人工智能产业生态图:人工智能产业发展现状及趋势
人工智能作为新一轮产业变革的核心驱动力,将催生新的技术、产品、产业、业态、模式,从而引发经济结构的重大变革,实现社会生产力的整体提升。
麦肯锡预计:到2025年全球人工智能应用市场规模总值将达到1270亿美元,人工智能将是众多智能产业发展的突破点。
通过对人工智能产业分布进行梳理,提出了人工智能产业生态图,主要分为:核心业态、关联业态、衍生业态三个层次。
人工智能产业生态图
下面将重点对核心业态包含的智能基础设施建设、智能信息及数据、智能技术服务、智能产品四个方面展开介绍,并总结人工智能行业应用及产业发展趋势。
智能基础设施智能基础设施为人工智能产业提供计算能力支撑,其范围包括智能传感器、智能芯片、分布式计算框架等,是人工智能产业发展的重要保障。
1.智能芯片智能芯片从应用角度可以分为训练和推理两种类型。从部署场景来看,可以分为云端和设备端两步大类。
训练过程由于涉及海量的训练数据和复杂的深度神经网络结构,需要庞大的计算规模,主要使用智能芯片集群来完成。与训练的计算量相比,推理的计算量较少,但仍然涉及大量的矩阵运算。目前,训练和推理通常都在云端实现,只有对实时性要求很高的设备会交由设备端进行处理。
按技术架构来看,智能芯片可以分为通用类芯片(CPU、GPU、FPGA)、基于FPGA的半定制化芯片、全定制化ASIC芯片、类脑计算芯片(IBMTrueNorth)。另外,主要的人工智能处理器还有DPU、BPU、NPU、EPU等适用于不同场景和功能的人工智能芯片。
随着互联网用户量和数据规模的急剧膨胀,人工智能发展对计算性能的要求迫切增长,对CPU计算性能提升的需求超过了摩尔定律的增长速度。同时,受限于技术原因,传统处理器性能也无法按照摩尔定律继续增长,发展下一代智能芯片势在必行。
未来的智能芯片主要是在两个方向发展:
一是模仿人类大脑结构的芯片;二是量子芯片。智能芯片是人工智能时代的战略制高点,预计到2020年人工智能芯片全球市场规模将突破百亿美元。
2.智能传感器智能传感器是具有信息处理功能的传感器,智能传感器带有微处理机,具备采集、处理、交换信息等功能,是传感器集成化与微处理机相结合的产物。
智能传感器属于人工智能的神经末梢,用于全面感知外界环境。各类传感器的大规模部署和应用为实现人工智能创造了不可或缺的条件。不同应用场景,如:智能安防、智能家居、智能医疗等对传感器应用提出了不同的要求。
未来,随着人工智能应用领域的不断拓展,市场对传感器的需求将不断增多,2020年市场规模有望突破4600亿美元。未来,高敏度、高精度、高可靠性、微型化、集成化将成为智能传感器发展的重要趋势。
3.分布式计算框架面对海量的数据处理、复杂的知识推理,常规的单机计算模式已经不能支撑。所以,计算模式必须将巨大的计算任务分成小的单机可以承受的计算任务,即云计算、边缘计算、大数据技术提供了基础的计算框架。
目前流行的分布式计算框架,如:OpenStack、Hadoop、Storm、Spark、Samza、Bigflow等。各种开源深度学习框架也层出不穷,其中包括TensorFlow、Caffe、Keras、CNTK、Torch7、MXNet、Leaf、Theano、DeepLearning4、Lasagne、Neon等等。
智能信息及数据信息数据是人工智能创造价值的关键要素之一,我国庞大的人口和产业基数带来了数据方面的天生优势。随着算法、算力技术水平的提升,围绕数据的采集、分析、处理产生了众多的企业。
目前,在人工智能数据采集、分析、处理方面的企业主要有两种:
一种是数据集提供商,以提供数据为自身主要业务,为需求方提供机器学习等技术所需要的不同领域的数据集;另一种是数据采集、分析、处理综合性厂商,自身拥有获取数据的途径,并对采集到的数据进行分析处理,最终将处理后的结果提供给需求方进行使用。对于一些大型企业,企业本身也是数据分析处理结果的需求方。智能技术服务智能技术服务主要关注如何构建人工智能的技术平台,并对外提供人工智能相关的服务。此类厂商在人工智能产业链中处于关键位置,依托基础设施和大量的数据,为各类人工智能的应用提供关键性的技术平台、解决方案和服务。
目前,从提供服务的类型来看,提供技术服务厂商包括以下几类:
(1)提供人工智能的技术平台和算法模型
此类厂商主要针对用户或者行业需求,提供人工智能技术平台以及算法模型。用户可以在人工智能平台之上,通过一系列的算法模型来进行人工智能的应用开发。此类厂商主要关注人工智能的通用计算框架、算法模型、通用技术等关键领域。
(2)提供人工智能的整体解决方案
此类厂商主要针对用户或者行业需求,设计和提供包括软、硬件一体的行业人工智能解决方案,整体方案中集成多种人工智能算法模型以及软、硬件环境,帮助用户或行业解决特定的问题。此类厂商重点关注人工智能在特定领域或者特定行业的应用。
(3)提供人工智能在线服务
此类厂商一般为传统的云服务提供厂商,主要依托其已有的云计算和大数据应用的用户资源,聚集用户的需求和行业属性,为客户提供多类型的人工智能服务。
从各类模型算法和计算框架的API等特定应用平台到特定行业的整体解决方案等,进一步吸引大量的用户使用,从而进一步完善其提供的人工智能服务。
此类厂商主要提供相对通用的人工智能服务,同时也会关注一些重点行业和领域。
需要指出的是:上述三类角色并不是严格区分开的,很多情况下会出现重叠,随着技术的发展成熟,在人工智能产业链中已有大量的厂商同时具备上述两类或者三类角色的特征。
智能产品智能产品是指将人工智能领域的技术成果集成化、产品化,具体的分类如下表所示:
人工智能产品
随着制造强国、网络强国、数字中国建设进程的加快,在制造、家居、金融、教育、交通、安防、医疗、物流等领域对人工智能技术和产品的需求将进一步释放,相关智能产品的种类和形态也将越来越丰富。
