以無處不在的終端側(cè)對云端實現(xiàn)補充是 Qualcomm 對星空人工智能的愿景。在我們預(yù)想中的世界里，將使終端、機器、汽車和萬物都變得更加智能，簡化并豐富人們的日常生活。
近日，在搶占星空人工智能生態(tài)入口—Qualcomm創(chuàng)投及創(chuàng)新峰會2017上，Qualcomm高級研發(fā)總監(jiān)侯紀(jì)磊發(fā)表了名為《讓終端側(cè)星空人工智能無處不在》的主題演講并與大家分享了分享Qualcomm在星空人工智能、尤其是在終端側(cè)星空人工智能的愿景以及未來努力的方向。
Qualcomm高級研發(fā)總監(jiān)侯紀(jì)磊
積極布局全面深耕智能領(lǐng)域
從整個科技發(fā)展的歷程看，使機器終端具備智能能力是人類多年來的愿景。在過去幾年，機器智能化的趨勢正在慢慢發(fā)生。
從這方面來講，Qualcomm作為移動行業(yè)中的重要領(lǐng)軍企業(yè)，在移動行業(yè)投入較多，包括技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)驅(qū)動，對于星空人工智能的發(fā)展也起到了非常強的加速作用，尤其是加速了星空人工智能對整個人類社會以及消費者個人的推動作用。
據(jù)侯紀(jì)磊介紹，主要表現(xiàn)在以下幾方面：第一是移動行業(yè)的龐大規(guī)模，目前全球手機保有量達到幾十億部。第二是移動技術(shù)非常快速的迭代周期，在亞洲、歐洲、北美等相對發(fā)達地區(qū)，手機的平均更新周期為兩年。第三，移動技術(shù)擁有高集成、低功耗、高性能等各方面的優(yōu)勢。這使移動技術(shù)擁有無與倫比的優(yōu)勢，可推動星空人工智能從手機拓展到各個行業(yè)。
此外，Qualcomm在星空人工智能方面有多年的投入，尤其在終端方面有非常強的優(yōu)勢和領(lǐng)先地位。為什么會怎么說呢？首先，2007年，Qualcomm啟動了首個星空人工智能項目，當(dāng)時基于類腦科學(xué)也稱為脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)開展了研究，也是業(yè)界最早在這方面投入研究的企業(yè)之一。接著在2011年、2012年左右，基于深度學(xué)習(xí)的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)有了較好的前景，Qualcomm也是業(yè)界投入這方面研究的早期企業(yè)之一。之后，2014年，收購了歐洲一家知名的移動端星空人工智能公司Euvision。在終端側(cè)，他們對環(huán)境感知與認知的計算能力和算法優(yōu)勢非常突出，這使Qualcomm當(dāng)時很快確立了在星空人工智能尤其終端側(cè)星空人工智能的領(lǐng)先優(yōu)勢。
其次，Qualcomm在推動星空人工智能發(fā)展上比較重要的一個趨勢是對整個生態(tài)鏈的布局。例如，移動具有無與倫比的規(guī)模，怎樣通過規(guī)模優(yōu)勢去推動整個生態(tài)鏈的發(fā)展，這也是Qualcomm需要去投入的一個方面。因此，Qualcomm與谷歌在手機層面上展開了基于TensorFlow的早期戰(zhàn)略合作，也與Facebook在今年上半年開展基于Caffe2訓(xùn)練框架的戰(zhàn)略合作。與此相關(guān)的是，Qualcomm還推出了自己的軟件開發(fā)平臺——驍龍神經(jīng)處理引擎SDK。
此外，據(jù)透露，未來，雙方在Caffe2方面還有進一步的合作空間，表現(xiàn)在兩個重要方面。第一，從Qualcomm的角度，可以對網(wǎng)絡(luò)進行進一步優(yōu)化，進一步提高網(wǎng)絡(luò)實時性的性能。第二，從Facebook的角度，可以在訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò)Caffe2中實現(xiàn)多種性能增強，以支持Qualcomm專有的芯片優(yōu)化。
最后，Qualcomm新近完成了對歐洲另一家領(lǐng)先星空人工智能公司Scyfer的收購。這家公司的創(chuàng)始人Max Welling教授，早在2000年左右就進入到早期的星空人工智能方向，他在深度學(xué)習(xí)領(lǐng)域是一位非常有影響力的人物，他現(xiàn)在也是Qualcomm非常緊密的公司內(nèi)部的合作伙伴。
