首页>热点 > 原创 > > 正文

人工智能“新基建”架构设计与经济价值研究

2020-08-03 11:24:14
来源:中国高新技术产业导报 作者:杜欣泽 郭留影 评论:0
导语:本文围绕人工智能新型基础设施建设,从产业形势、发展脉络、建设内容、建设理念等方面展开人工智能产业“新基建”发展蓝图,从宏观角度为人工智能新型基础设施建设的参与者提供架构参考和发展建议。

图片来源:贵阳高新区
 
  ▶ 赛迪顾问人工智能产业研究中心高级分析师 杜欣泽 中国高新技术产业导报社 郭留影

  核心阅读

  2017年,国务院印发《新一代人工智能发展规划》,我国人工智能产业开始进入爆发式增长期。目前,我国人工智能产业正逐步告别高增长率的成长期,驶向产业成熟阶段。本文围绕人工智能新型基础设施建设,从产业形势、发展脉络、建设内容、建设理念等方面,为人工智能新型基础设施建设的参与者提供架构参考和发展建议。

  2016年人工智能阿尔法围棋(AlphaGo)战胜世界围棋冠军李世石,在全球范围内引发巨大反响。随即美国、中国、英国、日本等各国快速布局,将人工智能提升至维护国家安全和保持科技领先的战略层面。2017年,国务院印发《新一代人工智能发展规划》,对我国人工智能产业进行全面系统的顶层架构设计,开启我国人工智能产业新时代。经历几年的爆发式发展,我国人工智能产业逐渐成熟,核心产业规模突破千亿元,一批人工智能“独角兽”企业成为全球创新的引领者,人工智能产业步入新的发展阶段。

  时代进步,浪潮更迭。蒸汽时代,道路基建使得生产要素得以运输;电气时代,电网基建使得电力能源得以输送;信息时代,网络基建使得大量数据得以交换。全球每一轮科技革命都需要全新的基础设施予以支撑。

  本文围绕人工智能新型基础设施建设,从产业形势、发展脉络、建设内容、建设理念等方面展开人工智能产业“新基建”发展蓝图,从宏观角度为人工智能新型基础设施建设的参与者提供架构参考和发展建议。


人工智能新型基础设施建设体系架构

  一、把握时代变革点,布局人工智能“新基建”

  1.国际形势与经济形势双向增压,国家力图打造经济发展新引擎

  世界“黑天鹅”事件频发,全球经济下行压力加剧,新型基础设施建设成为国家保持经济平稳发展、激发经济活力的切入点。随着我国人工智能产业发展不断成熟,人工智能在社会经济发展中的牵引作用更加突显,国家对人工智能基础设施建设高度重视,力图通过人工智能基础设施建设为经济发展构筑智能新引擎。

  新型基础设施建设是时代发展必选项。从全球经济发展来看,基础设施建设是促进经济发展的重要战略举措。机场、港口、桥梁、通信、水利及城市供排水、供气、供电设施等基础设施建设不仅为百姓生活提供方便,更为国家经济发展提供运转基石。新时代,人们对社会基础要素提出新的需求,高效率的能源输送、高端的工业体系、高速的信息传输及智能化的社会治理等都将成为未来国家保持先进的现代化体系的必选项。只有国家战略与时俱进,大力强化新型基础设施建设,才能够满足时代演进的新要求。

  2.中国人工智能产业步入发展关键期

  2017年,国务院印发《新一代人工智能发展规划》,我国人工智能产业开始进入爆发式增长期。目前,我国人工智能产业规模趋于稳定,资本投资向后推移,智能应用逐步深化,人工智能产业正处于成长期迈向成熟期的关键节点。

  产业发展趋于稳定,从极速扩张到深耕细作。经历全球人工智能爆发式增长阶段 ,到2019年,我国人工智能产业模式探索已基本完成,产业焦点从技术驱动转向多元化的场景应用和行业中的深度融合。同时,我国人工智能产业正逐步告别高增长率的成长期,驶向产业成熟阶段。2019年,我国人工智能产业核心规模达到1291.4亿元,同比增速为30.8%,产业初具规模,相比2017年43.5%的高增长放慢了不少。这表明,人工智能企业逐渐从快速市场占有的模式向行业深耕细作转变。

