深度學(xué)習(xí):人工智能進(jìn)入應(yīng)用階段
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- 發(fā)布時(shí)間:2017-04-20 16:35
深度學(xué)習(xí)是人工智能的一個(gè)分支領(lǐng)域,其過程是建立模擬人腦進(jìn)行分析學(xué)習(xí)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),從而實(shí)現(xiàn)模仿人腦的機(jī)制來讀取和分析數(shù)據(jù)。深度學(xué)習(xí)被看做當(dāng)前最接近人腦的機(jī)器學(xué)習(xí)方法。2016年3月,谷歌公司的人工智能“阿爾法圍棋”(AlphaGo)戰(zhàn)勝國(guó)際圍棋大師李世石;2016年末至2017年初,化名“大師”(Master)的“阿爾法圍棋”在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上擊敗十多位中韓世界冠軍,取得60連勝。具有深度學(xué)習(xí)能力的計(jì)算機(jī)已經(jīng)能夠在最復(fù)雜的棋類游戲上戰(zhàn)勝人類,而在更多的工業(yè)、商業(yè)和家庭領(lǐng)域,人工智能的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化也不斷推進(jìn),人工智能的美好時(shí)代已到了巨幕拉開的前夕。
從20世紀(jì)50年代發(fā)明需要人類指導(dǎo)才能運(yùn)行的計(jì)算機(jī)開始,科學(xué)家用了半個(gè)多世紀(jì)的時(shí)間讓計(jì)算機(jī)擁有自主學(xué)習(xí)能力,這一飛躍不僅僅是計(jì)算機(jī)科學(xué)和產(chǎn)業(yè)的里程碑,也對(duì)各行各業(yè)和人類社會(huì)產(chǎn)生巨大影響。“阿爾法圍棋”的成功意味著計(jì)算機(jī)在智力上超過人類是早晚的事情,而這一轉(zhuǎn)折點(diǎn)已經(jīng)逼近,同時(shí)也表明人工智能進(jìn)入了以“深度學(xué)習(xí)”為代表的新發(fā)展階段。
傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)被設(shè)計(jì)用來進(jìn)行高速運(yùn)算,但必須先有人類工程師進(jìn)行編程才能執(zhí)行任務(wù)。編程是一個(gè)耗時(shí)且高成本的工作,而且在面對(duì)未知世界時(shí),人類工程師并不能很好地幫助計(jì)算機(jī)進(jìn)行判斷。與這種依靠“教”來掌握工作能力的傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)不同,具有深度學(xué)習(xí)能力的計(jì)算機(jī)能夠自己“學(xué)習(xí)”——程序員為它灌輸?shù)牟皇沁壿嬕?guī)則和方法,而是構(gòu)建一個(gè)模擬人腦的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。計(jì)算機(jī)通過不斷自主訓(xùn)練掌握各種技能和技巧,在實(shí)際工作中根據(jù)環(huán)境變化和對(duì)人類命令的理解給出最優(yōu)策略,這一過程和人類學(xué)習(xí)掌握新知識(shí)的過程幾乎是相同的。從某種意義上講,計(jì)算機(jī)已經(jīng)發(fā)展到能夠自行編程執(zhí)行新任務(wù)的階段。未來的人工智能將主動(dòng)適應(yīng)人,用人類的語言、動(dòng)作、情感與人類進(jìn)行互動(dòng)交流,成為人類工作和生活的伙伴。
全球人工智能方興未艾
作為一項(xiàng)革命性前沿科技,各大強(qiáng)國(guó)和跨國(guó)公司都在加速布局人工智能以搶占未來競(jìng)爭(zhēng)制高點(diǎn)。如,在圖像識(shí)別領(lǐng)域,谷歌、微軟等公司近年來加強(qiáng)了對(duì)深度學(xué)習(xí)的研究和商業(yè)應(yīng)用。谷歌的GoogleNet團(tuán)隊(duì)使用深度學(xué)習(xí)技術(shù)在計(jì)算機(jī)視覺挑戰(zhàn)比賽中刷新了分類和偵測(cè)的紀(jì)錄,該技術(shù)2015年起被應(yīng)用于谷歌自動(dòng)駕駛系統(tǒng)中,幫助計(jì)算機(jī)和人類駕駛員標(biāo)注和預(yù)警道路上的危險(xiǎn)情況;2015年,微軟宣布其圖像識(shí)別系統(tǒng)的錯(cuò)誤率下降到4.94%,這低于人類在歸類識(shí)別時(shí)5.10%的錯(cuò)誤率。