近几年随着技术不断进步,人工智能产业发展迅速,从政策层面来看,各国都在积极改进、需求更完善的市场运行规范,从应用层面来看,人工智能技术在医疗、自能驾驶、元宇宙领域都呈现出重要作用,技术上也在不断探索,整个人工智能产业呈现成熟、全面、规模化发展趋势。
过去几年,人工智能可以说是处于野蛮生长的状态,尤其是人脸识别等的滥用,以至于很多商场、商店在没有获得用户许可的情况下,随意获取用户人脸信息。2021年以来,中国、欧盟等多个国家对人工智能技术应用的规范化越来越重视,并且不断出台新政策,以规范市场发展,确保人工智能技术真正造福人类社会。比如,2021年9月,中国《新一代人工智能伦理规范》的发布指出,在保障用户权益方面,产品与服务使用人工智能技术应明确告知用户,应标识人工智能产品与服务的功能与局限,为用户选择使用或退出人工智能模式提供简便易懂的解决方案。2021年12月,欧洲议会研究服务处(EPRS)发布报告《个人识别、人权和道德伦理原则:反思人工智能时代的生物识别技术》,该报告对欧盟《人工智能法》提案中规制生物识别的相关内容提出改进建议,包括应当更清晰地界定生物识别数据的监管等。可以想到,在各个国家政策的不断优化改进下,人工智能技术的应用将会更有边界性,在服务人们生活和工作的同时,也能做好用户信息安全保护,同时也能给人们使用人工智能技术更多自主权,而不是只能被动接受,整个人工智能市场预计会朝更加规范和稳定化发展。人工智能技术的发展初心,就是为了给人们的生活和工作带来便利,而其中一个很大的研究方向就是,帮助生活不便的人士,能够享受正常的生活。而脑机接口逐渐在这方面取得突破,2021年5月,国际著名学术期刊《自然》发表一篇神经科学研究论文,研究人员演示了一种帮助瘫痪人士交流的脑机接口新方法。一位颈部以下瘫痪的研究对象使用新的手写脑机接口,写字速度能达到每分钟90个字符,准确率为94.1%。另外2021年底,有一个最新报道显示,一名瘫痪男子在大脑中植入计算机芯片后,可以靠“意念”发布推文,这位患者是一名患有肌萎缩侧索硬化症的62岁澳大利亚人,他仅使用自己的想法通过神经科技初创公司Synchron开发的脑机接口编写并发布了这条推文。不需要通过按钮或声音,仅凭意念就能发布推文,这对于肌萎缩患者来说,是多么大的福音。另外此前还有消息称,通过脑机接口,不需要开颅就可以进行脑部手术,可以看到,脑机接口已经有很多的进展,预计接下来还会有更大的突破。医疗领域是人工智能一个重要的应用方向,近年来人工智能在精准医疗上的应用也越来越成功,人工智能技术和精准医疗结合,可以让医生在治疗和手术中更加精准,实现重大疾病的治疗,并可以大大节省手术时间。日前,哈尔滨医科大学附属第一医院神经外科医生,凭借人工智能相关技术,精准避开高位脊髓组织周边呼吸、心跳及肢体功能中枢等复杂解剖关系,成功为患者冯某切除了颈部肿瘤。因病已经丧失自主行走能力的冯某,术后双下肢力量正逐渐恢复。该手术的成功更加证实了人工智能技术在医疗领域应用的必要性,目前不少医院和企业正联合研发,希望将人工智能技术与医疗领域进行结合,上述手术的成功,也正是哈医大一院医疗团队与拓盟科技共建的“医学人工智能联合实验室”,长期努力的结果。预计接下来,在企业和医院等团队的积极探索下,人工智能在医疗领域的应用会越来越成熟,不仅仅是上述的精准医疗,还有智慧医疗、远程医疗等。当前自动驾驶技术已经进入无人化落地新阶段,近日,百度正式宣布,加州车管所向百度颁发了开放道路无人驾驶测试牌照。