人工智能行业应用人工智能与行业领域的深度融合将改变甚至重新塑造传统行业,本节重点介绍人工智能在制造、家居、金融、交通、安防、医疗、物流行业的应用,由于篇幅有限,其它很多重要的行业应用在这里不展开论述。
1. 智能制造智能制造是基于新一代信息通信技术与先进制造技术深度融合,贯穿于设计、生产、管理、服务等制造活动的各个环节,具有自感知、自学习、自决策、自执行、自适应等功能的新型生产方式。
智能制造对人工智能的需求,主要表现在以下三个方面:
一是智能装备,包括自动识别设备、人机交互系统、工业机器人以及数控机床等具体设备,涉及到跨媒体分析推理、自然语言处理、虚拟现实智能建模及自主无人系统等关键技术。二是智能工厂,包括智能设计、智能生产、智能管理以及集成优化等具体内容,涉及到跨媒体分析推理、大数据智能、机器学习等关键技术。三是智能服务,包括大规模个性化定制、远程运维以及预测性维护等具体服务模式,涉及到跨媒体分析推理、自然语言处理、大数据智能、高级机器学习等关键技术。例如:现有涉及智能装备故障问题的纸质化文件,可通过自然语言处理,形成数字化资料,再通过非结构化数据向结构化数据的转换,形成深度学习所需的训练数据,从而构建设备故障分析的神经网络,为下一步故障诊断、优化参数设置提供决策依据。
2.智能家居参照工业和信息化部印发的《智慧家庭综合标准化体系建设指南》,智能家居是智慧家庭八大应用场景之一。受产业环境、价格、消费者认可度等因素影响,我国智能家居行业经历了漫长的探索期。
至2010年,随着物联网技术的发展以及智慧城市概念的出现,智能家居概念逐步有了清晰的定义并随之涌现出各类产品,软件系统也经历了若干轮升级。
智能家居以住宅为平台,基于物联网技术,由硬件(智能家电、智能硬件、安防控制设备、家具等)、软件系统、云计算平台构成的家居生态圈,实现人远程控制设备、设备间互联互通、设备自我学习等功能,并通过收集、分析用户行为数据为用户提供个性化生活服务,使家居生活安全、节能、便捷等。
例如:借助智能语音技术,用户应用自然语言实现对家居系统各设备的操控,如开关窗帘(窗户)、操控家用电器和照明系统、打扫卫生等操作。借助机器学习技术,智能电视可以从用户看电视的历史数据中分析其兴趣和爱好,并将相关的节目推荐给用户。
通过应用声纹识别、脸部识别、指纹识别等技术进行开锁等。通过大数据技术可以使智能家电,实现对自身状态及环境的自我感知,具有故障诊断能力。通过收集产品运行数据,发现产品异常,主动提供服务,降低故障率。还可以通过大数据分析、远程监控和诊断,快速发现问题、解决问题及提高效率。
3.智能金融人工智能的飞速发展,将对身处服务价值链高端的金融业带来深刻影响,人工智能逐步成为决定金融业沟通客户、发现客户金融需求的重要因素。
人工智能技术在金融业中可以用于服务客户,支持授信、各类金融交易和金融分析中的决策,并用于风险防控和监督,将大幅改变金融现有格局,金融服务将会更加地个性化与智能化。
智能金融对于金融机构的业务部门来说,可以帮助获客,精准服务客户,提高效率;对于金融机构的风控部门来说,可以提高风险控制,增加安全性;对于用户来说,可以实现资产优化配置,体验到金融机构更加完美地服务。人工智能在金融领域的应用主要包括:智能获客、依托大数据、对金融用户进行画像,通过需求响应模型,极大地提升获客效率。身份识别,以人工智能为内核,通过人脸识别、声纹识别、指静脉识别等生物识别手段,再加上各类票据、身份证、银行卡等证件票据的OCR识别等技术手段,对用户身份进行验证,大幅降低核验成本,有助于提高安全性。
大数据风控,通过大数据、算力、算法的结合,搭建反欺诈、信用风险等模型,多维度控制金融机构的信用风险和操作风险,同时避免资产损失。
智能投顾,基于大数据和算法能力,对用户与资产信息进行标签化,精准匹配用户与资产。
智能客服,基于自然语言处理能力和语音识别能力,拓展客服领域的深度和广度,大幅降低服务成本,提升服务体验。
金融云,依托云计算能力的金融科技,为金融机构提供更安全高效的全套金融解决方案。
4.智能交通智能交通系统(IntelligentTrafficSystem,ITS)是通信、信息和控制技术在交通系统中集成应用的产物。ITS借助现代科技手段和设备,将各核心交通元素联通,实现信息互通与共享以及各交通元素的彼此协调、优化配置和高效使用形成人、车和交通的一个高效协同环境,建立安全、高效、便捷和低碳的交通。
例如:通过交通信息采集系统采集道路中的车辆流量、行车速度等信息,信息分析处理系统处理后形成实时路况,决策系统据此调整道路红绿灯时长,调整可变车道或潮汐车道的通行方向等,通过信息发布系统将路况推送到导航软件和广播中,让人们合理规划行驶路线。
通过不停车收费系统(ETC),实现对通过ETC入口站的车辆身份及信息自动采集、处理、收费和放行,有效提高通行能力、简化收费管理、降低环境污染。
ITS应用最广泛的地区是日本,其次是美国、欧洲等地区。中国的智能交通系统近几年也发展迅速,在北京、上海、广州、杭州等大城市已经建设了先进的智能交通系统。
其中,北京建立了道路交通控制、公共交通指挥与调度、高速公路管理和紧急事件管理等四大ITS系统。广州建立了交通信息共用主平台、物流信息平台和静态交通管理系统等三大ITS系统。
5.智能安防智能安防技术是一种利用人工智能对视频、图像进行存储和分析,从中识别安全隐患并对其进行处理的技术。智能安防与传统安防的最大区别在于智能化,传统安防对人的依赖性比较强,非常耗费人力,而智能安防能够通过机器实现智能判断,从而尽可能实现实时地安全防范和处理。
