人工智能的發(fā)展充滿希望和挑戰(zhàn)，在其“不屈不撓”的前進(jìn)中面臨一道坎：人工智能應(yīng)用程序的算法都是龐大而復(fù)雜的，需要在強(qiáng)大的云計(jì)算和數(shù)據(jù)中心進(jìn)行處理，這便限制了在智能手機(jī)和其他 “邊緣”設(shè)備上的廣泛應(yīng)用。今年，隨著AI軟件、硬件和有關(guān)新能源技術(shù)的突飛猛進(jìn)，這道坎估計(jì)也要跨過(guò)去了?；贏I的產(chǎn)品和服務(wù)將進(jìn)一步擺脫對(duì)云計(jì)算服務(wù)的依賴(lài)，并迅速融入我們生活的每一個(gè)部分。未來(lái)幾年人工智能服務(wù)無(wú)處不在，這將撼動(dòng)整個(gè)社會(huì)。

很多創(chuàng)業(yè)公司和他們的投資方都有很大的機(jī)會(huì)。2019年5月在硅谷召開(kāi)發(fā)布會(huì)的Embedded Vision Alliance (嵌入式視覺(jué)聯(lián)盟)創(chuàng)始人Jeff Bier(杰夫·比爾)表示，過(guò)去三年，投資者向人工智能芯片初創(chuàng)企業(yè)投入了約15億美元，超過(guò)了對(duì)其他所有芯片初創(chuàng)企業(yè)的投資。市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)Yole Développement 預(yù)測(cè)，到2023年，人工智能處理器的復(fù)合年增長(zhǎng)率將達(dá)到46%，屆時(shí)幾乎所有的智能手機(jī)都將使用AI處理器，而現(xiàn)在的使用率還不到20%。

不僅僅是初創(chuàng)企業(yè)有所動(dòng)作，今年5月，英特爾公司(Intel Corp.)演示了即將推出的“冰湖芯片”(Ice Lake chips)，其中包括“增強(qiáng)深度學(xué)習(xí)”(Deep Learning Boost)軟件和圖形處理單元上的其他AI指令。Arm Ltd.也推出了一系列針對(duì)人工智能應(yīng)用的處理器，包括智能手機(jī)和其他高端設(shè)備的處理器。同期，英偉達(dá)公司(Nvidia Corp.)宣布了首個(gè)連接AI設(shè)備的人工智能平臺(tái)。

IHS Markit首席分析師Tom Hackett (湯姆?哈克特)在嵌入式視覺(jué)聯(lián)盟峰會(huì)上表示：“未來(lái)兩年，幾乎每家芯片廠商都將為人工智能提供某種競(jìng)爭(zhēng)平臺(tái)。

這些芯片廠商正在向智能手機(jī)以外的數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備進(jìn)軍，如機(jī)器人、無(wú)人機(jī)、汽車(chē)、相機(jī)和可穿戴設(shè)備等。例如，以色列的一家開(kāi)發(fā)機(jī)器學(xué)習(xí)芯片的公司海洛公司(Hailo)，在今年1月進(jìn)行了一輪2100萬(wàn)美元的融資。5月中旬，該公司發(fā)布了一款專(zhuān)為深度學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)的處理器。深度學(xué)習(xí)是機(jī)器學(xué)習(xí)的一個(gè)分支，最近該公司在語(yǔ)音和圖像識(shí)別方面取得了突破。

新的研究表明，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相比之前在生成同樣結(jié)果的條件下，其規(guī)?？梢钥s小10倍，由此判斷，更緊湊、更強(qiáng)大的軟件可能會(huì)為處于邊緣的人工智能鋪平道路。一些公司已經(jīng)在設(shè)法壓縮人工智能所需軟件的規(guī)模。

例如，谷歌LLC于2017年底推出了面向移動(dòng)設(shè)備的TensorFlow Lite機(jī)器學(xué)習(xí)庫(kù)，這使得智能相機(jī)能夠識(shí)別野生動(dòng)物，或者在沒(méi)有互聯(lián)網(wǎng)連接的情況下進(jìn)行醫(yī)學(xué)診斷。谷歌工程師Pete Warden在嵌入式視覺(jué)峰會(huì)上說(shuō)，目前大約有20億部手機(jī)安裝了TensorFlow Lite。

今年3月，谷歌推出了一款語(yǔ)音識(shí)別器，為谷歌的虛擬鍵盤(pán)應(yīng)用程序Gboard提供語(yǔ)音輸入功能。自動(dòng)語(yǔ)音識(shí)別算法只有80兆字節(jié)，因此可以在Arm Ltd.上運(yùn)行。這意味著它可以離線工作，所以沒(méi)有網(wǎng)絡(luò)延遲。重要的是，人們對(duì)穿越云端的數(shù)據(jù)隱私越來(lái)越擔(dān)憂，監(jiān)管部門(mén)很有可能禁止將一些數(shù)據(jù)從設(shè)備上轉(zhuǎn)移至云端。

