《電子技術(shù)應(yīng)用》
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人工智能還要從芯片上尋突破

2016-06-08

  2016年初,,一場(chǎng)“人機(jī)大戰(zhàn)”成為萬(wàn)眾矚目的焦點(diǎn),谷歌AlphaGo大勝世界圍棋冠軍李世石,,更是引發(fā)激烈討論,。盡管這場(chǎng)世紀(jì)大戰(zhàn)硝煙散盡,,但AlphaGo的精彩表現(xiàn)讓由此引發(fā)的人工智能熱潮不減反增,在這股熱潮下,,很多行業(yè)都開(kāi)始向人工智能演進(jìn),。

  我國(guó)人工智能正在向通用應(yīng)用過(guò)度

  縱觀國(guó)內(nèi)的人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展,在整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈上主要由“基礎(chǔ)技術(shù)”,、“人工智能技術(shù)”和“人工智能應(yīng)用”三個(gè)核心環(huán)節(jié)構(gòu)成,。從這三個(gè)方面,我們可以看到國(guó)內(nèi)人工智能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展脈絡(luò),,可以對(duì)人工智能的應(yīng)用進(jìn)行解析,。

  人工智能的基礎(chǔ)技術(shù)主要依賴(lài)于云計(jì)算技術(shù)和大數(shù)據(jù)技術(shù)。在這方面,,國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的規(guī)模是巨大的,。產(chǎn)業(yè)界對(duì)待云計(jì)算技術(shù)和大數(shù)據(jù)技術(shù)已不同于早期單純地學(xué)習(xí)、模仿的業(yè)務(wù)模式,,而是越來(lái)越務(wù)實(shí)地接納它,,不斷挖掘其中蘊(yùn)藏的巨大價(jià)值,并依據(jù)服務(wù)性質(zhì)的不同,,構(gòu)建出人工智能的基礎(chǔ)平臺(tái),。

  這些平臺(tái)從基礎(chǔ)設(shè)施,、平臺(tái)服務(wù)、軟件應(yīng)用服務(wù)等層面,,為人工智能技術(shù)的實(shí)現(xiàn)和人工智能應(yīng)用的落地提供了基礎(chǔ)的后臺(tái)保障和實(shí)現(xiàn)前提,。例如,云創(chuàng)大數(shù)據(jù)推出的深度學(xué)習(xí)一體機(jī),,就是在大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上推出的人工智能平臺(tái),,有助于研究者迅速深入到人工智能的核心領(lǐng)域。

  人工智能技術(shù)專(zhuān)注于模式識(shí)別,、機(jī)器學(xué)習(xí)和人機(jī)交互三個(gè)方面,。模式識(shí)別偏重于對(duì)信號(hào)、圖像,、語(yǔ)音,、文字、指紋等非直觀數(shù)據(jù)方面的處理,,如語(yǔ)音識(shí)別,、人臉識(shí)別等。機(jī)器學(xué)習(xí)覆蓋了從通用人工智能應(yīng)用到專(zhuān)用人工智能應(yīng)用的大多數(shù)領(lǐng)域,,如計(jì)算機(jī)視覺(jué),、自然語(yǔ)言處理、生物特征識(shí)別,、DNA測(cè)序等,。人機(jī)交互既包括了人與系統(tǒng)的語(yǔ)音交互,也包含了人與機(jī)器人實(shí)體的物理交互,。

  國(guó)內(nèi)人工智能技術(shù)在應(yīng)用層面主要聚焦于計(jì)算機(jī)視覺(jué),、語(yǔ)音識(shí)別和語(yǔ)言技術(shù)處理領(lǐng)域。其中的代表企業(yè)包括科大訊飛,、百度,、阿里巴巴、騰訊,、曠視科技,、格靈深瞳等。

  人工智能應(yīng)用則涉及到專(zhuān)用應(yīng)用和通用應(yīng)用兩個(gè)方面,。其中,,專(zhuān)用領(lǐng)域的應(yīng)用涵蓋了目前國(guó)內(nèi)人工智能應(yīng)用的大多數(shù)應(yīng)用,包括各領(lǐng)域的人臉識(shí)別,、語(yǔ)音識(shí)別,、智能機(jī)器人等方面。而通用型應(yīng)用則側(cè)重于智能家居,、智能農(nóng)業(yè),、智能醫(yī)療等領(lǐng)域的通用解決方案,。目前,國(guó)內(nèi)人工智能應(yīng)用正處于由專(zhuān)業(yè)應(yīng)用向通用應(yīng)用過(guò)度的發(fā)展階段,。

  從算法和芯片入手,,推動(dòng)人工智能應(yīng)用創(chuàng)新

  我國(guó)人工智能領(lǐng)域的研究積累和發(fā)達(dá)國(guó)家相比差距不大。如果能在國(guó)家戰(zhàn)略層面,,制定針對(duì)人工智能的全面推進(jìn)計(jì)劃,,會(huì)給我國(guó)帶來(lái)實(shí)現(xiàn)彎道超車(chē)、提升綜合國(guó)力和影響力的絕佳機(jī)會(huì),。

