人工智能技术应用导论（第2版）课件 第八章 人工智能的机遇、挑战与未来

人工智能的机遇、挑战与未来人工智能技术应用导论010203AI的行业应用日趋火爆“智能代工”大潮来袭新IT、智联网与社会信息物理系统目录04人工智能的未来0506人工智能面临的挑战拥抱人工智能的明天01AI的行业应用日趋火爆PARTONE8.1AI的行业应用日趋火爆云计算、大数据助力人工智能我国目前具有代表性的四大公有云BATH，即百度云、阿里云、腾讯云和华为云。8.1AI的行业应用日趋火爆一个典型的行业云（私有云）的体系结构8.1AI的行业应用日趋火爆全球大数据的爆发式增长8.1AI的行业应用日趋火爆在云计算强大的计算力和对大数据的处理力（获取、存储、传输和转换等）的有力支撑下，借助深度学习算法的多项突破，人工智能在多项关键技术上取得了重大进展，为行业应用奠定了通用技术基础：大数据分析语音识别语音合成图像识别计算机视觉文本理解机器人8.1AI的行业应用日趋火爆人工智能助力金融人工智能在金融领域的应用，主要通过机器学习、语音识别、语义理解、视觉识别等方式来分析、预测、辨别交易数据、价格走势等信息，从而为客户提供投资理财、股权投资等服务，同时规避金融风险，提高金融监管力度。主要应用在智能投顾、智能客服、安防监控、金融监管等场景。目前较为领先的企业国内有蚂蚁金服、因果树、交通银行平安集团等，国外企业有Welthfront、Kensol、以及被IBM收购的Promontory。8.1AI的行业应用日趋火爆人工智能助力电商零售人工智能在电商零售领域的应用，主要是利用大数据分析技术，智能地管理仓储与物流、导购等方面，用以节省仓储物流成本、提高购物效率、简化购物程序。目前较为领先的应用企业有亚马逊、京东、阿里巴巴、梅西百货等。人工智能助力安防人工智能助理安防主要是解决安防领域数据结构化、业务智能化以及应用大数据化的问题。人工智能在安防行业的应用主要依靠视频智能分析技术，通过对监控画面的智能分析获得相关信息、采取安防行动。主要应用包括智能监控和安保机器人等。目前较为领先的应用企业有海康威视、旷视科技、格林深瞳、360、尚云在线等。8.1AI的行业应用日趋火爆人工智能助力教育人工智能进入教育领域最主要能实现对知识的归类，为使用者匹配高效的教育模式。包括智能评测、个性化辅导、儿童陪伴等场景。目前科大讯飞、云知声等公司在行业中较为领先。人工智能助力医疗健康人工智能在医疗健康领域的应用，主要是通过大数据分析（医学影像、资料等），完成对部分病症的辅助诊断，提高诊断效率和质量。同时，在手术领域，手术机器人也得到了广泛应用；在治疗领域，基于智能康复的仿生机械肢等也有一些应用。应用场景主要是医疗健康的监测诊断、智能医疗设备等。8.1AI的行业应用日趋火爆人工智能助力个人生活人工智能个人助理目前普遍用于智能手机上的语音助理、语音输入、家庭管家和陪护机器人上。较为知名的应用项目有微软小娜和小冰、苹果Siri、GoogleAssistant、FacebookMessenger的M虚拟助手、百度度秘、讯飞输入法、AmazonEcho、叮咚智能音箱、扫地机器人、软银Pepper机器人等。人工智能助力自动驾驶人工智能在驾驶领域的应用最为深入。通过依靠人工智能、视觉计算、雷达、监控装置和全球定位系统协同合作，让计算机可以在无人类主动的操作下，自动安全进行操作。自动驾驶系统主要由环境感知、决策协同、控制执行等子系统组成。目前自动驾驶在人工智能的应用领域中主要应用场景包括智能汽车、公共交通、快递用车、军事应用、工业应用等02“智能代工”大潮来袭PARTTWO8.2“智能代工”大潮来袭“智能代工”的含义“智能代工”是指随着人工智能技术的发展，智能系统、智能机器人取代人的某些工作岗位。好处是可以解放人的一些脑力和体力劳动，提高工作质量和效；弊端是一些职业可能由此消失并带来全社会职业结构的变化。实际上人工智能也将制造许多新的工作岗位，就象计算机制造出程序员、软件工程师、架构工程师、网络工程师等许多工种一样。8.2“智能代工”大潮来袭8.2“智能代工”大潮来袭“中国智造”的机遇中国智制市场发展空间巨大2020年新冠疫情期间，不少智能制造企业展示出自己的“智造”实力。