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专访信通院李婷:智能硬件蓬勃兴起激发智能机发展新活力

2017年9月30日 12:11  CCTIME飞象网  作 者:赵志伟

飞象网讯(赵志伟/文)在ICT历史上,每一次产业升级都以计算技术与设备的革新为主要信号,也不断融汇新的通信、交互、感知技术,创造全新的终端能力与应用体系。

智能硬件蓬勃兴起激发智能机发展新活力

2017年,以智能手机为突破点的移动互联网历经十年,步入巅峰。今年一季度,全球移动用户数已达76亿,较去年平稳增长4个百分点。全球联网智能硬件已达80亿台,人均拥有量为1.1部,未来5年将快速增长到1.5部。目前,终端市场出现了换挡空白,青黄不接。2016年至2017年上半年,全球智能手机市场增长过缓,没有出现复苏迹象。

与此同时,移动互联网市场发展亦遵循安迪-比尔定律(硬件提高的性能,会很快被软件消耗掉),软件(移动应用)与硬件(智能手机)交替出现技术瓶颈,也交替刺激着另一端的市场发展。近两年来,全球主要应用程序商店的APP总量和下载次数均呈现增长放缓,较多新增应用依托HTML5技术,以更轻量化的方式发展,导致“软件吃硬件”所带来的换机动力减弱,而4G代通信制式升级的换机红利也基本耗尽。预估2017年智能手机全球市场增长率仍将保持在3%左右,与2016年基本持平,待印度等新兴市场初步饱和后,将转入负增长。自2015年起,蓬勃兴起的智能硬件具有再次激活智能手机发展活力,优化终端产能结构,促进人工智能技术等新兴技术成熟,加速信息消费发展进程的重要作用。

人工智能“反哺”智能硬件实现真智能

反观之,人工智能技术又成为帮助智能硬件产品形成真正智能能力的新技术动力。近日,中国信息通信研究院两化融合研究所集成电路与软件部主任李婷在接受飞象网采访时表示,人工智能“反哺”智能硬件体现在三方面:一是改变信息的获取方式,形成多维数据池,开拓新的应用场景和终端形态。语音识别与图像识别等感知智能技术发展趋于成熟,传统的无法长时间进行键盘输入、屏幕关注的场景中均可以使用语音识别、手势识别进行操作,极大拓展了家电、汽车、无人机、消费领域机器人的使用时长,也可以开展大量基于图像和语音的应用设计,如辅助驾驶、食品标注、安保防爆等。

其次是改变信息的认知方式,帮助使用者完成任务和丰富经验。在处理经济行为、社会行为和情感表达等问题上,人工智能与以人为节点的综合数据集结合,能够借助先验逻辑解决现阶段人工智能训练中逻辑机理不明的问题。

三是改变智能能力和商业模式。今天的“智能”已经升级,人们不是在已知计算逻辑的前提下让计算机来做计算实现,而是通过设定方法、调试参数,来帮助计算系统自己寻找解决问题的规则。“如,今天的机器翻译无需人类亲自寻找不同语言浩瀚、细腻的语言规则,而是输入两种语言的对应语料,由机器自己建立翻译规则,输出结果。”

据李婷介绍,在未来2-3年中,智能硬件规模产品主要集中于智能手机、智能机器人、虚拟现实、智能家居和无人机五类产品。

目前来看,智能手机已经进入了市场深耕期。计算、存储、显示等上游器件成本持续上升,刺激全球先进OEM厂商竞争加剧,纷纷加快对5G、3D摄像、全面屏等前沿领域投入,带动先进器件、模组提早商用;积极盘活移动终端侧的综合数据优势,采用人工智能技术,实现了对手机用户百余个指标的行为画像刻画,大幅提升了线上线下的应用分发、电子商务、消费推荐的命中率,升华了终端内置的日程安排、相册导航、应用搜索的能力,即将实现基于人脸、眼纹、3D指纹等更精准识别技术的金融支付、互动操作和屏幕解锁等功能。

智能机器人和智能家居则开始形成清晰的产品定位。图像识别、语音控制等交互技术的红利逐步转至智能机器人与智能家居领域,使其开始摆脱单纯的自动化、联网化,实现了设备的“听”“看”“说”“动”,特定场景下的自动化、自适应、交互性等核心能力大幅提升。智能机器人由简单的搬运、生产等逐步扩展至医疗、陪护、教育等更高度拟人化领域,智能家居开始出现以智能音箱等为核心控制中枢的智能化生态,新的技术推动新的产品定位悄然成型。

无人机和虚拟现实仍处于产品性能提升期。以智能飞控为核心的无人机平台逐步成熟,智能避障、手势控制、集群控制等技术使无人机功能锦上添花,并进一步丰富无人机应用与配套服务,产生新的服务需求和服务形式。但是,虚拟现实技术的积累尚未足以支撑质变的诞生,近眼显示、追踪交互、渲染处理等技术性能指标仍需进一步提升,应用场景与内容服务还相对匮乏。

白皮书深度解析促行业突破瓶颈再发展

针对以上这种种趋势,在近日的“ICT 高层论坛2017移动智能终端峰会暨智能硬件生态大会”上,中国信通院发布了《智能硬件产业发展白皮书(2017年)》(以下简称“白皮书”),这是在《移动智能终端暨智能硬件白皮书(2016)》基础上的延续和创新。白皮书对智能硬件技术产业的总体状况进行了描述和阐释,总结了国际国内智能硬件产业发展的新情况与新进展,对产业发展的问题与挑战进行了分析和总结。

