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AI+机器人,引领未来科技新潮流

2017-10-16 09:51:32   作者:吴勇毅   来源:CAME体验云研究院公众号   评论:0  点击:


  前言
  新人工智能AI,不再是科幻小说,不再是阅读理解,不再是新闻标题,不再是以太网中跃动的字节和CPU中孱弱的灵魂,而已是实实在在的革命。
  美国亚马逊超级仓库内,无数机器人正在货架间疯狂奔跑;欧洲快餐店内,机器人端着汉堡和薯条7x24小时来去自如;而在南非矿井下,电脑正操作精密仪器,指挥着机器人向幽暗处进发;在珠三角,富士康厂区,工厂流水线两侧,100万台精密机器人正逐步填满工人站过的位置。
  然而这一切,在科学家眼里,仍定义为弱人工智能时代,只是革命的开始。
  而今随着智能飞速进化,AI已杀入世界每一个角落。今年全球数百位顶尖科学家,耗费漫长时间,搭建了一个复杂数学模型,通过类似摩尔定律的多重推演,得到一个最终结论:人工智能或将在2050年,达到普通人智能水平,并引发智力爆炸。这一时刻,距今大概还有33年。
  这是“痴人妄想”还是“危言耸听”?谷歌首席未来学家雷·库兹韦尔甚至表示“在不太远的将来,纳米机器人会住在我们的血管里,我们的大脑会向云端上传数据,而人类将实现永生。”这听起来很吓人又令人很振奋。
  从新材料的应用到感知智能,再到认知智能的进化等,机器人与人工智能的深度结合如今已是机器人产业发展的一大风口、机器人企业竞跑的方向。
  8月23日,2017世界机器人大会在北京召开,新松机器人、远大智能、神思电子、GQY视讯、天智航等国内知名上市企业和新三板公司纷纷携智能化新品亮相,AI成为竞争的新焦点。
  迎来3.0时代,机器人企业竞跑AI领域
  本届世界机器人大会以“创新创业创造,迎接智能社会”为主题,由论坛、博览会、机器人大赛三大板块组成。工信部部长苗圩、工信部副部长辛国分别在会上发言,强调机器人与人工智能的深度结合仍需持续推进,未来必须进一步加强人工智能与机器人的融合创新。
  如今伴随大数据、云计算、物联网、移动互联网等技术的快速发展,人工智能正在以前所未有的广度、深度、速度与我们实际生活的世界紧密结合,并通过大数据、计算力和算法三大要素的联合作用,快速渗透包括机器人在内的各个行业,数字化、网络化、智能化的发展给机器人产业带来了新的春天。当前,机器人产业已进入3.0时代,“互联互通、虚实一体、人机融合”,是3.0时代机器人的核心特征。
  由AI驱动的第四次工业革命已来到,未来10至15年,人工智能将迎来落地的战略机遇期,一个重要的切入点就是利用人工智能重构企业知识的生产、流动和使用,进而使机器自身具备数据收集、整理、分析的能力,自主做出判断和决策。IDC机构表示,人工智能的快速发展为机器人植入了智能化的“大脑”,智能化将成为机器人产业的升级方向。
  如今,人工智能已成为各大机器人、科技公司必争的领地,在人工智能领域频频发力。尽管AI的大规模商业应用为期尚早,但各大巨头们在理论研究与单项突破上已斩获颇丰,如百度发布AI生态开放战略、阿里AI实验室亮相、远大智能打造具有“触觉”“视觉”的生活机器人、猎豹移动斥巨资进军机器人领域、小米公司推出AI音箱、科大讯飞打造机器阅读理解……。
  目前人工智能每天都在以惊人的速度向前发展,中国已诞生了数十家知名人工智能企业,从语音识别到人脸识别,人工智能市场加快爆发,而在人工智能助力下,如今新版机器人已增加了包括物体识别、语言处理、力量感知、环境感知等多项智能化的功能,原来的机器人仅相当于手臂,现在可逐步向半人化进化。目前科大讯飞、新松机器人、东华软件等公司的一些技术上已经走在全球前列。
