
根据维基百科的资料,「人工智能亦称机器智能,是指由人工制造的系统所表现出来的智能。」事实上,人工智能若是要作为一个「实体」,其实可以视为一台有强大运算能力的电脑,英特尔(Intel)全球数据中心销售部产品与技术总经理Pao-Li Chen表示,人工智能可以称得上是第三代的资料中心(DataCenter),因为,人工智能是仰赖运算能力而生,没有强大的运算能力去模仿人类的思维,就很难用人工智能这个词来定义。且这个所谓的第三代资料中心,未来将会需要处理物联网时代衍生而出的巨量甚至海量资料,这也是为什么人工智能会变得那么受瞩目,相关产业也相当重视人工智能的发展。
因此,虽然人工智能目前规模仍小,但英特尔预测,在2020年时,人工智能的市场规模将成长12倍。Nvidia执行长黄仁勋在今年的Computex发表专题演说时也指出,在这一场人工智能革命开始之际,对于人工智能新创公司的投资在最近的4~5年内增加了近10倍,投资金额高达50亿美元。他认为,这一成长动力来自于由人工智能推动的深度学习(deep learning)技术与应用。
另外,IDC预估,2017年全球认知和人工智能系统的营收将达到125亿美元,比起2016年还要成长59.3%。预估到2020年,企业支出与投资在认知与人工智能系统的费用将会超过460亿美元,年平均复合成长率将达54.4%。

2017年全球认知和人工智能系统市场营收将达到125亿美元
根据IDC报告指出,基于认知运算,人工智能和深度学习的智能应用是下一波技术核心,将会改变消费者和企业如何工作、学习和玩耍。未来这些应用将能透过使用认知系统、机器学习和人工智能,提供预测,以及建议与帮助。
早在1997年,IBM就打造了超级电脑深蓝(Deep Blue),并打败了西洋棋世界冠军卡斯巴罗夫(Garry Kasparov),深蓝也被视为人工智能发展的开端;即使2011年IBM QA系统(Question Answering System)华生(Watson)战胜二位益智冠军Ken Jennings及Brad Rutter,证实人工智能系统能解读人类自然语言并进行精确回答,人工智能这个技术也还是停留在「高运算能力的展现」,以及高成本、投资报成率低,并非一般企业或一般民众能够「触及」的阶段,因此消费者与企业对于人工智能的兴趣,一直没有非常热烈,人工智能也持续存在于科幻电影或是高阶运算中心里。
何以人工智能转变成众所瞩目的焦点?Chen认为,数据洪水(data deluge)、演算法运算能力的突破和再提升,以及激增的创新应用,都是使得人工智能变得更为可能,甚至唾手可得的原因。Appier创办人暨执行长游直翰则认为,网际网路、行动网路的精进,让更多资料变得更容易取得,人们的「沟通心态」也从对象只能是人变成机器或装置,以及大厂的投入,在在都是促使人工智能近期受到极大关注的因素。
产业与科技不断的进展巧扮推手,人类逐步进入过去科幻电影才看得到的人工智能的世界。黄仁勋在今年的Computex一开始就强调,人工智能世代已经来临。他认为科技产业正历经一股结合深度学习、巨量资料与绘图处理器(GPU)的强大动力,点燃着一场无处不在的人工智能革命。
未来,人们生活会越来越智能化,举凡食衣住行育乐都会融入「智能」这关键技术,将促使人工智能的发展更加蓬勃。
人工智能仰赖超强的运算能力。例如,微软(Microsoft)的深度网路ResNet在2015年就达到超越人类影像辨识的等级;它支援6,000万个参数,需要7ExaFLOPS的运算能力;而在2016年,Baidu Deep Speech 2的3亿个参数需耗用20ExaFLOPS的运算能力;最近,Google的神经机器翻译(Neural Machine Translation,NMT)拥有高达87亿个参数,需要105ExaFLOPS的运算能力,极致的高效能运算每年都在突破。
因此,处理器的处理能力开始被检视,也掀起一场处理器的争战。Chen认为,为因应人工智能时代的来临与强大的运算需求,新一代中央处理器(CPU)应运而生,其中,XEON PHI系列更具备很强的深度学习能力。不过,人工智能不是仅以深度学习技术即可涵盖,还需要许多技术的辅助,并与更多相关业者进一步合作,才能打造端对端的人工智能架构与完整的生态体系。
除了CPU外,具备强大运算力的GPU,自然也加入了人工智能晶片大战。Nvidia解决方案架构工程部门副总裁Marc Hamilton表示,的确,跟随摩尔定律(Moore Law),CPU运算能力持续的再提升,但是摩尔定律却也逐渐走到尽头,不过GPU却不会受到限制,因此在人工智能的世界,GPU将扮演重要角色。
不仅如此,人工智能的应用并不会单单局限于消费性市场,各行各业都可运用人工智能,再加上持续会有新的技术注入人工智能,未来人工智能将变得越来越复杂,如此就需要更多的处理器来支撑所需的运算能力。Hamilton指出,市场已开始验证GPU的运算能力,随着新一代Tesla V100 GPU的推出,产业将有更强大的GPU可因应日益复杂的人工智能。