当前,高清视频、智能分析等技术的发展,使得安防从传统的被动防御向主动判断和预警发展,行业也从单一的安全领域向多行业应用发展,进而提升生产效率并提高生活智能化程度,为更多的行业和人群提供可视化及智能化方案。
用户面对海量的视频数据,已无法简单利用人海战术进行检索和分析,需要采用人工智能技术作专家系统或辅助手段,实时分析视频内容,探测异常信息,进行风险预测。
从技术方面来讲,目前国内智能安防分析技术主要集中在两大类:
一类是采用画面分割前景提取等方法,对视频画面中的目标进行提取检测,通过不同的规则来区分不同的事件,从而实现不同的判断并产生相应的报警联动等。例如:区域入侵分析、打架检测、人员聚集分析、交通事件检测等。另一类是利用模式识别技术,对画面中特定的物体进行建模,并通过大量样本进行训练,从而达到对视频画面中的特定物体进行识别,如车辆检测、人脸检测、人头检测(人流统计)等应用。智能安防目前涵盖众多的领域,如街道社区、道路、楼宇建筑、机动车辆的监控,移动物体监测等。今后智能安防还要解决海量视频数据分析、存储控制及传输问题,将智能视频分析技术、云计算及云存储技术结合起来,构建智慧城市下的安防体系。
6.智能医疗人工智能的快速发展,为医疗健康领域向更高的智能化方向发展,提供了非常有利的技术条件。近几年,智能医疗在辅助诊疗、疾病预测、医疗影像辅助诊断、药物开发等方面发挥重要作用。
在辅助诊疗方面,通过人工智能技术可以有效提高医护人员工作效率,提升一线全科医生的诊断治疗水平。如利用智能语音技术可以实现电子病历的智能语音录入;利用智能影像识别技术,可以实现医学图像自动读片;利用智能技术和大数据平台,构建辅助诊疗系统。
在疾病预测方面,人工智能借助大数据技术可以进行疫情监测,及时有效地预测并防止疫情的进一步扩散和发展。
以流感为例:很多国家都有规定,当医生发现新型流感病例时需告知疾病控制与预防中心。但由于人们可能患病不及时就医,同时信息传达回疾控中心也需要时间。因此,通告新流感病例时往往会有一定的延迟,人工智能通过疫情监测能够有效缩短响应时间。
在医疗影像辅助诊断方面,影像判读系统的发展是人工智能技术的产物。早期的影像判读系统主要靠人手工编写判定规则,存在耗时长、临床应用难度大等问题,从而未能得到广泛推广。
影像组学是通过医学影像对特征进行提取和分析,为患者预前和预后的诊断和治疗提供评估方法和精准诊疗决策。这在很大程度上简化了人工智能技术的应用流程,节约了人力成本。
7.智能物流传统物流企业在利用条形码、射频识别技术、传感器、全球定位系统等方面优化改善运输、仓储、配送装卸等物流业基本活动。同时也在尝试使用智能搜索、推理规划、计算机视觉以及智能机器人等技术,实现货物运输过程的自动化运作和高效率优化管理,提高物流效率。
例如:在仓储环节,利用大数据智能通过分析大量历史库存数据,建立相关预测模型,实现物流库存商品的动态调整。大数据智能也可以支撑商品配送规划,进而实现物流供给与需求匹配、物流资源优化与配置等。
在货物搬运环节,加载计算机视觉、动态路径规划等技术的智能搬运机器人(如搬运机器人、货架穿梭车、分拣机器人等)得到广泛应用,大大减少了订单出库时间,使物流仓库的存储密度、搬运的速度、拣选的精度均有大幅度提升。
人工智能产业发展趋势从人工智能产业进程来看,技术突破是推动产业升级的核心驱动力。数据资源、运算能力、核心算法共同发展,掀起人工智能第三次新浪潮。人
工智能产业正处于从感知智能向认知智能的进阶阶段,前者涉及的智能语音、计算机视觉及自然语言处理等技术,已具有大规模应用基础。但后者要求的“机器要像人一样去思考及主动行动”仍尚待突破,诸如:无人驾驶、全自动智能机器人等仍处于开发中,与大规模应用仍有一定距离。
1.智能服务呈现线下和线上的无缝结合分布式计算平台的广泛部署和应用,增大了线上服务的应用范围。同时人工智能技术的发展和产品不断涌现,如智能家居、智能机器人、自动驾驶汽车等,为智能服务带来新的渠道或新的传播模式,使得线上服务与线下服务的融合进程加快,促进多产业升级。
2.智能化应用场景从单一向多元发展目前人工智能的应用领域还多处于专用阶段,如人脸识别、视频监控、语音识别等都主要用于完成具体任务,覆盖范围有限,产业化程度有待提高。随着智能家居、智慧物流等产品的推出,人工智能的应用终将进入面向复杂场景,处理复杂问题,提高社会生产效率和生活质量的新阶段。
3.人工智能和实体经济深度融合进程将进一步加快党的十九大报告提出:“推动互联网、大数据、人工智能和实体经济深度融合”。
一方面,随着制造强国建设的加快,将促进人工智能等新一代信息技术产品发展和应用,助推传统产业转型升级,推动战略性新兴产业实现整体性突破。
另一方面,随着人工智能底层技术的开源化,传统行业将有望加快掌握人工智能基础技术并依托其积累的行业数据资源实现人工智能与实体经济的融合创新。
#专栏作家#拼搏的80后,人人都是产品经理专栏作家。10年互联网从业经历,具有各类型B端、C端产品的设计经验,关注区块链及人工智能的技术发展及应用场景探索。
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人工智能的历史、现状和未来
2018年2月25日,在平昌冬奥会闭幕式“北京8分钟”表演中,由沈阳新松机器人自动化股份有限公司研发的智能移动机器人与轮滑演员进行表演。新华社记者李钢/摄
2018年5月3日,中国科学院发布国内首款云端人工智能芯片,理论峰值速度达每秒128万亿次定点运算,达到世界先进水平。新华社记者金立旺/摄
2017年10月,在沙特阿拉伯首都利雅得举行的“未来投资倡议”大会上,机器人索菲亚被授予沙特公民身份,她也因此成为全球首个获得公民身份的机器人。图为2018年7月10日,在香港会展中心,机器人索菲亚亮相主舞台。ISAACLAWRENCE/视觉中国