  投资轮次向后推移,从战略布局到重点发力。2012年以来,人工智能行业投融资资金规模呈现指数型增长态势,大量的资本涌入。而2019年,我国人工智能行业的投融资总金额伴随人工智能领域投融资数量下滑而缩减,投融资总金额为381.04亿元,仅为2018年投融资总金额的54.5%。相比2018年平均单笔投融资金额1.07亿元,2019年为1.15亿元,单笔投资金额增加。2019年,我国人工智能领域A轮及天使轮融资数量为223件,仅为2018年人工智能领域A轮及天使轮融资数量的43%,且人工智能融资额超过10亿元的投资金额占总融资额比例的22.8%。这表明在产业逐渐迈向成熟期的过程中,投资机构开始从领域布局到重点发力特定优质企业,通过打造标杆“独角兽”企业,最终形成领域龙头,完成投资闭环。

  应用场景开始深化,从单点应用到深度融合。目前,人工智能已在金融、医疗、教育、零售、工业、交通、娱乐等诸多领域进行智能化的渗透。在智能变革的趋势下,传统行业纷纷开始探索与人工智能结合应用。

  随着传统产业的智能化实践逐步深入,单点应用的模式将越来越不能满足用户的智能化预期,人工智能技术需要围绕应用场景需求进一步下沉,通过产业智能化重塑与实体经济深度融合,完成从供给侧的技术驱动主导向需求侧的场景化应用主导转型。

  3.科技变革引发智能基建强需求

  算法模型深度强化需要强大的算力作为根基。2012年,英国多伦多大学教授杰弗里·辛顿领导的小组采用深度学习模型AlexNet在全球Image大赛中拔得头筹,以神经网络为核心的深度学习算法吸引学界广泛关注。深度学习算法突出的能力使其迅速成为人工智能领域主流研究方法。以1959年神经网络诞生时所需要的算力为基准,2012年AlexNet模型所需的算力已经是1959年模型的1亿倍,平均每年需要增加0.5倍的算力以满足新模型的计算需求。在2012年之后,深度学习算法的演化进入新阶段,计算能力需求为平均每年增加4倍。全新的算法在提升人工智能性能的同时需要更为庞大的计算能力作为支撑。

  大量的智能化应用需要社会智能服务能力升级。随着信息技术的进步及互联网的普及,我国数据量急剧增加。预计到2025年,全球数据总规模达到48.6ZB,远超2019年的7.6ZB。海量数据为人工智能提供重要基础,衍生出大量的智能化应用。智能化设备的诞生再次激发出更多的数据。2019年我国智能终端产品市场出货量达到7.7亿部,预计到2025年将达到36.12亿部。爆炸式的数据增长及人们对于智能化的需求,对社会智能服务能力提出更高的要求。

  智能时代的社会需要面向未来的城市支撑。自2009年首次提出“智慧城市”概念,我国开始加大智慧城市的投资规模。当前,我国省级和副省级城市已全部开始建设智慧城市,地级城市提出建设智慧城市的比例超过90%,人工智能时代将愈发需要智慧城市基础建设,为社会进步提供重要支撑。


 我国人工智能核心产业规模及增长率(左)2019年人工智能产业规模结构(右)

  二、“软硬兼修”的人工智能“新基建”

  1.人工智能新型基础设施建设内容

  人工智能基础设施建设是一项体系化、系统性的工程,应从整体角度展开建设。此外,人工智能产业具有自己的独特性,建设内容既包含软件算法、智能平台等软实力的搭建,也需要网络、计算、存储等硬件设施支撑。利用智能化核心将软件与硬件融为有机整体,最终实现智能化赋能。

  从目前来看,人工智能“新基建”的建设内容涉及信息基础设施、创新基础设施和融合基础设施三个方面,是从基础能力建设到创新服务提供再到应用试点升级全流程的体系化架构。信息基础设施在硬件层面对人工智能进行支撑,为人工智能产业发展提供所需的基础资源;人工智能产业需要长期探索和不断的创新演进,创新基础设施的建设为产业核心能力发展提供动力;融合基础设施是人工智能“新基建”的价值体现,人工智能传统领域的赋能和新兴业态的激发将促进社会经济的发展。

  2.人工智能新型基础设施建设理念

  人工智能新型基础设施建设意在强化社会链接能力,为社会提供重要基础服务支撑。通过打造可靠安全的网络体系,强化核心可控能力。

  数字产业是未来发展趋势,数字化与智能化相辅相成、协同并进,智能化扩充数据积累,数字化为智能提供“燃料”。同时,人工智能新型基础设施建设要为社会治理和民生应用赋能,智慧化的治理手段与智能化的生活方式是人工智能“新基建”的最终成果体现。