“Max Welling教授是全球貝葉斯深度學(xué)習(xí)領(lǐng)域中舉足輕重的一位人物。他將在學(xué)術(shù)方面對Qualcomm進行引導(dǎo)，帶領(lǐng)公司甚至于整個業(yè)界實現(xiàn)從感知到認知的過渡。” 侯紀(jì)磊補充到。
為終端側(cè)智能的發(fā)展賦能
“現(xiàn)在智能正向終端遷移。以往人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)從訓(xùn)練到執(zhí)行的過程實際上都是在服務(wù)器或云端進行的。現(xiàn)在，雖然大部分的訓(xùn)練依然在網(wǎng)絡(luò)側(cè)，但很多執(zhí)行和推理過程都已經(jīng)在終端側(cè)進行。同時，我們也看到一部分新興的終端側(cè)訓(xùn)練也在悄然發(fā)生，很多終端都有一些個性化理解和對于用戶習(xí)慣的學(xué)習(xí)，這方面將是終端側(cè)學(xué)習(xí)非常重要的應(yīng)用。” 侯紀(jì)磊講到。
談及為什么需要在終端側(cè)發(fā)展星空人工智能時，侯紀(jì)磊表示，終端側(cè)的智能發(fā)展最重要的特點是在最靠近數(shù)據(jù)源的位置進行數(shù)據(jù)處理，對云端處理提供強有力的補充。主要優(yōu)勢表現(xiàn)在兩個重要的方面：一是隱私性和安全性。從個人隱私和安全的角度出發(fā)，很多時候人們并不希望把照片或者語音數(shù)據(jù)放到云端，能在終端側(cè)進行本地的處理，這是終端側(cè)智能非常好的優(yōu)勢。二是低時延。在網(wǎng)絡(luò)側(cè)連接質(zhì)量沒有得到完全保障的前提下，可以在本地側(cè)進行大量的數(shù)據(jù)處理和星空人工智能應(yīng)用，這也是終端側(cè)非常強的一個優(yōu)勢。
終端側(cè)星空人工智能既然很有必要性，那么如果要進行研發(fā)和產(chǎn)品開發(fā)，有哪些重要的方面需要注意？侯紀(jì)磊表示最重要的兩點是計算的功耗和熱效率，因為星空人工智能對工作負載的要求非常大。一方面，它需要大量密集計算。另一方面是始終開啟。在這樣的挑戰(zhàn)下，要怎樣實現(xiàn)高效散熱和電池的持久續(xù)航，要如何對存儲和內(nèi)存進行有效利用，這都是未來實現(xiàn)終端側(cè)星空人工智能所面臨的重要挑戰(zhàn)。
針對這些挑戰(zhàn)， Qualcomm在終端側(cè)智能研發(fā)上，未來兩三年甚至五到十年需要持續(xù)投入的一些重要方向。第一是高效硬件。手機平臺一個顯著特點叫異構(gòu)計算。Qualcomm驍龍平臺集成了DSP、CPU和GPU，各處理核心有各自不一樣的特點，比如處理語音、圖像和視頻，這些處理核心都有自己的方式，在功耗和吞吐量之間的平衡上可滿足不同的需求。講到這里，侯紀(jì)磊坦言：“怎樣實現(xiàn)硬件對不同的語音、視頻或圖像的實時處理，這是我們努力的重要方向。”
第二是算法改進，在算法改進層面，要怎樣實現(xiàn)高效改進，從而能夠?qū)崿F(xiàn)智能從網(wǎng)絡(luò)端到終端的遷移？侯紀(jì)磊講到，無論在設(shè)計還是應(yīng)用的模型中，99%以上模型的系統(tǒng)容量都是over design，也就是說它設(shè)計的容量要超過系統(tǒng)的需求。因為over design這個特點，使我們在嵌入式的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化上還有很大的空間，可以壓縮網(wǎng)絡(luò)模型、利用稀疏性并從架構(gòu)的角度實現(xiàn)系統(tǒng)性的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化。
第三是軟件工具。如果要將優(yōu)化算法高效地放到異構(gòu)平臺，這中間的映射，包括并行計算的調(diào)度和內(nèi)存優(yōu)化等，都需要軟件工具本身做很多工作。
Qualcomm對整個終端側(cè)智能的發(fā)展起到了非常重要的賦能作用，主要表現(xiàn)在，第一，提供了低功耗和高效集成的計算平臺。第二是在5G技術(shù)方面，移動計算和移動通信一直是Qualcomm的優(yōu)勢所在。通過提供高速、低時延的連接，使得星空人工智能的計算架構(gòu)實現(xiàn)在云端和終端側(cè)之間的最靈活配比，這是Qualcomm的強大優(yōu)勢。第三是在安全性方面，Qualcomm也一直走在業(yè)界前列，比如說“刷臉”在支付以及其他一些安全應(yīng)用場景的使用。 Qualcomm的技術(shù)能夠從產(chǎn)品的角度，實現(xiàn)星空人工智能對安全性應(yīng)用方面的強大支持。