  当下机器人已是提振实体经济的重要突破口和各主要国家战略布局的焦点。当前,我国机器人发展面临重大历史机遇,《中国制造2025》、《机器人产业发展规划(2016-2020年)》等政策明确将机器人、人工智能作为重点发展领域,积极打造面向全球的机器人技术和产业生态体系,未来前景十分可观。《规划》提出到2020年,自主品牌工业机器人年产量达到10万台,六轴及以上工业机器人年产量达到5万台以上,占国产工业机器人总销量的四成,新一代机器人技术取得突破,机器人智能化、高端化加速明显,智能机器人实现创新应用,并能开拓海外市场。
  最近两年来,国内在机器人工智能领域的投资明显加快。据“2017中国IT市场年会预计,2018年国内人工智能市场规模将达到381亿元,复合增长率达26.3%,若是结合机器人市场,规模潜力更是巨大。据统计,2016年我国机器人产业规模首次突破300亿元,预计2017年将达到372.8亿元,连续五年规模增速基本保持在30%以上,成为全球机器人产业规模增长的主要力量之一。
  智能化成未来机器人产品的关键词,“智”胜市场
  如今市场对机器人的场景需求在经历这样一个过程:从满足单一的功能需求到满足多项功能需求,再到将来能够满足交互性需求。机器人要满足这些场景需求,则必须具备良好的用户体验,并且其性能与使用体验要能高度满足社会用户的期望值。
  比如说,这两年吸“睛”最多的人形服务机器人,正是因为商业市场存在人工高成本、高流动率继而需要优化人力投入的需求,人形机器人才有机会进入到各类有交互服务的行业应用中。现在,人形机器人已经初步实现了听得见、看得见、能走动这些基础功能,接下来,用户还希望它听得懂、看得懂、交互性能更强,甚至希望它有专业知识,它的工作质量和效率能比人类更高。基于这些,业务场景就会自然而然对技术进步提出更高的要求,推动机器人逐步具备其四大经典属性——感知能力、思考能力、反馈能力、自主行动能力。由此又决定了机器人底层技术将按照发展方向拥有三个模块,即感知模块、人机交互及识别模块、运动控制模块,而这些技术则离不开业界当下最关注的热点——人工智能。
  拥有半个世纪发展史的人工智能在这两年一跃成为舆论关注的焦点,除了资本和科技大咖的推动,也得益于技术本身已经发展到一个相对成熟的阶段。首先是大数据环境的不断完善,互联网、物联网、各种传感器和数据采集器等的发展使得每年数据的产生量以指数级的量级快速增长,这些海量的、多维度的、多形式的数据,和在某一领域拥有深度的、细致的数据是训练人工智能的前提。其次是计算机运算能力有了质的提升,尤其是GPU的兴起,让产业运算能力有急待提高。最后,算法的全面提升则又是另一个关键要素。
  当前全球人工智能产业包括三个层次:一、底层的人工智能技术,包括了传感器与芯片等基础硬件和图像识别、机器学习、自然语言理解、语音识别算法等软件。二、承载智能技术的平台,比如机器人、自动驾驶汽车、无人机、VR/AR、其他智能硬件等。因为有了基础层的技术,这些设备有了更好的感知能力和理解能力、更强的作业能力,能够满足更多的应用场景。这些设备将不仅仅停留在Smart水平,而会变得更Intelligent,它们的市场也将会远远大于智能手机。最后,第一层与第二层的发展都是为第三层,即行业的智能化落地服务:人工智能+行业应用已经呼之欲出,如人工智能+金融,人工智能+医疗,人工智能+媒体等接踵而至,这些应用的广度和深度则又会比今天的互联网+要大的多。
  不过,当前国内机器人产业发展仍然面临智能化水平应用的技术瓶颈。在视觉、触觉、移动、决策、预判等方面,机器人普遍远未达到人类的水平,智能表现得仍相当有限,没能从根本上扩大应用范围,真正成为人类生产生活不可或缺的重要组成部分。尤其是服务机器人,智能化水平的欠缺是其尚不能进入高速增长阶段的最大制约。机器人与人工智能如何深度结合已为机器人产业发展的第一大挑战。
