升級iOS 10後，你的iPhone就變成了AI超級計算機
蘋果iOS 10正式版將於9月13日開始推送,iPhone機主升級系統之後,就可以找到幾乎在任何時候和任何地方,任何人或任何東西的照片。
新的iOS 10的神經網路人工智慧可以在十分之一秒的時間裡進行110億次計算,不僅能辨別出每張照片里的人是誰,甚至能辨識出他們的情緒如何。
「手上人工智慧」正在成為一種趨勢,iOS 10的照片應用只是最新的一個例證。
今年1月份發布的應用Aipoly可以識別物體,並大聲說出這些東西的名字,為盲人用戶帶來了福音。
而且,如果你使用谷歌(微博)翻譯,只要把攝像頭對準一些文字,它就能把這些文字翻譯成另一種語言。就算是在沒有蜂窩信號的地方,這些功能也可以使用。
在手機上進行AI處理的好處
對於「它的工作原理是怎樣」這樣的問題,「雲計算」正在成為某種標準答案,但是,智能手機已經奪回了一定的獨立性:本來需要與伺服器中心連接才能執行的一些任務,現在直接在手機上就能完成。
這可以為用戶提供更加自然流暢的AI經驗,因為不需要互聯網連接到數據中心,就不會有令人心煩的滯後現象。
升級iOS 10後,你的iPhone就變成了AI超級計算機
「如果我說, 嘿,Siri的,這是什麼?」它需要兩秒鐘的時間把照片發送到雲服務並獲得回應,」Aipoly的聯合創始人阿爾貝托·里佐利(Alberto Rizzoli)說。
「感覺就像是在和一個剛剛從夢中醒來的人交談。」 Aipoly不是第一次試圖幫助盲人看東西的應用;但它是這類服務中第一個不依賴雲服務,直接在手機上運行AI,立即識別東西的應用。」
有了這樣的即時AI,增強現實(AR)就可以遠遠超越Pokémon Go的層次,準確地映射周圍的環境,把3D物體、人物和動畫插入到手機或平板電腦屏幕上的視頻源中。
同樣,有了移動AI,虛擬現實(VR)看上去也會更加逼真。
手機晶元製造商高通的產品管理總監加里·布洛特曼(Gary Brotman)是機器學習平台的負責人,他說:「要正確實現VR,所有東西都必須是完全實時的。你必須要能夠呈現視頻和音頻,擁有支持眼動跟蹤、頭部跟蹤、手勢跟蹤以及空間音頻跟蹤(以便把房間的聲學效果映射到虛擬體驗中)的人工智慧。」
AI也將為用戶提供一些非常方便的功能。里佐利說,以後的虛擬助理可能會使用手機攝像頭來識別你所在的位置,比如具體是在哪條街道,哪個餐館,並調出相關的應用。
而且這些方便的功能可能不會再有延遲。如果未來的AI並不需要雲計算,那麼雲計算就不需要掌握你的個人信息。
「在手機上進行分析和人工智慧處理有很多好處,比如保護隱私,消除延遲等等。」布洛特曼說。
是什麼把AI的力量賦予了手機?是電子遊戲。
「人們希望在手機或者平板電腦上玩更好的遊戲,」里佐利說。 「因此,蘋果變得特別擅長於提供更好的性能,高通和其他晶元廠商也是如此。」這推動了移動CPU和GPU的發展。
雖然大部分的CPU都是順序執行任務的,GPU卻可以並行執行簡單但數量龐大的任務,這是快速渲染3D圖形所必需的。另外,AI也需要硬體可以連著執行多個簡單任務。
就拿「卷積神經網路」(當前主流圖像識別技術)舉例來說吧,它仿照大腦視覺皮層的工作原理,把視野劃分成一個個重疊的小塊,然後以一層連一層地過濾簡單的細節,比如這些小塊的邊緣。
這些信息被傳輸到另一層神經元(對人類來說生物性的,對軟體來說是虛擬的),它可能會把邊緣合并成一條條線;另一層神經元可能會識別出原始形狀。
每一層(可能有幾十層)都會進一步細化對圖像的感知。「你在看一張照片的時候,你會在同一時間識別出它的各種元素,」里佐利說。 「你識別出邊緣,識別出形狀。這一切都可以並行進行。」
對硬體的需求
早在幾年前,智能手機的晶元已經準備好了迎接這種挑戰。在升級iOS 10之後,即使是2013推出的iPhone 5s也足以支持新的人臉識別、場景識別,以及對象識別。
Aipoly正在製作可以在iPhone 5上,以及可以在上市已經好幾年的Android手機上運行的版本。但是程序員最近才剛剛開始利用這種能力。今年6月份推出的照片特效應用Prisma就是其中的佼佼者。
這個應用是25歲的阿列克謝·莫伊申科夫(Aleksey Moiseenkov)開發的。
Prisma用戶可以把智能手機上的照片用30多種藝術風格進行加工,比如「吶喊」、「蒙德里安」風格等等。加工後的效果呈現馬上就可以呈現出來,用戶完全不會注意到背後的計算有多麼複雜。
Instagram上的那種濾鏡提供的是簡單的調整,比如顏色、對比度、亮度或白平衡等等基本參數的調整。 但Prisma需要分析圖像,識別出相似的形狀、線條、色彩和陰影等等元素,然後以蒙克(Edvard Munch)或蒙德里安(Piet Mondrian)的風格進行重新繪製。即便是平淡無奇的照片,經Prisma加工之後也可以呈現出驚艷的效果。
