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        人工智能的進(jìn)展及發(fā)展建議

        2017-04-13 15:57:38王瑩
        電子產(chǎn)品世界 2017年2期
        關(guān)鍵詞:引擎大數(shù)據(jù)人工智能

        王瑩

        摘要:2017年1月12日。清華大學(xué)計(jì)算機(jī)系教授鄧志東在“科學(xué)傳播與科技期刊論壇暨刊媒惠年度大會”上。做了《擁抱人工智能的春天》的報(bào)告。介紹了四個方面:2016年人工智能迎來了春天。人工智能引起社會的極大關(guān)注。人工智能上升為國家發(fā)展戰(zhàn)略。發(fā)展我國人工智能技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的建議。

        關(guān)鍵詞:人工智能;引擎;大數(shù)據(jù);CPU;FPGA

        DOI:10.3969/j.jssn.1005-5517-2017-2.006

        1 2016年人工智能迎來了春天

        2016年人工智能(A1)進(jìn)入了第三個高潮。2016年3月9-15日,谷歌AlphaGo(阿爾法狗)以4:1的成績擊敗世界圍棋冠軍李世石職業(yè)九段,意義非常重大。因?yàn)檫^去機(jī)器主要做感知,現(xiàn)在出現(xiàn)了認(rèn)知,這是人工智能的關(guān)鍵所在。

        8個月后,2016年12月29日~2017年1月4日,AlphaGo的升級版——谷歌Master(大師)在30秒快棋網(wǎng)測中,以60勝0負(fù)1和的成績,橫掃柯潔、古力、聶衛(wèi)平、樸廷桓、井山裕太等數(shù)十位中日韓世界冠軍與頂級高手。從此以后,也許人類以后就沒有和Master進(jìn)行圍棋比賽的機(jī)會了!除了圍棋,人工智能下一步將在國際象棋、中國象棋等棋類方面發(fā)展。

        撲克牌方面,專家水平的人工智能首次戰(zhàn)勝一對一無限注德州撲克人類職業(yè)玩家,而且DeepStack讓機(jī)器擁有知覺。

        人工智能還能玩游戲。其意義很重大,平時(shí)環(huán)境中很難得到一些數(shù)據(jù),因?yàn)橛螒蛳喈?dāng)于虛擬社會,例如“星際爭霸2”是復(fù)雜的虛擬社會,如果人工智能在這個虛擬社會中能戰(zhàn)勝人,這將是非常了不起的,未來可涉及到高級決策,在軍事上很有用處。2016年11月5日,谷歌DeepMind宣布與暴雪合作開發(fā)人工智能,挑戰(zhàn)實(shí)時(shí)戰(zhàn)略視頻游戲“星際爭霸2”。這件事情的意義非常重大。下一步可以用于軍事上的高級戰(zhàn)略決策。

        無人駕駛方面,2016年11月15日,“在第三屆世界互聯(lián)網(wǎng)大會”期間,18輛百度“云驍”亮相烏鎮(zhèn)子夜路,在3.16公里的開放城區(qū)道路上自主行駛。2016年特斯拉Autopilot 2.0問世,該軟件只需要八千美元,就可讓軟件駕駛汽車。所有特斯拉新車將安裝“具有完全自動駕駛功能”的該硬件系統(tǒng),并可通過OTA(空中下載技術(shù))進(jìn)行軟件升級;自動駕駛功能從L2(二級,半無人駕駛)直接跳躍到L4/L5();2017年底之前,特斯拉車將以完全自動駕駛模式從洛杉磯開往紐約。Uber提出在城區(qū)大范圍無人駕駛出租車試運(yùn)行,Uber 2016年9月14日在美國匹茲堡市推出城區(qū)大范圍無人駕駛出租車免費(fèi)載客服務(wù)并試運(yùn)行,先期已測試近2年,說明無人駕駛真正落地了。

