達(dá)摩院2022年十大科技趨勢(shì)發(fā)布：AI for Science剛開始，大模型進(jìn)入冷靜期

白交 2021-12-28 15:57:27 來源：量子位

楊凈 發(fā)自 凹非寺

量子位 報(bào)道 | 公眾號(hào) QbitAI

2022年，科技圈哪些技術(shù)走向值得關(guān)注？

今天，達(dá)摩院發(fā)布了年度十大科技趨勢(shì)，涵蓋人工智能、芯片制造、隱私計(jì)算、機(jī)器人、云計(jì)算、星地計(jì)算等多個(gè)領(lǐng)域。

結(jié)果一出，引發(fā)業(yè)內(nèi)大規(guī)模討論，學(xué)界大牛也都紛紛下場(chǎng)，包括：

中國(guó)科學(xué)院院士、北京大學(xué)教授鄂維南；

浙江大學(xué)人工智能研究所所長(zhǎng)吳飛；

南京大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系主任兼人工智能學(xué)院院長(zhǎng)周志華；

清華大學(xué)計(jì)算機(jī)系副主任、北京智源人工智能研究院學(xué)術(shù)副院長(zhǎng)唐杰。

……

所以到底什么樣的內(nèi)容，竟可以引發(fā)如此關(guān)注？快速概覽如下：

學(xué)界大牛齊下場(chǎng)評(píng)論

最典型的兩大議題，當(dāng)屬今年震驚學(xué)界的AI for Science，以及產(chǎn)業(yè)界競(jìng)逐的大模型，達(dá)摩院引起了一波大討論，開頭提及的學(xué)研大拿也基本圍繞這兩個(gè)話題。

首先是AI for Science。達(dá)摩院認(rèn)為，人工智能將與科研深度結(jié)合，成為科學(xué)家繼計(jì)算機(jī)之后的新生產(chǎn)工具。

過去一年里，AI+Science技術(shù)成果集中爆發(fā)，不少學(xué)界、業(yè)內(nèi)人士已經(jīng)看到了人工智能在傳統(tǒng)科學(xué)領(lǐng)域的價(jià)值：

AlphaFold2成功預(yù)測(cè)98.5%的人類蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)；DeepMind用AI解決數(shù)學(xué)難題；預(yù)訓(xùn)練模型體系A(chǔ)liceMind，證明近400項(xiàng)定理。

中國(guó)科學(xué)院院士、北京大學(xué)教授鄂維南認(rèn)為，AI for Science帶來的不不僅僅是幾個(gè)點(diǎn)上的突破，而是科研方法的全面改變。

我們正處于新科學(xué)革命起點(diǎn)。

浙江大學(xué)人工智能研究所所長(zhǎng)吳飛肯定了AI會(huì)是科學(xué)家的工具這一想法。

不過他希望不要局限于此，科學(xué)家還需要形成計(jì)算思維來進(jìn)行科學(xué)探索。

大家都在關(guān)注的大模型領(lǐng)域，也是今年達(dá)摩院科技走向預(yù)測(cè)的焦點(diǎn)之一。

過去一年，國(guó)內(nèi)外開啟了參數(shù)競(jìng)賽模式，谷歌、Open AI、智源、達(dá)摩院交出了自己的答卷。不久前，達(dá)摩院才發(fā)布了全球最大預(yù)訓(xùn)練模型、高達(dá)10萬(wàn)億參數(shù)的M6。具體在大模型所帶來的性能提升上，也已經(jīng)屬于是行業(yè)共識(shí)。

但新的一年，達(dá)摩院卻給自己澆了一淌冷水。它認(rèn)為，大模型的規(guī)模發(fā)展將進(jìn)入冷靜期。

此言一出，瞬間在業(yè)內(nèi)引起不少熱議與思考：大模型的意義究竟在哪？又該如何權(quán)衡能耗與性能？

達(dá)摩院預(yù)測(cè)，大小模型協(xié)同將是未來。

南京大學(xué)人工智能學(xué)院院長(zhǎng)周志華認(rèn)為，大模型未來會(huì)在一些事關(guān)國(guó)計(jì)民生的重大任務(wù)上發(fā)揮作用，而在其他一些場(chǎng)景下或許會(huì)通過類似集成學(xué)習(xí)的手段來利用小模型。