未来,百度Apollo将重点在美国推广无人驾驶测试项目。2020年9月,百度Apollo宣布在北京正式开放自动驾驶出租车服务Apollo Go,2021年4月7日,百度研发制造的35辆“阿波罗”自动驾驶汽车首次获得了商业运营许可。百度的自动驾驶出行服务Apollo Go已在北京、长沙、沧州全面开通,累计接待旅客超过21万人次。如今随着人工智能各项技术逐步成熟,汽车智能化程度越来越高,甚至是已经进入到无人驾驶的起步阶段,接下来,预计随着百度等人工智能和汽车企业的不断探索和尝试,无人驾驶将会离人们的生活更近一步。元宇宙是利用科技手段进行链接与创造的,与现实世界映射与交互的虚拟世界,具备新型社会体系的数字生活空间。2021年被认为是元宇宙元年。2021年3月,被称为元宇宙第一股的罗布乐思(Roblox)正式在纽约证券交易所上市;8月,英伟达宣布推出全球首个为元宇宙建立提供基础的模拟和协作平台;10月28日,美国社交媒体巨头脸书(Facebook)宣布更名为“元”(Meta),全面布局元宇宙。而元宇宙涉及的技术众多,这其中就包含人工智能,日前消息,Meta正在建造世界上功能最强大的人工智能(AI)专用超级计算机,希望以非凡的计算能力开发AI模型,以研制出更好的语音识别工具,自动精准地翻译不同语言,帮助构建其3D虚拟元宇宙。而这只是其中之一,在元宇宙时代,要在虚拟世界实现人类视觉、听觉、嗅觉、味觉、触觉等真实感受需求,都少不了要用到人工智能技术。目前元宇宙虽然只处于概念阶段,然而却已经有很多企业启动研究和布局,接下来相信会看到越来越多人工智能与元宇宙结合的应用。人工智能技术助力科学研究也是近年来常提到的方向,而且人工智能真的可以帮助研究人员发现新的规律,探测到此前未曾达到、接触到的领域。2021年12月1日,DeepMind团队在Nature杂志上发表的一项最新研究,在该项研究中,人们成功让AI与数学家进行合作,解决了纯数学领域的两个问题,得到了纽结理论中代数和几何不变量之间的关系,提出了表示论中组合不变性猜想的可能证明方法。这次成功意味着,未来机器学习可能会被引入数学家的工作中,有数学家认为,这就像是伽利略有了望远镜,能够凝视数据宇宙的深处,看到之前从未探测到的东西。不仅仅是数学研究领域,从这次的成果中,我们可以看到,人工智能技术可以被应用到各项科学研究中,利用机器学习能够处理多维、多模态海量数据的能力,从而帮助研究人员解决复杂场景下的科学难题。随着技术发展,现在计算的任务越来越复杂,需要的数据也越来越多,而在冯诺依曼架构中,数据需要在存储、内存、缓存、计算单元中不断搬运,造成大部分时间、带宽、缓存、功耗都消耗在数据搬运上,而不是计算上,因此内存墙成了一个越来越严重的问题。而存算一体被认为是解决内存墙问题的有效方法,近年来进行该技术研究的企业越来越多,包括知存科技、后摩智能、苹芯科技、智芯科、千芯科技、、亿铸科技、阿里达摩院、三星等,而且各企业也在进行不同技术路线的探索,并逐渐取得进展。前不久,三星通过结构创新,实现了基于MRAM(磁阻随机存取存储器)的内存内计算,进一步拓展了三星的下一代低功耗人工智能芯片技术的前沿领域。和其他存储器相比,MRAM在运行速度、寿命和量产方面存在相当的优势,其能耗也远低于DRAM。除了基于MRAM的存算一体,还有NOR、DRAM、忆阻器等,此前不久亿铸科技宣布完成过亿元天使轮融资,该公司在基于忆阻器(ReRAM)存算一体方面已经具备自主设计量产能力。