工智能名人堂60位成员的相关介绍。往期内容可查看延伸阅读。

Terry A.Winograd，1946年出生于美国马里兰州，现任美国斯坦福大学计算机科学教授，斯坦福人机交互小组（Stanford HCI Group）主任。他主要从事人工智能与心灵哲学领域的研究，因发明了SHRDLU自然语言理解程序闻名于世。他还是谷歌创始人拉里·佩奇的导师。

人物生平

Winograd出生于美国马里兰州，在科罗拉多州成长，1966年从科罗拉多大学毕业，获得数学学士学位，1971年获麻省理工学院博士学位，其导师为西摩尔·派普特。博士在读期间，他开发了知名的自然语言理解程序SHRDLU。1973年，他加入斯坦福大学，此后长期在此任教。1980年代初，他参与发起了计算机专家社会责任联盟（Computer Professionals for Social Responsibility）。1987年，他与费尔南多·弗洛雷斯（Fernando Flores）提出了基于现象学的语言行为观点（Language action perspective）。

1968年至1970年，他在麻省理工学院写了关于“SHRDLU”博士学位论文。在制作这个程序时，Winograd关心的是如何提供一台具有足够“理解”的计算机来使用自然语言。Winograd建立了一个积木世界（Block World），将程序的知识世界限制在一个模拟的“玩具世界”。这个程序可以接受命令，比如“找一个比你手中的积木更高的积木，并把它放到盒子里”，然后用一个模拟的积木移动手臂来执行所要求的动作。这个程序还可以口头回应，例如，“我不知道你说的是哪个积木。”SHRDLU程序可以从历史上看作为一个典型的例子，说明程序员用手来构建计算机的语义内存是多么困难，这些程序是多么的有限。

1973年，Winograd进入斯坦福大学，开发了一种基于AI的自然语言理解程序的框架，根据这一框架Winograd撰写了一系列的书籍，但只有第一卷曾经出版过。“我所认识到的是，沟通的成功取决于听者的真正智慧，而且还有许多其他方式可以与计算机进行交流，因为它没有智能，因而能更有效地发挥作用。”Winograd曾这样表示。

在与智利哲学家费尔南多·弗洛雷斯（Fernando Flores）会面后，他的观点逐渐偏离了传统的人工智能。他们基于现象学的视角共同提出了一个批判性的评估，即“理解计算机和认知”（Understanding Computers and Cognition）：一个诞生于1987年的一个新的设计基础。在20世纪80年代后期，Winograd和Flores一起开发了早期的群件（groupware）。他们的方法是基于对话-行动分析。

在20世纪80年代早期，Winograd是计算机社会责任专家联盟（Computer Professionals for Social Responsibility，CPSR）创始人之一，并担任主席，CPSR是一个由关心核武器、SDI等领域的计算机科学家们组成。

总的来说，Winograd在斯坦福的工作重点是软件设计，而不是软件工程。1991年，他创立了“人、计算机和设计项目”（Project on People, Computers and Design），以促进软件设计的教学和研究。《软件设计的艺术》（Bringing Design to Software）一书描述了其中的一些工作。他的论点是，软件设计是与分析和编程截然不同的活动，但了解分析和编程，以及其他行业的设计实践(纺织品设计、工业设计等)是十分必要的。

从1995年开始，Winograd担任斯坦福大学博士生拉里·佩奇的导师，当时拉里·佩奇正在研究一项涉及网络搜索的项目。1998年，佩奇请假离开斯坦福大学，与他人共同创建了谷歌。2002年，Winograd从教学中休假，并在谷歌担任客座研究员。在那里，他研究了人机交互理论与实践的交集。

之后，Winograd继续研究协同计算，包括在协同计算中普遍存在的应用。Winograd目前在斯坦福大学教授人机交互相关的课程。除了计算机科学学院，Winograd还协助成立了斯坦福大学Hasso Plattner设计学院，也被称为“d.学院。

