聚焦人工智能，洞察數(shù)據(jù)價(jià)值

2019年5月21日北京和5月28日上海，由美國(guó)MathWorks公司舉辦的主題為超越智“我” MATLAB EXPO中國(guó)區(qū)用戶(hù)大會(huì)聚集了MATLAB用戶(hù)近千人， 網(wǎng)絡(luò)直播人數(shù)也近2000人。本屆大會(huì)展示了MATLAB R2019a發(fā)布的多個(gè)全新工具箱，分享了來(lái)自航天航空、汽車(chē)、電力、通信、教育等行業(yè)的真實(shí)用戶(hù)案例。借助于MATLAB EXPO，通過(guò)親身實(shí)踐演示，與會(huì)觀眾能夠更深入的了解MATLAB®和Simulink®的最新特性和功能。同時(shí)，MathWorks的專(zhuān)家還就如何實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)科學(xué)和工業(yè)互聯(lián)、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、AI中的機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)與增強(qiáng)學(xué)習(xí)、5G通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)、工業(yè)設(shè)備預(yù)測(cè)性維護(hù)等主題進(jìn)行了經(jīng)驗(yàn)分享，并和與會(huì)觀眾共同探討了如何將AI技術(shù)應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)制造領(lǐng)域，為工業(yè)4.0時(shí)代建設(shè)智能互聯(lián)的數(shù)字工廠助力。

更輕松的應(yīng)用AI技術(shù)

新一輪產(chǎn)業(yè)變革席卷全球，人工智能正成為新一輪產(chǎn)業(yè)變革的核心方向。如今，越來(lái)越多的企業(yè)在新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換中，將人工智能作為發(fā)展的新動(dòng)力，不斷創(chuàng)造出新的發(fā)展機(jī)遇。人工智能不僅推動(dòng)了智能助手、機(jī)器翻譯和自動(dòng)駕駛等應(yīng)用的發(fā)展，還為工程師和科學(xué)家提供了一套處理通用任務(wù)的新技術(shù)。

 MathWorks 首席戰(zhàn)略師Jim Tung先生

但近年來(lái)人們對(duì)人工智能的狂熱討論存在一個(gè)奇怪的悖論：絕大多數(shù)公司都在談?wù)摚钱?dāng)涉及到將人工智能付諸實(shí)踐時(shí)，多數(shù)公司卻仍處于觀望狀態(tài)。對(duì)此，MathWorks 首席戰(zhàn)略師Jim Tung先生給出了他的看法，他認(rèn)為出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是因?yàn)槎鄶?shù)企業(yè)都被他們所認(rèn)為的實(shí)施AI的壓倒性挑戰(zhàn)所嚇倒。通常，這些企業(yè)認(rèn)為實(shí)施AI就必須成為數(shù)據(jù)科學(xué)的專(zhuān)家；顧慮開(kāi)發(fā)AI系統(tǒng)既費(fèi)時(shí)又費(fèi)錢(qián)；缺乏高質(zhì)量的標(biāo)記數(shù)據(jù)；將AI集成入現(xiàn)有算法和系統(tǒng)之中成本高而且很復(fù)雜。Jim表示：“要想在人工智能方面取得成功，我們必須將人工智能模型與科學(xué)和工程的洞見(jiàn)相結(jié)合，伴隨可跨科學(xué)與工程和數(shù)據(jù)科學(xué)的工具，使用跨越整個(gè)設(shè)計(jì)流程的工具鏈，設(shè)計(jì)如何實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)集成并在他們的環(huán)境中進(jìn)行交互。”

如今，用于構(gòu)建基于AI的解決方案的工具正在從針對(duì)數(shù)據(jù)科學(xué)家的工具擴(kuò)展到針對(duì)專(zhuān)業(yè)工程人員的工具。借助這些工具，工程師可以將AI驅(qū)動(dòng)的功能和模型注入應(yīng)用程序，而無(wú)需專(zhuān)業(yè)數(shù)據(jù)科學(xué)家的參與。

MathWorks公司的定位是一個(gè)工具型軟件廠商，借助于MATLAB軟件可以降低算法門(mén)檻，幫助大多數(shù)公司的工程師以更簡(jiǎn)單、更有效的方式實(shí)現(xiàn)人工智能。MATLAB可以簡(jiǎn)化和自動(dòng)化數(shù)據(jù)合成、標(biāo)記、訓(xùn)練、調(diào)優(yōu)以及將深度學(xué)習(xí)部署到 AI 驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)中，這些系統(tǒng)可能是企業(yè)應(yīng)用程序、嵌入式系統(tǒng)或邊緣計(jì)算系統(tǒng)?！癆I只是系統(tǒng)中的一個(gè)部分，當(dāng)工程師已經(jīng)熟悉了已有的一套系統(tǒng)級(jí)流程時(shí)，他們并不需要在思維上對(duì)AI進(jìn)行過(guò)多的轉(zhuǎn)變。”Jim說(shuō)道。數(shù)據(jù)科學(xué)無(wú)疑是關(guān)乎AI發(fā)展的一門(mén)核心學(xué)科，但是有了MATLAB，工程師和科學(xué)家可以在沒(méi)有數(shù)據(jù)科學(xué)經(jīng)驗(yàn)的情況下輕松使用人工智能。

