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宋梁:新时代下的人工智能新基建

亿欧
2020-10-17 · 16:10
[ 亿欧导读 ] 10月16日,2020吴中高新区人工智能产业峰会召开。加拿大国家工程院院士、复旦大学教授宋梁发表了题为《新基建赋能SHCity演进》的主题演讲,并发表他对于下一代人工智能领域发展的详细见解。
宋梁,

作者:亿欧,图片来自“亿欧网”

2020年10月16日,由江苏省吴中高新区党工委、管委会主办,中科院苏州纳米所国家双创吴中示范基地、苏州大学国家大学科技园吴中分园、苏州武珞科技园发展有限公司协办,北京亿欧网盟科技有限公司承办的2020吴中高新区人工智能产业峰会在苏州吴中区成功召开。

 作为2020苏州吴中·太湖经贸合作洽谈会系列活动之一,本次峰会以“科技赋能·AI创未来”为主题,邀请政府领导、院士专家、企业家、科技创业领袖等嘉宾齐聚吴中,共同探讨科技产业创新与行业未来趋势。

会上,加拿大国家工程院院士、复旦大学教授宋梁发表了题为《新基建赋能SHCity演进》的主题演讲,并发表他对于下一代人工智能领域发展的详细见解。

以下为宋梁院士演讲实录,由亿欧精编整理:

各位嘉宾大家上午好。这次来到吴中给大家分享一下我们在下一代人工智能发展领域的一些见解。

“新基建”这个词从春节过后我们如雷贯耳,很多人在提这个概念。其实我们国家定义的新基建主要包括四个方面的内容:5G通讯基础设施建设,大数据中心的计算基础设施建设、能源基础设施、智能充电桩。

新基建本身并不是中国发明的。早在上世纪九十年代,当时美国政府做了新基建,在美国的各大州之间建立了一条高速的光纤网络,他们当时没有5G,只能建光纤网络。这个事情做了之后,就有了我们的互联网革命。 

中国提出新基建的理念,到底能为中国经济带来什么?

“SHCity”这个词其实是我去年发明的,起因是我之前在加拿大多伦多大学当老师,去年回到我的母校复旦大学,并促成多伦多大学与复旦大学签战略协议,结合双方的优势共同做研发。我们说新一代人工智能的浪潮从“深度学习”开始,这个概念始于2010年,是由多伦多大学我们所在的课题组提出的,后来大家都在用深度学习这个技术。

当时多伦多大学的专家主要来自人工智能领域和城市学院,复旦大学的专家主要来自工研院、医学院、生命科学学院,所以我们共同为合作的项目起名“智能健康城市”。SHCity这个词是我们去年向上海市提出的,上海市在崇明岛、杨浦区做了一系列的示范,后面会做介绍。

说到新时代,今年是2020年,从1990年开始到现在差不多30年的时间。我们还是要回顾一下这个行业过去的30年。1990年,个人电脑刚开始兴起; 2000年,互联网兴起,基本上每个人都有了个人电脑,当时想要上网,首先要买一个“猫”,上网速率14.4KB/S;2010年,10年前移动互联网刚刚兴起,大多数人还没有智能手机。过去30年通讯领域的发展给这个世界带来了天翻地覆的变化。

倒退30年,九十年代你看现在的生活,你会觉得我们大家在拍科幻大片,今天看10年后的生活可能也是在看科幻大片。

不论是通信还是计算,它的基础技术能力在过去的30年是一个指数性的提高,并且并没有任何放慢的趋势,未来10年你可以想象会有一项新的技术、新的应用、新的产业完全颠覆目前大家的认知。 

这是我们的背景,计算与通讯网络的结合形成了一种更实时、更智能的用户体验。什么叫“更实时”?也就是说智能化的应用跟用户的交互更快,最典型的像无人驾驶,传统的移动互联网,或者现在比较时髦的直播平台,它其实对于实时的要求并不太高。但是像无人驾驶其实比较看重这一点,因为不实时的话车就撞墙了。更实时的是人工智能的算法在未来可以不断地适应每个场景的细分领域数据,能够实时迭代,它能够不断地适应用户,而不是让用户适应智能设备。现在买一个智能设备可能你要适应它,未来是智能的汽车、终端去适应人的需求,所以这是两个趋势。 

在未来的十年里,人工智能和5G相结合给大家带来什么样的新变化、新产业、新机会?

