機(jī)器人,英偉達(dá)的下一場(chǎng)革命

很多游戲粉絲聽說英偉達(dá)發(fā)了新卡,激動(dòng)得去搜索相關(guān)的新聞,可看來看去,發(fā)布會(huì)上把“十年來最重要?jiǎng)?chuàng)新”、“全球首款光線追蹤 GPU”掛在嘴邊的老黃卻沒怎么提起新品在游戲上的應(yīng)用。游戲粉絲有些失望,核彈還是那個(gè)核彈,皮衣也還是那件皮衣,但發(fā)布會(huì)上屢屢提起、演示的關(guān)鍵詞卻并不是他們熟悉的 3A 大作了。

類似的情況也出現(xiàn)在顯卡測(cè)評(píng)的視頻里,當(dāng)一位 up 主通過機(jī)器學(xué)習(xí)的訓(xùn)練效果來講解 NVIDIA Titan V 顯卡的性能時(shí),彈幕上馬上刷起了“聽不懂”、“在說啥”的聲音。

游戲粉絲們也許不是很買賬,但對(duì)英偉達(dá)而言,人工智能卻是這家以圖形和計(jì)算起家的半導(dǎo)體公司遇上的最好機(jī)會(huì)。在深度學(xué)習(xí)井噴式爆發(fā)的那幾年,擅長(zhǎng)向量和矩陣運(yùn)算的英偉達(dá) GPU 被許多學(xué)者、研究員用來進(jìn)行研究和訓(xùn)練自己的算法模型,甚至 Google Brain 和吳恩達(dá)這樣頂級(jí)的人工智能研究團(tuán)隊(duì)和科學(xué)家也在使用英偉達(dá)的設(shè)備,久而久之,英偉達(dá)也將自己的注意力轉(zhuǎn)移到了深度學(xué)習(xí)這一剛剛在產(chǎn)業(yè)里興起的領(lǐng)域。

“不夠,還不夠智能”

幾年下來,英偉達(dá)在人工智能領(lǐng)域有了自己的積累,它開始有了新的判斷,專注于底層算力的英偉達(dá)開始思考上層應(yīng)用的方向。

“人工智能的第一階段,是開發(fā)自動(dòng)化編程的軟件。第二階段,是將軟件應(yīng)用于行業(yè)的自動(dòng)化,這種自動(dòng)化帶來的效率提升會(huì)刺激原有的市場(chǎng)?!痹诮衲甑呐_(tái)北電腦展上,黃仁勛把人工智能的發(fā)展分為了三個(gè)階段,“第三階段,是 AI 走出計(jì)算機(jī),影響外部的世界?!?/p>

依黃仁勛的定義,目前我們已經(jīng)處于人工智能發(fā)展的第二階段,即人工智能開始初步應(yīng)用于各行各業(yè)。

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比如工廠里的人機(jī)協(xié)作,大型機(jī)械很容易在使用時(shí)誤傷到人,但如果給這些設(shè)備裝上傳感器,檢測(cè)身邊是否有人,實(shí)時(shí)作出是否要減速的判斷,在使用時(shí)就會(huì)安全許多。

再比如傳統(tǒng)的拆垛、堆垛設(shè)備,只要給設(shè)備加一個(gè)深度傳感器,它就能判斷出箱子的大小位置和重心,這時(shí)機(jī)器就能夠判斷出最佳操作位置,從而以最快的速度完成操作。

還有超市商場(chǎng)里,每天營(yíng)業(yè)員都會(huì)在關(guān)門后花數(shù)個(gè)小時(shí)的時(shí)間整理、統(tǒng)計(jì)當(dāng)天所剩貨品,現(xiàn)在市面上已經(jīng)有能夠完成點(diǎn)貨和理貨功能的機(jī)器人,這些設(shè)備能給店家省下不少的人力。

這些都是時(shí)下已經(jīng)投入使用的一些智能機(jī)器,但在英偉達(dá)高級(jí)軟件經(jīng)理李銘博士看來,“這些智能是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的”。

“加一點(diǎn)智能進(jìn)去,解決當(dāng)前場(chǎng)景最急需的問題,看起來是個(gè)智能機(jī)械,但其實(shí)它對(duì)整個(gè)機(jī)器人本身的促進(jìn)并沒有想象中那么大?!?/p>

李銘博士認(rèn)為,這些智能機(jī)器人普遍存在著一些問題:

