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AI的分類與演進

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AI,Artificial Intelligence,顧名思義,是人工通過高強度的計算能力,並基於大量的環境數據、行為數據、歷史數據等大數據支持,或是一定規則的自學習機制,來分析特定輸入的情況下,事物的相關性、影響和可能處理方法,從而使機器不只是進行簡單的運算,而是能夠在某種程度上進行類智能的思考和運作。

業界的大事發生時,總會撩動AI熱潮。遠的是96年和97年卡斯帕羅夫和深藍的對弈,2011年Iphone 4S 搭載Siri,2016年 Alpha Go 對壘李世石;近的是Alexa和Google Assistant的持續發展。AI的應用,在每次都得到一波投資熱潮,應用的領域也在擴展。目前主要的領域包括:

1.人機互動領域

人機互動就是如何操作機器並獲得結果的方法。AI使機器能夠像智慧生物一樣進行交流,而不是觸摸、鍵盤等機械式互動。目前很多的AI應用,其實就是將進行互動方式基於AI的進行重構。

a)語音識別,這一能力經常會和語義分析的自然語言識別混淆,這一塊的能力,是進行聲紋識別,能夠明白到底是誰在講話。另外,把語音轉化為文字,也是屬於這一塊的範疇,以語音代替密碼進行登錄和認證也是常用功能。國內已經有很多行業象科大訊飛等在做

b)人臉識別,這一塊很容易理解,不進行細講,現在國內的商湯科技是這一領域的知名企業

c)指紋和其它生物特徵識別,還包括虹膜識別等其它方式的機器對於人的識別方法

d)NLP(Natural Language Processing)自然語言處理,是基於語音已被識別的基礎上,對於其內在的含義進行分析,從而做出應答。比如,把一個聲音流媒體轉換成“上海今天氣象如何”是語音識別的產出,而根據這句話,明白其含義並找到相應的網站和服務,比如天氣局,通過其接口調出今天的氣象結果,就是NLP需要完成的工作

e)動作追蹤,是基於攝影頭等機器視覺系統的支持下,對於操作人的肢體動作(含頭部動作)進行追蹤,從而進行相應的應答。就好象鋼鐵俠在家裡用手在空中比劃,就可以操作電腦一樣

f)視覺追蹤,類似上一條,不過捕抓的是操作人的眼神,從而有針對性的進行圖像顯示跟隨和操作應答

g)穿戴設備/VR追蹤,這個很好理解了,廣義上講,放在褲兜裡的手機的擺陀也算。更有科技感的,是環太平洋裡面的奧特曼工作台、醫生的遠程手術,都是這一類範疇

2、識別分析

是指通過AI的輔助,協助機器完成對周邊環境的感知,以及通過大數據,完成各種行為的相關性分析,從而實現有限程度的結果推演(氣象預測也屬於此範疇)。

a)機器視覺,通過攝影機,完成圖片、物體的靜態和動態識別,能用於對特定物體的識別與追蹤。比如在生產線上,通過機器視覺,識別產成品的質量等級

b)運動監測,通過相關傳感器,識別不同尺寸和強度的運動的發生,並按相關預設程序進行響應或介入。比如國外的家庭安全方案,大多都能區分寵物的進出與非法入侵的區別,從而進行分別對待

c)化學分析,大量基於馬桶的傳感器近來正被大量研發,結合雲端的大量相關數據庫,進行健康監測。而在特定的生產和工作場所,通過AI分析,基於主要的化學成分進行安全預警和成分調優,也具備大量的想象空間

d)概率統計,AI從來就和大數據緊密相關,Alpha Go這些個AI,就是利用算法進行概率分析,從而得出相應的應答選擇。而基於海量數據,對於特定的議題進行概率分析,將無窮趨近正確的結果,比如氣象預報的日益準確

e)相關性分析,大數據分析的另一個特徵,就是通過大量的數據,分析不同行為間的相關性,從而得出它們相關的程度,以進行決策支持,而且並不需要關心兩者間的內在邏輯。比如,對於注塑溫度與產品脆性間的相關性分析可以提高產出良率

f)行為分析,是基於無所不在的機器行為的記錄,勾畫出使用者的行為畫像。比如通過智能汽車或車聯網的記錄,對於駕駛人的行為方式進行記錄,並為保險精算定價提供非常精準的輸入。這一模式已經非常成熟,FaceBook和Twitter,對於你的閱讀偏好,甚至是為數不多的幾個點讚,就能洞察一個人的性格、性取向、政治色譜等大量的行為偏好,從而進行更有效地服務,或用於其它的運用

g)質量追蹤/問題溯源,通過產品生產過程、原料來源、設備參數、服務過程的記錄,為快速進行問題排查提供幫助。另外大量的相關性分析,也能對於未知問題進行分析。國外的電網公司經歷大斷電之後,利用AI進行失效仿真模擬影響範圍,或是根據事故結果推算問題節點方面,已取得長足進展