盡管許多行業(yè)都熱衷于部署AI，但大多數(shù)行業(yè)和用戶(hù)其實(shí)并不能充分地控制和利用數(shù)據(jù)?，F(xiàn)階段，AI發(fā)展的核心就是數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)爆發(fā)式的增長(zhǎng)與發(fā)展，也極大地激發(fā)了人工智能的發(fā)展?jié)摿?。關(guān)于數(shù)據(jù)，Jim認(rèn)為MathWorks有三方面的認(rèn)知，第一是訪問(wèn)數(shù)據(jù)，包括從數(shù)據(jù)庫(kù)里、云以及數(shù)據(jù)流中直接訪問(wèn)。第二是各種不同類(lèi)型的數(shù)據(jù)，包括采集到的信號(hào)、聲音、圖像和文本數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)都屬于不同類(lèi)型的數(shù)據(jù)，我們需要對(duì)其進(jìn)行處理。第三是處理大量的數(shù)據(jù)，MATLAB提供各種各樣的工具以及能力幫助客戶(hù)處理大量的數(shù)據(jù)。使用MATLAB能夠?qū)⒁陨系臄?shù)據(jù)與算法結(jié)合在一起，客戶(hù)可以在電腦、云端，或者在計(jì)算機(jī)集群里進(jìn)行處理，并且只需用一套算法就可以解決，不需要開(kāi)發(fā)不同的算法，使用起來(lái)非常非常地方便。

學(xué)習(xí)工具箱

在本次MATLAB EXPO大會(huì)中，MathWorks展示了MATLAB R2019a中的多個(gè)全新工具箱，應(yīng)用領(lǐng)域涵強(qiáng)化學(xué)習(xí)、架構(gòu)設(shè)計(jì)、混合信號(hào)、AUTOSAR、IBIS-AMI、SoC等，在R2019a新產(chǎn)品演示區(qū)中還同步更新了機(jī)器人、電力電子、預(yù)測(cè)性維護(hù)、自動(dòng)駕駛及教育與科研方面的多個(gè)行業(yè)應(yīng)用的演示。

其中，最受工控小編關(guān)注的便是針對(duì)人工智能領(lǐng)域應(yīng)用的強(qiáng)化學(xué)習(xí)工具箱。根據(jù)工控小編查到的資料顯示強(qiáng)化學(xué)習(xí)是機(jī)器學(xué)習(xí)的一個(gè)分支，相較于機(jī)器學(xué)習(xí)，強(qiáng)化學(xué)習(xí)最大的特點(diǎn)是在交互中學(xué)習(xí)。通過(guò)獎(jiǎng)勵(lì)或懲罰不斷的學(xué)習(xí)知識(shí)，適應(yīng)環(huán)境。

據(jù)介紹，R2019a引入的Reinforcement Learning Toolbox，進(jìn)一步增強(qiáng)了支持AI的 MATLAB 工作流。這一新工具箱促成了新型機(jī)器學(xué)習(xí)功能，通過(guò)與環(huán)境的相互作用反復(fù)試錯(cuò)來(lái)訓(xùn)練“代理人”，以解決控制和決策問(wèn)題。它重申了公司對(duì)致力于AI的承諾，并與去年秋季推出的R2018b版本的Deep Learning Toolbox的相結(jié)合，可以構(gòu)建并訓(xùn)練基于深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的強(qiáng)化學(xué)習(xí)策略。

Deep Learning Toolbox通過(guò)支持 NVIDIA GPU Cloud、Amazon Web Services和Microsoft Azure得到增強(qiáng)，并且通過(guò)支持 ONNX 交換格式實(shí)現(xiàn)了互操作性。R2019a版本對(duì)AI的支持還包括Computer Vision Toolbox、Data Acquisition Toolbox和Image Acquisition Toolbox的重大改進(jìn)。

使用Reinforcement Learning Toolbox[增強(qiáng)學(xué)習(xí)工具箱]，用戶(hù)可以通過(guò)讓策略與 MATLAB®或 Simulink®模型代表的環(huán)境進(jìn)行交互來(lái)訓(xùn)練策略。用戶(hù)可以評(píng)估算法，試驗(yàn)超參數(shù)設(shè)置并監(jiān)控訓(xùn)練進(jìn)度。為了提高訓(xùn)練性能，用戶(hù)可以在云端、計(jì)算機(jī)集群和GPU上并行運(yùn)行仿真（使用Parallel Computing Toolbox? 和 MATLAB Parallel Server?）。該工具箱還包括了使用強(qiáng)化學(xué)習(xí)來(lái)設(shè)計(jì)用于機(jī)器人和自動(dòng)駕駛應(yīng)用的控制器的參考示例。Jim表示：“增強(qiáng)學(xué)習(xí)工具箱是在基于仿真的基礎(chǔ)上提高、改變系統(tǒng)的行為，通過(guò)仿真模擬將會(huì)比在真實(shí)系統(tǒng)里調(diào)整要快，這就是我們?cè)鰪?qiáng)學(xué)習(xí)工具箱的優(yōu)勢(shì)和好處。”

當(dāng)下，正值人工智能持續(xù)成為行業(yè)焦點(diǎn)，而大多數(shù)組織仍處于早期的應(yīng)用階段。作為全球領(lǐng)先的數(shù)學(xué)計(jì)算軟件供應(yīng)商，MathWorks將加速助力企業(yè)研究、創(chuàng)新和開(kāi)發(fā)的步伐，利用全球范圍的廣泛影響力和領(lǐng)先技術(shù)，幫助客戶(hù)提升市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。