通用Digital CTO：工業(yè)人工智能面臨的四個獨特挑戰(zhàn)

雷鋒網(wǎng)「新智造」按：當(dāng)人們提到人工智能的時候，絕大多數(shù)人想到的是消費級人工智能，但事實上，人工智能在工業(yè)和制造業(yè)領(lǐng)域也擁有廣泛的運用。近日，通用電氣數(shù)字業(yè)務(wù)（GE Digital）的首席技術(shù)官（CTO）Harel Kodesh接受專訪時談到了工業(yè)人工智能與消費人工智能的四大區(qū)別，并且對工業(yè)人工智能所遇到的困境進行了分析。下面和雷鋒網(wǎng)一起來看看吧。新智造作為雷鋒網(wǎng)(公眾號：雷鋒網(wǎng))旗下欄目，關(guān)注智能時代的創(chuàng)新與創(chuàng)造，目標(biāo)是為創(chuàng)業(yè)者和投資人找到創(chuàng)投的機會。

Harel Kodesh

在提到工業(yè)和制造業(yè)人工智能的時候，人們的第一反應(yīng)是機器人。事實上，很多創(chuàng)新企業(yè)，比如Rodney Brooks創(chuàng)辦的Rethink Robotics，已經(jīng)開發(fā)出了外表和善的工廠機器人，它們和人類同事們一起不停地忙碌著。

歷史上，工業(yè)機器人通常被設(shè)計用來執(zhí)行特定的細(xì)分任務(wù)，而現(xiàn)代機器人則被授予了新的使命：做出實時決策。

Rethink Robotics

盡管機器人的外表可以很光鮮亮麗，但在制造業(yè)中，絕大多數(shù)人工智能的價值是將傳感器和常規(guī)硬件中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為智能預(yù)測，來幫助企業(yè)做出更好更快的決策。

當(dāng)前，有150億臺機器連接到互聯(lián)網(wǎng)。到2020年，思科（Cisco）預(yù)測這一數(shù)字將超過500億。將這些機器一起連接到云端的智能自動化系統(tǒng)中，會是制造業(yè)和工業(yè)發(fā)展的下一個重要突破。

2015年，通用電氣（General Electric）推出了GE Digital，以推動各部門的軟件創(chuàng)新。GE Digital的首席技術(shù)官（CTO）Harel Kodesh，與我們分享了人工智能在工業(yè)應(yīng)用上所面對的獨特挑戰(zhàn)。

1、工業(yè)數(shù)據(jù)經(jīng)常是不準(zhǔn)確的

“要機器學(xué)習(xí)正常工作，你需要大量的數(shù)據(jù)。消費級的數(shù)據(jù)很難被誤讀，比如，你買了一個披薩或者點了一下廣告，那么你的數(shù)據(jù)就是披薩和廣告的信息。”Kodesh說道。“可是，當(dāng)你觀察工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的時候，40%的數(shù)據(jù)是有爭議的，而且這些數(shù)據(jù)沒有任何用處。”

舉個例子，當(dāng)你使用聯(lián)合收割機的時候，你必須計算聯(lián)合收割機要鉆多深，并且你需要將濕度傳感器插到地面進行測量。此外，你的讀數(shù)可能會受到各種條件的影響，比如極端溫度、人為意外、硬件故障，甚至一只小蟲無意間進入到了設(shè)備之中也會造成不小的影響。

Kodesh強調(diào)：“我們可不是從你舒適和安全的書房電腦中獲取數(shù)據(jù)的。”

2、工業(yè)人工智能在終端運行，而不是云端

消費級數(shù)據(jù)是由看起來擁有無限容量的云計算集中處理的。亞馬遜（Amazon）可以奢侈地用他們的時間來大數(shù)據(jù)跟蹤你的瀏覽和購買記錄，并且向你展示新的推薦。

Kodesh指出：“在消費預(yù)測當(dāng)中，就算預(yù)測錯了也不會有什么大問題。你很快就會忘了亞馬遜曾經(jīng)給你推薦過什么爛書。”

而在千里之外的深海石油鉆井平臺上，有一個名為提升管的設(shè)備，一種將油從海底油井運送到地面設(shè)備的導(dǎo)管。如果提升管出現(xiàn)了某個問題，好幾個夾具必須立即響應(yīng)關(guān)閉閥門。那些管理夾具執(zhí)行器的復(fù)雜軟件必須能夠追蹤實時的溫度和壓力才行。而且錯誤的代價是可怕的，任何錯誤都可能意味著災(zāi)難。

