人工智能和深度学习的下一个风口在哪里？——余凯丨微软亚洲研究院院友会 （含22页PPT）

雷锋网按：本文根据余凯在微软亚洲研究院召开的“让世界充满 AI-人工智能研讨会”上所做的报告《 “AI Inside”无处不在的未来 》编辑整理而来，在未改变原意的基础上略有删减。

我总在思考，如果当一个风口到了的时候，我再进入这个风口，我会没有满足感。

我始终在想，下一个机会在什么地方？它现在可能处于边缘状态，但我相信某个边缘的机会，会成为一个未来的机会，而这个未来的机会就是下一个风口。

这个思考过程非常痛苦，因为需要不断否定自己，去挑战自己，而且不被大多人理解。

2012 我们在清华大学以及百度内部推深度学习，别人会质疑：投入这么大的资源去做这个事情是否值得。而现在，很多项目都是基于深度学习，并且应用非常的广泛。

这其实就是一个从边缘到中心的典型案例。

我继续在思考，是不是该到边缘去，看看将来有没有机会成为撬动世界的力量。这就是我的 AI Inside，之前有个概念叫 Intel Inside，它创造了摩尔定律，撬动了整个 IT 产业。

2002 年我在微软实习，当时我、何晓飞、颜水成是团队里为数不多较为关注机器学习的人，因为志同道合我们就成为了好朋友。有意思的是，之后我们三人里面，我创立了百度深度学习研究院，晓飞创立了滴滴研究院，而水成则创办了 360 人工智能研究院。

驱动人工智能进展的三大因素

我认为驱动人工智能的进展主要有三个因素：

• 大数据：线下的数据不断线上化。

• 大算法：深度学习和增强学习的发展，深度学习用来感知、处理信号，增强学习则做于决策。二者相辅相成。

• 大计算：按照摩尔定律，2030 年一千美金买到的计算资源跟人脑相似。当然，现在英特尔宣布摩尔定律开始变慢。所以预测没法这样下去，另外一方面，从宏观上讲，对处理器架构的改版不仅仅是工艺层面，架构的变化也为计算带来变化。

深度学习为何取得成功？

从统计学习理论角度讲，分析一个学习算法的性能一般用推广误差来分析它。如果我们对推广误差的来源做分析，我们就能找到更好的方法去控制算法中一些不恰当的地方，以便找到更好的手段。

这其中有一个经典的统计角度分析方法，就是把推广误差分解为：近似误差（Approximation error） 和估计误差（Estimation error）。

近似误差（Approximation error）主要会做一些假设，由于假设的不完美，所以带来了近似误差，另外一种由于数据的不完美，所导致估计误差（Estimation error）的出现。

这样分析存在一个问题，就是你假设的计算资源是无限的，所以可以得到这样一个分析的结果。但从计算机科学的角度上来讲的话，我们会考虑计算的不完美，所以引入第三个误差：Optimization error，也就是算法。

考虑到计算的不完美，我们得到一些引导。

• Model Class Bias：我们用大模型，模型越来越大，Bias 就越来越小。

• 用更多的数据。

• 设计一个合适的算法。

深度学习处于一个非常幸运的区间，从统计性能来讲，他的 Model Bias 很小，但从计算效果来讲，它可以看到大数据。

这是一个很幸运的事情，过去深度学习在视觉和语音上有着很多的应用，而在互联网行业中主要应用在搜索和广告中，当然，机器人也是一大落地方式，深度学习在机器人的作用主要在于决策。

