從學(xué)術(shù)界走向工業(yè)界，AI 需要邁過的兩道關(guān)卡

根據(jù)騰訊互娛發(fā)布的《2017 Q3 AI 行業(yè)全景熱度觀察》，2017 年第三季度，全球人工智能公司融資總額高達 77.42 億美元，僅比前兩個季度之和低 10 億美元，而與 2012 年同期相比則增長了 70 余倍。

雖然第四季度還沒結(jié)束，但 10 月底曠視科技 4.6 億美元的 C 輪融資額已經(jīng)刷新了此前由商湯科技所保持的 4.1 億美元的融資記錄，也成為全球人工智能公司迄今為止所獲得的最大一筆融資。

不難看出，火遍整個 2017 年的人工智能，到了年末依舊是勢頭不減，甚至很可能再次打破之前的各項融資記錄。

回顧過去，從 1956 年的達特茅斯會議到今天，人工智能已經(jīng)走過了 60 多年的歷史。在這 60 多年中，人工智能經(jīng)歷過高峰，也曾跌落到低谷，但從來沒有哪一次像今天這樣，成為街頭巷尾無人不談的話題。雖然這一定程度上得益于移動互聯(lián)網(wǎng)時代信息傳播效率的飛速提升使得熱點話題的影響力得以成千上萬倍的擴大。但另一個更重要的原因是，這一次的人工智能復(fù)興與以往的最大區(qū)別在于，它讓人們真正看到了人工智能技術(shù)改變?nèi)祟愇磥砩罘绞降目赡苄浴?/p>

用李開復(fù)的話說：“今天的人工智能是‘有用’的人工智能……這一次人工智能復(fù)興的最大特點，就是 AI 在多個相關(guān)領(lǐng)域表現(xiàn)出可以被普通人認可的性能或效率，并因此被成熟的商業(yè)模式接受，開始在產(chǎn)業(yè)界發(fā)揮出真正的價值...... 我們說‘人工智能來了’，其實是說，人工智能或深度學(xué)習真的可以解決實際問題了。”

可以和李開復(fù)這段話相互映證的是，在上周阿里云主辦的 2017 云棲大會·北京峰會上，阿里巴巴明確表示人工智能不應(yīng)僅僅是“概念上的 AI”，更是“產(chǎn)業(yè)上的 AI”，同時宣布了阿里云人工智能技術(shù)在金融、零售、航空、交通等多個行業(yè)的實踐成果。

越來越多的跡象表明，今天的人工智能，真的和以往大不一樣。

在過去這一年中，無論是互聯(lián)網(wǎng)公司還是傳統(tǒng)企業(yè)，無論是在公司內(nèi)部宣講戰(zhàn)略還是在外部會議上發(fā)表報告，都是三句話不離 AI，唯恐自己被拋棄于時代潮流之后。但與之前的幾次技術(shù)浪潮相比，人工智能對人才和資源的要求顯然要高出不少，不是誰都能玩得轉(zhuǎn)的。

那么，對于大多數(shù)公司來說，進入人工智能領(lǐng)域有哪些難以跨越的門檻?企業(yè)如何利用人工智能技術(shù)助力現(xiàn)有業(yè)務(wù)更上一層樓?還有，在未來的幾年里，人工智能在哪些產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域可以最快得到應(yīng)用和普及?

近日，InfoQ 記者采訪了 IBM 全球杰出工程師、IBM 研究院認知系統(tǒng)全球研究負責人林詠華女士，聊了聊她對上述問題的看法。以下內(nèi)容根據(jù)采訪記錄整理而成。

如何看待當下的人工智能熱潮?

人工智能目前無論在企業(yè)還是投資界都是被火爆地追逐著。說實在話，當 IBM 在 2011 年構(gòu)建出 Watson，并首次在智力競賽中打敗最優(yōu)秀的人類選手時，能預(yù)見人工智能對未來業(yè)界發(fā)展的重要性，但沒有想象到這種人人談人工智能的火爆局面。

縱觀整個信息技術(shù)在過去 10 年的發(fā)展，無論是 10 年前移動通信的發(fā)展熱潮，還是 5 年前云計算的風起云涌，都沒有今天人工智能被關(guān)注的廣泛性和火爆性。原因是什么呢?是今天人工智能的可實驗性遠遠高于之前的信息科技。

這個“可實驗性”是指一個開發(fā)者，一個大學(xué)生，甚至會編程的中學(xué)生都可以進行人工智能實驗性的嘗試。它來源于整個開源社區(qū)在代碼和數(shù)據(jù)上的整體貢獻，得益于整個信息科技領(lǐng)域?qū)﹂_源文化的推動，也得益于幾個大的人工智能會議對被錄用文章的數(shù)據(jù)和代碼的公開性要求。