从网络上来说,未来通过5G和5G+的网络,把所有的智能终端联系得更紧密,其中包括人的终端,包括你的智能手机、可穿戴设备、智能汽车、传感器、轨道交通、智能机器人,智能终端包含处理器、存储器,而且可以联网。传统的就是智能网联,你有一个智能设备连载到网上叫智能网联设备。当所有的终端都连在一起的时候它就不是智能网联了,它变成一个智联网络。每个智能终端不是一个个体,而是一个整体,所有的终端连在一起变成一个庞大无比的、覆盖整个城市的网络化机器人。它给城市的每一个用户、政府、消费者提供更好的服务,其实互联网已经有这个趋势了,只是说互联网跟我们未来的智能设备相结合之后,它把线上跟线下融为一体了,而不是传统的线上到线下,所以线上就是线下。从技术上来讲,AI就是网络,网络也是AI。我们在学术界提了一个新的方向,是通讯跟计算交叉的领域,叫Networking  Systems  of  AI(NSAI),给政府、给企业提供更好的服务。 

未来十年会有哪些技术产生,会对这个行业起到什么关键性的推动作用?

我们国家一直在说商业模式的创新,其实商业模式的创新是需要的,但是它有天花板,这个天花板其实是靠原始技术的突破来实现的。我们刚刚说到移动通信系统是每10年会迭代,所以2020到2030年是由5G到5G+,是要把5G的三大领域,EMBB、mMTC、URLLC,让所有异构终端能够连在一起,为用户提供复杂的服务。在通信领域是一个从5G过渡到未来6G网络的时代。

在网络上,我们讲现在5G的商业模式,目前还是以运营商卖带宽为主,我们认为这个模式不是一个可持续发展的模式,未来运营商只需要去卖智能化服务,智能化服务的基础就是要私人定制网络。也就是说需要给每一项应用去定制一个私有网络,保证用户体验或者服务质量。比如说智能交通、无人驾驶,如果你不去保证用户的延迟和传输的可靠性的话,他就会撞车。所以当互联网渗透到每一个角落的时候,你必须要通过这种很强的用户体验去保证安全性。

在此之上,需要通用的智能服务平台结合未来的智能终端,终端很重要。因为从2000年到2010年这个阶段为什么没有移动互联网,不是因为我们做了什么事,而是因为智能手机的出现完成了从3G到4G的过渡,我们认为在4G到5G、5G到6G这个阶段也需要一个设备,完全颠覆人类认知,让人有新的用户体验,导致大家以后都不用智能手机了。这件事我个人认为必然会发生,什么时候发生、由谁来做不一定,我们希望这个事由我们苏州的企业来做。

所以趋势上来看,从人工智能过渡到新的人工智能,到未来泛在的跟人相结合的生态系统,这个是未来的趋势。 

三项关键技术帮助我们处理机器与人类的关系

当所有的终端都连在一起的时候形成了一个智能社会,机器人跟智能社会之间,我们认为是共生的关系,其实我们做了很多新的研究,发现机器人的存在只是把人的工作效率放大了很多倍,就像现在各种新的移动互联网、微信等等,它不是让你偷懒了,而是让你更忙了。怎么样去处理好机器跟人的关系,这是我们做分布式人工智能和未来智能社会需要研究的问题。我认为有三项关键的技术。

第一项是通信领域技术。5G网络定义了三个大的应用切片,EMBB、URLLC、EMTC,5G本身还不支撑这三个切片的混合运算,你不可能同时支撑高速互联和海量互联,如果需要这么做的话就需要新的风口。同时,私人定制软件配置的无线网络可用于支撑未来的智能服务。 

第二项是智能芯片。现在的芯片产业很热门,不论是主板还是科创板的芯片公司估值都很高。原因在于大家觉得芯片很重要,传统的芯片架构不适应人工智能的算法。现在比较热门的研究领域叫“存算一体”,因为传统的芯片设计按照计算机的冯.诺伊曼架构,是把计算单元和存储单元分开设计的。但人的大脑它的计算、存储是一个整体的并行计算,人工智能从图灵测试开始就一直在说我们要建一台计算机,这个计算机跟人是一样的。所以从最开始人们一直在想我要造一台跟人一样的机器,这个事目前还没有实现,但还是取得了一些进展。没有实现是因为人脑比较复杂,第一我们不知道怎么去运行它,第二它的能耗太高。 

在这种情况下,就需要一些新的芯片架构,怎么样把人工智能设计的芯片能效提高。我们先提出了“存算感通一体”,通过多元异构的智能流脱铺结构,来设计新的架构及编译方法,通过三维异构的方法做新型芯片。我觉得这是解决目前芯片“卡脖子”现状的一个弯道超车的方法,也是未来十年在终端和芯片领域能够大幅提升终端能效的一个必由之路。目前我们跟苏州市产研院、华为海思和复旦大学的微电子学院正在进行相关研究。