面对居民出行受限、企业复工受阻、医护人员出现人手短缺等情况，一些智能制造企业凭借技术积累和制造优势，推出送餐无人机、自动测温机器人和智能医用服务机器人等，助力疫情下的生活运转。根据中投顾问发布的《2016—2020年中国智能制造行业深度调研及投资前景预测报告》预测，到2020年我国智能制造产业年复合增长率约为20%，产值有望超过3万亿元。8.2“智能代工”大潮来袭智能制造推动企业转型升级先进制造技术的加速融合使得制造业的设计、生产、管理、服务各个环节日趋智能化，智能制造正在引领制造企业全流程的价值最大化。归纳来看，智能制造至少能从以下6个方面推动企业转型升级。1.智能设计指应用智能化的设计手段及先进的设计信息化系统（CAX、网络化协同设计、设计知识库等），支持企业产品研发设计过程各个环节的智能化提升和优化运行。8.2“智能代工”大潮来袭2.智能产品在智能产品领域，互联网技术、人工智能、数字化技术嵌入传统产品设计，使产品逐步成为互联网化的智能终端，比如将传感器、存储器、传输器、处理器等设备装入到产品当中，使生产出的产品具有动态存储、通讯与分析能力，从而使产品具有可追溯、可追踪、可定位的特性，同时还能广泛采集消费者个体对创新产品设计的个性化需求，令智能产品更加具有市场活力。3.智能装备智能制造模式下的工业生产装备需要与信息技术和人工智能等技术进行集成与融合，从而使传统生产装备具有感知、学习、分析与执行能力。生产企业在装备智能化转型过程中可以从单机智能化或者单机装备互联形成智能生产线或者智能车间两方面着手。8.2“智能代工”大潮来袭4.智能生产，个性化定制在传统工业时代，产品的价值与价格完全由生产厂商主导，厂家生产什么消费者就只能购买什么，生产的主动权完全由厂家掌控。而在智能制造时代，产品的生产方式不再是生产驱动，而是用户驱动，即生产智能化可以完全满足消费者的个性化定制需求，产品价值与定价不再是企业一家独大，而是由消费者需求决定。5.智能管理随着大数据、云计算等互联网技术、移动通讯技术以及智能设备的成熟，管理智能化也成为可能。在整个智能制造系统中，企业管理者使用物联网、互联网等实现智能生产的横向集成，再利用移动通讯技术与智能设备实现整个智能生产价值链的数字化集成，从而形成完整的智能管理系统。8.2“智能代工”大潮来袭6.智能服务智能服务作为智能制造系统的末端组成部分，起到连接消费者与生产企业之间的作用，服务智能化最终体现在线上与线下的融合O2O服务，即一方面生产企业通过智能化生产不断拓展其业务范围与市场影响力，另一方面生产企业通过互联网技术、移动通讯技术将消费者连接到企业生产当中，通过消费者的不断反馈与意见提升产品服务质量、提高客户体验度。8.2“智能代工”大潮来袭智能制造所面临的挑战中国的智能制造虽然应用比较广泛，但是真正掌握的核心关键技术还不多。智能制造产业是资金密集和技术密集的产业，要与先进国家竞争，必须具有足够的资本和人才。由于疫情影响，全球权威机构纷纷预测发达国家经济增速会下滑，那么中国制造业的传统出口市场将出现萎缩。此外，全球智能制造的高端人才主要集中在发达国家，而中国相关人才的数量并不能充分满足国内智能制造产业的需求，这将影响智能制造的长远发展。中国智能制造产业要尽快赶上世界先进水平，有许多短板需要补上。8.2“智能代工”大潮来袭应用智慧物联推动智造转型升级智能制造可实现整个制造业价值链的智能化，而工业互联网是实现智能制造的关键基础设施，在中国智能制造发展的大势所趋下，企业应凭借自身在核心技术领域的实力，助力制造产业实现更大范围、更深层次的创新创造，推动中国智造时代早日到来。加快建设智慧物联平台，着力提升产品智能化生产水平、制造质量和整体运营效率，逐步实现“机器换人”“软件换人”“智能运营”阶段目标，推动企业转型升级，为建设具有中国特色国际领先的能源互联网企业贡献力量。03新IT、智联网与社会信息物理系统PARTTHREE8.3新IT、智联网与社会信息物理系统人工智能与IT新解中国科学院自动化研究所王飞跃教授结合信息技术、人工智能和工业革命的进程，给出了一种英文缩写IT的新解，并明确指出“未来的IT，一定是“老、旧、新”三个IT的平行组合和使用。”