2018年11月22日,在“伟大的变革——庆祝改革开放40周年大型展览”上,第三代国产骨科手术机器人“天玑”正在模拟做手术,它是国际上首个适应症覆盖脊柱全节段和骨盆髋臼手术的骨科机器人,性能指标达到国际领先水平。麦田/视觉中国
如同蒸汽时代的蒸汽机、电气时代的发电机、信息时代的计算机和互联网,人工智能正成为推动人类进入智能时代的决定性力量。全球产业界充分认识到人工智能技术引领新一轮产业变革的重大意义,纷纷转型发展,抢滩布局人工智能创新生态。世界主要发达国家均把发展人工智能作为提升国家竞争力、维护国家安全的重大战略,力图在国际科技竞争中掌握主导权。习近平总书记在十九届中央政治局第九次集体学习时深刻指出,加快发展新一代人工智能是事关我国能否抓住新一轮科技革命和产业变革机遇的战略问题。错失一个机遇,就有可能错过整整一个时代。新一轮科技革命与产业变革已曙光可见,在这场关乎前途命运的大赛场上,我们必须抢抓机遇、奋起直追、力争超越。
概念与历程
了解人工智能向何处去,首先要知道人工智能从何处来。1956年夏,麦卡锡、明斯基等科学家在美国达特茅斯学院开会研讨“如何用机器模拟人的智能”,首次提出“人工智能(ArtificialIntelligence,简称AI)”这一概念,标志着人工智能学科的诞生。
人工智能是研究开发能够模拟、延伸和扩展人类智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学,研究目的是促使智能机器会听(语音识别、机器翻译等)、会看(图像识别、文字识别等)、会说(语音合成、人机对话等)、会思考(人机对弈、定理证明等)、会学习(机器学习、知识表示等)、会行动(机器人、自动驾驶汽车等)。
人工智能充满未知的探索道路曲折起伏。如何描述人工智能自1956年以来60余年的发展历程,学术界可谓仁者见仁、智者见智。我们将人工智能的发展历程划分为以下6个阶段:
一是起步发展期:1956年—20世纪60年代初。人工智能概念提出后,相继取得了一批令人瞩目的研究成果,如机器定理证明、跳棋程序等,掀起人工智能发展的第一个高潮。
二是反思发展期:20世纪60年代—70年代初。人工智能发展初期的突破性进展大大提升了人们对人工智能的期望,人们开始尝试更具挑战性的任务,并提出了一些不切实际的研发目标。然而,接二连三的失败和预期目标的落空(例如,无法用机器证明两个连续函数之和还是连续函数、机器翻译闹出笑话等),使人工智能的发展走入低谷。
三是应用发展期:20世纪70年代初—80年代中。20世纪70年代出现的专家系统模拟人类专家的知识和经验解决特定领域的问题,实现了人工智能从理论研究走向实际应用、从一般推理策略探讨转向运用专门知识的重大突破。专家系统在医疗、化学、地质等领域取得成功,推动人工智能走入应用发展的新高潮。
四是低迷发展期:20世纪80年代中—90年代中。随着人工智能的应用规模不断扩大,专家系统存在的应用领域狭窄、缺乏常识性知识、知识获取困难、推理方法单一、缺乏分布式功能、难以与现有数据库兼容等问题逐渐暴露出来。
五是稳步发展期:20世纪90年代中—2010年。由于网络技术特别是互联网技术的发展,加速了人工智能的创新研究,促使人工智能技术进一步走向实用化。1997年国际商业机器公司(简称IBM)深蓝超级计算机战胜了国际象棋世界冠军卡斯帕罗夫,2008年IBM提出“智慧地球”的概念。以上都是这一时期的标志性事件。
六是蓬勃发展期:2011年至今。随着大数据、云计算、互联网、物联网等信息技术的发展,泛在感知数据和图形处理器等计算平台推动以深度神经网络为代表的人工智能技术飞速发展,大幅跨越了科学与应用之间的“技术鸿沟”,诸如图像分类、语音识别、知识问答、人机对弈、无人驾驶等人工智能技术实现了从“不能用、不好用”到“可以用”的技术突破,迎来爆发式增长的新高潮。
现状与影响
对于人工智能的发展现状,社会上存在一些“炒作”。比如说,认为人工智能系统的智能水平即将全面超越人类水平、30年内机器人将统治世界、人类将成为人工智能的奴隶,等等。这些有意无意的“炒作”和错误认识会给人工智能的发展带来不利影响。因此,制定人工智能发展的战略、方针和政策,首先要准确把握人工智能技术和产业发展的现状。
专用人工智能取得重要突破。从可应用性看,人工智能大体可分为专用人工智能和通用人工智能。面向特定任务(比如下围棋)的专用人工智能系统由于任务单一、需求明确、应用边界清晰、领域知识丰富、建模相对简单,形成了人工智能领域的单点突破,在局部智能水平的单项测试中可以超越人类智能。人工智能的近期进展主要集中在专用智能领域。例如,阿尔法狗(AlphaGo)在围棋比赛中战胜人类冠军,人工智能程序在大规模图像识别和人脸识别中达到了超越人类的水平,人工智能系统诊断皮肤癌达到专业医生水平。
通用人工智能尚处于起步阶段。人的大脑是一个通用的智能系统,能举一反三、融会贯通,可处理视觉、听觉、判断、推理、学习、思考、规划、设计等各类问题,可谓“一脑万用”。真正意义上完备的人工智能系统应该是一个通用的智能系统。目前,虽然专用人工智能领域已取得突破性进展,但是通用人工智能领域的研究与应用仍然任重而道远,人工智能总体发展水平仍处于起步阶段。当前的人工智能系统在信息感知、机器学习等“浅层智能”方面进步显著,但是在概念抽象和推理决策等“深层智能”方面的能力还很薄弱。总体上看,目前的人工智能系统可谓有智能没智慧、有智商没情商、会计算不会“算计”、有专才而无通才。因此,人工智能依旧存在明显的局限性,依然还有很多“不能”,与人类智慧还相差甚远。
