浙江大学周昆：人工智能计算平台加速科研成果转化进程

　　“在新计算平台上，比如智能手机和人工智能，应用基础研究成果的产业化落地周期大幅缩减，很多不超过五年”。近日，IEEE Fellow、教育部长江学者、浙江大学CAD&CG国家重点实验室主任和“浙江大学—相芯科技智能图形计算联合实验室”主任周昆教授，在普华资本主办的科技创新高峰论坛上表示。

　　在题为《虚拟现实与脑科学》的主题演讲中，周昆教授回顾了他和团队过去几年在虚拟化身和彩色3D打印方向取得的研究成果，剖析了从现实世界到虚拟世界(虚拟现实)和从虚拟世界到现实世界(智能制造)应用中的技术挑战和解决思路，进而介绍了团队即将开展的脑信息学方向的研究课题，表示脑科学和人工智能理论基础研究还有待时日取得突破。在最后总结中，周昆教授表示，人工智能计算平台大大加速了应用基础研究成果的产业化进程，同时也有效推动了相关领域的理论基础研究。

　　以下为演讲主要内容(有删减)：

　　周昆：各位领导、各位朋友，上午好。很高兴受邀来普华资本主办的科技论坛分享我的科研工作和一些思考。我的演讲题目是《虚拟现实与脑科学》。

　　主要包括三部分内容，第一部分是一个关于从现实世界到虚拟世界的课题，即通常所说虚拟现实，是六年前开展的课题;第二部分是一个从虚拟或者数字世界到现实世界的课题，与智能制造有关，是三年前做的;最后是我们即将要开展的研究课题，与脑科学有关。

　　一、从现实到虚拟

　　举个例子——虚拟化身。

　　在现实世界里，我们每一个人都有音容笑貌，有穿着打扮，这些构成了我们的形象。通过这样的形象，亲朋好友会对我们有一个印象和认知。在现实世界如此，那在数字世界或网络空间里，又是如何?

　　其实，在微信、QQ等社交网络中，我们也有一个形象。但这个形象具体是什么?一个ID字符串还是一张头像图片?这就是我们这个课题想要解决的问题——为每个人构造出一个具有“音容笑貌”的、可以互动的虚拟形象，并让其可以应用到多个领域中，我们称之为虚拟化身。

　　这里涉及到两方面的核心技术。首先是虚拟化身的创建。经过大量用户调查和研究，我们发现，大多数用户想要的虚拟形象必须一眼看过去“像本人”，同时又要比本人漂亮，因为爱美之心人皆有之，每个人都想要一个更好的自己。怎么样高效快捷地为用户创建出这样的形象是个难题。其次是虚拟化身的互动。在当前广泛普及的智能手机上，我们希望能够支持包括视频、语音和文本在内的三种虚拟化身互动方式。

　　在虚拟化身创建方面，经过几年时间，我们研制了一项通过单张肖像照片就能全自动创建出三维虚拟形象的技术。我们设计了一种深度学习算法，采用大量图像数据训练了一个端对端神经网络模型，能够从单张照片中提取出用户的脸型、五官、头发等特征，进行全自动生成与照片相对应的三维虚拟形象。同时还提供了多种方式使得用户可以对三维形象的脸型、肤色、服饰等进行修改和定制。

　　有了这项技术，任何用户都可以通过提交一张图片来生成一个虚拟化身，构成一个虚拟化身世界。在这个世界中，每个人都有一个独属于自己的数字形象，千人千面。

　　在虚拟化身互动方面，第一种交互方式是基于视频。通过智能手机拍摄的用户视频，我们可以自动计算出用户的头部运动和脸部表情运动，并把这些运动参数作用在一个虚拟化身上，从而实现虚拟化身的实时动画。第二种方式是语音，通过输入一段语音，可以是唱歌、朗诵或者聊天语音，就能生成虚拟化身动画，实现真正具有“音容笑貌”的虚拟化身。最后一种方式是文本，通过输入一段文字，可以同时生成与文字相对应的语音和虚拟化身动画。这项技术在智能助手、智能客服、聊天机器人方向有很多应用。

　　前面演示的虚拟化身看上去都很漂亮很可爱，但是和现实世界中的真人形象相比较还远不够真实。有些用户更想要一个非常接近真实自己的虚拟化身，就像照片一样。我们在这方面也研究了一些技术，例如只需要一张用户的肖像照片，我们可以直接生成照片中人物的表情动画，看上去就像是真实的人物动画一样。这就是虚拟化身的进一步发展，我们称之为虚拟替身。

　　我们在虚拟化身方向已经做了六年的工作，在国际顶级期刊和会议上发表了20多篇论文，在国际上引领了这个方向的研究。这些技术也已经广泛应用到视频直播、短视频、社交、在线教育等多个领域，在包括美国迪士尼、法国欧莱雅和中国华为在内的400余家企业得到应用，SDK月均访问量超过8亿人次。

　　二、从虚拟到现实

　　举个例子——3D彩色打印。

　　这个课题研究如何把设计师设计出来的三维数字模型在现实世界中生产制造出来，得到与数字模型完全一样的真实物体。注意，数字模型外表面具有五颜六色的图案，因此我们也需要在真实物体表面生成同样的彩色图案。

　　与这个课题紧密相关的技术就是3D打印。大家知道，3D打印技术发展很快，是个性化产品定制的赋能技术，已经在机械制造、医疗、文化创意等众多行业得到应用。3D打印技术的一个最重要优势是能够生产出形状和拓扑高度复杂的产品。