  机器+人工智能才是机器人。一个明显的趋势,软件系统与人工智能等技术的结合已成为未来机器人“赋智”的关键,但现在国内机器人多数是单纯的机械手臂,已不能满足人们对机器人的需求,智能化水平仍不足。智能化专家张伯旭认为世界机器人产业的竞争正由硬件竞争转向软件竞争,与人工智能等技术结合成为竞争关键,“智能化”成为未来产品的关键词,只有颠覆式技术才能引发未知领域应用的爆发性增长,“智”胜市场。
  当前,新一轮技术革命风暴已经在迅速孕育。IDC机构认为,人工智能有望成为未来10年乃至更长时间内IT信息产业发展的焦点。从人工智能涉及的产业链来看,机器人、无人机、工业4.0、O2O等多个领域都有望受益。而随着机器人的“长大”,它与人工智能更是如影随形。作为人工智能的重要载体、伴随体,愈来愈智能化的机器人正在加速突破“拐点”,走向一个新时代。
  机构指出,人工智能的快速发展为机器人植入了智能化的“大脑’,智能化将成为机器人产业的升级方向、决战领域。谷歌、苹果、微软、英特尔、华为等一大批高科技信息技术企业将纷纷进军机器人领域,布局机器人产业3.0时代,引领智能机器人产业创新发展。
  群雄逐“芯”,智能芯片助推AI+机器人,人类真的能实现永生?
  人类比其他动物更为先进,是因为人类拥有强大的逻辑能力。当前的机器设备如果能拥有这种逻辑能力,也必然可以在更少人工参与的情况下,完成更多更复杂的任务。电脑发明以后,人们发现电脑拥有超快的处理速度和强大的存储能力,可以把大量的逻辑关系存储在电脑中,机械设备通过电脑,实现了人类的“感官感受——判断情况——选择最符合当前状况的解决方法——执行解决方法”,这就是自动化中常出现的几个名词:传感器、逻辑模块、控制模块、执行部件。通过电脑,机器人可以绕开人脑,自主处理各种事件。
  优秀的人工智能,要让机器人用最少的时间找到最优的方法,并且有足够的抗干扰能力和自我纠错能力。1956年多位科学家共同讨论用机器来模拟人的智能。再之后,1997年5月,IBM深蓝横空出世,力挫世界象棋大师卡斯帕罗夫,为人工智能引来一片喝彩。而去年3月谷歌人工智能AlphaGo接连打败世界围棋冠军、韩国人李世石,更是引发全球巨大轰动。机器人开始走进“有脑”的智能时代。
  当前的主流人工智能思路,仍然是将大量的解决方案存储在电脑中,然后分析当前环境信息,计算出最优解决方法。核心思想在于优越的算法。另一种人工智能是模拟人脑的思维,为机器人灌输因果关系,鉴于人类连自己大脑的活动原理还没太弄明白,这种尝试收效还不大。
  然而如今随着信息的海量增加,解决方案的增多,计算量也就随之增大,装在机器人身上的电脑就逐渐力不从心。不如就将所有的信息存在一个巨大的数据库里,装配上百台高效电脑用于计算和检索,机器人将外部信息通过网络传输到这个电脑阵列中,电脑将计算结果再回传到机器人那里,这样既节省了机器人本身的质量,也提高了资源利用率。一个电脑阵列可同时支持多台机器人终端的应用。除此之外,网络还可以将更多的传感器和信息整合进来。例如无人驾驶汽车中,可以通过电子地图的即时路况,来让机器人选择通畅的道路。但是现在无人汽车仍是不甚理想,急需更大的突破。目前机器人需要一个更强更高级的人工智能芯片。
  艾瑞咨询机构称,人工智能芯片是人工智能的根本,其作为人工智能的上游产业将走在行业发展前沿,也将成为未来智能机器人时代的制高点。所以我们看到众多的科技巨头如今纷纷布局AI芯片领域,不管是加大研发还是巨资并购,“一起上芯”、“群雄逐芯”是最真实的写照,未来“得芯片者得天下”。