第三项是软件。目前的人工智能方法它是基于大数据的方法。以深度学习为代表的方法是不依赖于特殊的算法,也不依赖特殊的结构,而是通过大量的数据去训练结构,让它能够适应不同的应用。比如说视觉识别、自然语言处理、语音处理等等,只要有足够多的数据就可以把这个方法训练到类似于最优的结果。很多时候整理数据需要耗费大量的人力物力,设计它的数据集并做标注,这个事其实把人工智能变成了“人工”的“智能”。我们去年和图灵奖的几个教授认为不能依赖于人工标注,而是做无监督学习,具体做法就是把它跟网络相结合。人和人工智能的区别在于人工智能在综合能力上、在处理能力上,远远不及人类。但是人工智能是个机器,它在沟通、交流、通讯能力上远远超过人类,因为有了5G这个新的技术存在。 

未来人工智能的升级就是把传统的基于大数据的人工智能,升级到自我进化、自我升级的人工智能。 

我们认为未来10年从我们现在的移动互联网时代过渡到新一代互联网,需要攻克的几项技术,我再简单地介绍一些典型应用场景。从今年开始5G商用之后,5G的创新应用成为热点,在这个领域很多企业、公司都做了大量工作,包括几大运营商如华为、中兴等。 

去年我们多伦多大学和复旦大学的专家提出了“SHCity”这个概念之后,我们与上海市政府在崇明岛布设了近2000个5G基站,做了16项示范应用。其中,城市微场景的应用我觉得是最重要的,因为它是智慧城市的微缩版。其实大城市是由多个微场景组成的,比如交通枢纽、园区、社区、商场和商圈,怎么样把这个微场景做智能化,我们已经做了尝试也取得了一些初步的效果。在这个场景里去布设一些5G的智能终端,这个终端本身可以以大数据的方式采集环境中所有的数据,比如环境、人流、车流、停车、街景,这些数据本身通过前端的边缘计算网络能够实时的生成场景的数字孪生。数字孪生其实就在线上建一个跟线下一模一样同步实时网络,让这个线上的人可以体验沉入式的感觉,让线上线下的用户可以做互动。 

因为中国社会步入老龄化,所以健康对大家都很重要。未来10年在大健康领域会发生的一件事,是将医院和社区进行连接,让小医院变成大医院,不是说生了病再去领个号排队,而是医院能够主动找你。因为人工智能不是把医生换掉了,而是让医生更忙了。在你还没有生病之前就先让他能够感到你可能会生病,让医生去找你,这样的话就更少人会住院了。

在教育领域,因为今年中小学、大学都在上网课,很多人反映效果不好,因为老师看不到,跟学生的交流也有问题。现在的着力点是用VR技术来做智慧教育:第一个层面,让远程的沟通和教育更有体验感;第二个层面,是利用AI做定制化教育。通过AI技术给每一个学生定制一个教育方案,通过AI网络跟人相结合,能够扩大老师的覆盖范围,95%以上的事让AI去解决,这个时候才能给每个学生都做一个定制化的精准的教育方案。

5G的创新应用最开始落地的场景大多认为是垂直行业应用,包括了工业、农业、传统工厂的转型。第一,智能制造不是把人换掉,这第一点跟医疗一样,而是把工人的效率提高了;第二,在工厂里装传感器,打造无人化、智能化工厂并不是智能智造的核心,核心在于把这个从消费者、到工厂、到定制化生产、到交付、到物流、到结算、到原材料采购等一系列环节打通,做定制化生产。这个事我们也做了一些实践,复旦大学从2018年开始在江西赣州为江南的一个家具产业制定了方案,采用定制化和网络化的方式,通过互联网的技术让它能够实现定制化生产。但把这个方案给家具厂做定制化生产,目前还没有完全解决。智能制造里面有个词叫“柔性制造”,在该领域最理想的是设计给到工厂之后,工厂自动做无人化生产或者完成了自动生产、把这个家具进行定制化生产、自动配送到用户端完成闭环。 

在农技方面,我们也做了一些工作。最大的原因在于目前的00后不愿意种地了,所以我们开发了一套软件,让00后可以通过玩手机的方式去开拖拉机。这个事也挺有意思的,去年在崇明岛做了试点。 

面向城市的管理服务,就智能网络、一个中心、多个模块去管理城市,这个理念其实我个人是提了有五六年了。我们说要服务于政府,服务于民生。今年开始上海市政府提出了“一网通办、一网统管”,我们专家提的很多建议被政府采纳,我感到很开心。这个服务是一个在线服务,通过人工智能和人相结合的方式来管理。 

到2030年,我们认为这个世界必然会焕然一新,就像当初诞生了BAT、抖音、美团等公司一样,会诞生很多新的公司。我也希望我们长三角区域能够再次抓住机会,并且这个事目前只有中国能做,因为只有中国在做新基建。美国目前没有做这个事情,它现在也做不了。这个可能是我们的华丽转身,未来也将成为超越欧美的机会。

谢谢大家!

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