报告发布中国电子学会发布新一代人工智能发展白皮书(2017)

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于大数据的人工智能也因此获得了持续快速发展的动力来源。

2、文本、图像、语音等信息实现跨媒体交互

当前,计算机图像识别、语音识别和自然语言处理等技术在准确率及效率方面取得了明显进步,并成功应用在无人驾驶、智能搜索等垂直行业。与此同时,随着互联网、智能终端的不断发展,多媒体数据呈现爆炸式增长,并以网络为载体在用户之间实时、动态传播,文本、图像、语音、视频等信息突破了各自属性的局限,实现跨媒体交互,智能化搜索、个性化推荐的需求进一步释放。未来人工智能将逐步向人类智能靠近,模仿人类综合利用视觉、语言、听觉等感知信息,实现识别、推理、设计、创作、预测等功能。 3、基于网络的群体智能技术开始萌芽

随着互联网、云计算等新一代信息技术的快速应用及普及,大数据不断累积,深度学习及强化学习等算法不断优化,人工智能研究的焦点,已从单纯用计算机模拟人类智能,打造具有感知智能及认知智能的单个智能体,向打造多智能体协同的群体智能转变。群体智能充分体现了“通盘考虑、统筹优化”思想,具有去中心化、自愈性强和信息共享高效等优点,相关的群体智能技术已经开始萌芽并成为研究热点。例如,我国研究开发了固定翼无人机智能集群系统,并于2017年6月实现了119架无人机的集群飞行。

4、自主智能系统成为新兴发展方向

在长期以来的人工智能发展历程中,对仿生学的结合和关注始终是其研究的重要方向,如美国军方曾经研制的机器骡以及各国科研机构研制的一系列人形机器人等。但均受技术水平的制约和应用场景的局限,没有在大规模应用推广方面获得显著突破。当前,随着生产制造智能化改造升级的需求日益凸显,通过嵌入智能系统对现有的机械设备进行改造升级成为更加务实的选择,也是中国制造2025、德国工业4.0、美国工业互联网等国家战略的核心举措。在此引导下,自主智能系统正成为人工智能的重要发展及应用方向。例如,沈阳机床以i5智能机床为核心,打造了若干智能工厂,实现了“设备互联、数据互换、过程互动、产业互融”的智能制造模式。

5、人机协同正在催生新型混合智能形态

人类智能在感知、推理、归纳和学习等方面具有机器智能无法比拟的优势,机器智能则在搜索、计算、存储、优化等方面领先于人类智能,两种智能具有很强的互补性。人与计算机协同,互相取长补短将形成一种新的“1 1>2”的增强型智能,也就是混合智能,这种智能是一种双向闭环系统,既包含人,又包含机器组件。其中人可以接受机器的信息,机器也可以读取人的信号,两者相互作用,互相促进。在此背景下,人工智能的根本目标已经演进为提高人类智力活动

能力,更智能地陪伴人类完成复杂多变的任务。 第二章 新一代人工智能技术框架

与早期人工智能相比,新一代人工智能正在全新信息环境、海量数据基础和持续演进、不断丰富的战略目标的引领下,依托于云计算、大数据两大基础平台和机器学习、模式识别和人机交互三大通用技术,以新型计算架构、通用人工智能和开源生态系统为主要导向,持续搭建和完善技术框架体系,不断逼近技术奇点,深刻变革人类生产生活。 (一)新一代人工智能的技术演进

1、从原有的CPU架构,转变为GPU并行运算架构 深度学习算法运行于CPU架构的指令需求过于复杂。机器学习领域的泰斗杰弗里·辛顿开启了深度学习在人工智能领域研究的浪潮,大数据技术带来的数据洪流满足了深度学习算法对于训练数据量的要求,但是算法的实现还需要更快更强大的处理器予以支撑。传统的主流CPU架构如X86、ARM等往往需要数百甚至上千条指令才能完成一个神经元的处理,对于并不需要太多的程序指令,却需要海量数据运算的深度学习的计算需求,并不能很好地匹配与适应。 GPU架构具备与深度学习相匹配的并行运算能力。GPU(图形处理器)最初是个人电脑、工作站、游戏机和一些移动设备上运行绘图运算工作的微处理器,可以快速处理图像上的每一个像素点,其海量数据并行运算的能力与深度学习需求

非常符合。当前主流的CPU只有4核或者8核,可以模拟出12个处理线程来进行运算,但是普通级别的GPU就包含了成百上千个处理单元,高端的甚至更多,这对于多媒体计算中大量的重复处理过程有着天生的优势。吴恩达教授领导的谷歌大脑研究工作结果表明,12颗英伟达(Nvidia)公司的GPU可以提供相当于2000颗CPU的深度学习性能,为技术的发展带来了实质性飞跃,被广泛应用于全球各大主流深度学习开发机构与研究院所。

2、从单一算法驱动,转变为数据、运算力、算法复合驱动 缺少数据支撑与运算力保证的算法驱动模式难以持续发展。人工智能发展以实现计算智能为重要研究方向,充分利用现代高性能计算机的快速计算和记忆存储能力,设计出神经计算、模糊计算和进化计算等求解算法,解决优化筛选、单点搜索、逻辑推理等实际应用问题。尽管深度学习概念和浅层学习算法已经被提出多年,但是一直进展缓慢,究其原因是缺乏海量的数据积累和与之相匹配的高水平计算能力,无法对算法模型进行持续的改进与优化,只停留在理论研究阶段,距离实际应用存在不小的差距。

数据、运算力和算法复合驱动模式引发人工智能爆发式增长。与早期人工智能相比,新一代人工智能体现出数据、运算力和算法相互融合、优势互补的良好特点。数据方面,人类进入互联网时代后,数据技术高速发展,各类数据资源不

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