  9月13日苹果十周年新品发布会上,苹果发布重磅智能芯片,人工智能又迎来新爆点。据悉iPhoneX采用定制的芯片来处理人工智能工作负载。iPhoneX采用的定制芯片是一个双核的“A11生物神经网络引擎”(A11 bionic neural engine)芯片,每秒运算次数最高可达6000亿次。A11仿生拥有六个核心和43亿个晶体管,与A10Fusion芯片相比,四个能效核心的速度提升最高可达70%,两个性能核心的速度提升最高可达25%之多。当需要提升处理速度时,中央处理器甚至能同时发挥全部六个核心的性能。该芯片使手机、PC等具有更好的感知能力、思考能力、反馈能力、自主行动能力,能手机快速识别人脸、识别语音并提供语言翻译、辅助思考、自动提醒等自动化功能,更具类人类思维。
  近日,微软在夏威夷的火鲁奴奴宣布将打造人工智能芯片并用于全新的HololensAR设备。这是微软首次自主研发用于移动设备的芯片。凭借人工智能芯片,微软也在对芯片产业链进行全面的战略布局。微软这几年,都在不断地进行着芯片研发。去年,微软同时使用上万个芯片,在0.1秒的时间内,将英语维基百科500万篇文章的30亿个单词翻译成西班牙语,展示了微软芯片处理器的超强实力。未来微软将在全球打造可供24小时候伺候、可以翻译任何语种的机器翻译人。
  而在5月份的谷歌I/O 2017开发者大会上,谷歌宣布“我们已经从移动优先转移到人工智能优先”,同时谷歌正式推出第二代专注于人工智能的TPU(张量)处理器。TPU是谷歌自主研发的一种专为AI运算服务的高性能处理器,它将成为威胁英特尔、英伟达这些行业主要芯片供应商的市场地位,谷歌也将成为一个重要的市场搅局者。更令人惊叹的是谷歌首席未来学家、发明家、计算机科学家、雷·库兹韦尔在接受《花花公子》杂志专访时语出惊人地表示,在不远的将来,人工智能技术将让我们变得更聪明、更健康,人类将在“2045年开始实现永生”。
  一是技术帮助人类变得更聪明。库兹韦尔说,我们的大脑容量有限,至少比计算电子慢100万倍。大脑控制思维的部分被称为大脑皮层。到2030年左右,我们将可利用纳米芯片(超微机器人)通过毛细血管以无害的方式植入大脑,并将我们的大脑皮层与云端联系起来。届时,我们将创造出比今天所熟悉的、更深刻的沟通方式,更深刻的音乐和更有趣的笑话。库兹韦尔将这种变化与人类进化过程相提并论,就像我们的祖先200万年前开发使用额叶皮质一样。他认为由此带来的好处将非常大。二是技术帮助人类变得更健康。库兹韦尔称,我们正在开始重新改造过时的“生命软件”,即人体内被称为基因的23000个“小程序”。通过重新编程,我们将帮助人类远离疾病和衰老。到2020年左右,我们将开始使用纳米机器人接管免疫系统。到2030年,血液中的纳米机器人将可以摧毁病原体,清除杂物、血栓以及肿瘤,纠正DNA错误,甚至逆转衰老过程。
  库兹韦尔坚信“奇点”(The Singularity)绝对存在,届时在高新技术的帮助下,纳米机器人会住在我们的血管里,我们的大脑会向云端上传数据,人类将在2045年实现永生。因为据他推测,那一年非生物智能的创造力将达到巅峰,超过今天所有人类智能总和的10亿倍。但是在2045年到来之前,库兹韦尔认为人类就可以开始“不死之旅”。这听起来“很吓人”。
  还有28年光景,值得期待探究。这或许并不是凭空杜撰,或也不是想入非非,数字背后是复杂有支撑的社科曲线和人为变量。而且,这只是科学家保守估计。一个砸准的苹果或者一个任性的天才,都可能将节点大为提前。到达节点后,人工智能或将实现瞬间飞跃。人工智能专家普遍认同,人工智能不可能锁死在人类智力水平上。有一天它甚至将超越人类,变成我们无法理解的智慧物种。
  果真是如此?让我们拭目以待!
  AI+机器人,各大科技公司、各个国家必争的战略高地,引领科技新潮流,引领社会前进大方向。
  我们准备好了吗?
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