2021,AI能“上天”也能“进厂”

 2021-7-12 23:08:49 回帖奖励 |阅读模式
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2021,AI能“上天”也能“进厂”

1985年,14岁的马化腾得到了一件渴望许久的生日礼物——一架80毫米口径的天文望远镜。虽然这只是一个入门级的天文望远镜,能看到的星空十分有限,但它足以孕育出一个少年的太空梦。

后来,马化腾虽然没有如愿进入天文行业,反倒是在互联网领域闯出一番天地,但是,这么多年来,他对天文的关注从未消减。

如今,马化腾的事业与梦想也开始产生交汇。在2021年世界人工智能大会上,腾讯公司董事会主席兼CEO马化腾表示,腾讯将和国家天文台联合启动“探星计划”,将AI技术用于寻找脉冲星,探索宇宙。

据悉,“探星计划”将基于腾讯优图实验室的计算机视觉技术及腾讯云的计算能力,用“云+AI”帮助中国天眼FAST处理每天接收到的庞大数据,并通过视觉AI分析找到脉冲星线索。


借助AI探寻宇宙“灯塔”

坐落于贵州省平塘县喀斯特洼地里的FAST(Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope,500米口径球面射电望远镜),是个不折不扣的“国之重器”。它被世界誉为“中国天眼”,是世界最大的射电天文望远镜,占地面积约30个足球场大,也是中国有史以来最大的天文工程。


FAST的一个重要科学目标,就是搜寻和观测宇宙中的“脉冲星”。脉冲星,即高速自转的中子星,其具有在地面实验室无法实现的极端物理性质,是理想的天体物理实验室,对其进行研究,将有望得到许多重大物理学问题的答案。

同时,由于脉冲星特征明显、易于辨识,在宇宙中的定位位置比较精准,所以它也被称作是宇宙中的“灯塔”。但是,人类寻找脉冲星的过程并不容易。

过去,脉冲星或许已经向地球发射了亿万年的信号,可直到几十年前,才第一次被人类接收到。而中国FAST的启动运行,则让人类对脉冲星的搜寻工作进一步提速。

据中国科学院国家天文台研究员、FAST首席科学家李菂透露,自2017年以来,FAST搜寻到的脉冲星数量已达350多颗,接近人类已发现脉冲星总量的10%。从实验科学的角度来说,中国在脉冲星搜寻方面,已经走到了世界的前沿。


但是,FAST的大,也为搜寻工作带来了一些甜蜜的烦恼。目前,FAST每周产生的脉冲星观测数据,大概能得到3000多万张信号图,如果以人工肉眼处理,按照1张/秒速度,在不吃不喝不休息的条件下,也需要用一年的时间才能处理完。

更何况,FAST的数据还在一直增加。所以,如何更高效的处理这庞大的观测数据,一度成为天文学家最头疼的事情。这个时候,AI出现了。

据腾讯优图实验室副总经理黄飞跃介绍,除了助力产业经济,优图也一直在做偏科研性质的探索,内部会定期做一些头脑风暴。去年底,有两位爱好天文学的同事提出,AI技术对于天文探索能起到帮助,内部讨论商定后,便开始寻找相关的合作。

今年春节前,腾讯优图与李菂建立联系,春节后,双方便开始推动合作落地。李菂表示,人工智能作为一门相对成熟的技术,在天文领域的应用虽然已经十分广泛,但是一直以来,由于FAST缺少相关专业的AI技术人才,所以对AI的应用也相对浅显,使用的都是一些公开的AI工具。

“当数据量起来以后,我们意识到原有工具的局限性,所以也希望跟有专业背景和架构的单位进行合作”,李菂说。正因如此,腾讯与FAST的合作一拍即合。

黄飞跃坦言,在进行AI探星的过程中,遇到了一些难点。比如天文领域有标注的训练数据较少,这对AI的训练会带来一些困难;再者是,同样的天体信号用不同的望远镜设备观测,得到的数据和展现的形式也不完全一样,这也为机器识别带来了挑战。

针对这些问题,腾讯优图基于过去的积累,拿出了自监督学习以及跨域学习的解决办法。前者可以大大降低对有标签数据的依赖,而后者可以实现对不同设备数据的整合。

目前,腾讯优图与FAST经过两个多月的合作,已经实现探星数据的预处理速度和信号图召回的命中率均提升一倍以上。而如果单纯是对信号图进行识别分析的话,AI只需要3天的时间就能完成人工要一年才能完成的工作量,数据处理效率提升120倍。


李菂也感慨道,通过与腾讯优图的合作,探星的整体效率明显提升,这是实打实的效果。据其透露,与腾讯合作以来,FAST已经新发现了5颗脉冲星。


星辰大海,是情怀也是责任

实际上,在与FAST合作探星之前,腾讯就一直在通过各种方式助力基础科学的发展。

2013年,腾讯举办了首届WE大会,马化腾当时表示,“这个论坛不谈商业或者公司之间的竞争,要谈的是未来如何用科技改变人类生活,如何解决我们可能现在想不到的未来的很多问题”。

过去八年腾讯连续举办了八届WE大会,每一届都是纯正的科学大会。不仅如此,2018年WE大会进一步升级为“科学周”,涵盖腾讯科学WE大会、腾讯医学ME大会和科学探索奖颁奖三大活动。

据悉,科学WE大会和医学ME大会的命名,都是基于人类对未来探索的角度出发, WE寓意着人类的进化之路(Way to Evolve), 是“我们”的历史与未来; ME则代表着医学启蒙(Medical Enlightenment),着眼于每一个“我的存在”。

