为什么人工智能技术已经进入“黄金时代”

回想十年之前,提到人工智能(artificial intelligence,简称ai),你能想到怎样一幅画面呢?
或许是《星球大战》中的宇航技工机器人r2d2,或许是《黑客帝国》里控制整个现实世界的计算机系统“矩阵”,又或许是钢铁侠的全能管家“贾维斯”?
实际上,那时我们对人工智能的概念大多停留在科幻阶段。然而近十年,人工智能真正进入了“黄金时代”。不仅在科研界发展出越发成熟的算法、并于工业界领域逐渐扩展应用,甚至还经常“出圈”,凭实力闯入大众视野。例如让围棋大师柯洁大哭的alphago,破解蛋白质折叠难题的alphafold,凭高水准绘画“混进”央美毕业展ai微软小冰……
尽管发展神速,但不得不承认,现在的人工智能与我们的幻想仍有不小的差距,属于“弱人工智能”。
每个人工智能算法只能解决一个小问题,而且大多数集中在视觉(计算机视觉)、听觉(语音识别)、语言(自然语言处理)和决策(强化学习)等方面,并没有媲美人类的感知、推理和决策能力,因此还不能全方位地代替人类的工作。
为什么人工智能技术已经进入“黄金时代”,我们却说它不能完全替代人类?这就必须提到它的核心技术——人工神经网络了。
专业版
一个简化版的神经网络由许多计算单元和权重组成,输入数据通过神经网络的计算变为输出数据(前向传播),神经网络通过评判输出数据与理想输出的差异,迭代更新自身权重(反向传播),最终学习到接近完美的输入-输出映射,因此遇到新的输入时,能相当准确地预测输出。
人话版
神经网络实际上就是一个巨型、高维的回归模型f(x),通过学习大量输入(x)-输出(y)数据,就能够拟合出f(x)=y的函数关系。这之后,当新的x出现时,它就能准确预测出对应的y。
而目前ai各种炫酷的应用领域,大多数都是对不同神经网络结构的不同“玩法”。
比如图像识别时,我们通常使用卷积神经网络,将图像作为输入、标签作为输出,这样就能预测出这张图片“是什么”。
用于决策时,我们则要求神经网络预判每个动作的优劣,趋利避害。
用于图像生成时,我们训练两个神经网络互相博弈,让生成网络生成不易被侦测到的、与原图有区别的的新图片,而让探测网络尽可能挑出生成的图片,二者在训练中不断竞争,从而让生成网络有能力生成风格不同却与原图神似的图像,比如更换滤镜、画风等……
这样,虽然神经网络无法像人一样“思考”,但也能给出高效且准确的输出。
在博世汽车电子事业部,我们也积极尝试,运用各种ai技术助力研发和生产,例如将图像分类算法用于表面贴装部门产线的焊接质量检测。
在经过多次预处理、调试和模型选择的尝试后,工程师们向ai模型输入大量优良件和失效件的图像和标签,ai就能通过对比来识别出失效件图像独有的特点,进而具备了探测失效件的能力。经过训练的模型经过部署和上线,就能够自动识别不良器件。
ai的引入改变了以往aoi (automated optical inspection, 自动光学检查) 误报率高、需要再次人工甄别的缺点,极大地提升了故障检测率和预测效率。
此外,我们也在ai视觉、知识图谱、强化学习等各个方面不断深入研究,探索新的ai应用场景,为组织数字化转型提供新的解决方案。
目前,ai在互联网中应用已经非常广泛,然而在工业领域的应用仍较为受限。但随着工业4.0的不断推进,智能物联网的持续发展,相信在不久的将来,ai也将继续在工业领域发光发热,大幅提升工业自动化程度及生产效率,成为工业自动化和智能化转型的核心推动力。

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