為了推動(dòng)深度學(xué)習(xí)在語言識(shí)別上的應(yīng)用,近期一些互聯(lián)網(wǎng)巨頭企業(yè)開源(開源技術(shù)是指開放源代碼的軟件技術(shù),此類技術(shù)被認(rèn)為有助于打破壟斷,促進(jìn)知識(shí)技術(shù)創(chuàng)新)了深度學(xué)習(xí)工具包,吸引更多人在自己的平臺(tái)上進(jìn)行語音識(shí)別的研發(fā)。開源思想能夠建立更大的平臺(tái),有助于形成更大的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)庫以及開發(fā)更多的應(yīng)用產(chǎn)品。
每一次技術(shù)革命都會(huì)為趕超者帶來“彎道超車”的歷史機(jī)遇,但如果把握不好,趕超者也可能再一次陷入“跟隨”的“漩渦”。經(jīng)過幾十年在計(jì)算機(jī)和相關(guān)領(lǐng)域的努力追趕,我國(guó)避開了這一“漩渦”。我國(guó)已具備發(fā)展人工智能研發(fā)和產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)和條件,在人工智能的基礎(chǔ)研發(fā)、產(chǎn)業(yè)化上取得令人矚目的成就,與發(fā)達(dá)國(guó)家的分工和競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系正在由“跟跑者”角色向“并跑者”“領(lǐng)跑者”角色轉(zhuǎn)變。如,在語音識(shí)別上,2014年,百度對(duì)外發(fā)布其基于深度學(xué)習(xí)的語音識(shí)別系統(tǒng)Deep Speech,該系統(tǒng)能夠模仿人大腦新皮層中的神經(jīng)活動(dòng),通過深度學(xué)習(xí)識(shí)別出數(shù)字形式的聲音、圖片等數(shù)據(jù)。實(shí)際應(yīng)用發(fā)現(xiàn),在車內(nèi)、人群等噪音環(huán)境下,Deep Speech系統(tǒng)的出錯(cuò)率比谷歌、微軟、蘋果等公司的類似系統(tǒng)低10%多。
人工智能是新科技、新產(chǎn)業(yè)
也是新的生產(chǎn)生活方式
深度學(xué)習(xí)是機(jī)器學(xué)習(xí)的新浪潮,也是人工智能發(fā)展的一個(gè)里程碑,雖然已在語音識(shí)別、圖像識(shí)別、預(yù)測(cè)分析、機(jī)器翻譯等領(lǐng)域小試身手,但客觀上講,無論是理論研究還是商業(yè)化都面臨巨大的難題。誰也不能保證深度學(xué)習(xí)在未來能成為人工智能最基礎(chǔ)的方法,或許會(huì)有更好的新技術(shù)替代深度學(xué)習(xí),但可以肯定的是,人工智能的夢(mèng)想不再遙遠(yuǎn)。機(jī)器在不久的將來會(huì)像人類一樣思考,這將對(duì)人類科技、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)產(chǎn)生巨大影響。
首先,人工智能代表更高的生產(chǎn)效率。機(jī)械化、自動(dòng)化以及傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)對(duì)生產(chǎn)率的提升幾乎已走到盡頭,而人工智能的應(yīng)用將為人類生產(chǎn)率的提升創(chuàng)造新動(dòng)力。與之前技術(shù)革命主要提高體力勞動(dòng)生產(chǎn)率不同,人工智能主要是推動(dòng)腦力和智力勞動(dòng)效率的增長(zhǎng)。如,人工智能能夠根據(jù)市場(chǎng)、供應(yīng)鏈、物流、倉儲(chǔ)情況,甚至每個(gè)工人的技能水平、工作效率進(jìn)行科學(xué)排產(chǎn),從而最大限度利用企業(yè)資源并將成本和損耗降到極低的水平,這是依靠人工排產(chǎn)不能做到的。