：传统的代表信息技术的IT（InformationTechnology），今天已经是“旧”IT；今天的IT将代表智能技术（IntelligentTechnology），是“新”IT，200年多年前的IT代表工业技术（IndustrialTechnology），即“老”IT。8.3新IT、智联网与社会信息物理系统智联网从技术的层面看，人类社会的历史，几乎就是社会基础设施建设的历史。具体而言，就是围绕着物理、心理和人工三个世界建“网”的历史（如图8-5所示）：第一张网叫Grids1.0，主体就是交通网；第二张是Grids2.0，就是以电力为主的能源网；第三张Grids3.0，就是以互联网为主的信息网；第四张Grids4.0，就是正在建设之中的物联网；刚刚起步的第五张网Grids5.0，就是进入智能社会的智联网。8.3新IT、智联网与社会信息物理系统8.3新IT、智联网与社会信息物理系统智联网（TheSocietyofMinds，SoM）是为物理、心理和人工世界提供智能服务的人工智能系统的总称。科大讯飞的语音服务、旷世科技的人脸识别服务、高德地图的智能导航服务等。五张网把物理、心理和人工三个世界紧密地整合为一个整体的演进路径和组成情况，其中交通、信息、智联分别是物理、心理、人工世界自己的主网，能源网和物联网分别是物理世界和心理世界、心理世界和人工世界之间的过渡和转换。人类通过Grids2.0从物理世界获得动力和能源，借助Grids4.0从人工世界吸收知识和智源。这五张网，就构成了人类智慧社会完整的基础设施和平台系统。8.3新IT、智联网与社会信息物理系统8.3新IT、智联网与社会信息物理系统社会物理网络系统五张网络把人类社会的物理、心理和人工三个世界紧密地联系在一起，就构成了社会信息物理系统（Cyber-Physical-SocialSystems，CPSS）:8.3新IT、智联网与社会信息物理系统高等教育一定也是会紧跟人工智能产业的发展而行动：工业1.0是围绕蒸汽机发展起来的，所以大学就有了机械系；工业2.0的核心是电动机，所以大学又有了电机系；工业3.0自然是受计算机的推动，大学有了计算机系；工业4.0靠网络通信和互联网，大学有了通信学院、物联网学院；目前已步入工业5.0的初始阶段，接下来就是虚实平行的智能机时代，目前北京大学、厦门大学等36所大学都有了智能科学与工程系，南京大学和西安电子科技大学等多所高校设立了人工智能学院，而且把智能科学与技术列为国家一级学科的努力也正在进行。04人工智能的未来PARTFOUR8.4人工智能的未来发展趋势预测大公司将赢得未来算法和技术将会进行整合数据众包市场将非常巨大企业并购用工具的开源换取更大的市场份额人机交互技术将得到改进人工智能逐步影响所有的垂直行业安全、隐私、伦理与道德问题8.4人工智能的未来中国的人工智能布局1、中国发力新一代人工智能到2020年，人工智能总体技术和应用与世界先进水平同步；到2025年，人工智能基础理论实现重大突破，部分技术与应用达到世界领先水平，人工智能成为我国产业升级和经济转型的主要动力，智能社会建设取得积极进展；

到2030年，人工智能理论、技术与应用总体达到世界领先水平，成为世界主要人工智能创新中心。8.4人工智能的未来2、以BAT“三巨头”为代表的中国企业继续发力人工智能百度布局最早：百度的AI战略布局主要分三块-百度大脑，百度云，和DuerOS，在2013年成立了IDL（深度学习研究院）、2014年在硅谷成立人工智能实验室、同年7月成立大数据实验室。而且百度并不局限于单一领域，在包括机器学习、图像识别、语音识别、自动驾驶等多个层面都收获颇丰。阿里巴巴的AI全面崛起：在人工智能方面主要是和电商相结合，云计算一直是核心。腾讯市值第一进军智能领域：腾讯现在最注重的人工智能方面便是场景使用，基于强大的云计算发力行业应用与服务场景。8.4人工智能的未来3、科大讯飞强势占据智能语音处理高地科大讯飞是一家专业从事智能语音及语言技术、人工智能技术研究，软件及芯片产品开发，语音信息服务及电子政务系统集成的国家级骨干软件企业。