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小小傳感器 能否帶AI駛?cè)胨{海启搂?

   2017-12-31 1670
核心提示:螞蟻分泌信息素过任,蛤蚌吐出肉舌憾牵,蹬羚從震動中預知危險從低等生物到高等生物,傳感無處不在锰玩〗页猓  進化了千年的人眼,只需要幾個點
 螞蟻分泌信息素辣胚,蛤蚌吐出肉舌眶衙,蹬羚從震動中預知危險……從低等生物到高等生物,“傳感”無處不在柠横。
 
  “進化了千年的人眼窃款,只需要幾個點的信息,就能判斷出這是不是個熟人牍氛。”德國人工智能研究中心科學總監(jiān)菲利普·斯魯薩力克提到人類的這個普通能力時晨继,覺得它很神秘。作為人工智能科學家搬俊,他到現(xiàn)在還沒能為古老的生物本能找到一個恰切的模型紊扬。
 
  人工智能的“傳感”要從哪里更靠近“靈性”這種微妙的感覺?近日唉擂,蘋果公司發(fā)表了一篇新的人工智能論文餐屎,將光學雷達傳感器收集的原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成3D測繪圖,引得傳感獲得的信息從純數(shù)據(jù)向三維立體邁進了一步玩祟。盡管距離“靈性”還有相當?shù)木嚯x腹缩,但這項研究仍能啟發(fā)人們將注意力聚焦于人機交互中信息獲取和處理的一端。
 
  配備“初腦” 傳感器可以更智能
 
  “阿爾法狗”的兩個遠親最近也火了:一個是互聯(lián)網(wǎng)大會上展示“唇語識別”的搜狗中文“汪仔”空扎;另一個是在深圳實現(xiàn)了無人駕駛公交的“阿爾法巴”庆聘。
 
  前者打破定式思維,將語義識別的傳感器破天荒地改成了光學傳感淋话,用圖像捕捉的信息判斷語言的溝通商寝。后者車身上扁圓形的傳感器很是搶眼,“阿爾法巴”靠它感知道路性里、躲避障礙愁淀。
 
  人類獲取信息,80%是通過眼睛谨冷;在人工智能捕獲信息的過程中曙椎,視覺傳感器也占據(jù)著相當重要的地位——目前主要有雷達、視頻兩種方式档葱。視頻相較于雷達來說卤诗,是整體展現(xiàn),呈現(xiàn)情況不易受干擾凸脚,而雷達對周圍環(huán)境進行3D建模事晶,會比一般的照相攝像頭能包含更多深度信息。
 
  “目前應用的障礙傳感設(shè)備有微波雷達裂更、超聲波雷達等峰裁,也有通過捕捉視頻圖像的方法,”北京智能車聯(lián)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心技術(shù)人員畢超介紹检柬,傳感設(shè)備會安裝在車輛側(cè)献联,也會安裝在道路側(cè),要求無縫覆蓋何址,“就像手機和基站的關(guān)系里逆,確保信號通暢。”
 
  通暢是基礎(chǔ)用爪,判斷是關(guān)鍵原押。“汽車的速度要求無人判斷和操作在毫秒之間,因此計算兩車之間项钮、車路之間班眯、車人之間的碰撞可能性必須要快。”畢超說烁巫,信息的獲取署隘、傳遞、計算亚隙、反饋等過程磁餐,需要一氣呵成。
 
  具體地說掰砌,剎車或報警前瞪殖,有許多計算——雷達獲取到三維點數(shù)據(jù)、識別障礙物学岔、進行障礙物前后兩頻對比咪朴,識別靜態(tài)還是動態(tài)庙曹。動態(tài)障礙物計算出運動速度、結(jié)合無人駕駛汽車自身位置信息蘑瓢,計算出避障所需的最小安全距離班痹,決定對策。
 
  怎么才能更快一點梦铭?業(yè)內(nèi)嘗試著將數(shù)據(jù)中心“預處理”的部分前移到傳感器端蔚抖。“我們進行了智能傳感器的嘗試,”升哲科技高級工程師劉正中說垦祭,“原來傳感器具備收集信號的單一功能孔尸,但是信號需要在傳感器端和處理終端來回傳遞,這些需要時間也需要能源籍胯,如果傳感器能提前過濾掉一些不必要的信息竟闪,過程會精簡不少。”
 
  也就是說芒炼,之前的傳感器是嚴格的手瘫怜、眼、耳本刽、鼻等感覺器官鲸湃,現(xiàn)在的它們配備了小小的“初腦”。“這對于視頻類的傳感器非常有效子寓,因為視頻的數(shù)據(jù)量太大了暗挑。”劉正中說。
 
  “照相機我們已經(jīng)研究得很透了斜友,雷達還需要繼續(xù)研究炸裆。我們也需要進一步探索,什么樣的傳感器才能感知到鲜屏,人類感到的這些微妙變化烹看。”菲利普說。AI市場對于傳感器的需求在快速變化洛史,亟待新型傳感器的更新?lián)Q代郭宪。
 
  新材料和量子技術(shù) 讓傳感器突破極限
 
  同樣心懷期待的,還有美國國家工程學院院士枕详、斯坦福大學教授鮑哲南息扶,她曾表示,“我們期待有新材料帶來顛覆性的技術(shù)弹扩。目前把外界的信號轉(zhuǎn)變成電信號的載體是脆性的纫脚,希望找到容易被壓縮、可以拉伸的新材料。我們還希望它有自愈性况颈、可降解堕圾。”
 