        為何無人駕駛很重要?因?yàn)槿斯ぶ悄苁菬o人駕駛的核心。除了百度、特斯拉、Uber,谷歌Waymo也在做自動駕駛測試。此外,沃爾沃、福特、寶馬、百度、英特爾等全球約20多家企業(yè)公開宣布,4年以后的2021年將會是無人駕駛/自動駕駛元年,部分5AE L4車將會實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。

        計(jì)算機(jī)視覺

        針對ImageNet ILSVRC測試比賽的1 000種物體識別,Deep CNN超過了人類的識別能力。人是5.1%(如圖1),2016年2月23日谷歌人工識別的評測是3.08%。ImageNetILSVRC中有1000種物體,例如猴子、馬、飛機(jī)、坦克等約1500萬張照片、包含2.2萬類種不同物體。深度學(xué)習(xí)一般能做到52層,極深度學(xué)習(xí)(very deep lea rning)現(xiàn)在已經(jīng)做到1000層。

        在ILSVRC 2016國際評測中,包括視覺物體檢測、視覺物體定位、視頻物體檢測、場景分類、場景解析等性能均有提高。值得一提的是,在此次大會上,中國團(tuán)隊(duì)大放異彩,幾乎包攬了各個項(xiàng)目的冠軍(圖2)。

        人工智能語義分割

        基于全卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)FCN的路面/場景像素級語義分割取得重要進(jìn)展。為此,我們可以分割大部分道路。

        人工智能唇語專家

        看電視時(shí)把聲音關(guān)掉,靠嘴唇說話的變化來識別談話內(nèi)容,這種能力機(jī)器識別率已經(jīng)超過人類。例如2016年12月,英國牛津大學(xué)與谷歌DeepMind等研發(fā)的自動唇讀系統(tǒng)LipNet,對GRID語料庫實(shí)現(xiàn)了95.2%的準(zhǔn)確率;對BBC電視節(jié)目嘉賓進(jìn)行唇語解讀,準(zhǔn)確率為46.8%,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過專業(yè)的人類唇語專家(僅為12.4%)。

        人工智能人臉識別

        人臉識別可以達(dá)到產(chǎn)品級別,例如支付寶的刷臉成功率超過了人類。如圖3,人的水平為97.40,百度為99.77。因此可以進(jìn)行產(chǎn)品體驗(yàn)。2017年1月6日,百度人工智能機(jī)器人“小度”利用其超強(qiáng)人類識別能力,以3:2險(xiǎn)勝人類最強(qiáng)大腦代表王峰。

        語音識別

        目前的社交新媒體和互動平臺中,Al虛擬助手和Al聊天機(jī)器人正在崛起。一天,美國GIT(佐治亞理工大學(xué))的一個課堂上來了一位助教,教師講完課后說:“大家有問題就問助教吧”。這位助教原來是個會眨眼睛的機(jī)器人!這時(shí)學(xué)生們才知道每天網(wǎng)上給他們答疑解惑的是人工智能,此前學(xué)生們也感到很吃驚,這位助教非常敬業(yè),晚上還在發(fā)Email。

        人工智能語音合成

        指從文本聲音到真實(shí)聲音,可以自動翻譯成英文。2016年9月19日,谷歌DeepMind推出WaveNet,實(shí)現(xiàn)文本到美式英語或中國普通話的真實(shí)感語音合成。

        人工智能速記員

        包括語音識別和NLP(自然語言處理)。2016年10月17日,微軟的語音識別系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了5.9%的詞錯率(WER),媲美人類專業(yè)速記員,且錯誤率更低;中國科大訊飛也有語音輸入法。