伯克利設(shè)計(jì)技術(shù)公司的聯(lián)合創(chuàng)始人和總裁比爾說(shuō)：“未來(lái)幾乎所有的機(jī)器學(xué)習(xí)運(yùn)算都將在設(shè)備上完成?！痹摴緸榍度胧綌?shù)字信號(hào)處理技術(shù)提供分析和服務(wù)。據(jù)估計(jì)當(dāng)今世界上已有2500億活躍的嵌入式設(shè)備，并且這個(gè)數(shù)字還在以每年20%的速度增長(zhǎng)。

然而在這樣的設(shè)備上進(jìn)行人工智能并非易事。這不僅僅是機(jī)器學(xué)習(xí)算法的大小，而是執(zhí)行這些算法所需要的能量，尤其是智能手機(jī)、攝像頭和各種傳感器這樣的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，不能一直依賴(lài)墻上插座甚至電池供電。如果我們被迫更換或充電電池，這些設(shè)備將無(wú)法實(shí)現(xiàn)規(guī)?；?。

向云中發(fā)送數(shù)據(jù)和從云中接收數(shù)據(jù)所需的無(wú)線電也是能耗大戶(hù)，因此通過(guò)蜂窩網(wǎng)絡(luò)或其他連接進(jìn)行通信對(duì)許多小型廉價(jià)設(shè)備來(lái)說(shuō)都是一個(gè)致命的障礙。Yole Développement的技術(shù)和市場(chǎng)分析師Yohann Tschudi表示：“我們需要一個(gè)專(zhuān)門(mén)的架構(gòu)來(lái)做我們想做的事情?！?/p>

此外，還需要開(kāi)發(fā)出一種實(shí)際功率必須小于1毫瓦的設(shè)備，這大約是智能手機(jī)用電量的千分之一。好消息是，越來(lái)越多的傳感器甚至微處理器有望做到這一點(diǎn)。

例如，美國(guó)能源部(U.S. Department of Energy)與建筑自動(dòng)化公司SkyCentrics Inc.合作，幫助開(kāi)發(fā)了用于建筑能源管理的低成本無(wú)線剝棒式傳感器。實(shí)驗(yàn)表明新型傳感器可以利用環(huán)境光為自身供電。即使是核心計(jì)算的微處理器，也可能是低功耗的，如Ambiq Micro、Eta Compute、Syntiant Corp.、Applied Brain Research、Silicon Laboratories Inc.和GreenWaves Technologies初創(chuàng)企業(yè)的新型處理器，可以在微瓦或比毫瓦小一千倍的情況下進(jìn)行計(jì)算。

以上表明，機(jī)器學(xué)習(xí)在智能手機(jī)、智能相機(jī)和工廠監(jiān)控傳感器等領(lǐng)域有著廣泛的新應(yīng)用。這些應(yīng)用程序包括:

使用加速計(jì)預(yù)測(cè)維修，以確定機(jī)器是否震動(dòng)太多或發(fā)出有趣的噪音。街燈的感應(yīng)檢測(cè)，當(dāng)有人在附近時(shí)，街燈才會(huì)打開(kāi)。利用分散在農(nóng)田中的視覺(jué)傳感器或微型攝像機(jī)進(jìn)行農(nóng)業(yè)害蟲(chóng)識(shí)別。使用安裝在樹(shù)上的太陽(yáng)能安卓手機(jī)檢測(cè)非法伐木。使用傳感器來(lái)測(cè)量心率、胰島素水平和身體活動(dòng)。使用視頻進(jìn)行語(yǔ)音分離。

未來(lái)傳感器可以相互通信，比如在智能家居中，煙霧報(bào)警器探測(cè)到潛在的火災(zāi)，而烤面包機(jī)反饋說(shuō)，只是烤面包有燒焦的味道而已。

當(dāng)然，這些并不意味著云就在機(jī)器學(xué)習(xí)中失去重要的地位。這些在設(shè)備上運(yùn)行的機(jī)器學(xué)習(xí)模型，仍然需要在功能強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)集群上進(jìn)行大量數(shù)據(jù)的訓(xùn)練，像谷歌、亞馬遜公司(Amazon.com Inc.)和Arm等公司都從去年開(kāi)始提供人工智能芯片，其中一些是通過(guò)它們的云計(jì)算服務(wù)提供的。