隨著人工智慧(AI)的需求增加,晶片製造商正在努力生產更強大和高效的處理器。他們的目標是採用更好、更便宜的解決方案以滿足神經網路的需求,同時確保足夠的靈活性以因應演算法的演進。在Hotchips 2017年度會議上,發佈了許多新的深度學習(deep learning)和人工智慧技術,其中既有業界領先的科技公司,也不乏初露頭角的新創公司。

人工智慧的未來在於行動裝置

Hotchips年度大會上提出了一些很酷的東西,例如深入分析了Google的第二代向量處理單元(TPU v2),它的開發主要用於執行高效能的神經網路訓練。同時,微軟(Microsoft)也展出「腦電波」(Project Brainwave)專案,這是一個基於FPGA的深度神經網路(DNN)處理平台。這些解決方案都是針對任務繁重的資料中心,協助其減輕執行基於雲端的AI處理負載,但是……

雖然資料中心十分重要,但人工智慧最有趣的應用場景還是行動裝置。因為並不是所有的行動應用都可以依賴於雲端運算,有些人工智慧的處理還是需要在裝置上進行或是在邊緣處理。類似於虛擬實境(VR)應用面臨一連串的行動挑戰,人工智慧也必須解除禁錮,發揮其全部潛力。在本文的其餘部份我們會探討一些實例,更清楚地說明人工智慧的未來就是行動裝置。

智慧型手機拍照技術突飛猛進

去年,我曾經預測未來的智慧型手機拍照功能將會結合雙鏡頭相機和深度學習,進一步強化影像。現在,三星(Smaung)將它落實了,意識到雙鏡頭相機比單個更強,所以可以肯定地說我的預言實現了。三星最新發佈的Galaxy Note 8旗艦機型是三星第一款採用後置(rear-facing)雙鏡頭的智慧型手機。而在智慧型手機上的另一項發展是支援前置(front-facing)雙鏡頭,以最大限度地提高自拍影像的品質,例如華碩(Asus)最新Zenfone的兩個機型。在華碩剛剛發佈的六種新款機型中,就有五款配備了前置或後置雙鏡頭。

201712220_AIEngine_NT31P1 華碩Zenfone 4 Selfie Pro智慧型手機採用2個12MP鏡頭的相機,可拍攝出24MP的照片(來源:華碩)

智慧型手機的相機在品質和效果上取得了巨大的進步,但仍有很多可以改進的空間。結合人臉辨識和追蹤等人工智慧技術,同時採用自動對焦等先進照相功能,將會產生令人驚艷的客製化效果。例如,你可以讓相機自動辨識自己的孩子,並在拍照時隨時自動對焦他們。此外,同樣的技術還可以在照片中自動移除非家庭成員。再加上採用虛化效果模糊背景,讓使用者每次都能捕捉到令人讚歎的照片。這樣一來真的重新定義了「傻瓜相機」的概念!

所有這些智慧處理必須在裝置上進行。除了隱私問題,還有捕捉稍縱即逝時刻所需的拍照速度,使其難以在雲端實現。這意味著智慧型手機拍照時必須能夠有效地執行深度學習的任務,同時不消耗電池的電量。

語音介面進行智慧化邊緣分析

隨著虛擬語音助理的出現,語音介面已經變得普及。在智慧音箱和智慧型手機中,大部份的語音分析都是在雲端執行的。同樣地,這也面臨很多問題,例如隱私和延遲等等,甚至有些是可以離線處理的簡單事情。隨著虛擬助理功能的改善以及變得無處不在,使用者越來越習慣於使用自己的聲音作為主要介面。執行邊緣處理允許本地實現一些功能,同時避免雲端處理的所有問題,打造了一個無縫連接且方便的使用者介面。

深度學習同樣驅動擴增實境

人工智慧也是擴增實境(AR)的核心功能。從風靡全球的手機遊戲《精靈寶可夢GO》(Pokémon GO)證明了AR的理想應用是在手機上執行,讓任何人可以在任何地方使用。但是它還必須能高效率地執行,以便該裝置仍然可以同時用於其他事情,例如——我想想…打電話嗎?自從《精靈寶可夢GO》首次面世以來,擴增實境技術得以改善了,使用者開始期待能有更多更好的應用發佈。

在今年早些時候的蘋果(Apple)全球開發者大會(WWDC)上,他們宣佈了擴增實境開發工具套件——ARKit。它可以在所有執行iOS 11 (該系統將會在今年發佈)的裝置上使用。同時,Google搶先發佈了類似的擴增實境平台——ARCore,可以在Android上執行。相較於Google的Project Tango (所需要的硬體不是每支手機都具有),ARCore是一個能夠執行於任何Android智慧型手機的平台,因而可望成為世界上最大的擴增實境平台。

ARCore能執行於任何Android手機,可望成為最大的AR平台(來源:Google)

所有的智慧型手機都將配備專用神經引擎

考慮到以上討論到的所有好處,我有信心大膽地預測:在未來幾年之內,大多數智慧型手機都將配備一個專用的神經引擎。幾個月前,一連串的網路消息宣稱Apple正在開發自家神經引擎晶片,稱作Apple Neural Engine,專用於處理裝置上的人工智慧運算。如今,隨著iPhone 8和iPhone X陸續發佈,我們也已能證實這些傳言的真實性了。不過,就算這款加速器推遲到以後的機型中,Apple也已經發佈其Core ML庫了,讓使用現有引擎的開發人員加速人工智慧應用。

最近在德國柏林舉行的2017年國際消費電子展(IFA)上,華為(Huawei)宣佈其最新旗艦級處理器將包括加速人工智慧運算的神經處理單元。我認為接下來將會發生的是其他公司將會隨之仿效。我們或許不會在即將發佈的Google Pixel 2中看到手機版TPU現身,但我相信在未來幾年內,Google、三星和其他廠商將在他們的智慧型手機中內建一款專用的深度學習引擎,並利用這些引擎實現許多新的熱點應用。

例如未來可能會出現這樣的對話:

  • 用戶:「OK Camera,詳細說說正在過馬路的人身上穿的衣服寫了些什麼?」
  • 相機:「那是一件NBA勇士隊的球衣。上面寫著:2020年冠軍——最後一屆AI-free年。」
  • 用戶:「什麼意思?」
  • 相機:「這是指未使用AI輔助投籃的最後一年,現在使用AI後投籃命中率平均增加了18.5%」
  • ……