  我們應(yīng)該大力推動(dòng)人工智能發(fā)展,,搶占人工智能應(yīng)用創(chuàng)新制高點(diǎn),助力國(guó)家產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí),,爭(zhēng)取形成全球競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),。

  這需要先創(chuàng)新人工智能算法。作為人工智能實(shí)現(xiàn)的核心,,算法是未來(lái)全球人工智能行業(yè)最大的競(jìng)爭(zhēng)門(mén)檻,。但國(guó)內(nèi)基本上還是在學(xué)習(xí)國(guó)外的算法,缺乏對(duì)算法的自主創(chuàng)新,。雖然在工程學(xué)算法上我國(guó)已取得了階段性突破,,但是基于認(rèn)知層面的算法水平還亟待提高,這也是未來(lái)競(jìng)爭(zhēng)的核心領(lǐng)域,。

  目前,,專(zhuān)用化領(lǐng)域的場(chǎng)景應(yīng)用仍是研發(fā)和投資的核心,基礎(chǔ)技術(shù)的成熟也帶來(lái)了存儲(chǔ)容量和機(jī)器學(xué)習(xí)等人工智能技術(shù)的提升,,但受限于現(xiàn)階段運(yùn)算能力以及大規(guī)模CPU和GPU的并行解決方案,國(guó)內(nèi)人工智能的發(fā)展主要集中于計(jì)算機(jī)視覺(jué),、語(yǔ)音識(shí)別,、智能生活等方向上。

  因此,,通過(guò)算法的創(chuàng)新,、技術(shù)的演進(jìn)、數(shù)據(jù)的積累演化和超算平臺(tái)的應(yīng)用,,未來(lái)我國(guó)人工智能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)應(yīng)由專(zhuān)用化領(lǐng)域的場(chǎng)景應(yīng)用向語(yǔ)音,、視覺(jué)等領(lǐng)域的通用化解決方案發(fā)展。

  未來(lái)人工智能的競(jìng)爭(zhēng)重點(diǎn)將在機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域,,即監(jiān)督學(xué)習(xí),、非監(jiān)督學(xué)習(xí)和增強(qiáng)學(xué)習(xí)三個(gè)方面。屆時(shí),,算法的競(jìng)爭(zhēng)將進(jìn)入白熱化階段,。只有在算法層面突破,,國(guó)家或企業(yè)才能在圖像識(shí)別和計(jì)算機(jī)視覺(jué)領(lǐng)域取得突破性進(jìn)展和國(guó)際技術(shù)水平。

  下一步,,我國(guó)要做的是研發(fā)人工智能芯片,。在目前對(duì)人工智能技術(shù)的大量討論中,有一點(diǎn)容易被忽略,,那就是承載人工智能運(yùn)行的芯片,。人腦是千億神經(jīng)元、百萬(wàn)億突觸構(gòu)成的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò),,現(xiàn)有芯片和這個(gè)還存在多個(gè)數(shù)量級(jí)差距,。因此,我們需要從芯片上尋求突破,,加強(qiáng)芯片的并行計(jì)算能力,,在高速的狀態(tài)下分析海量的數(shù)據(jù);提高芯片的編程專(zhuān)用性、高性能,、低功耗,,在大規(guī)模服務(wù)器部署或資源受限的嵌入式應(yīng)用方面體現(xiàn)潛力;同時(shí)做到將性能和功耗完美結(jié)合。

  以谷歌的TPU芯片為例,,與市面上的FPGA和GPU相較,,其每瓦性能呈倍數(shù)提升。該芯片對(duì)于降低的運(yùn)算精度有更高容忍度,。也就是說(shuō),,它每次運(yùn)作需要的晶體管較少,并因此能達(dá)到更高的每秒運(yùn)算次數(shù),。在我國(guó),,中國(guó)科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所發(fā)布的“寒武紀(jì)”處理器芯片和云創(chuàng)大數(shù)據(jù)即將發(fā)布的深度學(xué)習(xí)芯片,就是在這個(gè)領(lǐng)域的探索,。

  加大政策支持力度,,提升企業(yè)合作水平

  人工智能的研究面很廣泛,任意的研究分支都涉及到龐大的計(jì)算代碼,,加上漏洞的排查和跨領(lǐng)域的交叉,,任何企業(yè)都難以在封閉環(huán)境內(nèi)取得階段性突破。隨著專(zhuān)用領(lǐng)域應(yīng)用的普及和通用技術(shù)應(yīng)用需求的增強(qiáng),,我國(guó)更應(yīng)不斷加大開(kāi)放性,,使系統(tǒng)級(jí)開(kāi)源成為常態(tài)。國(guó)外的谷歌,、微軟,、Facebook、雅虎等視人工智能為未來(lái)核心競(jìng)爭(zhēng)力的頂級(jí)企業(yè),,都先后開(kāi)放了自身的人工智能系統(tǒng),。國(guó)內(nèi)的科大訊飛,、百度、阿里巴巴,、騰訊等也在人工智能領(lǐng)域取得領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)后,,在不同維度和空間開(kāi)放了自身的人工智能系統(tǒng)。