在過去幾年，圍繞深度學(xué)習、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等算法的代碼以及公開數(shù)據(jù)集層出不窮。一個開發(fā)者，只需要懂 Python，就可以在一天之內(nèi)構(gòu)建起一個開發(fā)環(huán)境，并把開源的代碼跑起來。利用開源的數(shù)據(jù)集，就可以重現(xiàn)別人的結(jié)果。一個新的人工智能研究方向出現(xiàn)，就伴隨著一些優(yōu)秀的數(shù)據(jù)集公開。

例如，當年李飛飛主導(dǎo)的 ImageNet 為今天的圖象識別奠定了最大的數(shù)據(jù)集基礎(chǔ)，今年 12 月 MIT IBM Watson Lab 為了推動視頻中的動作識別，共同推出的百萬量級的視頻動作數(shù)據(jù)集。所有的這些貢獻，都是為了降低大家實驗的難度，推動業(yè)界更快速地解決人工智能中的難題。

在這種人人都可以嘗試的氛圍下，既推高了大家對這個領(lǐng)域的關(guān)注和興趣，必然也帶來了人云亦云的火爆。

學(xué)術(shù)界和工業(yè)界之間的差距

但是，這是否就代表了今天在學(xué)術(shù)界解決了的問題，相關(guān)的技術(shù)已經(jīng)可以大量地使用到工業(yè)界呢?我覺得大家需要看到工業(yè)界和學(xué)術(shù)界之間的差距。之前我也看到一些人工智能領(lǐng)域的專家進行了許多分析，我這里就討論兩點：

第一是數(shù)據(jù)的差異。數(shù)據(jù)是人工智能必不可少的用于訓(xùn)練機器的輸入。而今天能在公開途徑獲得的數(shù)據(jù)集絕大多數(shù)都是非商業(yè)用途數(shù)據(jù)，大多數(shù)都是從互聯(lián)網(wǎng)上積累的數(shù)據(jù)。真正用于工業(yè)場景的高價值數(shù)據(jù)是難以放到公開數(shù)據(jù)集中，也難以讓千千萬萬研究者進行算法研究的。

IBM 研究院在醫(yī)療、汽車駕駛、生產(chǎn)制造等重要行業(yè)領(lǐng)域與相關(guān)企業(yè)進行人工智能合作研究。在這些行業(yè)和企業(yè)中，我們遇到了大量公開數(shù)據(jù)集所沒有的數(shù)據(jù)分布。在面對行業(yè)生產(chǎn)部署的嚴苛要求時，我們一些已有的研究是不適用的，許多在頂級會議中號稱的最佳結(jié)果也是不適用的。因此，這里需要我們腳踏實地，深入工業(yè)行業(yè)進行人工智能的研究和開發(fā)。

第二是人工智能系統(tǒng)本身的成本。把人工智能用到工業(yè)界，我們需要認真審視它附加到現(xiàn)有產(chǎn)品上的成本開銷。

以視頻監(jiān)控為例，在視頻監(jiān)控中使用人工智能是一個很熱的話題。今天，使用人臉識別、人或車輛的自動捕捉進行初步的視頻分析已經(jīng)開始廣泛使用在城市、公共安全等領(lǐng)域。其實基于計算機視覺的人工智能可以做得更多，它可以檢測和識別各種物體(而不僅僅是人或車輛)，檢測人的各種動作等等。

但基于深度學(xué)習的目標檢測算法往往需要大量的 GPU 計算資源?；诮衲曜钚碌?GPU 硬件能力，一塊高性能的 GPU 也就只能支持 3~4 路視頻的復(fù)雜目標檢測(單個模型)。平攤到每路視頻，就要大約 1000~2000 美金的硬件成本。相比起目前 4K 攝像頭的成本，將近是 10 倍的成本差異。如果我們進一步考慮動作檢測，使用光流計算或 3D 深度學(xué)習或者更復(fù)雜的算法，這個成本的疊加更加難以接受。

所以，在人工智能向前行進時，我們需要更多的研究和創(chuàng)新，去解決全系統(tǒng)的優(yōu)化問題，而絕對不能只停留在單一的功能或精準度的層面。

對于在 AI 領(lǐng)域技術(shù)基礎(chǔ)比較薄弱的企業(yè)，如何才能享受到 AI 帶來的紅利?