4、旷世科技凸显计算机视觉实力旷视以深度学习和物联传感技术为核心，立足于自有原创深度学习算法引擎Brain++，深耕金融安全，城市安防，手机AR，商业物联，工业机器人五大核心行业，致力于为企业级用户提供全球领先的人工智能产品和行业解决方案。8.4人工智能的未来全球AI的产业规模2022年全球AI收入同比增长19.6%，达到4328亿美元，包括软件、硬件和服务。预计2023年可突破5000亿美元大关。在这三个技术类别中，AI硬件和服务支出增长更快，AI软件支出份额2022年略有下降，这一趋势将持续到2023年。总体而言，AI服务预计在未来五年内实现最快的支出增长，年复合增长率（CAGR）为22%，而AI硬件年复合增长率为20.5%。在全球科技创新的大背景下，AI企业之间的竞争日趋激烈。谷歌、微软、IBM、Facebook等企业凭借自身优势，积极布局整个AI领域。各大企业通过加大研发投入力度、招募高端人才、建设实验室等方式加快关键技术研发；同时，通过收购等方式吸收AI优秀中小企业来提升整体竞争力；此外，各大企业还积极开放、开源技术平台，构建围绕自有体系的生态环境。05人工智能面临的挑战PARTFIVE8.5人工智能面临的挑战人工智能的人才挑战计算机科学专业以及电子工程专业是目前人工智能人才的主要输送地。人才价格的不断上扬，显示了人工智能领域人才紧缺的现状。通过组建研究院或者进行大赛的方式来推动人工智能人才数量和质量的增长。李开复博士如此表示：“我们为什么要做这样一件事情？非常简单的理由：AI是未来发展最重要的方向。AI能赋予各个不同领域创造各种的机会，但是AI的燃料其实是数据，所以我们希望那些没有机会在BAT接触海量数据的同学们、研究员们、潜在的创业者们，能在他还没有离开学校，还没有踏出创业之路时就有机会接触到世界级别的精确的、大量的数据，这样他才能够知道在这样一个领域里面，能做出怎样的结果，也能够充分领会数据在做AI过程中起到什么样的作用。”8.5人工智能面临的挑战人工智能的技术挑战当前主流的、以深度学习为基础建立的人工智能技术一般是用大数据解决小问题，而人类智能往往能够以小数据解决大问题；人类可以凭借自己的观察和判断形成最终的价值决策，而当前机器的语音识别、视觉识别等AI能力还很难支撑对事物的理解与判断，距离完整的行为规划或事项决策仍有较大的发展空间；人类的学习可以适应持续动态变化的环境，而目前的机器学习（深度学习）一般是定期离线训练，不能有效应对无时无刻都可能发生变化的环境；人类可以综合利用各种智能解决不同问题，现阶段的智能系统通常仅能解决限定场景领域有清晰边界的问题；时下热门的深度学习方法往往是“黑盒子”，缺乏足够的理论支持，模型内部机制和决策过程不透明。8.5人工智能面临的挑战人工智能的法律、安全与伦理挑战相关法律的完善网络安全隐私保护:机器会越来越“懂”你伦理问题算法歧视隐私忧虑责任与安全机器人权利06拥抱人工智能的明天PARTSIX8.6拥抱人工智能的明天人工智能产品将全面进入消费级市场在商业服务、家庭服务领域的全面应用，正为人工智能的大规模商用打开一条新的出路：人工智能借由智能手机已经与人们的生活越来越近。在人形机器人市场，“人们将会像挑选智能手机一样挑选机器人。”商业领域智能机器人很快将进入快速发展期。认知类人工智能产品将赶超人类专家顾问水平在金融投资领域，人工智能已经有取代人类专家顾问的迹象。人工智能颠覆对目前仍然以销售渠道为驱动的中国保险市场。人工智能的经验在未来2~5年人工智能有望达到人类专家顾问的水平。8.6拥抱人工智能的明天人工智能将成为可复用、可购买的智能服务.人工智能人才将呈现井喷式的大量需求.人类的知识、智慧、人性或将重新定义创造拟人机器人的欲望将会消退AI的监管环境将向前发展AI将被更广泛的人接受人们将学会与AI合作网络安全将用AI应对复杂威胁AI行业将解决更复杂的问题新的一年，新的AI机会8.6拥抱人工智能的明天AI将成为可复用、可购买的智能服务图像、视频、文本和语音是AI的四大基础处理对象，其通用的实现技术、处理方式和平台构成了AI三层产业生态的中间层—技术层。经过多年的发展，已经在理论和技术上取得了一系列的突破，并且开发出了一系列相关的实用产品和服务，奠定了AI由计算智能向感知智能和认知智能迈进的基础。