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科技畅谈什么是科技产业变革的Al台风眼

发布时间:2024/8/28 13:16:16   

科技畅谈:什么是科技产业变革的“Al台风眼”?事实上,在将AI加速应用于制造活动的过程中,被称为“台风眼”的新兴势力开始崛起。

很多制造业企业,嗅到了未知领域的商机,开始和擅长AI技术的风险企业携手合作。PreferredNetworks公司(PFN),就是其中之一。PFN这家风险企业,由东京大学发起,丰田汽车和发那科投资,松下是其合作伙伴之一。尤其擅长“深层学习”技术,在自动驾驶和工业机器人智能化等诸多领域与其他企业开展合作。

东京工业大学发起的AI风险企业CompassIntelligence公司的存在感也越来越强。其与瑞萨电子开展合作,提供活用深层学习的AI技术平台。在工厂自动动化、故障检测、传感器分析等方面,AI技术发挥了巨大作用。美国半导体生产商NVIDIA公司,开发出了实现汽车自动驾驶的关键——被誉为“自动驾驶头脑”的GPU(图形处理器)。德国的奥迪公司和宝马公司、美国的福特汽车公司,以及日本的自动驾驶风险企业ZMP都采用了NVIDLA公司的技术。NVIDLA公司,正在争夺自动驾驶半导体领域的控制权。

奥迪公司自动驾驶汽车上的AI,可应对公路上的长途行驶。其支撑,是NVIDIA公司的半导体技术。将AI技术应用于制造,日企嗅到了机会——在Al软件技术方面,以谷歌公司(Google)为代表的欧美企业领先世界。但在配备智能机器方面,日企具备优势。东京大学副教授松尾丰表示:“从组合人工智能和硬件这层意义上来说,日企的机会很大。在这种关键时刻,日企应尽快塑造并加强人工智能方面的实力。”要想组合人工智能和硬件,推进创新,仅靠自己研究开发是有界限的。制造商、Al风险企业、研究机构等的协作变得重要起来。

深度学习不是万能的:AI得出的结论要有依据AI技术的进化,离不开各种各样的机器学习。近些年来,也不断有新企业进入这一领域。但仅涉足“Al”和“机器学习”并不能让企业独当一面。NEC公司试图通过“异种混合学习”拉开与其他企业的差距。其特点,是AI得出的结论(输出),对人来说具有很高的可信度。NEC认为,机器学习可以从两个维度看,横轴是“老一代/新一代”,纵轴是“黑箱型/白箱型”(见下图)。

图:机器学习的种类横轴“老一代/新一代”,纵轴“黑箱型/白箱型”。

NEC认为,普及AI,必须进行“异种混合学习”,即性能和效率较高的“新一代”技术及可信度较高的“白箱型”根据。

老一代和新一代的区别是什么呢?老一代中,人是机器学习的基础,进行的是“特征量的设计”和“学习参数的决定”。新一代中,这些都会交给机器来决定。以往,人的知识和经验促进了作业的自动化,大量数据得以迅速处理,扩大了机器学习的适用领域。新一代的手法,很久以前就出现了,只不过停留在概念层面。随着计算机性能的提升和大数据的出现,新一代开始精进。最具代表性的,就是以图像分析和语音分析为中心的深度学习。但深度学习也有弊端,那就是无法出示令人信任的根据。我们前面说过,深度学习以输入数据为基础,机器会据此决定特征量和学习参数,即便得出高出人类知识经验的优秀结论,也拿不出可靠的依据。也就是说,深度学习得出的结论没有令人信服的根据,会令人生疑。这种深度学习,是“黑箱型”的学习。

NEC信息·知识研究所所长山田昭雄指出:“虽然黑箱型的机器学习不会损坏AI性能,但投入实际应用后,会产生很多方面的问题。”因为使用Al的目的越重要,人们对Al结论是否可靠看的就越重。因此,具备新一代特征(由机器确定特征量和学习参数)、能给出可靠依据的“白箱型”机器学习,即“异种混合学习”,成了发展AI的必修课。在异种混合学习中,机器决定特征量和学习参数时,只会选择人们可以理解的规则,解决了深度学习难以提供可靠依据的弊端。