人工智能创新创业如火如荼。全球产业界充分认识到人工智能技术引领新一轮产业变革的重大意义,纷纷调整发展战略。比如,谷歌在其2017年年度开发者大会上明确提出发展战略从“移动优先”转向“人工智能优先”,微软2017财年年报首次将人工智能作为公司发展愿景。人工智能领域处于创新创业的前沿。麦肯锡公司报告指出,2016年全球人工智能研发投入超300亿美元并处于高速增长阶段;全球知名风投调研机构CBInsights报告显示,2017年全球新成立人工智能创业公司1100家,人工智能领域共获得投资152亿美元,同比增长141%。
创新生态布局成为人工智能产业发展的战略高地。信息技术和产业的发展史,就是新老信息产业巨头抢滩布局信息产业创新生态的更替史。例如,传统信息产业代表企业有微软、英特尔、IBM、甲骨文等,互联网和移动互联网时代信息产业代表企业有谷歌、苹果、脸书、亚马逊、阿里巴巴、腾讯、百度等。人工智能创新生态包括纵向的数据平台、开源算法、计算芯片、基础软件、图形处理器等技术生态系统和横向的智能制造、智能医疗、智能安防、智能零售、智能家居等商业和应用生态系统。目前智能科技时代的信息产业格局还没有形成垄断,因此全球科技产业巨头都在积极推动人工智能技术生态的研发布局,全力抢占人工智能相关产业的制高点。
人工智能的社会影响日益凸显。一方面,人工智能作为新一轮科技革命和产业变革的核心力量,正在推动传统产业升级换代,驱动“无人经济”快速发展,在智能交通、智能家居、智能医疗等民生领域产生积极正面影响。另一方面,个人信息和隐私保护、人工智能创作内容的知识产权、人工智能系统可能存在的歧视和偏见、无人驾驶系统的交通法规、脑机接口和人机共生的科技伦理等问题已经显现出来,需要抓紧提供解决方案。
趋势与展望
经过60多年的发展,人工智能在算法、算力(计算能力)和算料(数据)等“三算”方面取得了重要突破,正处于从“不能用”到“可以用”的技术拐点,但是距离“很好用”还有诸多瓶颈。那么在可以预见的未来,人工智能发展将会出现怎样的趋势与特征呢?
从专用智能向通用智能发展。如何实现从专用人工智能向通用人工智能的跨越式发展,既是下一代人工智能发展的必然趋势,也是研究与应用领域的重大挑战。2016年10月,美国国家科学技术委员会发布《国家人工智能研究与发展战略计划》,提出在美国的人工智能中长期发展策略中要着重研究通用人工智能。阿尔法狗系统开发团队创始人戴密斯·哈萨比斯提出朝着“创造解决世界上一切问题的通用人工智能”这一目标前进。微软在2017年成立了通用人工智能实验室,众多感知、学习、推理、自然语言理解等方面的科学家参与其中。
从人工智能向人机混合智能发展。借鉴脑科学和认知科学的研究成果是人工智能的一个重要研究方向。人机混合智能旨在将人的作用或认知模型引入到人工智能系统中,提升人工智能系统的性能,使人工智能成为人类智能的自然延伸和拓展,通过人机协同更加高效地解决复杂问题。在我国新一代人工智能规划和美国脑计划中,人机混合智能都是重要的研发方向。
从“人工+智能”向自主智能系统发展。当前人工智能领域的大量研究集中在深度学习,但是深度学习的局限是需要大量人工干预,比如人工设计深度神经网络模型、人工设定应用场景、人工采集和标注大量训练数据、用户需要人工适配智能系统等,非常费时费力。因此,科研人员开始关注减少人工干预的自主智能方法,提高机器智能对环境的自主学习能力。例如阿尔法狗系统的后续版本阿尔法元从零开始,通过自我对弈强化学习实现围棋、国际象棋、日本将棋的“通用棋类人工智能”。在人工智能系统的自动化设计方面,2017年谷歌提出的自动化学习系统(AutoML)试图通过自动创建机器学习系统降低人员成本。
人工智能将加速与其他学科领域交叉渗透。人工智能本身是一门综合性的前沿学科和高度交叉的复合型学科,研究范畴广泛而又异常复杂,其发展需要与计算机科学、数学、认知科学、神经科学和社会科学等学科深度融合。随着超分辨率光学成像、光遗传学调控、透明脑、体细胞克隆等技术的突破,脑与认知科学的发展开启了新时代,能够大规模、更精细解析智力的神经环路基础和机制,人工智能将进入生物启发的智能阶段,依赖于生物学、脑科学、生命科学和心理学等学科的发现,将机理变为可计算的模型,同时人工智能也会促进脑科学、认知科学、生命科学甚至化学、物理、天文学等传统科学的发展。
人工智能产业将蓬勃发展。随着人工智能技术的进一步成熟以及政府和产业界投入的日益增长,人工智能应用的云端化将不断加速,全球人工智能产业规模在未来10年将进入高速增长期。例如,2016年9月,咨询公司埃森哲发布报告指出,人工智能技术的应用将为经济发展注入新动力,可在现有基础上将劳动生产率提高40%;到2035年,美、日、英、德、法等12个发达国家的年均经济增长率可以翻一番。2018年麦肯锡公司的研究报告预测,到2030年,约70%的公司将采用至少一种形式的人工智能,人工智能新增经济规模将达到13万亿美元。
人工智能将推动人类进入普惠型智能社会。“人工智能+X”的创新模式将随着技术和产业的发展日趋成熟,对生产力和产业结构产生革命性影响,并推动人类进入普惠型智能社会。2017年国际数据公司IDC在《信息流引领人工智能新时代》白皮书中指出,未来5年人工智能将提升各行业运转效率。我国经济社会转型升级对人工智能有重大需求,在消费场景和行业应用的需求牵引下,需要打破人工智能的感知瓶颈、交互瓶颈和决策瓶颈,促进人工智能技术与社会各行各业的融合提升,建设若干标杆性的应用场景创新,实现低成本、高效益、广范围的普惠型智能社会。
人工智能领域的国际竞争将日益激烈。当前,人工智能领域的国际竞赛已经拉开帷幕,并且将日趋白热化。2018年4月,欧盟委员会计划2018—2020年在人工智能领域投资240亿美元;法国总统在2018年5月宣布《法国人工智能战略》,目的是迎接人工智能发展的新时代,使法国成为人工智能强国;2018年6月,日本《未来投资战略2018》重点推动物联网建设和人工智能的应用。世界军事强国也已逐步形成以加速发展智能化武器装备为核心的竞争态势,例如美国特朗普政府发布的首份《国防战略》报告即谋求通过人工智能等技术创新保持军事优势,确保美国打赢未来战争;俄罗斯2017年提出军工拥抱“智能化”,让导弹和无人机这样的“传统”兵器威力倍增。