第一,軟件成本上升太快,在安防、服務(wù)、工廠,不同的場(chǎng)景里有著不同的需求,體現(xiàn)在軟件編程上,軟件架構(gòu)的邏輯可能會(huì)全局推翻,這就導(dǎo)致了軟件開發(fā)的成本居高不下。

第二,具體到場(chǎng)景里,單個(gè)機(jī)械在應(yīng)用時(shí)還需要單獨(dú)的調(diào)試。以工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械臂為例,在工廠里需要為車床量身調(diào)試,設(shè)置具體操作參數(shù),比如距離產(chǎn)線的距離,50cm 還是 60cm,10cm± 的誤差在生產(chǎn)線上是絕對(duì)不允許的。

第三,面對(duì)環(huán)境的變化適應(yīng)性差,比如工廠里的光線發(fā)生變化,比如室外可能會(huì)發(fā)生的各種意外,現(xiàn)有的機(jī)器人是無(wú)法應(yīng)對(duì)的。

第四,軟件更新,當(dāng)功能有增加或者修改時(shí),需要做很多額外的工作,比如改變程序的邏輯,甚至重新編程等等。

如前面黃仁勛提到人工智能的三個(gè)階段,智能從軟件開始,機(jī)器人從完成固定程序動(dòng)作的普通機(jī)械,到今天“有一點(diǎn)點(diǎn)智能”的機(jī)器人,依賴的正是人工智能在各自行業(yè)的初步應(yīng)用。所以要解決以上這些智能機(jī)器的問題,還需要回到軟件的層面,回到人工智能身上。

機(jī)器該怎么學(xué)習(xí)?

人工智能的發(fā)展“越來越抽象,越來越復(fù)雜”。從早期簡(jiǎn)單的是與否的判斷,到后來精準(zhǔn)的識(shí)別,可以在復(fù)雜的場(chǎng)景里找出特定的目標(biāo),再到后來,出現(xiàn) AlphaGo 這樣可以做出主動(dòng)的決策的 AI,甚至智能如 AlphaGo Zero,可以完全依靠“自學(xué)”實(shí)現(xiàn)快速成長(zhǎng)??梢钥吹?,軟件的智能水平是領(lǐng)先于我們常見的硬件智能的。

那么,人工智能在硬件上的部署遇到了哪些困難呢?

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首先是計(jì)算力。硬件,尤其移動(dòng)機(jī)器人上能夠搭載的計(jì)算力非常有限,這與 AlphaGo 這樣傾全公司算力訓(xùn)練出來的 AI 不同。

人工智能經(jīng)過這么長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展,在網(wǎng)絡(luò)的種類、復(fù)雜程度和處理的信息量上都發(fā)生了天翻地覆的變化。網(wǎng)絡(luò)種類上,從早期的 AlexNet 和 GoogleNet 到現(xiàn)在各種各樣的 GAN(生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò))以及各種深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)的網(wǎng)絡(luò),它們各自網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)都有不同,開發(fā)者在適應(yīng)最新的網(wǎng)絡(luò)上常常會(huì)遇到一些麻煩。

網(wǎng)絡(luò)變得越來越復(fù)雜,處理的信息量也在成倍地增長(zhǎng),算力需求越來越高的情況下,對(duì)搭載處理單元的體積有更多限制的機(jī)器人實(shí)際上存在著在智能水平上升級(jí)的障礙。

其次是訓(xùn)練環(huán)境。對(duì)于 AlphaGo、DeepMind,科學(xué)家們可以設(shè)定一個(gè)基本規(guī)則,讓它永遠(yuǎn)跑在計(jì)算機(jī)里,不停地訓(xùn)練,技巧磨煉得越來越強(qiáng)大,但機(jī)器人的訓(xùn)練卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有這么簡(jiǎn)單。

在去年的 GTC 大會(huì)上,黃仁勛展示了加州大學(xué)伯克利分校的 AI 實(shí)驗(yàn)室所做的曲棍球機(jī)器人實(shí)驗(yàn),在一個(gè)僅一米左右的直線上,伯克利的曲棍球機(jī)器人“艾達(dá)”足足試了 200 次才熟練地掌握了將球打入門框的技巧。

“這還只是曲棍球!”黃仁勛說道,“如果我想抬起一輛汽車呢?如果我想開門呢?如果我想讓機(jī)器人和醫(yī)生配合做手術(shù)呢?”

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2018-08-21
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