2018年的春晚,王菲和那英再度聚首合唱了一首《歲月》,讓觀眾又想起20年前,王菲和那英合唱那首廣為傳唱的《相約1998》。同樣是將近20年的歷史,1997年,IBM(深藍)戰(zhàn)勝了國際象棋世界冠軍Garry Kasparov,代表了基于規(guī)則的人工智能的首次勝利,2016年,谷歌的AlphaGo機器人在圍棋比賽中擊敗了世界冠軍李世石,至今維持不敗戰(zhàn)績。如果要問未來20年,影響我們生活的最大技術(shù)驅(qū)動力是什么?答案就是人工智能(Artificial Intelligence)。
人工智能是指使用機器代替人類實現(xiàn)認知、識別、分析、決策等功能,對人類思維和推理過程的模擬、延伸和擴展,是一門綜合了機器學習、云計算、大數(shù)據(jù)等前沿交叉學科技術(shù)。人工智能的過程就是機器模仿人類利用知識完成了一定行為的過程。按照是否能真正實現(xiàn)推理、思考和解決問題這一標準,人工智能分為“弱人工智能”和“強人工智能”,目前市場上的人工智能研發(fā)和應(yīng)用主要集中于“弱人工智能”領(lǐng)域,即是實現(xiàn)特定功能的專用人工智能,如語音識別、圖像處理、機器翻譯等。
與傳統(tǒng)的人工控制或遙控機器人相比,人工智能系統(tǒng)同樣需要數(shù)據(jù)和計算,同樣需要與人產(chǎn)生互動協(xié)作,但人工智能系統(tǒng)更高級之處,在于具有一定的自適應(yīng)特性和學習能力,能夠隨環(huán)境、數(shù)據(jù)或任務(wù)的變化而自適應(yīng)調(diào)節(jié)參數(shù)或更新優(yōu)化模型,能夠向“云、端、人、物”進行數(shù)字化連接并擴展、實現(xiàn)演化迭代,應(yīng)對不斷變化的現(xiàn)實環(huán)境,從“一器一用”向“一器百用”過渡,這就是“智能”的體現(xiàn)。
以上是對人工智能的整體介紹,下面我們以“拆文解字”的方式,再來剖析一下人工智能的各個方面:
1. 人工智能的“人”:可以理解為機器所替代的各種人類活動場景,由此派生出了各種結(jié)合人工智能應(yīng)用場景,包括“AI+醫(yī)療”、“AI+金融”、“AI+物流”、“AI+制造”等各種領(lǐng)域。
在“AI+醫(yī)療”領(lǐng)域,人工智能技術(shù)在醫(yī)療影像輔助診斷、輔助診療、疾病預(yù)測、藥物開發(fā)方面,能夠有效提高醫(yī)護人員的工作效率,降低漏診率和誤診率。比如在醫(yī)學影像領(lǐng)域,我國影像數(shù)據(jù)的年增長率約為30%,而放射科醫(yī)師數(shù)量年增長率為4.1%,放射科醫(yī)師有超過一半以上工作時間在 8小時以上,20%每日工作時間甚至超過 10小時,一個病人的肺部CT影像,看完需要15~30分鐘,而通過人工智能技術(shù)的輔助,影像醫(yī)生的工作效率可以提高3倍多。
在“AI+金融”領(lǐng)域,人工智能技術(shù)在智能獲客、身份識別、大數(shù)據(jù)風控、智能投顧等方面都取得了一定的進展。以大數(shù)據(jù)風控為例,傳統(tǒng)銀行的風控打分還維持在在20~200個左右的模型變量,而基于深度學習的模型可以處理的特征變量多達7萬個,通過人工智能的算法,模型還可以發(fā)現(xiàn)一些傳統(tǒng)模型無法預(yù)警到的風險現(xiàn)象,比如,在美國市場的小額現(xiàn)金貸發(fā)放中,機器學習會發(fā)現(xiàn)貸款申請人在網(wǎng)上填表喜歡全部用大寫字母的人違約率更高,或者在申請人月收入沒有驗證的情況下,申請人填寫月收入超過7500美元以上的人違約率反而會提高,預(yù)示著一種可能存在欺詐的統(tǒng)計現(xiàn)象。
2. 人工智能的“工”:可以理解為“工效”指標,即KPI,這是衡量機器輔助或替代人類活動后工效指標。