此外,白皮书还对计算、感知、通信三大核心技术的进展进行了梳理总结,明确了智能技术在改造硬件从“智能”走向“智慧”的过程中的核心地位;阐述了全球智能手机、机器人、无人机、虚拟现实、智能家居五大规模产品的发展现状与趋势;通过分析智能硬件在电商、医疗、交通等传统行业的应用,总结出智能硬件在行业应用中开辟新的虚拟物理空间、扩展虚拟空间与物理空间接口、进一步替代人类在物理空间中的劳动的三大特征。

李婷指出,白皮书同样对我国智能硬件产业主要进展进行了及时总结,对应于全球发展趋势,从核心技术、规模产品、智能应用三个方面概述了我国智能硬件产业的发展进展,总结出国内智能硬件核心技术初具突破条件、终端产品即将到达关键节点、成熟智能硬件应用模式已经形成的特点。分析了未来面临的问题与挑战,从补足基础智能芯片和基础软件短板、建立基于智能技术的硬件产业生态、打破应用渗透壁垒、提高对硬件设备和数据安全的重视等方面对产业发展所面临的问题与挑战进行分析与总结,概述了我国智能硬件产业发展的不足与瓶颈。

在李婷看来,智能硬件产业发展到如今,面临的挑战有太多,包括数据使用问题、生态营造问题,但最核心的问题还是技术问题,2015年-2017年间智能硬件渗透至社会生活的诸多角落,细分种类难以计数,形态、功能、服务的快速升级迭代,对前端器件性能不断提出智能化、集成化、柔性化需求,使得产业链上游之争越发关键,硬件门槛不降反升。这也是2015年以来,诸多试图以服务轻优势步入硬件市场的探索落败的原因,而2017年以后,因人工智能的发展,对基础器件的性能需求也进一步推高,具体包括三方面:

一是,决策智能推动计算与存储架构多元化发展。面对兼顾持久续航和高能效图像影音处理能力的智能手机、无人机等消费类终端应用,具备低至数瓦级的功率损耗和高能效计算能力的人工智能芯片才能满足应用需求。面对低时延、大数据量计算任务的车载终端,实时、高吞吐量的人工智能芯片才能保证用户的安全驾驶体验。而为了完成终端智能,云端高通量、并行化、密集型的数据中心计算任务也需要新一代的流计算架构和与之匹配的存储、I/O接口设计。在多元化需求的驱动下,智能硬件计算器件围绕异构综合调度能力和AI专用计算两方面提升,存储器件也向高可靠性、高耐久性、更快读写和更大容量等方向发展。

二是,感知计算依赖感知器件和终端侧计算的共同进步。新场景、新应用下的感知智能为传感技术发展带来新的挑战。伴随语音识别技术的迅速成熟,智能家庭服务机器人、智能家居等智能硬件产品已开始通过语音交互的方式,更加直接、快捷的传递信息与控制命令,但实际应用场景下嘈杂环境、远场拾音、全向收音等因素对音频传感产品的器件集成、数据融合、降噪算法等技术提出更高要求。除语音交互方式外,当前高端智能手机、安防监控、智能电视、智能车载设备已开始部署人脸识别、眼球追踪、手势识别等新型交互方式,但由于平面信息承载的特征点较少且唯一性弱等问题,传统2D视觉感知产品已无法满足各类应用的安全性、准确性要求,急需向具备3D感知能力的传感技术方向演进,多器件、多算法、多模块的集成与创新成为传感技术的重要发展方向。此外,VR/AR动态感知、操作手柄控制、智能机器人动作控制等采用的加速度计、陀螺仪等惯性传感产品的性能还需进一步提升。

三是,近眼显示与交互式视觉体验类智能硬件对现有显示技术提出巨大挑战。虚拟现实等设备创新启发意义巨大,带动“近眼显示”技术体系创新:真实的沉浸体验要求屏幕刷新率需达到90Hz以上;为防止眩晕、保持画面连续性,更要求显示器件响应时间达到毫秒级;为实现更高清晰度与无颗粒感观看体验,则需要单眼分辨率达到1920*1920;同时为增强沉浸感,也需要实现尽可能大的视场角;围绕健康护眼等人因需求指标,还需应用针对人眼双目视觉特性的光学镜片、光路设计和图像处理技术。智能汽车正在缔造仅次于手机的第二大显示市场,加快对交互式屏幕体验的探索:车内多应用部位的需求,则要求显示屏具备柔性异型显示功能,包括可弯折、可卷曲、可折叠等特性;车内交互功能多样化,则要求显示屏具备曲面触控、触觉反馈、压力感应等功能;同时车载环境对操作的局限,也需要更自然、更准确的触控、语音、手势、眼控技术发展。

有数据预测,预计到2018年,我国智能硬件产品可服务的总体市场规模可以达到5000亿元,到2020年可以达到万亿元的水平。面对如此庞大的市场,信通院对其后续工作的展开已然做好准备,“信通院院正在加快制定5G相关标准,积极推动在车联网、物联网场景优化;做好终端入网服务与评估工作;积极整理各大产品发展中的数据、知识产权和安全研究,提供相关服务;依托终端联盟,促进产业上下游合作。”

编 辑:赵志伟
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