具體到大模型研究方向上，清華大學(xué)計(jì)算機(jī)系副主任唐杰認(rèn)為，未來將圍繞認(rèn)知智能、高效應(yīng)用等多個(gè)角度展開。

除此之外，還有更多議題也引發(fā)了討論，接下來就帶你一文看盡。

最矚目三大突破

趨勢(shì)一：人工智能成為科學(xué)家的新生產(chǎn)工具，催生科研新范式

近年來，AI也被證明能用來做規(guī)律發(fā)現(xiàn)，不僅在應(yīng)用科學(xué)領(lǐng)域，也能在自然科學(xué)領(lǐng)域發(fā)揮作用。AI將成為科學(xué)家繼計(jì)算機(jī)之后的新生產(chǎn)工具。

一是帶來效率的顯著提升，AI將伴隨科研的全流程，從假設(shè)、實(shí)驗(yàn)到歸納總結(jié)；二是讓更多人都參與到科學(xué)研究中來。

在各科研領(lǐng)域中的應(yīng)用節(jié)奏也有所區(qū)別，在數(shù)字化程度高、數(shù)據(jù)積累好、問題已經(jīng)被清晰定義的領(lǐng)域中將推進(jìn)得更快，比如AlphaFold2，就運(yùn)用生命科學(xué)積累的大量數(shù)據(jù)來預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)。

趨勢(shì)二：大模型參數(shù)競(jìng)賽進(jìn)入冷靜期，大小模型在云邊端協(xié)同進(jìn)化

過去一年，大規(guī)模預(yù)訓(xùn)練模型取得了重要進(jìn)展，為下游的AI模型提供很好的基礎(chǔ)。然而參數(shù)數(shù)量的增加，所帶來的性能提升與能耗提升不成比例，大模型的規(guī)模發(fā)展將進(jìn)入冷靜期。

大小模型協(xié)同將是未來的發(fā)展方向。大模型沉淀的知識(shí)與認(rèn)知推理能力向小模型輸出，小模型基于大模型的基礎(chǔ)疊加在垂直場(chǎng)景的感知、認(rèn)知、決策、執(zhí)行能力，再將執(zhí)行的結(jié)果反饋給大模型，讓大模型的知識(shí)與能力持續(xù)進(jìn)化，形成一套有機(jī)循環(huán)的智能系統(tǒng)。

未來3年內(nèi)，在個(gè)別領(lǐng)域?qū)⒁源竽Ｐ蜑榛A(chǔ)，對(duì)協(xié)同進(jìn)化的智能系統(tǒng)進(jìn)行試點(diǎn)探索。

趨勢(shì)三：光電融合兼具光子和電子優(yōu)勢(shì)，突破摩爾定律限制

硅光芯片不同于電子芯片，它用光子代替電子進(jìn)行信息傳輸，承載信息更多、傳輸距離更遠(yuǎn)。相較于量子芯片，它不需改變二進(jìn)制的架構(gòu)，能延續(xù)當(dāng)前的計(jì)算機(jī)體系。

云計(jì)算與人工智能的大爆發(fā)，推動(dòng)了硅光芯片的技術(shù)突破和快速迭代，商業(yè)化需求也由此高速增長(zhǎng)。

硅光芯片目前核心挑戰(zhàn)來自產(chǎn)業(yè)鏈和工藝水平，因此需要與成熟的電子芯片技術(shù)融合，運(yùn)用電子芯片先進(jìn)的制造工藝及模塊化技術(shù)，結(jié)合光子和電子優(yōu)勢(shì)的硅光技術(shù)將是未來的主流形態(tài)。