為什么今天的企業(yè)都爭先恐后的想要進入 AI 領(lǐng)域?他們是希望成為像 IBM、Google 這樣的 AI 公司，每年到 AAAI 或 NIPS 發(fā)幾篇文章嗎?答案當然不是。企業(yè)想進入 AI 領(lǐng)域，還是希望在自己的業(yè)務(wù)領(lǐng)域能獲得新的增長點，希望借用 AI 的力量能打造出新的產(chǎn)品贏得更多市場份額，希望通過 AI 能把已有的產(chǎn)品提升一個水平從而更快地擊敗市場上的競爭對手。

所以，對于這些希望利用 AI 技術(shù)的企業(yè)而言有兩點是重要的。第一，找準 AI 技術(shù)在自身業(yè)務(wù)領(lǐng)域的定位，也就是未來產(chǎn)品的戰(zhàn)略思考。這一點是無論如何不能由別的公司代替你去思考的，因為只有企業(yè)自己最了解自身的業(yè)務(wù)領(lǐng)域、發(fā)展機遇和企業(yè)現(xiàn)狀。第二，Time-to Market，時間是十分寶貴的。在目前信息平坦的年代，市場機遇的賽跑就是時間的賽跑。

所以，對于各個行業(yè)的企業(yè)，如果希望享受到人工智能帶來的紅利，需要自身花更多時間去思考和策劃上面提到的第一點問題(產(chǎn)品戰(zhàn)略)，而在第二點(Time-to Market)上，需要懂得借助外力。

今天，在與時間賽跑的過程中，企業(yè)面臨的最大挑戰(zhàn)是人才和數(shù)據(jù)的問題。如何“借助外力”，往往也是企業(yè)猶豫的。如果像傳統(tǒng)的購買企業(yè)服務(wù)模式來解決人才問題，對于一些行業(yè)會行不通。對于許多行業(yè)，他們的數(shù)據(jù)是具有高度保密的性質(zhì)，不能把這些數(shù)據(jù)都交由第三方公司進行數(shù)據(jù)訓(xùn)練和分析。

此外，企業(yè)的生產(chǎn)環(huán)境所針對的數(shù)據(jù)類型也會隨著時間有所改變，例如零售業(yè)中貨架的商品品類，生產(chǎn)線上產(chǎn)品的批次改變等。因此，哪怕企業(yè)交由第三方公司開發(fā)了一個機器學(xué)習的模型，是否之后所有在生產(chǎn)環(huán)境中的變化都要依賴第三方公司進行調(diào)整呢?所以，在引入 AI 技術(shù)的過程中，企業(yè)往往會在“人才培養(yǎng)時間過長”和“把控產(chǎn)品”之間猶豫。

正因為看到這種現(xiàn)狀，IBM 在為企業(yè)市場打造的 AI 平臺中引入了 “AI for AI”的概念。我們?yōu)槠髽I(yè)打造的 AI 開發(fā)平臺不僅僅是一套工具或方法論，而是真正把一個“AI 大腦”潛入到 AI 開發(fā)平臺。我們在“AI 大腦”中率先引入了多種深度學(xué)習的技術(shù)，如遷移學(xué)習、自動化機器學(xué)習(auto machine learning)、數(shù)據(jù)增強(data augmentation)等。

一方面我們把 IBM 研究院多年的機器學(xué)習研究成果內(nèi)嵌到系統(tǒng)中，讓 AI 開發(fā)平臺更像一個專家系統(tǒng);另一方面，我們通過 AI for AI 的技術(shù)，讓這樣的平臺可以針對企業(yè)自己的數(shù)據(jù)進行自動化學(xué)習和優(yōu)化。通過這些技術(shù)的內(nèi)嵌，我們希望企業(yè)開發(fā)團隊在沒有深度學(xué)習的技術(shù)背景下，也能很容易地獲得好的機器學(xué)習準確率。通過“AI for AI”的開發(fā)平臺，我們希望幫助企業(yè)自身擁有 AI 的大腦，應(yīng)用開發(fā)團隊很快就能上手，使用企業(yè)自己的數(shù)據(jù)去進行機器學(xué)習以及 AI 產(chǎn)品的研發(fā)。

在人才的問題之后，另一個困擾企業(yè)的問題是數(shù)據(jù)的問題。過去幾年，深度學(xué)習的成功是基于海量的互聯(lián)網(wǎng)開源數(shù)據(jù)。但這些數(shù)據(jù)都是互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)，和企業(yè)希望解決的問題(如特定病種的醫(yī)療影像、產(chǎn)品質(zhì)量的影像等等)沒有直接的關(guān)系。所以，當需要使用 AI 技術(shù)來賦能自己的業(yè)務(wù)領(lǐng)域時，企業(yè)需要自己準備業(yè)務(wù)場景的數(shù)據(jù)集，也需要由具備專業(yè)領(lǐng)域知識的人員來標注數(shù)據(jù)集。因此，準備數(shù)據(jù)這個過程本身就極耗時間和人力。