人工智能的社会学将提上议程。为了确保人工智能的健康可持续发展,使其发展成果造福于民,需要从社会学的角度系统全面地研究人工智能对人类社会的影响,制定完善人工智能法律法规,规避可能的风险。2017年9月,联合国犯罪和司法研究所(UNICRI)决定在海牙成立第一个联合国人工智能和机器人中心,规范人工智能的发展。美国白宫多次组织人工智能领域法律法规问题的研讨会、咨询会。特斯拉等产业巨头牵头成立OpenAI等机构,旨在“以有利于整个人类的方式促进和发展友好的人工智能”。
态势与思考
当前,我国人工智能发展的总体态势良好。但是我们也要清醒看到,我国人工智能发展存在过热和泡沫化风险,特别在基础研究、技术体系、应用生态、创新人才、法律规范等方面仍然存在不少值得重视的问题。总体而言,我国人工智能发展现状可以用“高度重视,态势喜人,差距不小,前景看好”来概括。
高度重视。党中央、国务院高度重视并大力支持发展人工智能。习近平总书记在党的十九大、2018年两院院士大会、全国网络安全和信息化工作会议、十九届中央政治局第九次集体学习等场合多次强调要加快推进新一代人工智能的发展。2017年7月,国务院发布《新一代人工智能发展规划》,将新一代人工智能放在国家战略层面进行部署,描绘了面向2030年的我国人工智能发展路线图,旨在构筑人工智能先发优势,把握新一轮科技革命战略主动。国家发改委、工信部、科技部、教育部等国家部委和北京、上海、广东、江苏、浙江等地方政府都推出了发展人工智能的鼓励政策。
态势喜人。据清华大学发布的《中国人工智能发展报告2018》统计,我国已成为全球人工智能投融资规模最大的国家,我国人工智能企业在人脸识别、语音识别、安防监控、智能音箱、智能家居等人工智能应用领域处于国际前列。根据2017年爱思唯尔文献数据库统计结果,我国在人工智能领域发表的论文数量已居世界第一。近两年,中国科学院大学、清华大学、北京大学等高校纷纷成立人工智能学院,2015年开始的中国人工智能大会已连续成功召开四届并且规模不断扩大。总体来说,我国人工智能领域的创新创业、教育科研活动非常活跃。
差距不小。目前我国在人工智能前沿理论创新方面总体上尚处于“跟跑”地位,大部分创新偏重于技术应用,在基础研究、原创成果、顶尖人才、技术生态、基础平台、标准规范等方面距离世界领先水平还存在明显差距。在全球人工智能人才700强中,中国虽然入选人数名列第二,但远远低于约占总量一半的美国。2018年市场研究顾问公司CompassIntelligence对全球100多家人工智能计算芯片企业进行了排名,我国没有一家企业进入前十。另外,我国人工智能开源社区和技术生态布局相对滞后,技术平台建设力度有待加强,国际影响力有待提高。我国参与制定人工智能国际标准的积极性和力度不够,国内标准制定和实施也较为滞后。我国对人工智能可能产生的社会影响还缺少深度分析,制定完善人工智能相关法律法规的进程需要加快。
前景看好。我国发展人工智能具有市场规模、应用场景、数据资源、人力资源、智能手机普及、资金投入、国家政策支持等多方面的综合优势,人工智能发展前景看好。全球顶尖管理咨询公司埃森哲于2017年发布的《人工智能:助力中国经济增长》报告显示,到2035年人工智能有望推动中国劳动生产率提高27%。我国发布的《新一代人工智能发展规划》提出,到2030年人工智能核心产业规模超过1万亿元,带动相关产业规模超过10万亿元。在我国未来的发展征程中,“智能红利”将有望弥补人口红利的不足。
当前是我国加强人工智能布局、收获人工智能红利、引领智能时代的重大历史机遇期,如何在人工智能蓬勃发展的浪潮中选择好中国路径、抢抓中国机遇、展现中国智慧等,需要深入思考。
树立理性务实的发展理念。任何事物的发展不可能一直处于高位,有高潮必有低谷,这是客观规律。实现机器在任意现实环境的自主智能和通用智能,仍然需要中长期理论和技术积累,并且人工智能对工业、交通、医疗等传统领域的渗透和融合是个长期过程,很难一蹴而就。因此,发展人工智能要充分考虑到人工智能技术的局限性,充分认识到人工智能重塑传统产业的长期性和艰巨性,理性分析人工智能发展需求,理性设定人工智能发展目标,理性选择人工智能发展路径,务实推进人工智能发展举措,只有这样才能确保人工智能健康可持续发展。
重视固本强基的原创研究。人工智能前沿基础理论是人工智能技术突破、行业革新、产业化推进的基石。面临发展的临界点,要想取得最终的话语权,必须在人工智能基础理论和前沿技术方面取得重大突破。我们要按照习近平总书记提出的支持科学家勇闯人工智能科技前沿“无人区”的要求,努力在人工智能发展方向和理论、方法、工具、系统等方面取得变革性、颠覆性突破,形成具有国际影响力的人工智能原创理论体系,为构建我国自主可控的人工智能技术创新生态提供领先跨越的理论支撑。
构建自主可控的创新生态。我国人工智能开源社区和技术创新生态布局相对滞后,技术平台建设力度有待加强。我们要以问题为导向,主攻关键核心技术,加快建立新一代人工智能关键共性技术体系,全面增强人工智能科技创新能力,确保人工智能关键核心技术牢牢掌握在自己手里。要着力防范人工智能时代“空心化”风险,系统布局并重点发展人工智能领域的“新核高基”:“新”指新型开放创新生态,如产学研融合等;“核”指核心关键技术与器件,如先进机器学习技术、鲁棒模式识别技术、低功耗智能计算芯片等;“高”指高端综合应用系统与平台,如机器学习软硬件平台、大型数据平台等;“基”指具有重大原创意义和技术带动性的基础理论与方法,如脑机接口、类脑智能等。同时,我们要重视人工智能技术标准的建设、产品性能与系统安全的测试。特别是我国在人工智能技术应用方面走在世界前列,在人工智能国际标准制定方面应当掌握话语权,并通过实施标准加速人工智能驱动经济社会转型升级的进程。