  有了新材料做基質(zhì),將電子器件集成起來將成為柔性電子和人工皮膚春探。傳感器“硬朗”的形象將發(fā)生徹底改變欧移,不僅可以隨意拉伸、彎曲和旋轉(zhuǎn)辑皿,在精確獲取觸感的同時,甚至可以出汗跋炕。
 
  資料顯示赖晶,中國科學院半導體研究所日前就開發(fā)出一種超薄高像素柔性電子皮膚陣列。通過引入聚合物中空球納米結(jié)構(gòu)辐烂,傳感器對環(huán)境壓力展現(xiàn)出了超高的靈敏度遏插,能探測到0.6Pa的低壓。“在不同環(huán)境下拉扯揉折之后纠修,仍能感受到外部壓力與溫度的變化胳嘲,為了避免人體生理信號監(jiān)測中,體表溫度變化對器件的影響扣草,科研人員還對傳感器進行了溫度補償了牛,進而提高器件在實際應用中的檢測精度。”這項研究成果近期發(fā)表在《納米能源》上辰妙。
 
  鮑哲南期待的變革與突破鹰祸,也從另一個維度到來——量子科技引入光學傳感器的研究已經(jīng)可以達到應用級別。
 
  “可以突破現(xiàn)有傳感的速度與距離極限密浑,”麻省理工學院進行過關(guān)于單光子成像的研究蛙婴,曾發(fā)表在《科學》雜志上,相關(guān)研究人員介紹秤暮,傳統(tǒng)的光學三維成像需要高強度光钢谍,而量子科技和三維成像的結(jié)合,能夠?qū)崿F(xiàn)平均每個像素只需要1個光子歧织,比傳統(tǒng)的主動光成像方法的效率提高幾個數(shù)量級亏的。
 
  量子技術(shù)對光學成像的精確度、速度以及距離的提高是顛覆性的浙梗。從理論上說蛆删,無人駕駛汽車、甚至無人駕駛飛機可以實現(xiàn)了务冠。由于它探測靈敏捅悦,甚至可以給細胞內(nèi)的細胞器裝上傳感,感知細胞活動。
 
  如果說通訊互聯(lián)的規(guī)模是以人為載體的百億量級目露,物物互聯(lián)是以物為載體的萬億量級逗耕,那以細胞為載體的互聯(lián)將擁有超出人想象的潛力規(guī)模。
 
  開拓市場的潛力 需要產(chǎn)業(yè)釋放
 
  盡管傳感器在研究層面展現(xiàn)出引領(lǐng)AI產(chǎn)業(yè)駛?cè)胨{海的潛力惯波,但在產(chǎn)業(yè)界卻不溫不火摘肤。
 
  有分析文章指出,在人工智能硬件領(lǐng)域漏峰,有芯片和傳感器兩個方向糠悼,在芯片領(lǐng)域國內(nèi)還有幾家數(shù)得出的企業(yè),而傳感器幾乎全部依賴進口浅乔。
 
  “腦電波的測量儀器基本是進口產(chǎn)品倔喂,傳感器的精度等性能比較穩(wěn)定。”中國標準化研究院研究員張運紅說靖苇。東南大學相關(guān)學科實驗室數(shù)據(jù)記載席噩,六維力傳感器一個大概10萬元,基本來自進口贤壁。
 
  相較于應用層面和系統(tǒng)層面悼枢,這個起著支撐作用的“棟梁”元件沒能入得大多數(shù)投資者和產(chǎn)業(yè)者的眼。“不會講故事脾拆,引不來投資馒索,”有分析這樣調(diào)侃。
 
  中國科學院軟件研究所研究員戴國忠的觀點更加系統(tǒng)假丧,“傳感器是人機交互的重要組成部分双揪,人機交互和人工智能是不同的著力方向,”他對這兩個領(lǐng)域60年來的歷史進行了分析幢耍,得出規(guī)律:人工智能熱的時候链愉,人機交互的發(fā)展將處于低谷。而人機交互受關(guān)注時忿和,人工智能的熱潮就會反落回去拦吓。
 
  這樣的此消彼長可以追溯到它們誕生時,“斯坦福大學人工智能實驗室主任約翰·麥卡錫等人提出人工智能時試圖構(gòu)建能復制人類行為的計算機系統(tǒng)渤惦,而麻省理工學院的心理學和人工智能專家約瑟夫·利克萊德提出人機交互時子敷,則是希望機器能夠完成人類交給的任務。”戴國忠說舵邦,追求目標趨同任团,但是研究思路和方法完全不同。
 
  盡管在實際的產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中村参,二者是難分彼此的穷抹,這種學術(shù)上的區(qū)分很大程度上更有助于明確研究目標和方向,引導產(chǎn)業(yè)均衡發(fā)展,避免“一哄而上”“一頭熱”获印。
 
  傳感器遇冷正在引得業(yè)內(nèi)觀察者的關(guān)注述雾,希望那些冷門但重要的AI必備區(qū)域,不會成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的短板兼丰,而是能夠推進AI實現(xiàn)一個整體進化玻孟。
 
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