Keith Ross(罗开朗)教授现任上海纽约大学工程与计算机科学部主任。2013年8月,正值第一届上纽学子入学之际,他加入上纽大,并工作至今。此前,Ross教授曾在宾夕法尼亚大学任教13年,后于2008年至2013年期间担任纽约大学坦登工程学院计算机科学与工程学系主任。他表示,离开纽约,从零开始参与筹办一所大学,其间的种种挑战令他兴奋不已。
如今,上纽大工程与计算机科学领域拥有世界一流的师资力量,并已培养出的五届优秀毕业生,均前往全球顶尖硕博项目就读或在科技领域龙头企业就职。
定居上海多年,Ross教授已深深地爱上了这座城市。闲暇之余,他会学习中文,并正在备考汉语水平考试(HSK)五级。他很享受在静安公园阅读,或探索全城的各色美食。
为何在十多年前决定离开纽约,加入当时刚刚起步的上纽大?
早在2013年加入上纽大之前,我就对中国和中国文化颇感兴趣。小时候,我会和家人一起去曼哈顿的唐人街聚餐,差不多每月两次。成为教授后,我结识了许多来自中国的博士生和研究合作者,与他们的交流相处也激发了我对中国的兴趣。2006年,我第一次到访香港和广州,这两座城市的热闹繁华令人着迷。
听到上纽大筹建的消息,我很是开心。从零开始着手搭建工程与计算机科学学科,聘请一流师资、研发先进课程等等,这个过程虽然困难重重但收获颇丰。我希望依托纽约大学在人工智能和深度学习领域的学科优势,构建一个注重数据科学和人工智能的创新项目。
当时在我看来,参与建设首所中美合办大学肯定会成为我人生中的一段宝贵经历。事实证明,果然如此!
2013年8月9日,Ross教授在华东师范大学三馆竣工暨启动仪式上。这里一度作为上纽大临时校舍,直至学校迁入世纪大道校园
为什么您将上纽大计算机科学项目的学科建设重点放在机器学习上?又是如何实现这一目标的?
机器学习和人工智能可能会在未来20年里对社会产生巨大影响,程度不亚于互联网在过去20年来所产生的影响,甚至还要深远。深度学习作为机器学习的一个分支,其最新成果又是推动人工智能不断发展的主要动力,极大促进了语言翻译、语音识别、图像识别、人脸识别、推荐系统和信息检索领域的发展。当然,和任何新技术一样,人工智能也会带来难以预料的不良后果,我们必须在发展技术的同时解决这些问题。
在本科教育阶段,我们开设了五门人工智能课程,包括:机器学习、强化学习、自然语言处理、计算机音乐和数据科学中的数学。未来,我们希望再增设两门课程,一门关于计算机视觉,一门关于人工智能的伦理与社会问题。很少有其他学校的计算机科学项目像我们一样,在本科阶段就开设这么多与人工智能相关的课程,但这是一个趋势,我们的工作是走在前面的。
我们正在深入发展的另一个领域是理论计算机科学,这是关于计算机科学和计算机算法的基础数学理论。尽管中国高校大多还未涉足计算机科学理论领域,但上纽大已在不断推动这一领域的学科建设和发展。我们在计算机科学理论的两个子领域——数学密码学和计算几何学方面——已有很强的实力,同时还将在计算机科学系统的网络、系统和安全的交叉领域进一步发展。
主修数据科学的2020届学生Kelly Marshall和Ross教授讨论强化学习的新算法
上纽大计算机科学课程的教学方式有何特别之处?
我们不会把学生们安排在大教室里上大课,所有的课程均采用小班化互动式教学。在一门课的整个学习过程中,学生会进行大量编程实践,在学期末通常还需完成一个项目。
目前,我正在讲授“强化学习”这门课。强化学习是目前人工智能领域最激动人心也最居前沿的子领域之一,本科阶段通常不会涉及这一内容。我采用了研讨课的教学方式,希望能多引导,少讲授。我会走到学生中去,向每个人提问,或是让他们上讲台解决一个问题。研讨课这种教学形式可以让所有学生都参与其中,一起讨论、解决问题。同学们似乎也很喜欢这种教学方式,这可以让他们时刻保持清醒。
在您最近发表的多篇研究论文中都有上纽大本科生的署名。您是如何推动上纽大本科生探索科研的?这么做的原因又是什么?