推动共担共享的全球治理。目前看,发达国家通过人工智能技术创新掌控了产业链上游资源,难以逾越的技术鸿沟和产业壁垒有可能进一步拉大发达国家和发展中国家的生产力发展水平差距。在发展中国家中,我国有望成为全球人工智能竞争中的领跑者,应布局构建开放共享、质优价廉、普惠全球的人工智能技术和应用平台,配合“一带一路”建设,让“智能红利”助推共建人类命运共同体。
作者:中央人民政府驻香港特别行政区联络办公室副主任、中国科学院院士
人工智能应用场景及未来发展趋势 一 什么是人工智能人工智能是当前比较热门的科学和各国重点发展的前沿技术,但人工智能(Artificial Intell
来源:雪球App,作者:玖点半,(https://xueqiu.com/2857816313/132432573)
一.什么是人工智能
人工智能是当前比较热门的科学和各国重点发展的前沿技术,但人工智能(ArtificialIntelligence,缩写为AI)一词的出现,却是早在1956年由麦卡赛、明斯基、罗切斯特和申农等一批具有远见卓识的年轻科学家在一起聚会,共同研究和探讨用机器模拟智能的一系列有关问题时提出来的,它也标志着"人工智能"的正式诞生。
人工智能是指通过计算机实现人的头脑思维所产生的效果,是对能够从环境中获取感知并执行行动的智能体的描述和构建。从狭义认知角度来讲,人工智能可分为人工智能产业(包含技术、算法、应用等多方面的价值体系)、人工智能技术(包括凡是使用机器帮助、代替甚至部分超越人类实现认知、识别、分析、决策等功能)两大类。
人工智能得到快速发展的时期,是2008年金融危机之后,美日欧等西方发达国家希望借助机器人实现再工业化。此时的工业机器人比以往任何时候都发展的更快,更加带动了人工智能和相关领域产业的不断突破,很多必须用人来做的工作如今已经能用机器人实现。
而企业层面,目前在人工智能领域领先的企业,包括IBM、谷歌、微软、苹果、东芝、三星等大型科技企业,国内人工智能领先的企业,包括百度、科大讯飞,中国国家电网、阿里、腾讯以及一些新兴科技企业,如商汤科技、云从科技、码隆科技、影普科技、Yi+等。
二.国内人工智能应用领域及产值规模2.1.国内人工智能应用领域及产业规模人工智能作为科技创新产物,在促进人类社会进步、经济建设和提升人们生活水平等方面起到越来越重要的作用。国内人工智能经过多年的发展,已经在安防、金融、客服、零售、医疗健康、广告营销、教育、城市交通、制造、农业等领域实现商用及规模效应。
2018年国内人工智能技术为实体经济贡献收益规模达到251.1亿元人民币,而据艾瑞咨询预测数据,2019年人工智能将为实体经济贡献收入超570亿元,到2022年贡献收入将达到1573亿元,年复合增长率达到58.2%。
在2018年人工智能251.1亿元市场规模中,安防领域占比份额最高为53.8%,其次则是金融领域,份额占比为15.8%。
2.2.人工智能在安防领域的应用安防是为数不多的可以将人工智能成熟应用并落地的行业,为此,安防也被认为是人工智能的第一着陆场。这是因为人工智能在安防领域的快速落地,除了不需要过多的基础建设之外,也得益于全国范围内安防设备的普及以及政府部门大力发展雪亮工程、智慧城市、平安城市、智慧交通、天网工程等公共安全领域项目工程的推动。其中,2018年公共安全领域安防贡献的市场份额就超过70%。
人工智能在安防领域的应用主要是利用其视频结构化(视频数据的识别和提取技术)、生物识别技术(如指纹识别、人脸识别等)以及物证特征识别(如目前大力推广的ETC对车牌的识别等)等三大特性。其改变了过去需要通过人工取证、被动监控的安防形态,视频数据的识别和提取分析,使人力查阅监控的时间大大缩短,而生物识别又大大提升了人物识别的精准性,极大提升了公共安全治理的效率。
2018年,我国“AI+安防”软硬件市场规模达到135亿元(不含C端用户),其中视频监控占比达到88.1%,据艾瑞咨询预测2019年将达到350亿元,而到2022年,安防规模将超过700亿元,复合增长率将达到51.45%。
2.3.人工智能在金融领域的应用
人工智能在金融领域的应用仅次于安防,这要得益于移动互联网、区块链、云计算、大数据等新技术的日趋成熟,为金融行业的智能化转型升级奠定重要基础。
从技术层面,人工智能的本质上是机器通过大量的数据训练作出智能决策,人工智能能够赋予机器具有理解力的“大脑”,让机器能够解读文字、数据所包含的“语义”,通过自学的方式获得判断的规则。金融行业作为高度数据化的行业,加之业务规则和目标明晰,是人工智能、大数据处理技术和云计算等数据驱动技术的最好应用场景。以此同时,在互联网时代,金融行业的在线业务将成主流,数据量的激增,超出了人的经验范畴和处理能力,而这些却是人工智能最擅长处理的。人工智能正在对金融产品、服务渠道、服务方式、风险管理、授信融资、投资决策等带来新一轮的变革。
2018年国内金融领域人工智能相关科技投入(包括软件和硬件设备)约为166.8亿元,较2017年增速为42.9%,到2022年人工智能相关投入将超580亿元,年复合增长率超过37%,其中银行是人工智能相关应用的主要投入方,占比超过70%。
目前,人工智能在金融业的应用,主要集中在智能支付、智能理赔、智能投顾、智能客服、智能营销、智能投研、智能风控等场景,这些场景又以银行最具有代表。