硬科技深入傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)

趨勢(shì)四：人工智能助力大規(guī)模綠色能源消納，實(shí)現(xiàn)多能互補(bǔ)的電力體系

綠色能源的大規(guī)模開發(fā)和利用已成為世界能源發(fā)展的主要方向。但傳統(tǒng)電力系統(tǒng)，難以應(yīng)對(duì)風(fēng)電、光伏發(fā)電的波動(dòng)性、隨機(jī)性、反調(diào)峰等特性，缺乏高穩(wěn)定的多能協(xié)調(diào)，復(fù)雜故障及時(shí)響應(yīng)的應(yīng)對(duì)能力。

以人工智能為主的新一代信息技術(shù)，將對(duì)能源系統(tǒng)整體的高效穩(wěn)定運(yùn)行提供技術(shù)保障和有力支撐，具體在功率預(yù)測(cè)、調(diào)度控制、自動(dòng)化故障響應(yīng)等方面帶來了突破。

達(dá)摩院預(yù)測(cè)，在未來三年內(nèi)，AI將幫助電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模綠能消納，能源供給在時(shí)間和空間維度上能夠互聯(lián)互濟(jì)，網(wǎng)源協(xié)調(diào)發(fā)展，彈性調(diào)度，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的安全、高效、穩(wěn)定運(yùn)行。

趨勢(shì)五：機(jī)器人將兼具柔性和類人感知，可自適應(yīng)完成多種任務(wù)

機(jī)器人作為技術(shù)的集大成者，正朝向多認(rèn)為、自適應(yīng)、協(xié)同化的路線發(fā)展。

柔性機(jī)器人就是重要的突破代表，近年來結(jié)合AI技術(shù)增強(qiáng)環(huán)境感知能力，不再像傳統(tǒng)機(jī)器人那樣窮舉各種可能性，拓展了機(jī)器人的應(yīng)用場(chǎng)景。

正如，工業(yè)機(jī)器人正從大規(guī)模標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)線走向小規(guī)模非標(biāo)的產(chǎn)線；服務(wù)機(jī)器人通過感知人的意圖，更柔軟地與人產(chǎn)生反應(yīng)和交互。

接下來未來3年，柔性機(jī)器人將逐步替代傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人，成為產(chǎn)線上的主力設(shè)備。同時(shí)在服務(wù)機(jī)器人領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)商業(yè)化，開啟規(guī)模化應(yīng)用。

趨勢(shì)六：人工智能與精準(zhǔn)醫(yī)療深度融合，助力診療精度和效率提升

傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)方法在疾病的早篩、診斷、預(yù)后、治療中存在局限性，體現(xiàn)在確診準(zhǔn)確率和診療效率、精度和效果等方面。

以AI為代表的新興技術(shù)將逐漸滲透到臨床診療的多病種全流程中去，比如腫瘤的全流程導(dǎo)航、慢病預(yù)測(cè)和確診精度的提升。

目前，AI已被證明可與基因檢測(cè)、靶向治療、免疫治療等新技術(shù)研究相結(jié)合，改變單純依賴醫(yī)生經(jīng)驗(yàn)的診斷模式。

未來三年 ，以人為中心的AI醫(yī)療將作為高精度導(dǎo)航，滲透疾病預(yù)防、診療各個(gè)環(huán)節(jié)。其中，可解釋性有望實(shí)現(xiàn)突破，推動(dòng)AI與醫(yī)生建立互信關(guān)系，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。

未來互聯(lián)的四種趨勢(shì)

趨勢(shì)七：破解數(shù)據(jù)保護(hù)和利用兩難，隱私計(jì)算走向全域數(shù)據(jù)保護(hù)

在數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代，數(shù)據(jù)成為核心生產(chǎn)要素。但數(shù)據(jù)確權(quán)、數(shù)據(jù)法規(guī)與意識(shí)、數(shù)據(jù)安全保障等因素，制約了跨組織間數(shù)據(jù)的共享與價(jià)值挖掘。