我一直都很喜欢和我们的本科生一起做研究。上纽大的本科生聪明、有想法,和他们一起合作很开心。最让人欣慰的就是看到同学们对于科研的热情愈发高涨,并开始发表论文。我已经和大约六位本科生一同发表了论文。我的很多同事也会和本科生以及自己指导的博士生共同发表论文。
您最近正从事哪些研究项目?
我正在研究深度强化学习领域,把深度学习和强化学习融合。这是人工智能的一个子分支,我们主要从数学和算法着手,想研究出解决难题的新算法。
强化学习与序贯决策有关。序贯决策的例子包括股市投资、实现机器人反复微调关节以完成指定任务、为需要出行服务的用户分配司机,以及生物生态系统为实现自身目标而不断进化等等。我大约六年前才开始研究强化学习,此前我的研究领域是计算机网络和互联网隐私。不过35年前,我读博时就研究过马尔科夫决策过程,这为我探索强化学习打下了框架基础,所以有种“回家”的感觉。
因为所谓的“维度诅咒”,发展到现在,马尔科夫决策过程和强化学习无法解决复杂的重大问题,应用范围非常有限。但现在,使用人工神经网络的深度学习和强化学习的结合,让我们打破了这一“诅咒”,有能力解决高维度的复杂问题。
我在上纽大的研究小组着重开发深度强化学习的新算法,并在计算环境中对这些算法进行测试,展开数学分析。我们会在上纽大的高性能计算系统上运行新算法,这需要大量的计算资源,有时要几天才能出结果。我们研究成果的潜在应用包括训练机器人完成复杂的任务。比如说,现代机器人会有很多关节,而人类很难精准指定在实现某一特定任务时,应该移动哪些关节,以及按何种顺序移动。研究小组正在探索用深度强化学习解决这一问题。另一个例子是设计面向未来的智能交通系统,届时通过中央控制器就能决定如何给客户派车,以及如何将车派送至目的地。
Ross教授与他的博士生和本科生研究员共进晚餐
Ross教授和计算机科学项目的教师团队及其家属一起出游
您与James F. Kurose(注:马萨诸塞州阿默斯特大学信息与计算机科学学院的杰出大学教授)共同撰写了《计算机网络:自顶向下方法》(Computer Networking: A Top-Down Approach Featuring the Internet)。该书自2000年出版以来,已成为全美乃至全球计算机网络领域最为畅销的教科书。这本书为何如此畅销?书中内容是否不断更新?是否仍然是你的授课教材?
这本书畅销的原因有很多。我认为最重要的原因是我和另一位作者James Kurose在书中详细阐述了计算机网络原理和互联网基础技术。另一个原因就是我们每四年都会修订再版,在新版中涵盖这一领域的最新动态。此外随书附带大量参考材料,如幻灯片讲解、编程作业、动手实验、教学管理系统(LMS)支持等。但因为我现在一直在教授“机器学习”和“强化学习”等人工智能课程,已经很久不用这本书当教材了。
您业余时间喜欢做些什么?
我在上海生活的一大快乐源泉是尝试各色美食,无论是中餐还是西餐。我最爱的西餐厅是一家法国餐厅Epices & Foie Gras,目前中意的中餐厅是龙门阵茶屋川菜馆。就在昨晚,我还吃了很好吃的河南菜。
我还学了很长时间的中文。中文真的很难,但攻克难关后也会成就感满满。中文博大精深,学习汉字更是有趣。我正在备考HSK五级,这个水平对我而言无疑是难于上青天,但我还是希望自己能顺利通过。我有一些不会讲英文的中国朋友,每周我都会和他们见面用中文聊天,提升自己的口语水平。我最近上的一节课和除夕起源有关,我的很多中国朋友竟然不知道这个故事,我很开心自己能讲给他们听!