2.3.1.智能客服智能客服是人工智能在金融领域应用最广的。智能客服机器人取代了传统菜单式语音和人工客服模式,能够提供7*24小时的客服服务。智能客服在电话场景当中主要表现为机器管理和语音问答分析,智能客服可以通过深度学习文本中的对话、语音对话场景,并加以应用回复。智能客服目前在银行领域应用最广,平安银行的客服服务人工智能替代率超过80%,其服务量也提升了两至三倍,客服的人力降低了40%。
2.3.2.智能投顾智能投顾,即人工智能投资顾问,其是通过人工智能的深度学习和分析能力,为客户提供个人理财产品策略咨询,包括股票配置、基金配置、债权配置、交易执行、投资损失避税等策略。智能投顾的最大特点,是弱化“人性”,在基于大数据分析、AI算法等的前提下,一旦投资者选定了某种方案,资产的进出抛售就会严格按照既定的标准实行。
智能投顾的应用,最早可追溯到2016年年底,“摩羯智投”在招商银行手机APP的上线。目前,智能投顾已成为银行、券商、保险等金融机构的标配型服务。
2.3.3.智能风控金融行业在传统风控环节中,存在信息不对称、成本高、时效性差、效率低等问题。而智能风控因为引入了人工智能科技,使得贷前审核、贷中监控和贷后管理等环节效率和准确度都得到了极大的提升,智能风控还能促进风险管理差异化。另外智能风控在信用反欺诈、骗保反欺诈、异常交易行为等方面也发挥了越来越重要的作用,为金融行业欺诈风险的分析和预警监测提供坚实的技术支持。
2.3.4.智能投研与智能投顾相比,智能投研主要面对B端企业用户,为其提供辅助投研的工具。对于金融机构来说,人工智能技术的介入,使得传统投研的各个环节发生一定的优化和革新,解放大量基础的投研信息搜集类工作,而前期信息搜集的耗时性和不全面性,也是传统投研中较为主要的缺陷。智能投研是在金融数据基础上,通过深度学习、自然语言处理等人工智能方法,对数据、事件、结论等信息进行自动化处理和分析,为金融机构提供投研支持。
2.4.人工智能在客服领域的应用前文金融领域中已经提到了智能客服的应用,当然智能客服不仅仅只限于金融行业,在其他行业也运用得越来越广。客户服务引入人工智能技术后,整体上节省了10%以上的运营成本。另外,通过对语音等非标准化数据的识别,企业能沉淀下一手数据资源,为后续精准营销、产品升级等环节做好铺垫。
据艾瑞咨询数据,2018年,国内智能客服业务规模达到27.2亿元,其中以智能客服机器人为代表的人工智能应用业务规模达到7.9亿元,预计2022年智能客服业务规模将突破160亿元,年复合增长率为56%,人工智能应用业务规模突破70亿元。
2.5.人工智能在零售领域的应用人工智能在零售领域的应用已经十分广泛,包括无人便利店、智慧供应链、客流统计、无人仓储等细分领域。人工智能通过深度学习以及计算机视觉、图像智能识别、大数据应用等技术,使得工业智能机器人可通过自主判断和行为学习,完成各种复杂的任务,包括在商品分拣、运输、出库等环节实现自动化。另外,将人工智能技术应用于客流统计工作中,其通过人脸识别客流统计功能,门店可以从性别、年龄、表情、新老顾客、滞留时长等维度建立到店客流用户画像,为调整运营策略提供数据基础,帮助门店运营从匹配真实到店客流的角度提升转换率。
2018年中国现代渠道主要零售商数字化建设投入为285.1亿元,其中人工智能投入约为9亿元,占比3.15%,据预测,到2022年其数字化建设投入将突破700亿元,人工智能投入将超过178亿元,占比超过25%,这主要得益于阿里巴巴、京东、苏宁等零售巨头的推动,以人工智能应用为代表的新零售概念处于增长的上升通道,未来两年将保持较高增速。
而以计算机视觉技术为核心的人脸识别和商品识别是主要建设方向,相关投入占整体的55%以上。另外,零售领域供应链的优化最为复杂,对人工智能算法的可用性要求最高,但更靠近零售业的核心点,未来可释放的增益价值也将最大。
三.人工智能未来发展趋势目前,人工智能的研究及应用主要集中在基础层、技术层和应用层三个方面,其中基础层以AI芯片、计算机语言、算法架构等研发为主,技术层以计算机视觉、智能语音、自然语言处理等应用算法研发为主;应用层以AI技术集成与应用开发为主。而国内人工智能企业多集中在应用层,占比高达77.7%,技术层和基础层企业占比相对较小,分别只占有17.9%和5.4%。当然,未来随着5G的建设普及以及科技进步,人工智能除了在语音识别、计算机视觉技术的继续拓展和实地运用外,在人工智能芯片、机器学习、神经网络等方面也将引来增强趋势,人工智能也将在越来越多的领域得到应用落地。
另外,人工智能与物联网的结合(即AIoT)也将更紧密,AI的介入让物联网有了连接的大脑,使得万物互联互通成为现实,未来或将颠覆现有的产业模式。经济方面,助力产业价值链延伸,目前产业很难依靠既有技术与业务模式打破产业生命周期,AIoT通过设备感知与数据分析支撑新的产品形态与服务模式落地,开拓新的市场空间,产生新的发展周期。社会发展方面,数据价值得到挖掘,实现大量线下数据线上化,实现自动高效处理。
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人工智能行业专题:AIGC投资框架
原标题:人工智能行业专题:AIGC投资框架该报告主要讲了人工智能领域的ChatGPT模型在多行业中的应用、自然语言模型的发展历史、大语言模型的学习、存储和修正数据的方式。
你可以通过以下几个问题了解该报告:
ChatGPT模型在哪些行业中有应用?
ChatGPT模型在多个行业中都有应用,包括但不限于:
总之,ChatGPT的应用场景非常广泛,可以在多个领域中发挥作用,提高效率、降低成本、提高服务质量等。
来源:西南证券
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