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人工智能发展目前面临哪些瓶颈?

agiwyk 2022-10-28 22:09:28 显示全部楼层 阅读模式
自人类社会进入信息时代以来,发展速度最快,最引人瞩目就是人工智能技术。人工智能是新一轮产业转型的核心动力,它将进一步释放前三次工业革命所积累下来的巨大能量,成为第四次工业革命新的、强有力的引擎;
重建生产、分配、交换和消费等经济活动的各个方面。从而形成从宏观到微观的新智能需求,催生出新技术、新产品、新产业和新模式,并推动其发展。
目前人工智能正在与各行各业加速融合,促进产业升级,提质增效,由于人工智能的快速发展,已经在全球范围内引发了新一轮技术革命的浪潮。
今年9月1日,脑机接口现身2022年世界人工智能大会,意味着人工智能又迎来了新的行业风口,它将我们带入人机共生的时代,未来,几乎所有的个人终端,包括手机、智能穿戴设备都将安装着芯片,使家电、社区、城市因此而变得智能化。
人机共生时代的到来,标志着人工智能已经处在一个从狭义AI到通用AI的转折点上,这个转折点的到来,而这个转折点的到来离不开过去10年来,数据、算法、和算力的大爆炸。

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目前,从全球AI发展趋势来看,中美两国处于明显领先地位,两国AI企业数量占比达到了全球一半以上。虽然中国进入AI领域晚于美国,但发展速度更快,截止2021年,中国人工智能企业在全球占比为24.66%,排名第二。
AI 2000榜单显示,过去10时间里,人工智能科学最有影响力、最具活力的顶级学者,中国入选人数为222人次,位居第二,占比11.1%;美国为1164人次,超过总人数的一半以上,占比58.2%。
中美领先于AI不同领域
美国领先的领域包括:AI芯片、算法框架、总体算法及AI应用,而且人工智能多场景落地范围更多。
中国领先区域包括:数据优势、AI应用、语义识别和专利数据。过去10年里,中国共申请人工智能专利数达50多万件,约占全球总量的66.54%,领先全球。而美国人工智能专利申请数在全球总量的占比为20.49%,与中国差距较大。

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人工智能发展目前所面临的瓶颈
业界学者把人工智能进展中所遇到的瓶颈归结为以下7个:
1、数据瓶颈
在当前人工智能的研究过程中,机器的“深度学习”是行业研究的核心,也是人工智能目标实现的最根本途径,而它已成为人工智能发展的瓶颈。人工智能在没有解决学习的基本矛盾之前,最好的人工智能也无法与普通的4岁小孩相匹敌。
人工智能主要由大数据驱动,深度学习需要大量的数据,而数据的可获得性、数据质量以及数据标注成本等,是制约人工智能发展的一大因素。尤其是当前数据标注需要大量的人力及成本。
不过过去一年来,GPT-3预训练语言模型的推出,已经解决了数据标注所需要大量人力成本的问题。
2、泛化瓶颈
它是模式识别、计算机视觉、人工智能方法面临的一个共同问题,现有方法在一些实际问题中仍无法取得理想的泛化性能,或者训练好的模型用在变化的环境或领域,其泛化性能就会明显下降。

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3、能耗瓶颈
尽管人的大脑是一个通用的人工智能系统,但是能耗很低(只有20瓦),但在现有计算机上实现人工智能系统,则能耗很高。
4、语义鸿沟瓶颈
目前人工智能的语言服务大多为简单查询,不涉及语义推理问题,缺乏真正的语言理解能力,必然一些有歧义的自然语言句子,人很容易根据上下文或常思理解其真正含义,计算机却很难理解。
5、可解释性瓶颈
现有人工智能系统都是知其然,而不知其所以然,其过于依赖训练数据,缺乏深层次数据语义挖掘。实际上,可解释性对于人工智能来说十分重要,人工智能只有知其然并知其所以然,才能实现深层智能。看来只有攻克“深度学习”这个核心难题后,才能突破这一瓶颈。
以汽车为例,汽车驾驶者对于汽车的构造、原理等一目了然,但在智能化条件下,人工智能汽车对于驾驶者来说只是一个黑匣子,没有可解释性,仅有方向盘、油门、刹车这样一个应用界面。

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同样,手机、数码相机、电视机相比于过去工业时代的电话机、照相机、电子管电视机而言,毫无可解释性,对于使用者来说就是黑匣子,无人去拆解、修理,了解其内部结构。
6、可靠性瓶颈
现有人工智能系统的一个突出特点是可靠性较差,有些错误识别结果会带来致命后果,例如特斯拉自动驾驶功能不能正确识别反光条件下的卡车,导致发生了致命车祸。
可靠性可以说是当前人工智能所面临的第一大技术瓶颈,人眼识别十分稳定,一个图像出现微小变化,人仍能够一眼看出它是什么,而人工智能在图像识别上却显得能力不足。
例如在一只狗的照片中加入杂音,机器视觉系统可能会把它识别为飞机。而这一错误识别,会给人工智能在实际应用中造成安全隐患。
7、对抗性瓶颈

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目前人工智能的对抗性较弱,一个无人机群可以轻松完成灯光秀、农林作业等任务,但这些任务都是在自然环境下完成,如果在高对抗性的人为环境中,无人机的性能就难以胜任。
例如在电子竞技和战场环境中,无人机的协同作战能力将会受到很大考验,要在对抗中胜出,需要计算机科学、数学等领域的科学家进行深入的强化学习和博弈论研究,让无人机群能够在高对抗环境中自主找到最优策略,这是人工智能未来发展的科研方向。
结语
事实证明,科学技术是第一生产力,创新是引领社会发展的第一动力,随着AI基础设施的不断完善,我们已经站在人机共生的历史性拐点上,未来10年,人工智能将迎来其发展的黄金期,越来越多的人工智能技术将会从实验室走向实际应用。
美国未来学家雷·库兹韦尔曾在《奇点临近》一书中预测,到2045年,人工智能将逼近甚至超越人类智能。无论这个预测能否实现,人工智能未来将会改变我们的生活,这一点是毋庸置疑的。
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