  企業(yè)對(duì)外開(kāi)放了自身的人工智能系統(tǒng),,并不代表核心技術(shù)和算法的完全出讓,。底層系統(tǒng)的開(kāi)放,可以讓更多的企業(yè)或社會(huì)團(tuán)體從不同的角度參與到人工智能相關(guān)領(lǐng)域的研發(fā),,為我國(guó)人工智能的應(yīng)用創(chuàng)新和產(chǎn)品的快速迭代提供規(guī)范化平臺(tái),,形成良性的發(fā)展環(huán)境。對(duì)于開(kāi)放的企業(yè)來(lái)說(shuō),,也確保了它們與行業(yè)最新前沿技術(shù)的同步成長(zhǎng),。

  我國(guó)想要發(fā)展人工智能產(chǎn)業(yè),還要增強(qiáng)企業(yè)間合作,。國(guó)內(nèi)人工智能產(chǎn)業(yè)從專(zhuān)用領(lǐng)域應(yīng)用開(kāi)發(fā)的成熟度和差異化技術(shù)門(mén)檻的角度上分析,,可分為底層基礎(chǔ)構(gòu)建、通用場(chǎng)景應(yīng)用和專(zhuān)用應(yīng)用研發(fā)三個(gè)方向,。

  在底層基礎(chǔ)構(gòu)建方面,,企業(yè)依托自身數(shù)據(jù)、算法,、技術(shù)和平臺(tái)優(yōu)勢(shì),,在為行業(yè)類(lèi)的各公司提供基礎(chǔ)資源支持的同時(shí),也會(huì)將自身優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化為專(zhuān)用和通用應(yīng)用領(lǐng)域的研究,,從而打造自身的人工智能產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)閉環(huán),。在通用場(chǎng)景應(yīng)用方面,企業(yè)將主要以計(jì)算機(jī)視覺(jué)和語(yǔ)音識(shí)別為方向,,為安防,、生活、金融和制造等領(lǐng)域提供通用解決方案,。在專(zhuān)用應(yīng)用研發(fā)方面,則集中了大部分硬件制造商,、創(chuàng)業(yè)企業(yè),、解決方案商、應(yīng)用提供商等,??偟膩?lái)說(shuō),人工智能應(yīng)用創(chuàng)新的推動(dòng)離不開(kāi)產(chǎn)業(yè)鏈上各核心環(huán)節(jié)的相互配合,,離不開(kāi)產(chǎn)業(yè)研發(fā)方向上各企業(yè)間的相互協(xié)作,。

  政策支持上加大對(duì)人工智能的支持力度也必不可少,。

  我國(guó)參與人工智能技術(shù)研究的企業(yè)比較少,且自身的研發(fā)投入能力較為有限,,迫切需要國(guó)家層面的政策支持,,才能確保我國(guó)在未來(lái)10年的人工智能最關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展時(shí)期,具備與歐美抗衡的研發(fā)實(shí)力和研發(fā)進(jìn)展,,確保我國(guó)在科技進(jìn)步浪潮中始終處于國(guó)際領(lǐng)先地位,。具體建議如下:

  首先,由科技部牽頭加大對(duì)人工智能基礎(chǔ)研究的支持力度,,國(guó)家發(fā)改委和財(cái)政部予以項(xiàng)目立項(xiàng)和經(jīng)費(fèi)支持,。鼓勵(lì)和支持國(guó)家科研單位和人工智能企業(yè)間建立長(zhǎng)期和深層的合作機(jī)制,以便調(diào)集和整合我國(guó)的人工智能領(lǐng)域各個(gè)研發(fā)機(jī)構(gòu)的實(shí)力,,合力支撐我國(guó)在激烈的人工智能技術(shù)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中贏得領(lǐng)先的地位,。

  其次,調(diào)動(dòng)更多力量參與人工智能的研發(fā)和應(yīng)用,,出臺(tái)系列補(bǔ)貼政策予以扶持,,例如對(duì)參與構(gòu)建人工智能中間層技術(shù)的平臺(tái)廠商進(jìn)行重點(diǎn)支持、對(duì)人工智能領(lǐng)域國(guó)際人才和團(tuán)隊(duì)的引進(jìn)支持,、對(duì)國(guó)內(nèi)企業(yè)開(kāi)展人工智能領(lǐng)域技術(shù)的研發(fā)支持等,。

  最后,加大對(duì)人工智能關(guān)鍵共性核心技術(shù)的研發(fā)支持力度,,鼓勵(lì)支持各行業(yè)引入人工智能技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行轉(zhuǎn)型升級(jí),,構(gòu)建人工智能研發(fā)和應(yīng)用的良性環(huán)境。


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