另外，企業(yè)往往會面臨數(shù)據(jù)不足的問題，尤其是需要高度關(guān)注的數(shù)據(jù)類型。例如，在醫(yī)療影像中，往往有著各種癥狀的數(shù)據(jù)比健康人群的數(shù)據(jù)更為重要;在生產(chǎn)制造中，有著各種瑕疵問題的數(shù)據(jù)比質(zhì)量正常的產(chǎn)品數(shù)據(jù)更需要關(guān)注;在汽車駕駛中，在各種惡劣天氣路況下的數(shù)據(jù)比正常天氣和光照的時候獲得的數(shù)據(jù)更需要我們注意。但這些數(shù)據(jù)往往是小概率情況下的數(shù)據(jù)。

因此，如何針對這些數(shù)量稀少卻又十分重要的數(shù)據(jù)進行機器學(xué)習呢?不解決好這個問題，就難以把 AI 真正用到工業(yè)界場景。意識到這個問題的重要性，IBM 研究院確立了一系列針對小數(shù)據(jù)(Small Dataset)的研究，基于遷移學(xué)習、數(shù)據(jù)增強等課題進行深入研發(fā)。這些技術(shù)也應(yīng)用到了 IBM 的 Watson 及企業(yè) AI 開發(fā)平臺(PowerAI)之上，直接幫助企業(yè)解決數(shù)據(jù)的問題。

未來幾年內(nèi)，哪些 AI 應(yīng)用可以大規(guī)模投入市場?哪些還需要更長時間的研究及驗證?

由于業(yè)界的你追我趕，AI 儼然是在一個高速跑道上發(fā)展。大家對短期的定義是 1~2 年，中長期是 3~5 年。一個新的 AI 技術(shù)是否可以大規(guī)模投入市場，應(yīng)該看這個市場對該技術(shù)的差錯容忍程度的高或低，例如，該技術(shù)能有 80% 的準確度就可以被接受，還是需要有 95%，甚至 99% 的準確度才可以?

記得在 2015 年，一個玩具廠商推出了 CogniToys(一個能跟孩子對話的綠色小恐龍)，當年還被評為“2015 年度最佳玩具”。其實當年 CogniToys 的對話能力比今天國內(nèi)好些公司推出的智能音箱要差好些。但因為 CogniToys 只是一個玩具產(chǎn)品，它不需要有很高的準確度。跟孩子的對話對一句錯一句也沒有多大關(guān)系。

所以在 2015 年，哪怕機器對話技術(shù)還不成熟，也不能阻擋 CogniToys 在亞馬遜上熱賣。但是，同樣的對話技術(shù)，如果我們用于要求嚴謹?shù)尼t(yī)療行業(yè)，或銀行理財行業(yè)，就需要有更長的技術(shù)成熟期。

又例如，有一些技術(shù)今天可能只做到 90% 的準確率，如果我們希望在未來 1~2 年能廣泛使用，就需要從應(yīng)用場景上進行折中。折中的手法可以是多樣的，例如加入人為判定。我們在 TOP1 的準確率不夠的情形下，可以提供給用戶 TOP5 的識別結(jié)果，讓用戶再從 TOP5 人為判斷。

通過這樣的手法，可以讓某些 AI 技術(shù)加快在一些領(lǐng)域的使用。當然，可以使用這樣折中手法的應(yīng)用領(lǐng)域，必須不是工業(yè)控制領(lǐng)域的。對于需要實時控制的系統(tǒng)領(lǐng)域，包括無人駕駛、自動化控制等，都必須有完全高準確率的要求。而這種對高準確率有完全硬性要求的應(yīng)用場景，必然需要更長時間的研究和驗證。

哪怕同一個技術(shù)，同一個工業(yè)領(lǐng)域，放在不同的地區(qū)使用，也會有時間的先后問題。例如，使用 AI 技術(shù)進行無人駕駛，目前多個廠商都先挑選諸如特定場區(qū)工程車輛、園區(qū)班車等，因為路況相對單一和簡單。我們最近到印度參展，看到印度的汽車行業(yè)，就連輔助駕駛的研發(fā)，也都才剛剛開始。重要原因就是該地區(qū)的路況復(fù)雜度遠高于美國和中國。所以，無人駕駛?cè)绻谟《嚷涞?，或許需要 3~5 年的時間。

結(jié)語

AI 無論在學(xué)術(shù)界還是工業(yè)界，無疑被大家視為攻克重點。對于移動領(lǐng)域的開發(fā)者來說，如何跨越 AI 的高門檻，如何借助 AI 技術(shù)使業(yè)務(wù)更上一層，都是當下必須解決的問題。2018 年 1 月 5 日，北京的移動技術(shù)創(chuàng)新大會上林詠華等一眾技術(shù)大咖，將針對 AI 的應(yīng)用和實踐交流分享，快快報名來切磋吧!