        人工智能翻譯

        中國人往往從小學(xué)到讀博士都在學(xué)英語。現(xiàn)在,谷歌、微軟和百度等公司在做人工智能翻譯。以谷歌為例,2016年9月27日,谷歌的神經(jīng)機(jī)器翻譯系統(tǒng)(GNMT)實(shí)現(xiàn)了多語種翻譯,較之傳統(tǒng)方法,英譯西班牙翻譯錯誤率下降了87%,英譯漢下降了58%,漢譯英下降了60%,已接近人工翻譯的水平。也許今后學(xué)外語沒那么重要了,人們可戴著耳機(jī),耳機(jī)能直接翻譯成各國語言。

        人工智能對抗訓(xùn)練

        Goodfellow(2014)提出的生成式對抗網(wǎng)絡(luò)(GAN),為半監(jiān)督學(xué)習(xí)/舉一反三式的學(xué)習(xí)發(fā)展提供新思路,2016年發(fā)展迅速。目前是監(jiān)督式學(xué)習(xí),需要依靠大數(shù)據(jù),因此大數(shù)據(jù)需要非常完備。而人是舉一反三式的學(xué)習(xí)。例如人沒有見過飛機(jī),看過幾張照片就可以把世界上所有飛機(jī)都認(rèn)出;目前的大數(shù)據(jù)驅(qū)動的深度學(xué)習(xí)方式,是把世界上所有飛機(jī)照片都看過才行?,F(xiàn)在進(jìn)行舉一反三的半監(jiān)督或無監(jiān)督式學(xué)習(xí),思路是采用對抗的方法,一個網(wǎng)絡(luò)造假,另一網(wǎng)絡(luò)鑒別照片是真是假,通過對抗式的學(xué)習(xí)來共同進(jìn)步(如圖4)。

        人工智能引擎

        芯片三巨頭

        英特爾、英偉達(dá)和高通全部轉(zhuǎn)到了人工智能上。為此英偉達(dá)的股票漲了幾倍。英特爾也在大搞人工智能。高通為了進(jìn)入人工智能領(lǐng)域,收購了恩智浦,恩智浦此前收購了飛思卡爾。

        現(xiàn)在出現(xiàn)了基于超級GPU/TPU集群的離線訓(xùn)練,采用超級GPU/TPu集群服務(wù)器,例如英偉達(dá)的深度學(xué)習(xí)芯片Tesla P100及DGX-1深度學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī),谷歌數(shù)據(jù)中心的TPU。

        終端應(yīng)用采用GPU/FPGA-based DPU,例如英特爾Apollo Lake A3900的“智能互聯(lián)駕駛艙平臺”,高通驍龍的820A處理器。

        通用人工智能與認(rèn)知智能

        1997年,lBM的超級電腦程序“深藍(lán)”擊敗國際象棋大師加里·卡斯帕羅夫;2011年2月,IBM的自動問答系統(tǒng)在美國最受歡迎的智力競答電視節(jié)目“危險(xiǎn)邊緣”中戰(zhàn)勝了人類冠軍:IBM的沃森醫(yī)生在某些細(xì)分疾病領(lǐng)域已能提供頂級醫(yī)生的醫(yī)療診斷水平,例如胃癌診斷。

        可見,1.AlphaGo和Master等已可橫掃人類圍棋職業(yè)頂尖高手,下一步,將能下中國象棋等所有棋類,此外還可以打牌、炒股等,即什么都可以干,是強(qiáng)人工智能。2.人工智能已成為無人駕駛汽車商業(yè)落地的關(guān)鍵。3.視覺物體識別、人臉識別、唇語識別等在許多國際公開評測中,達(dá)到或超過人類的水平;4.速記等語音識別已可媲美人類;5.包括神經(jīng)機(jī)器翻譯在內(nèi)的自然語言處理,性能也大幅度提升;6.生成式對抗網(wǎng)絡(luò)得到極大關(guān)注。

        目前,發(fā)展通用人工智能成為普遍共識。

        2 社會極大關(guān)注

        未來,可能很多工作就會消失了。

        人工智能引起社會的極大關(guān)注和熱議,人工智能發(fā)展很快;而且人工智能的學(xué)習(xí)速度快,很勤奮,未來可以達(dá)到人類所有的智能,這時(shí)到達(dá)了從強(qiáng)人工智能到超越人工智能的奇點(diǎn);人工智能有超越人類智能的可能;理論上,人工智能還可以永生。