深度学习成功应用的案例

在百度期间，我们利用很大的模型和 1000 亿个训练样本，去改善搜索引擎的检索，比谷歌的 Ranknet 早两年。

包括在数据中心用深度学习改善运行效率，把 PUE（评价数据中心能源效率的指标）降低，这比 Deepmind 今年做出的结果早一到两年时间。 

除了这些以及自动驾驶外，深度学习还能提升广告收入。这是百度当年的股票曲线：

图中那个节点，是百度对外公布基于深度学习的百度蜂巢网络（广告系统）的节点。

刚加入百度的时候，我在自我介绍环节提到，希望在两三年时间内让外界在讨论 Google 人工智能时也会讨论百度。

站在今天这个时间点上，我想跟大家分享。

深度学习很热了，它的下一个机遇在哪儿？

我的回答说 AI Inside，过去我们在云端部署算法和服务，但是现在有个机会是，把运算放在嵌入式和前端中。

比如是否可以在前端实现语音识别？

这样在跟太太说的话不一定要传在云端里面，隐私能更好保护，体验更好。

再比如说在自动驾驶，如果有个小孩子突然横穿马路，传感器需要把这个信号传送至云端，然后做决策，但如果这个时候网络信号不好呢？

这就涉及到如何在前端嵌入式地解决人工智能的问题。

（颜水成博士曾在雷锋网承办的 CCF-GAIR 大会中提到，如果将运算任务直接下发到智能设备终端上，这些瓶颈就会迎刃而解。但是，把运算载荷放到设备上，显然要克服诸多问题。其中最大的一个就是：终端设备的运算能力存在天花板。由于智能设备成本有限，大多不可能配备顶级运算芯片）。

在中国有很多应用场景，中国每年需要新部署一亿的安防摄像头，大概到 2021 年，其中 30% 的是智能安防摄像头。这就必须要求低功耗，如果功耗很高，在阳光照射下，温度能达到 70 到 80 度，这种情况下就不能很好地处理计算。

平均每辆自动驾驶汽车拥有 8 到 10 个摄像头，再加上传感器、雷达、激光雷达等等，每一秒产生 TB 的级的数据，这种计算怎么去处理？ 

孙正义预测，2040 年会有 100 亿个机器人，当然这种机器人指的是广义上的智能机器，而不仅仅是人形机器人。

历史总是在不断重复，首先是 Enabling Technology Businees ，然后是 Technology Tnabled Business。

前者卖的是技术本身，当这些技术成熟后，一些公司做开发直接采用别人的技术，在这基础上，这些公司卖的是其他产品。

互联网时代，思科的市值一度高达到 3000 亿美金。虽然当时我们不知道互联网有什么用，但得先铺好网络，等网络铺好后，在这上面出现了 Google、Facebook 这些应用。正如图中显示，谷歌在后面成长起来。

移动互联网，虽然不知道移动应用在哪里，但移动网络需要 CDMA，铺好后苹果成为了巨无霸。

过去三四年时间，有个规律正在发生。

2011 年谷歌做大规模的深度神经网络训练，最后识别出猫脸，其实这件事是失败的。当时他们相信用 CPU 可以做所有事情，后面 Jeff Dean 意识到做神经网络训练用 CPU 是错误的。在百度，我们大规模用 GPU 做深度学习训练，在 2014 年，我们和微软都意识到 GPU 只适合做训练，不适合推断和预测，所以在大规模部署FPGA。今年我们也看到了其他产品如 TPU 和 BPU。

我再给大家看一个曲线，这个曲线是我一个礼拜之前画的：

这是英伟达的股价曲线，从去年七月开始到现在涨了四倍。在全球所有的高科技公司里面没有一家可以像它一样如此高速成长。为什么？现在无论 AI 大公司还是小公司，总需要买 GPU 训练模型。这就是 Enabling Technology 先行，Technology Enabled Business 顺势崛起的一个典型案例。

地平线正在建立一个软件和处理器的深度神经网络平台，让上层应用的表现有 1000 倍的提升，不是跟 CPU 比，我们是跟 GPU 比。

面向的应用场景主要包括自动驾驶和智能家居。

和英伟达的业务相比，他们的工作区域是在 20 瓦到 300 瓦，地平线的目标是 0.5 瓦到 5 瓦，他们的核心竞争力是价格优势和服务，我们的定位策略是芯片+算法、解决方案和设备。

一直到今天为止，谷歌和百度的无人车在测试时每行驶一小时就需要在树荫下休息，知道为什么吗？因为要散热，无人车的功耗是非常大的。

假如我们涉及处理自动驾驶这样一个计算，跟英伟达的计算相比，我们的不同在哪里。

地平线的优势在于我们跑这个运算时少于 1 瓦特，但他们用了 100 瓦特，这就是我们的区别，也是地平线机器人正在做的事情。

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