  3.人工智能新型基础设施建设指南

  人工智能新型基础设施建设需要大量的资金和长时间的投入。作为战略性新兴产业,人工智能新型基础设施建设需要研发与实践协同并进。前期阶段主要建设方向为通信和计算类基础设施的构建,夯实人工智能技术能力根基;中期阶段,研究能力与核心能力输出成为人工智能基础设施建设关键,基础设施建设既要保证设施的延续性,又要为社会实现赋能;长期阶段则要统筹引领,扩大应用实现规模效应,最终形成人工智能基础设施体系。

  三、人工智能“新基建”将成为经济发展“催化剂”


2012-2019年我国人工智能领域投融资额及事件数

  人工智能“新基建”将从三大方面深刻影响社会经济的发展。第一,人工智能领域基础设施建设将对人工智能产业本身产生巨大的促进作用。计算能力的提升、数据资源的丰富、创新研发的升级将成为人工智能产业进一步深化的基石。第二,人工智能具有很强的技术融合性,5G、区块链、边缘计算等前沿新兴技术将与人工智能产生技术协同效应。多元技术的融合将衍生出全新的应用场景和应用模式,激发新兴经济业态的形成。第三,人工智能“新基建”最终是要让整个社会经济享受到智能化赋能,传统行业已经历了信息化、数字化的转型升级。在智能时代下,人工智能与实体经济的深度融合将带动传统行业紧随时代潮流,推动经济社会持续发展。

  1.人工智能“新基建”开启人工智能新纪元

  人工智能“新基建”将主要从核心能力提升、研发水平提高、试验场景丰富三个层面加速推进人工智能产业发展。“新基建”的建设是未来人工智能实现产业化的关键,只有利用社会整体力量共同建设,才能够为人工智能产业打造坚实的“底座”,从而开启人工智能新纪元。

  人工智能“新基建”核心能力提升助推人工智能产业驶入快车道。新型基础设施建设对于人工智能核心能力提升起到重要作用。计算能力、网络通信、数据资源等基础设施建设是人工智能“新基建”中对人工智能产业起到直接促进作用的因素。2019年我国数据中心IT投资规模为3698亿元,预计到2025年数据中心IT投入将比2019年翻倍,达到7071亿元;预计到2022年,全球人工智能市场中用于算力的投资将超过176亿美元,复合增长率将超过30%。人工智能新型基础设施的强化,将会为人工智能产业提供更加强劲的发展动能,推动人工智能产业驶向快车道。

  人工智能“新基建”研发水平提高引导人工智能产业进入正向循环。目前,人工智能技术在能力上属于弱人工智能,只能基本满足人们对于智能的需求,做到相对准确的感知、有目标输入的认知和简单的决策工作。从增强智能到人工智能,还需要科学家们长期的探索。人工智能“新基建”的提出,能够全方位地为人工智能产业发展提供支撑,创新环境的完善将加速人工智能技术研发,以技术进步推动产业发展,再以产业发展带动科技研发,从而形成人工智能产业正向发展循环。

  人工智能“新基建”将极大丰富人工智能试验场景,补齐人工智能生态闭环。人工智能“新基建”的建设重点中,以人工智能为核心支点的人工智能试验区是推动产业发展的关键一环。2019年8月,科技部发布《国家新一代人工智能创新发展试验区建设工作指引》,提出推动国家新一代人工智能创新发展试验区建设,到2023年,布局建设20个左右试验区。试验区建设不仅为人工智能产业提供试点示范的场所,而且为人工智能产业创造出与现有社会协同发展的磨合条件。大量的人工智能化应用得以在试验区内落地,并产生丰富的反馈数据,进而提升算法能力,最终形成人工智能生态的产业闭环。

  2.人工智能“新基建”将进一步加强技术融通纽带

  人工智能具有极强的技术融合特性,算力、算法和数据是人工智能发展的内生动力,人工智能“新基建”的提出,能够围绕智能应用加速新兴技术与人工智能的协同。如,云计算基础建设为人工智能提供计算资源保障,区块链技术的应用保障算法实现的安全性,5G提升数据传输效率和稳定性,为更多应用场景提供可能。

  3.人工智能“新基建”将有效推动经济列车快速前行

  人工智能是引领新一轮科技革命和产业变革的战略性技术,具有溢出带动性很强的“头雁效应”,人工智能“新基建”将进一步催化更多全新的智能业态、对更多的传统行业产生赋能,在社会的产业、民生、治理、生态建设中发挥巨大的作用。在社会经过信息化、数字化的积累后,人工智能成为将资源统筹起来的智慧大脑,通过更高效地资源调度、更充分地理解需求、更精准地因人施策,为社会经济发展带来新的理念。