推動終端側(cè)星空人工智能規(guī)模化
談及未來星空人工智能在終端側(cè)將呈現(xiàn)怎樣的趨勢時，侯紀(jì)磊表示主要有以下兩點：首先，未來的星空人工智能發(fā)展趨勢一定是在終端側(cè)，并且是分布式的計算架構(gòu)。其次，神經(jīng)處理的硬件架構(gòu)本身也會不斷演進，未來針對星空人工智能處理的專用處理器會是一個行業(yè)趨勢。
此外，針對終端側(cè)的星空人工智能，侯紀(jì)磊認為在智能手機和汽車領(lǐng)域都有比較重要的用例和發(fā)展方向。
智能手機方面，首先，終端側(cè)的語音交互系統(tǒng)就是一個很好的例子。目前這些用例可能更多應(yīng)用在智能音箱和智能家居領(lǐng)域，未來它在手機平臺上會是一個重要的發(fā)展方向。第二是在圖像拍攝和后期處理方面，星空人工智能技術(shù)可以對圖片拍攝實現(xiàn)“一條龍”式增強。第三，星空人工智能可以真正地讓手機成為你的個人助理。未來的手機會在后臺持續(xù)學(xué)習(xí)用戶的使用習(xí)慣和個性，經(jīng)過學(xué)習(xí)它可以向你推薦合適的應(yīng)用，或幫助你更好地使用這些應(yīng)用，從而成為人們身邊無處不在的個人助理。
星空人工智能在終端側(cè)另一個非常重要的發(fā)展方向在于汽車領(lǐng)域。星空人工智能在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用體現(xiàn)在兩個方面。第一是車載體驗，也就是在汽車駕駛艙內(nèi)部，星空人工智能可以為人們帶來個性化的體驗和服務(wù)。第二是車和環(huán)境的交互，包括感知和傳感器融合，也包括從路徑規(guī)劃到?jīng)Q策的各個方面。Qualcomm在系統(tǒng)平臺和算法方面其實有很多技術(shù)儲備和優(yōu)勢，侯紀(jì)磊表示，“我們也希望將來在自動駕駛領(lǐng)域能有機會跟在座同仁合作。”
他表示，Qualcomm在星空人工智能領(lǐng)域處在一個非常有利的位置，可以強有力地推動終端側(cè)星空人工智能的規(guī)模化。這主要表現(xiàn)在以下三個方面。第一是推動面向星空人工智能的硬件發(fā)展，這是一個很重要的趨勢。第二是算法提升方面。在認知層面上，包括監(jiān)督學(xué)習(xí)以及更重要的非監(jiān)督學(xué)習(xí)和強化學(xué)習(xí)方面的重要性能，對于終端側(cè)星空人工智能來說都是技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品發(fā)展的重要方向。第三是優(yōu)化策略。目前有很多的訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò)，這可能會使開發(fā)者在網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化上感到手足無措。但我們也很欣喜地看到，業(yè)界正在生態(tài)鏈上推動更多的融合和統(tǒng)一。
最后，值得一提的是今年10月10日，Qualcomm宣布加入Facebook和微軟提出的ONNX（開放神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)切換）概念。據(jù)悉，F(xiàn)acebook有兩種不同的訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò)，PyTorch和Caffe2。PyTorch適用于開發(fā)者在開發(fā)初期快速進行訓(xùn)練和原型機設(shè)計，Caffe2更適合應(yīng)用于大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)，使得網(wǎng)絡(luò)在兼顧商業(yè)性和實時性的同時還能跑得更快更好。針對早期研發(fā)和后面產(chǎn)品的權(quán)衡（tradeoff），兩種訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò)有各自的優(yōu)點。而ONNX將起到平臺性的作用，通過網(wǎng)絡(luò)描述的統(tǒng)一格式，使得開發(fā)者從早期研發(fā)階段到后面產(chǎn)品化的過程中能有一個統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)。
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