        這也引起了很多人們的擔(dān)憂。奇點(diǎn)到來、強(qiáng)人工智能、超人工智能、意識永生、人類滅絕等聳人聽聞的觀點(diǎn)出現(xiàn),引起包括霍金、蓋茨和馬斯克等在內(nèi)的世界名人對人工智能發(fā)展的擔(dān)憂。在每年的世界人工智能大會上,專門有一個論壇探討人工智能與法律、倫理及人類未來的會場。

        現(xiàn)在,人工智能工業(yè)的OpenAI成立。

        2016年全社會對人工智能的極大關(guān)注,可能是2016年AI的最大進(jìn)展!

        在半監(jiān)督/無監(jiān)督學(xué)習(xí)、通用人工智能方面,人工智能具有舉一反三,并有常識、經(jīng)驗(yàn)、記憶、知識學(xué)習(xí)、推理、規(guī)劃、決策,甚至還有動機(jī)。這最后一點(diǎn)有點(diǎn)恐怖,人是有意識和動機(jī)的,機(jī)器做事也有動機(jī),太可怕了。

        智能學(xué)習(xí)進(jìn)步很快,AIpha Go八個月后就可以戰(zhàn)勝所有圍棋手,因?yàn)樗苊刻?4小時(shí)學(xué)習(xí)、不吃不喝地學(xué)習(xí),比人強(qiáng)多了。

        因此,在經(jīng)歷了60年“三起兩落”的發(fā)展后,以深度學(xué)習(xí)為主要標(biāo)志的人工智能正迎來第3次偉大復(fù)興,這次引起社會尤其是產(chǎn)業(yè)界高強(qiáng)度的關(guān)注。因?yàn)樯鲜兰o(jì)60年代和80年代,人工智能沒有達(dá)到這樣的水平。

        硅谷精神教父、預(yù)言家凱文·凱利說,未來人工智能會成為一種如同電力一樣的基礎(chǔ)服務(wù)。斯坦福大學(xué)推出了“人工智能百年研究”首份報(bào)告——《2030年的人工智能與生活》。

        3人工智能上升為國家發(fā)展戰(zhàn)略

        有人認(rèn)為第四次工業(yè)革命即將由人工智能與機(jī)器人等引爆。英國政府認(rèn)為,人工智能有望像19世紀(jì)的蒸汽機(jī)革命那樣徹底改變我們的生活,甚至人工智能給人類社會帶來的變革與影響,有可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過蒸汽機(jī)、電力和互聯(lián)網(wǎng)帶來的前三次工業(yè)革命。

        智能制造、無人駕駛汽車、消費(fèi)類智能機(jī)器人、虛擬助手、聊天機(jī)器人、智能金融、智能醫(yī)療、智能新聞寫作、智能律師、智慧城市等可能被人工智能代替。人工智能將無處不在,可望替換人類的部分腦力勞動,一些職業(yè)會被取代或補(bǔ)充,一些新的行業(yè)又會誕生,例如18世紀(jì)出現(xiàn)了紡織工人,之后汽車代替了馬車等。因此,我們將經(jīng)歷從“互聯(lián)網(wǎng)+”到“人工智能+”。

        中國“互聯(lián)網(wǎng)+”與“中國制造2025”國家發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施,對人工智能的巨大需求在迅速增長。未來2-5年,人工智能應(yīng)用與產(chǎn)業(yè)發(fā)展將迎來爆發(fā)期。