其次,人工智能造就新的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。在互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域,已經(jīng)有現(xiàn)象表明,人工智能具有重新調(diào)整行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)秩序的潛力。面對(duì)愈加錯(cuò)綜復(fù)雜的市場(chǎng)環(huán)境,企業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)控制和經(jīng)營(yíng)決策已超出最優(yōu)秀管理者的能力,未能投資和利用人工智能的管理團(tuán)隊(duì)將有很大可能會(huì)在競(jìng)爭(zhēng)中被淘汰。
最后,人工智能催生新的產(chǎn)業(yè)和業(yè)態(tài)。蘋果公司的語音助理Siri、亞馬遜的語音助理Alexa、谷歌的圖像識(shí)別、百度的語音識(shí)別等,是電子信息產(chǎn)業(yè)借助人工智能形成的新業(yè)務(wù),但人工智能的應(yīng)用絕不局限于電子信息領(lǐng)域。如,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域,日本的瓜農(nóng)借助谷歌人工智能技術(shù)完成對(duì)果實(shí)的自動(dòng)分揀,而在過去這一工作需要花費(fèi)時(shí)間和昂貴的勞動(dòng)力。在金融服務(wù)領(lǐng)域,人工智能幫助投資決策者開辟新的數(shù)據(jù)集,實(shí)現(xiàn)更快分析,從而降低金融業(yè)成本,提高回報(bào)。在醫(yī)療保健領(lǐng)域,德國(guó)默克制藥公司利用深度學(xué)習(xí)將研究工作聚焦于那些最有可能與靶標(biāo)綁定的分子,從而使新藥研發(fā)成功率提高15%。在零售領(lǐng)域,亞馬遜、阿里巴巴、京東等電商都在嘗試使用“大數(shù)據(jù)+深度學(xué)習(xí)”的方式對(duì)用戶實(shí)現(xiàn)更加精確的推送服務(wù),同時(shí)實(shí)現(xiàn)更科學(xué)的定價(jià)和配送貨。
需要明確的是,我們通常不會(huì)孤立地使用一種科技手段,人工智能在實(shí)際中的應(yīng)用需要與其他技術(shù)相結(jié)合。“深度模型+大數(shù)據(jù)”是現(xiàn)在非常流行的計(jì)算機(jī)解決問題的方法。如,在深度學(xué)習(xí)系統(tǒng)識(shí)別語音和文字后,通過大數(shù)據(jù)庫,計(jì)算機(jī)能夠?qū)⑵浞g成其他國(guó)家的語言,這比之前通過語法邏輯的翻譯手段準(zhǔn)確得多。在無人駕駛系統(tǒng)中,計(jì)算機(jī)通過深度學(xué)習(xí)的方法了解外界環(huán)境中哪些是安全的、哪些是需要避讓的、哪些是極度危險(xiǎn)的,深度學(xué)習(xí)的結(jié)果用以指導(dǎo)計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)駕駛速度和路線,這是無人駕駛系統(tǒng)安全性的最基本保障。人工智能與機(jī)器人結(jié)合會(huì)創(chuàng)造真正會(huì)思考、能學(xué)習(xí)的機(jī)器人,這會(huì)極大提高機(jī)器人的使用體驗(yàn),不僅提高工業(yè)領(lǐng)域機(jī)器人的生產(chǎn)效率和安全性,在商業(yè)場(chǎng)所和家庭,機(jī)器人也能夠更好地為人類服務(wù)。
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近日,在博鰲亞洲論壇2017年年會(huì)“資本寒冬來了嗎?”分論壇上,多位投資人認(rèn)為,資本潮低落后,O2O、電商等熱度退去,虛擬現(xiàn)實(shí)和人工智能將成為未來風(fēng)口。有投資人甚至認(rèn)為,十年內(nèi)人工智能的投資或翻百倍。而前不久兩會(huì)期間,國(guó)家更是釋放最高信號(hào),“人工智能”首次被寫入了政府工作報(bào)告。
中國(guó)工程院院士鄔賀銓表示,人工智能作為一門學(xué)科已經(jīng)誕生了60年,在機(jī)器學(xué)習(xí)、人機(jī)協(xié)同等方面產(chǎn)生新的突破,人工智能將成為驅(qū)動(dòng)行業(yè)智能化、支撐數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新引擎。
而業(yè)內(nèi)觀點(diǎn)認(rèn)為,在人工智能領(lǐng)域,雖然中國(guó)目前無論是基礎(chǔ)研究還是技術(shù)成果,與歐美等國(guó)尚存在差距。但中國(guó)的技術(shù)與產(chǎn)品推陳出新,應(yīng)用速度快,未來前景樂觀。
鄧洲