對工業(yè)應(yīng)用來說，對風(fēng)險控制和響應(yīng)能力的要求高的多，因為人們的生命安全以及數(shù)百萬美元的寶貴資源都依靠著這些應(yīng)用。在這種情況下，工業(yè)級的功能就不可能放在云端運行，必須在本地實現(xiàn)，也就是在我們所說的“終端”。

工業(yè)人工智能被構(gòu)建為一個端到端的系統(tǒng)，Kodesh比喻它為“往返機票”，數(shù)據(jù)直接由終端的傳感器生成，然后送達到算法，在云端建模，接著移回終端執(zhí)行。在終端和云之間有主管網(wǎng)關(guān)和計算機存儲的多個節(jié)點，因為整個系統(tǒng)必須在正確的位置運行正確的載荷。

在鉑金條的制造設(shè)備中，如果生產(chǎn)的鉑金條成分有問題，那么系統(tǒng)應(yīng)該立即識別出來，以便于在開始的時候調(diào)節(jié)壓力。任何延遲都意味著原材料的浪費。

同樣的，一個風(fēng)力發(fā)電機會不間斷地獲取數(shù)據(jù)以控制操作。Kodesh特意強調(diào)了某種故障的可能性：“在數(shù)據(jù)的第百萬個字節(jié)可能是葉片扭矩的數(shù)據(jù)，如果扭矩太高，發(fā)電機的葉片就會掉落。而我們需要在第一時間知道這個關(guān)鍵信息數(shù)據(jù)，即使在數(shù)據(jù)隊列中它排在百萬位以后。”

提供正確的實時數(shù)據(jù)是一項非常艱巨的任務(wù)，以至于通用電氣必須依靠定制的內(nèi)部解決方案才行。“Spark技術(shù)很快，”Kodesh承認(rèn)，“但是當(dāng)你必須要在10毫秒內(nèi)做出決定時，你需要不同的解決方案。”

深海石油鉆井平臺

3、單次預(yù)測花費超過1000美元

盡管錯誤數(shù)據(jù)量巨大，終端的處理能力也有限，但工業(yè)人工智能依然需要表現(xiàn)的非常準(zhǔn)確。

如果飛機上的分析系統(tǒng)判斷一個引擎出現(xiàn)了故障，專業(yè)的技術(shù)人員和工程師必須前往拆卸和維修故障部件。同時，飛機制造方還要向航空公司提供一個備用引擎，以便航空公司能順利完成飛行計劃。整個行動和交易能毫不費力地花費超過20萬美元。

Kodesh說：“在沒有問題的時候，我們不會告知你有問題；當(dāng)出現(xiàn)問題的時候，我們更不會告訴你沒出現(xiàn)問題。我們要確保有一個精度非常高的系統(tǒng)。”

根據(jù)Kodesh的說法，唯一能夠確保這種高精度和表現(xiàn)的方法，就是同時運行數(shù)千種算法。一個類似亞馬遜的消費公司，可能在一本書上的利潤是1-9美元，所以他們只愿意為每個顧客的預(yù)測花0.001美元。但是對于工業(yè)和制造業(yè)巨頭們來說，由于有數(shù)十萬美元的風(fēng)險，所以他們每次預(yù)測的花費都在40-1000美元之間。

Kodesh透露：“用1000美元，我可以同時運行大量算法，并且將結(jié)果匯總，最后使用遺傳算法來增加預(yù)測準(zhǔn)確度。”

4、復(fù)雜模型必須被解釋

消費者們很少會問亞馬遜為何能做出具體的推薦?？墒?，對于工業(yè)和制造業(yè)，當(dāng)風(fēng)險增高的時候，人們就會開始提出問題了。一個在某領(lǐng)域已經(jīng)工作了45年的技術(shù)人員，絕對不會相信一個無法解釋其預(yù)測原理的機器。

為了實現(xiàn)這種高度的可解釋性，通用電氣需要發(fā)明全新的技術(shù)。但不幸的是，他們所需要的人才實在是太稀缺了。

Kodesh抱怨說：“我很佩服那些試圖把市場需求和新數(shù)據(jù)科學(xué)家進行匹配的學(xué)校，但是這些人的數(shù)學(xué)能力太淺了。一個真正的數(shù)據(jù)科學(xué)家需要有更多的學(xué)術(shù)深度。他們需要成為能夠?qū)崟r過濾和規(guī)范百萬個數(shù)據(jù)點的頂尖專家。”

VIAForbes雷鋒網(wǎng)編譯

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