        中國政府在《“互聯(lián)網(wǎng)+”人工智能3年行動實(shí)施方案》提出:計(jì)劃在2018年形成千億級人工智能產(chǎn)業(yè)應(yīng)用規(guī)模。201 7年1月10日,科技部部長萬鋼稱,將編制完成人工智能專項(xiàng)規(guī)劃,加快推進(jìn)人工智能等重大項(xiàng)目的立項(xiàng)論證。

        美國政府在2016年10月13日出臺了《為人工智能的未來做好準(zhǔn)備》的報(bào)告,提出了23條建議措施。同一天,美國政府又出臺了《國家人工智能研發(fā)戰(zhàn)略規(guī)劃》,提出了7大重點(diǎn)戰(zhàn)略方向。美國參議院于2016年11月30日召開了關(guān)于人工智能的首次國會聽證會,主題是“人工智能的黎明”,認(rèn)為中國是對美國人工智能全球領(lǐng)導(dǎo)地位的一個真正威脅。在2016年12月20日美國白宮發(fā)布了《人工智能、自動化與經(jīng)濟(jì)》報(bào)告,考察了人工智能驅(qū)動的自動化將會給經(jīng)濟(jì)帶來的影響,并提出了國家的三大應(yīng)對策略方向??梢?,奧巴馬把人工智能看作其政治遺產(chǎn)之一(注:另一個是Cyber空間)。

        英國政府2016年12月發(fā)布了《人工智能:未來決策的機(jī)遇與影響》的報(bào)告,關(guān)注人工智能對社會創(chuàng)新與生產(chǎn)力的促進(jìn)作用,論述如何利用英國人工智能的獨(dú)特優(yōu)勢,增強(qiáng)英國國力。

        日本政府2017年開始,要讓人工智能與機(jī)器人推動第四次工業(yè)革命。

        4 我國對策

        應(yīng)以深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為核心,全面開展計(jì)算機(jī)視覺、語音識別和自然語言等人工智能產(chǎn)品的開發(fā)與大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。這需要大數(shù)據(jù)、計(jì)算平臺/計(jì)算引擎、人工智能算法、應(yīng)用場景等飛速發(fā)展,另外還需要資源、資金、人才。在方法上,選定垂直細(xì)分領(lǐng)域最重要。

        面向若干細(xì)分垂直領(lǐng)域,建立大數(shù)據(jù)中心。實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)采集、清洗、標(biāo)簽、存儲、管理與交易,建立大數(shù)據(jù)源公共基礎(chǔ)設(shè)施與垂直領(lǐng)域知識庫。專有大數(shù)據(jù)是人工智能產(chǎn)業(yè)制勝的關(guān)鍵和法寶。中國企業(yè)必須開始特別關(guān)注大數(shù)據(jù)的采集與利用。其重要性如同原油—樣,跨國企業(yè)視之為戰(zhàn)略資源!

        強(qiáng)力開展人工智能芯片與硬件平臺的研發(fā)。包括基于FPGA的深度學(xué)習(xí)芯片;類腦芯片與憶阻器件;建立國家級人工智能超算中心。

        布局通用人工智能與認(rèn)知智能前沿技術(shù)探索。加強(qiáng)與腦科學(xué)、認(rèn)知科學(xué)、心理學(xué)等的多學(xué)科交叉融合創(chuàng)新,推動原創(chuàng)性基礎(chǔ)研究,為中國人工智能的應(yīng)用與產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供支撐。

        創(chuàng)新體制機(jī)制,搶占人工智能戰(zhàn)略制高點(diǎn)。加強(qiáng)國家科技創(chuàng)新體系建設(shè),改革學(xué)術(shù)與科研投入產(chǎn)出評估體系。面向國家重大戰(zhàn)略需求與經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展急需,通過體系的創(chuàng)新來保障技術(shù)與產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新的實(shí)現(xiàn),打通“政、產(chǎn)、學(xué)、研、用”各個環(huán)節(jié)。例如建立國家DARPA(美國國防高級研究計(jì)劃局)和中國的阿拉莫國家實(shí)驗(yàn)室。

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