隱私計(jì)算就為跨組織數(shù)據(jù)共享提供了可行模式。它以多方安全計(jì)算、差分隱私、可信計(jì)算為代表技術(shù)，可保證在數(shù)據(jù)隱私不泄露的情況下實(shí)現(xiàn)計(jì)算分析。

未來3年，全域隱私計(jì)算技術(shù)將在性能和可解釋性有新的突破，并開始出現(xiàn)數(shù)據(jù)信托公司，提供基于隱私計(jì)算的數(shù)據(jù)共享服務(wù)。

趨勢(shì)八：衛(wèi)星及地面一體化的通信與計(jì)算體系形成，促進(jìn)空天地海的全面數(shù)字化

隨著連接及數(shù)字化服務(wù)與應(yīng)用的需求不斷增加，單靠地面網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算已無(wú)法有效滿足需求。星地計(jì)算，正在成為一種新興的計(jì)算架構(gòu)。

它集成衛(wèi)星系統(tǒng)、空中網(wǎng)絡(luò)、地面通信和云計(jì)算等技術(shù)，通過空、天、地、海泛在覆蓋的網(wǎng)絡(luò)連接，以應(yīng)對(duì)偏遠(yuǎn)地區(qū)、航海航空的通信需求，并為各種極端場(chǎng)景帶來新型應(yīng)用的可能。

未來3年，低軌衛(wèi)星數(shù)量會(huì)迎來爆發(fā)式增長(zhǎng)，與高軌衛(wèi)星共同組成衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)；未來5年，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)與地面網(wǎng)絡(luò)能無(wú)縫結(jié)合形成天地一體的泛在互聯(lián)網(wǎng)，在各類數(shù)字化服務(wù)場(chǎng)景中發(fā)揮作用。

趨勢(shì)九：云網(wǎng)端融合形成新計(jì)算體系，催生云上新物種

在網(wǎng)絡(luò)連接技術(shù)高速發(fā)展的背景下，云計(jì)算已經(jīng)從基礎(chǔ)設(shè)施云化、架構(gòu)云原生化，走向第三個(gè)階段——云網(wǎng)端融合的新體系架構(gòu)。

云作為體系中的“腦”，負(fù)責(zé)計(jì)算與數(shù)據(jù)處理；網(wǎng)是體系中的連接，光纖、5G、衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)通過云融合，形成低延時(shí)、廣覆蓋的一張網(wǎng)；端，則是體系中的交互界面，專注于用戶體驗(yàn)。

三者融合協(xié)同可更高效地促進(jìn)誕生更多新型應(yīng)用，比如高精度的工業(yè)仿真、實(shí)時(shí)工業(yè)質(zhì)檢、虛實(shí)融合空間等。

趨勢(shì)十：XR眼鏡會(huì)成為重要交互界面，帶動(dòng)下一代互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展

互聯(lián)網(wǎng)的更新迭代，會(huì)對(duì)數(shù)字時(shí)代的產(chǎn)業(yè)格局產(chǎn)生巨大影響。下一代XR互聯(lián)網(wǎng)將改變用戶的信息感知和獲取方式。

構(gòu)筑XR互聯(lián)網(wǎng)需要四大要素：硬件（如XR眼鏡）、內(nèi)容（如娛樂、購(gòu)物、社交等）、人工智能（如空間感知、數(shù)字孿生）、基礎(chǔ)設(shè)施（如5G、云計(jì)算等）

XR眼鏡會(huì)成為XR互聯(lián)網(wǎng)的第一入口，會(huì)向著體積更小、重量更輕、響應(yīng)速度更快的方向發(fā)展，未來3年內(nèi)會(huì)產(chǎn)生接近普通眼鏡的XR眼鏡，得到一定普及。

以上即是達(dá)摩院的2022趨勢(shì)洞察，你最看好哪個(gè)方向？