微软的“百分之一”如何平衡基础研究与短期成功

微软研究院负责人彼得·李谈论如何让他的团队(约占公司员工总数的百分之一)专注于大局


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当微软在1991年推出其研究实验室时,个人电脑才刚刚开始发展成为全球现象,这在很大程度上要归功于Windows。 公司的员工人数已超过8,000人,全球销售额约为18亿美元,其最大的战场是桌面。

快进到2014年,与微软研究院诞生的时代相比,现在似乎有些古朴了。 微软现在的年产品和服务销售额超过770亿美元,拥有99,000名国际员工,并将其可观的资源投入到数十种不同的技术中——平板电脑、智能手机、视频游戏系统和云存储,仅举几例——但成功程度各不相同。 微软也在寻找新的首席执行官,这是近14年来的首次,这个人可以帮助通过精湛的管理,至少恢复公司昔日的光辉,或许更重要的是,这个人有能力开发突破性的新技术。

微软研究院在后者中起着至关重要的作用。 该组织在全球13个实验室拥有1,100名研究人员——第14个实验室将于明年夏天在巴西开放——他们正在研究广泛的项目,这些项目跨越多个学科,从基础研究到软件算法和计算机科学理论,再到对机器学习和语音识别技术如何改进Windows Phone和Xbox的更务实的考察。

彼得·李的工作是在可能在未来改变计算机科学基础的 фундаментальном 工程与保持公司竞争力的更渐进的进步之间取得平衡。 7月,在担任雷德蒙德微软研究院实验室的常务董事近三年后,微软任命李领导微软研究院。 李,一位前国防高级研究计划局(DARPA)科学家,与《大众科学》谈论了微软推进技术前沿的需求、可能永远不会直接增加利润的基础研究的价值,以及即将到来的管理层调整。

[以下是采访的编辑后的文字记录。]

微软研究院的工作在多大程度上融入了许多人使用的微软技术中?
首先,我想指出的是,虽然我们在产品开发中的作用很重要,但这并不是微软研究院存在的原因。 事实上,如果说我有什么担心的话,那就是我们所有的研究人员可能都过于致力于帮助微软在今天的市场上获胜。 他们意识到微软在很多领域都不是领导者,但我们不想忽视我们团队希望看到地平线之外,而不仅仅是地平线本身。
 
话虽如此,我想指出几个对微软未来至关重要的研究领域。 机器学习——特别是被称为深度学习的领域——可能是微软研究院最大的投资领域。 当您使用Windows 8时,您会注意到,随着您随着时间的推移点击相同的磁贴,这些磁贴启动的应用程序开始加载得更快。 这是因为Windows 8内置了机器学习,它可以从您的习惯中学习。 它预测您接下来会点击哪些磁贴。 Bing也具有机器学习功能。 搜索“pavlova”,浏览器会判断您是在谈论蛋糕还是芭蕾舞。
 
开发机器学习的最大挑战是什么?
在2010年左右,我们发现分层或深度卷积神经网络可以帮助计算机从非常大量的训练数据中学习识别人类语音。 在2010年之前,如果您想训练一个语音识别系统,您可以给它数百小时的语音数据,它就会开始识别某些口语信息。 但是,如果您给它的数据太多,它就会开始以一种过于具体于训练数据的方式来解释声音,并基本上停止学习。 事实上,性能会开始下降。 深度神经网络克服了这些限制,使计算机能够在接触更多数据时继续学习。 其中一个原因是,即使训练数据嘈杂或失真,深度神经网络也能很好地学习; 在训练期间注入噪声有助于避免我们过去一直努力解决的过拟合问题。

保持机器学习系统不被训练数据淹没的秘诀是什么?
我希望我能回答这个问题。 对我们来说,这在某种程度上是神秘的。 这也是基础研究如此重要的另一个原因。 就语音识别的具体情况而言,在过去大约10或11年的时间里,实用语音识别系统的性能实际上根本没有提高。 这使得我们最近取得的重大改进更加引人注目。

当谈到科学时,人们对“基础研究”有一个概念。 在技术背景下,这意味着什么?

对于我们这样的科技公司来说,基础研究有三个主要特征。 从哲学的角度来看,它的目的仅仅是推进人类知识的边界,与微软的任何业务需求都没有直接关系。 没有可交付成果,只有探索和加深我们对某些现象的认识的自由。 从管理的角度来看,重要的是我们不要告诉我们的研究人员该做什么,而是挑战他们根据他们认为未来重要的东西来开发自己的项目。 第三个特点是促进所有研究成果的公开出版,并鼓励与学术研究人员进行深入合作。
 
是否有某些技术构成基础技术研究,就像生物学、化学和其他学科构成基础科学研究的基础一样?
科技界的基础研究强调某些基础技术,这些技术是大量更复杂系统的基础。 其中一些领域包括人工智能、网络和通信(有线和无线)、机器学习和节能。
 
这种基础研究如何促进更先进的技术?
像微软研究院这样的地方有资源提供给研究人员和工程师,以基于这种基础研究快速开发硬件和软件原型。 举一个例子,在雷德蒙德实验室,有一个新的GPS传感器。 GPS是一项相对成熟的技术,但这款传感器使用两节AAA电池可以连续运行18个月。 由于其节能能力,我们正在寻求与非洲的野生动物保护组织合作,以追踪不同种类动物的迁徙模式。 谁知道这样的传感器在未来会对消费者产生什么影响。

再举一个例子。 Kinect音频阵列的最初工作只是为了理解人类认知,解决鸡尾酒会问题,即你和我如何在拥挤嘈杂的房间里进行对话。 我可以在我的脑海中计算出你的声音到达我两只耳朵的时间差,这样我就可以集中注意力听你说话。 我们在生物工程期刊上发表了关于这方面的早期研究。 有趣的是,六七年后,基于这项研究的技术正在与Xbox一起出货。 没有人会预料到这一点。

您提到微软的科学家希望看到他们工作的影响。 微软的业务需求如何影响其投资于可能没有商业前景的项目的能力和意愿?
这也许是微软研究院这个时代的疑问。 这与我之前担心的有关,即我们不要忽视真正地向前看,并在微软研究院进行深入的基础研究知识和活动。 很难给出简单的答案。 当我想到微软的管理层时,史蒂夫·鲍尔默和之前的比尔·盖茨绝对是微软研究院和研究价值的坚定信徒。 你不能说微软的百分之一是一笔巨大的投资,但微软员工总数的百分之一是一个非常大的数字。

您对微软的下一任首席执行官有何期望?
今天微软的高级领导层将微软研究院视为真正的划算买卖。 尽管如此,我们都生活在现实世界中,并且知道有时人们,尤其是在硅谷,不理解微软研究院的价值,不理解基础研究的价值,也不理解研究对我们产品的价值有多大。 如果说有什么不同的话,那只会让我们的研究人员更有动力。 作为一名经理,我可以说,有时人们肩上的担子并不是一件坏事。

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