有了这样的束缚,与深度学习相比,异种混合学习在机器性能方面会稍微逊色一些。但NEC的山田昭雄认为,这种妥协是有巨大意义的。因为如果AI得出的结论无法令人信服,就无法实现AI的大范围普及。当然,在图像识别和语音识别这种不追求可信度的用途方面,深度学习还是略胜一筹。关于深度学习,NEC也区别于异种混合学习,进行了“RAPID机械学习”的研究开发和实用化。最终需要人进行判断的,采用异种混合学习,完全交由AI判断的,采用深度学习。也就是说,NEC的方针,是根据目的,向客户企业提供方案。

丰田汽车:用Al“明星军团”,挑战移动革命。丰田汽车对AI到底执着到了什么样的地步?年1月5日,丰田汽车在美国拉斯维加斯举行的CES大会上宣布,正式成立AI研究子公司——“ToyotaResearchInstitute(以下简称TRI)”。TRI的体系里,集结了震惊全球媒体的顶尖人物:TRI首席执行官的GillPratt,曾是美国国防高级研究计划局(DARPA)“机器人挑战赛”的负责人。除此之外,丰田汽车还集结了美国谷歌公司(Google)前机器人技术部门负责人、Bell研究所前主任,以及麻省理工学院(MIT)教授等AI和机器人技术领域的头号人物。

根据地设立在美国硅谷和波士顿。斯坦福大学和麻省理工学院参与其中,共同推进AI技术的研究。TRI取得的研究成果,将灵活运用于新型车的开发等方面。TRI首席执行官的GillPratt明确表示:“TRI的目标,是为丰田将来的产品提供技术支持,成为基础研究和产品开发之间的桥梁,让丰田真正做出不同的产品,拉开与其他企业的实力差距。”丰田汽车计划5年内向TRI投资10亿美元。投入如此巨大的资金,丰田汽车到底想要开发什么?

“零事故”终极汽车丰田汽车的首要目标,是开发出具备终极安全性能的自动驾驶汽车——无论驾驶人员的驾驶技术和体力如何,任何情况下都不会发生事故的汽车。GillPratt认为,目前许多汽车制造商开发的自动驾驶汽车都是不完备的。虽说都是自动驾驶,但只能以特定的速度,在特定的天气情况、道路状况和交通条件下起作用。他强调,真正需要自动驾驶技术发挥作用的,是在驾驶比较困难的时候,而不是正常的时候。而这个问题,是TRI真正想解决的问题。

为此,TRI正在与美国斯坦福大学合作,开展“不可预测情况下的不确定性”研究——不仅要让自动驾驶汽车学习如何安全应对驾驶时可能发生的问题,还要让汽车通过AI学会如何处理意外状况。例如,如何让自动驾驶汽车避免前方行驶的卡车后座上掉下来的“瓦砾”?如果没有事先学习,AI会陷入两难——是将瓦砾当成其他车辆,还是步行者?要知道,瓦砾也许会突然碎裂成许多片,并高速运转。TRI想解决这个问题,赋予AI即使遭遇类似的意外状况,也能精准掌握情况变化、安全控制车辆的能力。

此外,TRI还与美国麻省理工学院合作,开展“能进行说明的汽车”的研究。要想分析汽车为什么会采取意外行动,就必须先解释清楚汽车自身发生了什么,为什么会发生这样的事情。然而,深度学习给出的结论,是在将多种信息在多层神经网络中解析后得出的。多层神经网络属于“黑箱型”,很难解释AI为什么会得出这样的结论。汽车制造商需要对汽车的安全性负责,必须明确引发问题的原因。GillPratt表示:“要想让自动驾驶技术具备决策能力,必须有切实有效的监察机制。因为人们无法相信那些无法理解的东西。”



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