可以看到各企业在存算一体各技术领域方面,逐渐取得突破,而且资本也大力投向该领域,预计接下来,存算一体将会更加快速的发展和走向量产。巨量模型的发展对于人工智能技术的发展意义重大,通过大规模数据训练的超大参数量的巨量模型,可以让人工智能的逻辑、推理等能力更强。2021年9月浪潮人工智能研究院发布了巨量模型“源1.0”,超过GPT3模型,成为全球最大的人工智能模型,参数达2457亿,训练采用中文数据集达5000GB。相比于GPT3模型1750亿参数量和570GB训练数据集,参数规模领先40%,训练数据集规模领先近10倍。目前全球知名的人工智能企业都在投入研究巨量模型,包括谷歌、微软、英伟达、浪潮、智源研究院、百度、阿里等等,人们认为巨量模型是解决各种人工智能挑战的重要路径。因为以往小模型基本是用于专用的特定领域,一个场景对应一个模型,在构建和训练模型上需要耗费大量的人力与资源。而巨量模型则可以实现一个模型在多个场景通用、泛化和规模化复制,减少对数据标注的依赖,可以大幅降低人工智能开发与应用的使用成本。2021除了浪潮发布巨量模型“源1.0”之外,还有微软、英伟达推出了最大单体AI语言模型,预计接下来,在众多人工智能企业的努力下,巨量模型将会更好的赋能人工智能产业化发展。在人工智能领域,数据、算法、算力是三个关键要素,而谈到算力,就离不开芯片,近年来,人工智能应用落地场景越来越丰富,因此人工智能芯片的发展也呈现出一些变化。以前谈论AI芯片更多是云端训练芯片,而且很大部分的AI芯片都是GPU,随着人工智能技术的逐渐成熟,人工智能产业化也呈现蓬勃发展的态势,AI芯片更多的向边缘、终端蔓延,除GPU之外的FPGA、ASIC、NPU等的市场占比也越来越多。人工智能在边缘及端侧有广泛的应用场景,包括自动驾驶、工业制造、消费电子、智能家居、可穿戴设备等,尤其在5G等连接技术降低数据的传输和处理速度下,人工智能在边缘侧的处理将成为企业的一个关键增长领域。过去几年在人工智能热潮的推动下,成立了大量的AI芯片初创企业,这些企业在资本的大力追捧下,不断打磨技术,寻找创新发展路线,探索合适的市场应用场景,逐渐将芯片产品推进商用,这也使得AI芯片的技术路线更多元化。预计接下来,边缘、终端AI推理芯片,以及不同于以往GPU的AI芯片的发展将持续旺盛。IP核是从芯片设计环节中逐步分离出来、经过验证的、可重复使用的设计模块,作用是可以让芯片在设计环节中,降低冗余设计成本,降低错误发生风险,提高芯片设计效率。而对于发展时间并不长的AI芯片来说,IP厂商有着更为重要的作用,该市场的特点,目前是因为AI芯片多元化、碎片化的特点,以至于近年来市场出现了特别多面向细分领域、体量不大的IP厂商,人工智能IP似乎呈现百花齐放的局面。而未来的趋势如何呢?一是多元融合,安谋科技产品总监杨磊对电子发烧友表示,我们现在正处在新一代计算浪潮中,5G、AIoT、智能汽车以及新兴的元宇宙等场景,将带来海量的数据,而单一架构的处理器已不能满足处理这些数据的算力需求。因此, NPU、GPU、VPU等IP模块的多元融合方案,将会给芯片厂商带来更大的价值,这可以帮助芯片厂商开发出更具市场竞争力的产品。二是单一IP模块将向一站式方案转变。IP厂商除了提供适用性强、复用性强的人工智能IP模块之外,提供包括工具、软件、设计服务等在内的一站式解决方案将成为主流。
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