2009年，Winograd成为美国计算机协会会士（ Association for Computing Machinery Fellow），并在2011年成为SIGCHI终身研究奖。

研究与著作

SHRDLU 系统

SHRDLU 系统是Winograd于1972年在美国麻省理工学院建立的一个用自然语言指挥机器人动作的系统。该系统根据“格语法”的理论，把句法分析、语义分析、逻辑推理结合起来，大大地增强了系统在语言分析方面的功能。该系统对话的对象是一个具有简单的“手”和“眼”的玩具机器人，它可以操作放在桌子上的具有不同颜色、尺寸和形状的玩具积木，如立方体、棱锥体、盒子等，机器人能够根据操作人员的命令把这些积木捡起来，移动它们去搭成新的积木结构，在人机对话过程中，操作人员能获得他发给机器人的各种视觉反馈，实时地观察机器人理解语言、执行命令的情况。在电视屏幕上还可以显示出这个机器人的模拟形象以及它同一个真正的活人在电传机上自由地用英语对话的生动情景。

作者: （美）威诺格拉德（Winograd/T.）等/韩柯等
出版社: 机械工业出版社
出版年: 2005-1
ISBN: 9787111155157

本书是一本经典著作，由众多卓越的软件和设计专业人员的论文及访谈录组成。本书的作者从不同角度，通过大量生动的实例，说明了什么是设计，给出了所有设计领域中共同的核心实践，展示了软件构建者如何运用这些实践产生用户更满意的软件。

本书并没有很明确地提出解决软件设计问题的方法，而是引导读者站在不同的角度，在更高的层次上，对这些问题进行换位思考和更深入的分析，得出自己的结论，相信会对软件设计人员、项目经理、产品经理、系统分析员等相关人员有很大帮助。对于在校的学生来说，本书也是一本启发思路、拓展视野的好书。

人物评价

（文：谷歌云首席科学家李飞飞）

图灵之后，有这么一位科学家，他是计算机界的一位泰斗，是跟马文·明斯基在 MIT 第一批读人工智能的博士生，后来他到斯坦福做教授，他的名字叫 Terry Winograd。

Winograd是人工智能界，第一代把图灵的思想贯穿下去的人。他不光在人工智能领域做了最重要的工作，而且他后来转行去做人机交互，也把这个领域重新带动了起来。

Winograd和李飞飞，二人都是斯坦福教授，并且是邻居

Winograd带来了什么？Winograd把人工智能应用在了怎么去建造一个思考的机器上。他说一个人，或者一个机器，要去理解世界，需要去感知。感知以后，需要做的第一件事是对这个世界的结构进行理解。

这叫Syntax Understanding。Syntax在自然语言处理领域叫语法，在计算机视觉这个领域可能叫三维结构。Winograd说，Syntax以后，我们需要理解Semantics（语义）。Semantis做的事情就是Understanding Meaning（了解含义），语言有语言的含义，视觉有物体、有动作、有视觉的含义。

最后，当我们把Semantics和Syntax解决以后，智能的机器或者是人，主要解决的问题就是Inference，Inference就是统计推导、统计推理这个过程。

所以在Winograd看来，要实现人工智能，需要有这 3 个要素：Syntax、Semantics、Inference。

有了这样的思想框架做引导，Winograd写了一篇在人工智能历史上非常重要的博士毕业论文。这个论文给了我们一个System，我不知道在座有没有同行们听说过这个SHRDLU，它用一个像积木一样的世界，用积木搭建了一个世界，在这个世界里，让我们来完成Syntax（语法）、Semantics（语义）、Inference（推导）这样的 loop（循环）。

这篇论文是70年代初写的，从70年代初一直到80年代末90年代，其实，人工智能貌似没有太多的发展。为什么呢？如果70年代就有一个计算机系统，可以理解人的指令。为什么我们到2016年，才关注到人工智能？2016年，亚马逊的Echo和Alexa，也好像做的事情区别不大。

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