值得注意的是,FPGA似乎也受到CPU与GPU大战的波及。Chen解释,FPGA在人工智能的发展中有其「定位」,是不可或缺的一个元件,但无法担任处理器这样的重责大任。
无论CPU或是GPU,处理器的确不可或缺,但要能将庞大的资料转化为可用的资讯,则需要许多软件演算法的辅助,特别是以深度学习为基础的演算法。
在当今的人工智能世代,深度学习是指神经网路与随机梯度下降(Stochastic Gradient,SGD)演算法,结合所有可取得的资料量,以及GPU的能力而实现的结果。深度学习是机器学习领域的一个分支,而机器学习更隶属于人工智能的范围。
人工智能有趣之处在于我们几乎可以教它去做任何事,至今也已经看到了各种突破。IBM大中华区总经理Jeffrey A. Rhoda表示,20年前Deep Blue诞生,并在完成「任务」之后退役,而6年前问世的Watson,已经不再专任「棋手」。现在的Watson,也跟着人工智能演算法、云端等科技的进展而能做到下棋以外的事,靠的就是收集更多的资讯,并转为对人类或人工智能自身更有用的讯息。
「机器在第一波工业革命时实现了人力自动化;而今,人工智能也在使人类的智能自动化,为所有的产业带来革新。」黄仁勋指出,其中最强大的动力与技术就是近来由深度学习实现的突破,例如自动驾驶车、OK Google与AlphaGo等应用。
黄仁勋以Nvidia BB8 AI自动驾驶车为例表示,自动驾驶车采用的是卷积神经网路(Convolutional Neural Network,CNN),透过资料自行学习辨识周围的车辆、车距、车道以及如何安全地行驶。自动驾驶车得以实现,「完全是以AI网路学习辨识这个世界、了解目标与原因而驾驶。你只需为其提供一个通用演算法以及大量的训练,车辆就能自行探索。」黄仁勋预计在未来十年,业界将经历一场前所未见的交通运输革命。
此外,OK Google透过循环神经网路(Recurrent Neural Network,RNN)技术提供的资料以及短期记忆(STM)与长期记忆(LTM),从声音中学会了语音指令,在人类提问许多类似的问题后学会了问题的意思。最近,第二代的AlphaGo以三战三胜打败了世界第一的人类棋王——柯洁,其惊人之处就在于采用了与自驾车系统一样的CNN,再加上强化学习(Rreinforce learning, RL)。基本上,AlphaGo也不断地在与自己对弈中学习,从数百万场棋战中累积经验,直到最终成为强劲的棋手。
透过CNN、RNN以及强化学习技术,这每一种架构都是基于相同的深度学习演算法,实现了以往人们一直认为在科幻中才可能出现的梦想。

人工智能已经发生在我们的日常生活中
此外,Rhoda补充,人工智能与云端及资料是密不可分的元素,现阶段只有20%的资料量被搜集到,有80%还在各处等待被寻获。透过人工智能将能「看到」并真正读取到这些资讯,而这些资讯透过演算法、云端的传递,也会回馈成为人工智能学习与判断的「依据」。
就如同Watson所拥有的应用程式介面(API),可以让使用者根据这些数量众多的API开发想要的应用与功能。这些API的基础,除了硬件处理器与软件演算法,还有庞大的资料量作为后盾。「Computex可以说是个人电脑演算法的大秀,不会只有硬件成为焦点,软件更是重要,而人工智能也是如此。」Hamilton强调。
黄仁勋说,「机器人就是终极的人工智能」。机器人必须智能化地与世界互动,透过视觉、听觉、嗅觉和触觉来感知世界,学习并理解所采取的行动,而且能以不至于造成伤害的方式做出肢体复杂的动作。
机器人极其复杂,它必须能透过视觉、听觉和触觉来感知环境
但关键在于如何教会机器人?「人类很容易透过直觉知识和运动技巧所做的事情,对于机器人而言却是极其复杂而不可能的程式运作,这也就是为什么至今在我们之间尚未出现直接与我们互动的机器人。」黄仁勋表示。
而今,经由深度学习,或许就是让机器人学习和自我编程的关键。例如,透过CNN,机器人能感知环境,RNN与模仿学习则让机器人学会我们的行为,并透过强化学习掌握其他差异化的方式。
另一方面,随着复杂度的增加,这些基于深度学习演算法的神经网路透过人脑启发,需要越来越大量的处理程序,黄仁勋强调,透过基于Nvidia CUDA的GPU可望让一切成为可能。
「目前人工智能就在身边,并可开始协助我们解决许多问题。」游直翰总结。现在,人工智能已经开始改变企业各方面;未来将是人工智能加上数据驱动智能化的时代,且人们的生活也将随之发生变化。
最后,从2018年人工智能的三大发展趋势观察——人工智能将如同使用者介面、人工智能将跃升产业核心技术,以及人工智能将摇身变为商业顾问。台湾业者在这一波人工智能的风潮下,能扮演何种关键地位?游直翰认为,除了硬件开发的实力,软件研发的能力也不能忽视,更重要的是,要与更多「有志之士」共同合作,并能深入了解人工智能能为使用者或应用带来何种助益,才能真正具备市场竞争力。