Prisma最初使用了雲服務來完成這些工作,但莫伊申科夫說,這麼做損害了該應用的質量。
「我們有很多的用戶在亞洲,」他說,「我們需要給他們提供同樣的體驗,無論他們用什麼方式上網,無論伺服器在哪裡」。
8月份推出的iPhone版Prisma完全在手機上運行,莫伊申科夫目前正在開發完全在手機上運行的Android版Prisma。
而且Prisma即將推出一個既可以對照片又可以對視頻進行藝術化處理的版本。發布時間可能就在本月內。
莫伊申科夫說,「把視頻上載到伺服器進行各種處理,比處理照片更加複雜得多,」所以,直接在手機上實現藝術化處理是至關重要的。
廠商提供的支持
為了讓AI軟體能在手機上運行,莫伊申科夫和他的團隊不得不從零開始編碼,但以後可能不會這麼辛苦了。
今年5月,高通為驍龍820晶元推出了一個軟體開發工具包,名為「神經處理引擎」(Neural Processing Engine)。
2016年的高端Android手機,如三星Galaxy S7和Note 7,Moto Z和Z Force 、 OnePlus 3、HTC 10和LG G5,都採用了驍龍820晶元。
這個軟體可以在CPU,GPU和該晶元的其它部件之間切換,以支持場景檢測、文字識別、面部識別和自然語言處理(理解語音對話,而不是僅僅是理解命令式的語音指令)等任務。
專業AI晶元也正在研製之中。一家名為Movidius的公司推出了VPU(vision processing units,意思是視覺處理單元),對計算機視覺神經網路進行了優化(就在本周,晶元巨頭英特爾達成了收購Movidius的協議)。
DJI的Phantom 4無人機就搭載了該公司最新的Myriad 2晶元,用來幫助無人機發現和避免障礙物,在空中懸停,並跟蹤自行車或滑雪者這一類的移動物體。
Myriad 2的功耗大約只有1瓦,足以在手機上運行。對於Movidius未來的產品,該公司做過一些模糊的聲明。
今年6月,它公布與聯想公司「達成戰略合作夥伴關係,為各種以VR為中心的聯想產品提供先進的視覺處理技術。」這些產品可能是VR頭盔,或者是手機,或者兩者都包括。
今年1月,Movidius和谷歌宣布合作「以加速移動設備上的深度學習」,但之後Movidius就不再透露和谷歌交易的更多信息。
蘋果的AI規劃
蘋果在今年6月推出iOS 10預覽版之前,對自己的AI計劃一直都含糊其辭。
照片應用可能佔了蘋果AI計劃的大頭。它使用了神經網路深度學習過程,可以識別照片中的場景、對象和人臉,把它們進行歸類,讓用戶可以搜索它們。
其Memories功能可以把你出現過的照片和視頻組合起來,或某個地方的照片和視頻組合起來,或者是它認為涉及一個重要事件(比如一場旅行)的照片和視頻組合起來。蘋果說,直接在手機上完成全部工作可以保證個人信息的私密性。
蘋果公司的預測打字功能也運用了神經網路,這個功能可以幫助你完成句子,其實早在iOS 10之前,蘋果就已經在使用AI。
2014年7月,蘋果把Siri轉移到了一個在手機上運行的神經網路系統上,以改善Siri的語音識別能力。
Siri現在是應用開發商利用iPhone AI系統的一條路徑。蘋果尚未像高通為驍龍晶元做的那樣,為其A系列晶元發布AI編程工具,但蘋果有一個叫SiriKit功能,開發人員可以把自己的應用連接到這個功能上,這樣一來,用戶就可以通過與Siri聊天的方式,與開發人員的應用進行交互了。
而且蘋果在幫助第三方開發者利用AI上付出的努力,未必落後高通多少。
最近蘋果花費了據說2億美元,收購了一家為程序員提供AI工具的公司,名叫Turi。而且開發者還將獲得更加強勁的動力:在iPhone 7和7Plus上,新的A10Fusion晶元擁有一顆CPU,運行速度比上一代iPhone的CPU快40%,另外圖形處理速度也加快了50%。
隨著AI在科技領域開疆拓土,它似乎註定會在手機上獲得增長。用戶越來越期望設備能夠理解他們想要什麼,他們的意思是什麼。
「我可以說,大部分移動應用都將成為AI應用,」納爾多·曼納洛托(Nardo Manaloto)說。他是AI工程師兼顧問,側重於醫療保健應用,比如虛擬醫療助理等等。
阿爾貝托·里佐利預計,明年1月的CES大會上將湧現大量新的應用。
「有了更多的深度學習軟體工具之後,應用開發人員在這方面的意識就會增強,他們就會跟隨這種發展,」他說。
「目前計算機科學領域有很多人仍然覺得這是一種黑科技……當然事實上並不是這樣。」
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