通過人工智能能夠非常明顯提高工效的活動,除了上面提到的醫(yī)學影像輔助診斷之外,客服行業(yè)也是一個非常好的案例,通過歷史上積累的客服對話記錄,人工智能技術(shù)能夠在意圖識別、命名實體識別、自動問答、用戶畫像等方面進行賦能,可以提高20%~30%的工時效率,通過人機充分協(xié)作,機器人不僅可以獨立解決客戶問題,還能輔助人工發(fā)揮重要作用,90%以上的問題將可以由機器人自主解決。
不僅僅在服務(wù)領(lǐng)域有“工效”問題,在智能硬件出也能體現(xiàn)中“使用效果”的提升,比如在2018年1月9日美國拉斯維加斯舉辦的國際消費類電子產(chǎn)品展覽會(CES)上,一家Forward-X的公司就推出了一款可以跟隨主人滑行的智能行李箱。這款行李箱采用面部識別技術(shù)、傳感器與自動駕駛技術(shù),可以避開障礙物,用攝像機和激光雷達進行定位,實時鎖定并跟隨主人。而且用戶通過獨特的手勢控制功能就可以控制它。此外,智能行李箱還配備了一個警報腕帶,如果有人試圖偷走它就可以報警。有了智能旅行箱,出門旅行的雙手是解放,帶來了很好的“工效”提升。
3. 人工智能的“智”:是指人工智能的關(guān)鍵算法,即“機器學習”。
機器學習是一門涉及統(tǒng)計學、系統(tǒng)辨識、逼近理論、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、優(yōu)化理論、腦科學等諸多領(lǐng)域的交叉學科,研究計算機如何模擬或?qū)崿F(xiàn)人類的學習行為,以獲取新的知識或技能,重新組織已有知識結(jié)構(gòu)并實現(xiàn)迭代,這是人工智能技術(shù)的核心。
基于數(shù)據(jù)的機器學習是從觀測數(shù)據(jù)(訓練集)出發(fā)尋找規(guī)律,利用這些規(guī)律對未來數(shù)據(jù)或無法觀測的數(shù)據(jù)進行預(yù)測,相關(guān)算法包括邏輯回歸、支持向量機方法、三層人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法、貝葉斯方法以及決策樹方法等,按照學習模式劃分,可分為以下3類
除了上述傳統(tǒng)的機器學習之外,深度學習,又被稱為深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(指數(shù)層超過3層的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)),是一個從2006年開始出現(xiàn)的新興領(lǐng)域,其實質(zhì)是給出了一個將特征表示和學習合二為一的方式,其特點是放棄了可解釋性,只追求學習的有效性,目前兩類典型的模型是卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(CNN)和循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(RNN)
值得一提的是,近期機器學習本身也正在走向機器學習的階段,這得益于谷歌在2017年推出的AutoML(Auto Machine Learning),即讓AutoML系統(tǒng)自主編寫機器學習代碼,一種能夠讓AI生成AI的人工智能。從人工智能應(yīng)用的角度看,谷歌AutoML平臺將是一個非常方便的工具。如果單個企業(yè)定制人工智能方案,就要去定義算法,收集數(shù)據(jù),通常要數(shù)個月或者數(shù)年才能完成。而谷歌AutoML平臺可以自動生成模型,產(chǎn)品周期被大大縮短,企業(yè)的花費也會降低。
4. 人工智能的“能”:是指實現(xiàn)人工智能的運算能力,GPU的出現(xiàn)讓并行計算成為可能,對數(shù)據(jù)處理規(guī)模、數(shù)據(jù)運算速度都帶來了指數(shù)級的增長。
作為計算能力的物質(zhì)基礎(chǔ),智能芯片被分別部署在云端和設(shè)備端,人工智能的訓練和推理通常在云端芯片實現(xiàn),而設(shè)備端芯片用來處理實時性要求很高的設(shè)備,比如自動駕駛的車載攝像設(shè)備。智能芯片主要是通用類的芯片,包括CPU、GPU、NPU、FPGA。