3.增強仿真

是指基於AI識別輸出的類型和場景,按預先設定的優化方案,或是不斷的機器學習得到的優化方案,通過算法影響原先的輸出結果,從而獲得更好的視聽效果。這一技術持續進步將使得增強/虛擬現實不斷得到普及,最後在技術的仿真設計方面也大有可為

a)視像渲染,這一點大家都不陌生了。從一開始的美圖秀秀、Face U,到現在的視頻美顏、流媒體/電視廠商的AI算法增強,到現在很多硬體廠商直接把優化算法內置在原廠設置裡,比如華為手機的拍月亮模式自動優化

b)語音渲染,大量的K歌軟體的效果渲染,以及人工聲音合成、朗讀軟體,都是這一類應用。AI不停進化的路上,把結果進行聲音合成作為輸出,未來會越來越成為標配

c)變頻輸出,小到空調冰箱的變頻,大到街道的信號燈、路燈,公共場館的電梯、新風系統等設備,按照人流量和其它環境因素,進行動態調優後的運作和輸出。最有名的當屬新加坡的EPR系統,通過路網的負荷,進行相應的信號燈調節,從而舒緩交通

d)仿真設計,最近熱炒的數字雙胞胎就是這一個範疇。通過數字化模擬,使得在設計階段,可以通過虛擬的方式,來推算產品的特定性能和外觀,從而在一開始就能排除掉大量無效的方案

c)增強/虛擬現實,擴增實境,是基於現實的場景,疊加相應的特性。比如前些年風靡全球的《口袋妖怪Go》,就是基於現實的地圖坐標,產生虛擬的精靈,玩家可以去到現實存在的GPS位置,進行捕抓。虛擬現實大家都不陌生了,迪士尼樂園的大型全場景球幕影院就是。目前蘋果公司正在努力將VR眼鏡從1厘米向更薄改良,加上未來的5G高帶寬和低時延,大量的增強/虛擬現實的應用將會產生,我們的娛樂方式也將大不一樣

f)服務機器人,大量的機器人程序已經投入生產,比如財務機器人的自動核帳、呼叫中心的語音機器人等。國外某些行業,已經能實現由機器人和客戶進行應答,只在交易條款確認時,才需要按法律要求,真人進行介入確認

4.決策輔助

a)預防性維護,前一陣子IBM的“沃森”AI系統的廣告,工程師在電梯出問題前就到現場維護,因為“沃森”告訴他哪些關鍵部件需要去退換了。現實中,除了計劃性的維檢之外,還有基於設備的運行狀態,比如刀頭的溫度和切削次數,進行預防性維護,杜絕運作異常和事故

b)智能交通,這一領域其實包括智慧城市、智能電網(水務、燃氣等公用設施)等相似或更高階的應用場景。智能交通是根據一段足夠長時間,在特定的路網內的交通流量數據,進行路網和信號規劃的測試仿真;以及實時對路網流量進行監控,調節相關路口信號設置、以及利用廣播等手段,進行動態優化的智能化交通管理

c)智能製造,在製造自動化的基礎上,按照生產設備狀態,進行設備參數、節拍、投料等環節,通過AI智能進行自動決策,並通過自學習不停進行決策優化的行為。到最後階段,甚至協調供應鏈上相關的環節和合作夥伴的系統,共同進行按需按時和高質量高效率的生產組織

d)輔助駕駛,到最後會變成全自動駕駛。目前更多是根據地圖數據和環境數據,進行駕駛過程的自動輔助。

e)環境調節,這是經常在智能家居宣傳裡出現的場景,比如燈隨人動、空調隨著心跳汗量和人的位置調節、根據PM2.5開關窗和空氣淨化器等

f)精算支持,按照大量的歷史氣象、交通、人口等數據,和個人行為數據,進行財產險、人身險的精算;國外領先的零售企業,根據厄爾尼諾和拉尼娜的輪替、中近期的氣象預測,進行生鮮的價格測算和戰略性採購安排、不同季節服裝的更替計劃安排等,這些智能測算也屬於此一範圍

g)高頻交易,根據大量經驗證的交易經驗模型,以及不斷學習優化的決策系統,國外在證券、期貨等領域,大量的智能系統已成功應用於高頻交易,並取得了單靠人力無法達到的優異成績

5.形成意識

之上所述的AI,都只是利用計算機強大的算法,針對專門領域的話題,按一定的規則,進行大數據量的分析,並給出可供選擇的結果和建議。近來的自學習,則是對不同的結果按一定的擇優標準進行反饋,從而讓AI程序可以優化其算法和參數的一個過程。這樣的AI,只是一個強大的計算機而已。

而馬斯克,甚至霍金警告的人工智能,則是機器需要跨越一個巨大的鴻溝,產生自主的意識。而我們知道,簡單的算力堆砌是無法產生有自主意識的智能的。現代計算機的運算能力,遠高於人類,但仍只是一個工具。在我們這個年代是否能產生有意識的人工智能,從而進行化成一種新的生命型態,在目前看來,還很遙遠,除非奇跡出現,否則只能寄希望於下一次的技術革命了。

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