智能和互聯的現在和未來

彭秀東

人類在進化過程中一直想怎么把力量延伸和放大，第一次工業革命是做力量的放大，原來靠馬和騾是不行的，瓦特發明并改進了蒸汽機，把力量放大了幾十倍、一百倍。第二次工業革命是電力，希望把力量傳輸到很遠的地方。第三次主要是電子信息出現了，就智力的問題解決了，解決了這個計算的問題。我們希望把計算的問題再往遠處傳，那就是網絡的問題了，50年代開始出現互聯網，整個解決的是網絡數據的傳輸和通信問題。

現在當今世界，我們處在一個什么樣的社會？我們要開拓思路，現在處在一個互聯、物聯、智能的社會。智能更加熱門，看看科創板就知道了，首批25家企業，18家跟智能有關系，不僅僅是一個概念，更多的是應用，現實生活中確實需要智能，這個智能可能是微小的一些軟件，一些判別，一些識別，一些決策，一些數據分析，也可能是數據反反復復迭代的深度學習，是種算法。現在我們處在一個信息時代。數字時代，現在是數字經濟，經濟要數字化，數字要產業化。

人工智能有很多定義、倫理、算法，歸根結底還是算法的問題。之所以人工智能能走到現在，核心的是兩個，算法和算力。算法早就存在了，算力才是我們今天能得以實現深度學習的根本。很多科學問題歸根結底是個數學問題，算法就是數學，包括孩子學習、上大學，數學是基礎，沒有數學的話，你很難去做好科學研究，所以說很多科學問題最后是個數學問題。

另外一個，很多的技術問題，我們要解決這些技術問題的時候是一個軟件問題。現在講軟件定義一切，軟件決定一切，軟件控制一切，為什么軟件很重要？不是說軟件這個怎么寫代碼重要，而是用數學的算法把它變成用代碼可以實現的一個成果，這是我們講的算法。其實在很多領域，過去有數學模型，那個數學模型和當今的大數據時代的數學模型有所不同，我們稱之為那時候的數學模型是確定型模型，比如說1+1等于2，這就是確定型數學模型，人工智能時代的數據太大了，沒法建立一個特別龐大的多輸入、多輸出，數學模型玩不過來，我們就學習，有輸入，通過一些遞推算法反反復復得出一些結論，類似于人類的推理一樣，這樣的結果。

人工智能不僅僅是一個深度學習的東西，要廣義地看，沒有網絡的話也是不行的。相同的信息論包括圖靈學習機等等，那是理論基礎了，今天的過程是講這些，把這個東西從廣義融為一體，任何解決生活當中軟件的問題都可以簡單歸結為一個人工智能的應用。在這里必須講一講，現在講人工智能、大數據和物聯網，這三個東西是離不開的，當今社會很多數據來自于我們的生活、工作、工廠，工作的環境，原來這些數據采集了以后放在那兒沒什么用，尤其現在傳感器到處都有。比如說挖掘機、盾構機200個傳感器，每秒鐘采集一次，每秒鐘200個數據，一天工作8個小時，這個數據有多大？但是設備會壞，會出故障，也會出問題，那怎么辦呢？我們要建立一個數學模型，數學模型太大，要降節，降完節總結一些東西驗證一些結論，這是我們要做的應用。工廠機器更多了，包括我們怎么做故障診斷、預測。

圖1 工業互聯網 – 物聯和智能應用的大舞臺

工業的轉型升級，依靠現有的設備只能做有限任務，但是可以靠挖掘現有生產制造企業的潛能，特別是提高效率完成更多升級。提出工業互聯網概念之后，我國從底層、設備互聯、解決信息孤島到軟件互聯進行了立體布局。以往很多計算放在云端，但現在隨著算力提升，很多稱之為設備、邊緣端的終端的算力同樣十分強大，因此分布式計算日益普及。通過融合計算模式和互聯，為很多生產型企業解決智能升級困難，賦能企業，進一步挖掘提高企業生產效率、提高產品質量，最終提高了整體產品的附加值和企業品牌價值。

成功應用場景就不說了，農業也好、財務也好、車聯網也好、教育也好，體育培訓是很好的，很多做投資的。比如想培養一個乒乓球高手或者排球高手，動作不標準是不可能成為一個世界級冠軍的，要從標準動作開始，高級教練不可能手把手教你，有軟件的方式來分析處理你的動作，把它標準化，這就是人工智能一種很好的應用——在體育訓練當中。現在人工智能應用的主要是語音識別、圖像識別，用得特別成功，這個是最成功的，大家都知道。整個社會人工智能的發展，像物聯網，傳感也好，計算也好，我們人本身就是這樣的一個系統，人有感知，水燙你一下就知道，因為身上有多少億個傳感器，包括皮膚在內身上的每一個角落都是傳感器。這些傳感器有疼痛感，通過神經能傳輸到你的大腦，感知到疼痛了，這是人的個體。

總而言之現在人工智能講的大多其實就是感知，物聯網感知、網絡、傳輸、計算、決策。但是現在還缺一步，我們人知道燙的話，你的手要收縮一下，現在在物聯網整個過程中，有很多決策，但是我們沒有辦法把這個決策在通過物聯網這個系統反饋傳輸到前端的邊緣地方，因為現在有傳感器、感知，但是信號出來以后，經過放大器、執行器，到前端，這就是反饋控制的原理。自動控制最早就是人工智能的感覺，完全是信息化的，完全是推論學習了，真正應用好的還是在反饋控制原理當中。比如說錢學森講，工程控制論當中的用于工廠也好、導彈控制系統也好，感知、計算、反饋、控制，把整個閉環要做起來，這才是真正的人工智能。

近年來工業和信息化部大力推廣工業互聯網，這是對我們國家特別有意義的一件事情。工業現在要轉型升級，依靠現有的設備能做一些事情，但是能挖掘現在的生產制造企業的潛能，主要是效率，工信部提出來工業互聯網這個概念，從底層，設備互聯到解決信息孤島到軟件互聯，原來很多計算放在云端做云計算，現在隨著算力增大，很多稱之為設備，邊緣端的一些東西，采購新設備的時候這個算力也很強大，這個計算稱之為叫分布式計算。云計算要做，有些在服務器上做，有些就要在工廠企業里面做。通過這種融合計算，通過互聯，只有通過這個，對于生產型企業解決更多的問題，我們叫賦能，進一步挖掘提高你的生產效率，提高產品質量，最終提高產品的價值和企業的品牌價值。智能與物聯深度融合發展的未來和機遇，是發掘更多應用場景，深化和升級在已有應用場景中的切入程度，決策執行和反饋控制的應用，自組織物聯網及分布式人工智能系統，系統安全和抗攻擊能力，容災及可靠系統的建立，新傳感器和新網絡通信技術的采用。

我們國家在傳感器領域投入大量的研究，從科研也好、從生產企業，未來要想做到物聯網、人工智能，傳感器要做得特別小、能耗低，能耗低要求安全可靠，這里邊有個自相矛盾的要求。科研我們要做下去，都要做到工業級，不但毫秒還要微秒甚至往下，這種級別高科技的生產企業，比如半導體對時延速度要求很高的企業，這個未來都得需要做一些深度的研究，需要高校、企業、政府幾方共同合作才能完成這個任務。

（本文根據中國國際數字經濟博覽會速記整理，內容未經本人確認）