  人工智能“新基建”有助于催生新兴经济业态。人工智能“新基建”在计算能力、信息连通、数据资源等方面,对人工智能产业提供重要支撑,创新基础设施和融合基础设施为产业发展提供源动力和试验田。产业环境高度利好,加速激发以人工智能为核心的新兴经济业态形成。数字孪生城市、自动驾驶、无人工厂、自动诊疗等前沿经济业态将在人工智能“新基建”的助力下加速成熟,为社会发展提供活力。

  人工智能“新基建”加速传统行业智能转型。人工智能主要在成本降低、效率提升、服务质量提高三个方面对传统行业实现赋能。新型基础设施的建设能够进一步加强人工智能行业赋能效应。预测在物流、交通、文娱等行业,人工智能“新基建”能够很大程度上加速智能普及、加快智能技术成熟、催生全新应用,从而产生更多的行业促进效果。

  人工智能“新基建”将有效增强人工智能经济推动力。人工智能对经济有极强的推动作用,预计到2030年,人工智能对我国GDP经济增长贡献率达到12%。随着我国开启人工智能“新基建”进程,人工智能作为“新基建”的建设重点之一,受到宏观层面的推动。经过“新基建”的建设,更多的传统行业能够以更低的成本应用人工智能,从而提升经济整体效率,降低经济运营成本。

  四、对人工智能“新基建”建设几点建议

  1.强化人工智能基础理论体系研究,鼓励构建技术与产业协同机制。为加强国家人工智能发展战略部署,抢抓发展机遇,要充分把握人工智能技术驱动特性,从核心基础理论与技术实现突破,强化我国人工智能基础理论研究体系,增强我国人工智能核心技术能力。人工智能核心基础理论的研究是系统性工程,需要政府加大投入,完善人工智能领域创新研发体系。要突破核心技术,增强发展动力。一方面需要持续优化现有技术,提升核心技术能力;另一方面需要积极布局前沿技术,为强人工智能时代做好技术铺垫。要鼓励构建技术与产业协同机制,推动产、学、研、用之间融合互动,形成从人工智能研发投入到产业盈利回流的良性资金循环体系。

  2.加快完善人工智能法理体系,发展安全可靠的人工智能产业。随着人工智能与传统行业的融合逐步加深,智能驾驶、语音和图像识别等诸多领域都取得重大突破。随之而来的是人工智能产业发展所引发的安全、隐私、伦理等问题。我国人工智能产业飞速发展,大量的人工智能应用已经落地并逐渐向各行各业渗透,人工智能安全和标准化问题迫在眉睫。需要加快我国人工智能标准化体系的构建,实施多部门联动,综合考量,加快建立人工智能标准、测评、知识产权等服务体系。以政策法规体系正确引导人工智能技术向善发展,在可控制时尽可控之事。

  3.重视人工智能新型基础设施建设顶层设计,夯实人工智能时代经济发展动力基础。人工智能新型基础设施建设是复杂综合的系统工程,要围绕基础计算、基础网络、智能平台等建设统筹规划,把人工智能有关的基础建设视作“一盘棋”。坚持以市场规律为主导,技术能力为重点,赋能应用为抓手,对人工智能新型基础设施建设项目综合考量,优中选优,保障人工智能基建工程的整体性、一致性和兼容性。明确建设主体,筹备实施方案,探索多元协同的资本引入方式。建立政、企、学、研多方联动的协同机制,共同推进人工智能“新基建”的设计与建设。

(责任编辑:韩梦晨)

版权与免责声明:
①凡本站注明稿件来源为:中国高新技术产业导报、中国高新网、中高新传媒的所有文字、图片和音视频稿件,版权均属本网所有,任何媒体、网站或个人未经本网协议授权不得转载、链接、转贴或以其他方式复制发表。已经本网授权使用作品的,被授权人应在授权范围内使用,并注明“来源:中国高新网、中高新传媒或者中国高新技术产业导报”。违反上述声明者 ,本网将追究其相关法律责任。
② 任何单位或个人认为本网站或本网站链接内容可能涉嫌侵犯其合法权益,应该及时向本网站书面反馈,并提供身份证明,权属证明及详细侵权情况证明,本网站在收到上述文件后,将会尽快移除被控侵权的内容或链接。
③如因作品内容、版权和其他问题需要与本网联系的,请在该事由发生之日起30日内进行。电话:010-68667266 电子邮件:chinacxw#chih.org(#换成@)
排行
  • 全部/
  • 本月

编辑推荐

关注我们

关注微博微信,了解精彩内容