8.6拥抱人工智能的明天AI将成为可复用、可购买的智能服务当前，尽管全球的科技巨头几乎都在发力，想抢占技术层的通用技术制高点。但是，从技术规律和AI产业发展趋势上看，通用的图像、视频、文本和语音处理技术，一定是少数几家公司或机构达到制高点后，通过“服务”的方式为整个产业所用。这里的“服务”是指提供可以远程调用的“WebService”或应用开发工具“SDK”。例如，科大讯飞的语音输入法与AIUI服务，旷世科技的人脸识别服务，高德的智能导航服务等。事实上，全球AI产业应用层上的大量厂家、机构，正在开发和推出各种各样的、专业的AI应用，这些应用都可以通过Web服务的方式提供可复用的、免费或可购买的智能服务，用户通过智能终端、移动互联网、智能设备可以方便地使用，如远程医疗诊断、健康监控、机器翻译、语音交互、智能导游、智能导购等。8.6拥抱人工智能的明天AI人才将呈现井喷式的大量需求党的十九大报告提出，推动互联网、大数据、AI和实体经济深度融合。《新一代AI发展规划》也明确提出：到2020年AI总体技术和应用与世界先进水平同步，核心产业规模超过1500亿元，带动相关产业规模超过1万亿元；到2025年部分技术与应用达到世界领先水平，核心产业规模超过4000亿元，带动相关产业规模超过5万亿元；到2030年技术与应用总体达到世界领先水平，核心产业规模超过1万亿元，带动相关产业规模超过10万亿元。艾媒咨询发布的数据显示，2016年我国AI产业规模已达100.60亿元，增长率43.3%；2017年升至51.2%，产业规模达152.10亿元，并于2019年增至344.30亿元。分析人士表示，这一数字距离1500亿元的目标甚远，说明我国AI产业发展潜力巨大。8.6拥抱人工智能的明天AI人才将呈现井喷式的大量需求AI产业的蓬勃发展，人才的短缺是大问题。早在2016年，工信部教育考试中心副主任周明就曾透露，中国AI人才缺口超过500万人。一些业内人士也表示，国内的供求比例为1

:

10，供需严重失衡。领英人才（LinkedIn）发布的《全球AI领域人才报告》显示，截至2017年一季度，领英人才平台的全球AI领域专业技术人才数量超过190万，美国拥有最为庞大的人才库，数量超过85万人；而在中国，这个数字刚刚超过5万人，在全球排名第七位。目前业内AI人才的基本情况是：顶层人才来自美国硅谷和国内外高校，一线员工有很大一部分是内部转岗，还有部分是通过校园招聘来的。如图8-8所示是2017年腾讯研究院给出的BATAI人才的技术方向分布情况。8.6拥抱人工智能的明天AI人才将呈现井喷式的大量需求8.6拥抱人工智能的明天人类的知识、智慧、人性或将重新定义从发展趋势上看，AI的进步或将改写人类对自我、知识和教育的理解。假如多数的医生、律师、教师、程序员、工人被机器所代替，人们或将需要重新开始讨论“人”的自我定义和“知识”的新时代价值。当传统的知识、技能、技术已成为智能机器人仅需调用、复制和执行的简单命令，那么“为什么要学法律、学医学、学操作、学编程”的疑问及背后对自我价值的疑惑就必将引发社会教育结构的变革。8.6拥抱人工智能的明天人类的知识、智慧、人性或将重新定义传统的人与人之间通过智力、知识、技能或技术组合的不同而形成的差异或将被AI抹平。名医、大律师、高考状元、工匠等领域大师，或许就像当今围棋大师下不过AlphaGo一样，其专项能力将不再能作为准确评价其智能和学识的方式了……当在体力劳动和脑力劳动里独立的人类相对于机器都不再具备水平、能力、效率和经济优势时，人的存在形态、存在价值以及与机器的交互融合将成为未来前沿学术研究的重要课题，这将会是一次人类社会的集体迷失，也会是人类价值的再次追寻……8.6拥抱人工智能的明天一次非凡的突破-打电话的AI通过了图灵测试GoogleI/O2018大会首日,GoogleCEO桑达尔·皮查伊（SundarPichai）展示了最新研发的对话AI-GoogleDuplex，它能够在真实的环境下，打电话给美发店、餐馆预约服务和座位,全程流畅交流，完美应对不知情的人类接线员。JohnHennessy教授今天亲口确认：“在预约领域，这个AI已经通过了图灵测