而科学探索奖,是2017年11月腾讯与北京大学教授饶毅,携手杨振宁、邬贺铨、施一公、潘建伟等十余位科学家共同发起设立的奖项,旨在激励一代又一代青年人投入到科学探索之中。

马化腾曾不止在一个场合公开表达过,自己从小很喜欢科学,所以对于基础科学相关的投入,他也十分积极。

在腾讯内部,腾讯旗下人工智能实验室、量子实验室、机器人实验室等多个团队的重点工作方向,也都包括进行前沿领域的探索。

2019年,腾讯将“科技向善”作为公司新的愿景与使命,这也为腾讯旗下新技术的应用提出了指引。

腾讯CXO网大为曾提出要将AI应用于医疗+FEW(食品、能源、水),对此,马化腾也表示,这是腾讯AI lab和CSIG关注的产业互联网领域,但这不只是一个业务,而是人类共同面对的地球级挑战,意义非凡。

据了解,腾讯与FAST的合作是纯公益性质的,这也是腾讯“科技向善”,推动可持续社会价值创新的一个缩影。

今年4月,腾讯进行了新一轮的战略升级,提出首期将投入500亿元用于可持续社会价值创新,对包括基础科学、教育创新、乡村振兴、碳中和、FEW(食物、能源与水)、公众应急、养老科技和公益数字化等领域展开探索。


云AI融合落地

然而,除了社会价值,AI在产业价值方面的作用也不容小觑。马化腾提到,AI技术不但能“上天”,还能“进厂”、“入生活”。目前已经有上海的专业制造企业,把腾讯的AI技术用于质检环节,实现降本增效。

马化腾所说的制造企业,即成立于1999年的上海富驰高科技股份有限公司(简称“富驰高科”)。富驰高科是一家金属粉末注射成型(MIM)产品专业制造商,其产品目前已在消费电子、医疗、汽车、航空航天等领域获得广泛的市场应用。

此前,富驰高科的工厂在前端工序的自动化程度已经很高,可达到90%以上,唯独在质检环节,因为MIM产品形状结构复杂,有很多异形,导致一般的检测设备和检测方法都难以满足要求。

所以一直以来,富驰高科都依赖于人工质检。可是,随着整个行业的发展,人工质检的局限性也越发凸显。一方面是人工质检出错率高,在发现的不合格件中,绝大多数都是因为工人眼部疲劳出现漏检,另一方面,是随着产能需求的提升,人工需求量变大,人力成本也水涨船高。

过去,富驰高科也尝试过一些技术解决方案,但效果都不达预期,甚至有些服务商做完项目评估后,觉得难度太大选择放弃。

后来,富驰高科与腾讯云展开合作。腾讯云针对富驰高科这个案例推出了一些定制化功能,比如缺陷迁移、分级标定、光度立体等,由此取得了新进展,解决了困扰富驰高科许久的质检自动化难题。

腾讯云副总裁、腾讯优图实验室总经理吴运声表示,AI技术在行业落地的过程中,最大的挑战就是行业know-how,过去,很多AI开发人员不了解行业,做出来的东西就会和行业需求有隔阂。所以腾讯优图现在每接触一个行业,都会跟行业人员进行深入的迭代性交流,确保最终做出来的方案是真正可用的。

在富驰高科的案例中,腾讯优图需要通过一次又一次的测试,把产品可能出现的真实缺陷转化成机器能理解的描述,才能最终助力富驰高科解决问题。现在,富驰高科仅需几秒就能完成对目标零件数十个大小点位的采图、分析、分类的工作,而原来人工质检则需要一分钟。

一台AI质检仪的工作效率是原来人工检测的20倍,目前富驰高科已经上线10多台设备,在机器持续满载生产的情况下,一年可节省人力成本数千万元。

类似的案例还有很多,除了工业领域,腾讯云AI还在城市治理、能源、文旅、传媒、金融等多个行业及领域落地。据吴运声透露,目前,腾讯云已对外提供超过300项能力,超过50个解决方案。

在2021年世界人工智能大会期间,腾讯云将AI能力进行整合,并首次完整展示给外界。7月9日,腾讯云正式推出TI ONE、TI Matrix、TI DataTruth三大AI底层平台。

吴运声表示,这三大平台提供了包括算法开发、模型训练、数据标注、数据处理等在内的一系列开发能力,可为企业或者个人用户提供一站式的智能化、数据化、移动化服务。

具体而言,TI ONE是提供了从数据处理、算法开发、模型训练、模型自动调优到模型在线推理服务、离线批量预测发布的一站式 AI 开发平台;TI Matrix则灵活组合数据采集、算法应用、工程开发、边缘适配和应用集成这五项AI应用落地的关键能力,解决了AI从模型到业务落地“最后一公里”的问题;而TI DataTruth可持续提升数据采集和数据标注能力,为用户释放数据生产要素价值。

腾讯高级执行副总裁、云与智慧产业事业群CEO汤道生表示,通过与云的深度融合,让AI从实验室的“象牙塔”,走进越来越多的生产、生活场景。

一方面,AI与云的深度融合,将基础的语音识别、图像识别、深度学习能力,封装成适用于不同场景的“应用软件”,让人工智能成为各行各业优化生产、提升效率的工具。

另一方面,AI与云的深度融合,也将高深、复杂的前沿算法和理论,转换成每个开发者可操作、可利用的“编程软件”,让AI成为每个中小企业和开发者,都能利用的改变世界的工具。同时也让更多的跨界人才,把AI带到更多的行业,产生更大的社会价值。

今年,腾讯已将“推动可持续社会价值创新”写入了发展战略,而无论是与FAST合作探星,还是助力富驰高科降本增效,都是腾讯在以“云+AI”的方式,推动生产与生活的效率优化,为社会价值创新贡献力量。



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