你坐飛機(jī)的時(shí)候有沒(méi)有想過(guò)一個(gè)問(wèn)題：「為什么我坐的飛機(jī)總是不靠廊橋，還要拿著行李去擠擺渡車(chē)？」

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通常，相關(guān)人員會(huì)告訴你：廊橋資源比較珍貴，因此飛機(jī)靠橋的幾率要低于停在遠(yuǎn)機(jī)位的幾率。

其實(shí)，這個(gè)答案只說(shuō)出了一部分原因。 隨著機(jī)場(chǎng)航班數(shù)量的不斷增加，「靠橋率」成為了衡量機(jī)場(chǎng)運(yùn)行管理水平 的重要指標(biāo)。要在這個(gè)指標(biāo)上有所提高，除了改善硬件之外，「調(diào)度」也是一個(gè)突破口。 在國(guó)內(nèi)，深圳機(jī)場(chǎng)率先找準(zhǔn)了這個(gè)「突破口」。 深圳機(jī)場(chǎng)的廊橋機(jī)位與遠(yuǎn)機(jī)位的比例為 1:3。按照這個(gè)比例，很大一部分乘客都需要乘坐擺渡車(chē)。那么，如何讓更多的航班停靠在廊橋呢？深圳機(jī)場(chǎng)給出的解決方案是：AI 智能調(diào)度。 在 2018 年之前，深圳機(jī)場(chǎng)使用的調(diào)度方案主要是人工和系統(tǒng)配合的，每天 1000 多個(gè)航班的機(jī)位分配需要花掉 4 個(gè)小時(shí)。從 2018 年 11 月開(kāi)始，深圳機(jī)場(chǎng)開(kāi)始建設(shè)機(jī)位資源智能分配系統(tǒng)，2019 年正式上線。該系統(tǒng)將靠橋率提升了 10 個(gè)百分點(diǎn)，每個(gè)廊橋每天能多保障一個(gè)航班，一年之內(nèi)為 400 萬(wàn)旅客省去了坐擺渡車(chē)的麻煩。同時(shí)，它還將機(jī)位分配的時(shí)間縮短為 1 分鐘。

在剛剛結(jié)束的華為云 TechWave 人工智能專(zhuān)題日上，華為云人工智能領(lǐng)域首席科學(xué)家、IEEE Fellow 田奇向我們講述了華為云 EI 運(yùn)用 AI 技術(shù)帶來(lái)的諸多智能化變革，深圳機(jī)場(chǎng)智能機(jī)位分配只是其中的一個(gè)例子。類(lèi)似的例子還有很多，比如通過(guò)智能調(diào)配路上的信號(hào)燈縮短停車(chē)等待時(shí)間、利用智能防暴力卸貨方案防止工作人員對(duì)快遞進(jìn)行暴力分揀等。 

華為云人工智能領(lǐng)域首席科學(xué)家、IEEE Fellow 田奇

AI 是一個(gè)需要長(zhǎng)期積累的行業(yè)，事實(shí)上華為早就開(kāi)始了 AI 相關(guān)研究，但一直比較低調(diào)，諾亞方舟等實(shí)驗(yàn)室也很少出現(xiàn)在「臺(tái)前」。與之形成鮮明反差的是，華為手機(jī)的 AI 技術(shù)卻屢次成為大眾熱議的話題。近幾年，華為云全棧全場(chǎng)景 AI 強(qiáng)大的行業(yè)落地能力，在華為云 EI 企業(yè)智能體現(xiàn)得淋漓盡致。雖然成立還不到三年，華為云 EI 已經(jīng)在 10 多個(gè)行業(yè)的 600 多個(gè)項(xiàng)目探索和落地。

而這一切，都離不開(kāi) AI 基礎(chǔ)研究的支撐。

作為一個(gè)橫跨學(xué)界和業(yè)界的研究者，田奇博士的加入為華為云 EI 的基礎(chǔ)研究制定了新的規(guī)劃。在他的帶領(lǐng)下，華為云 EI 將專(zhuān)注于計(jì)算機(jī)視覺(jué)、決策優(yōu)化和語(yǔ)音語(yǔ)義三大方向，并于近期在這三個(gè)方向上取得了多項(xiàng)世界第一的成績(jī)。

計(jì)算機(jī)視覺(jué)：頂會(huì)論文近百篇，登頂 ImageNet、COCO 等權(quán)威數(shù)據(jù)集

計(jì)算機(jī)視覺(jué)是 AI 領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛的技術(shù)之一，很多行業(yè)痛點(diǎn)都可以通過(guò)計(jì)算機(jī)視覺(jué)算法來(lái)解決，如道路擁堵診斷分析等。為了解決這些痛點(diǎn)，田奇博士帶領(lǐng)的視覺(jué)研究團(tuán)隊(duì)從圖像分類(lèi)、檢測(cè)、分割、多模態(tài)數(shù)據(jù)處理等多個(gè)方向入手，在基礎(chǔ)研究領(lǐng)域取得了多項(xiàng)突破，有近百篇論文被 ICCV、ECCV、CVPR 等頂會(huì)收錄。

圖像分類(lèi)：登頂 ImageNet、WebVision 數(shù)據(jù)集

作為人類(lèi)最基本的能力，大腦可以對(duì)眼睛看到的常見(jiàn)目標(biāo)進(jìn)行精準(zhǔn)的識(shí)別，比如貓、狗、車(chē)等。但是，由于每個(gè)人知識(shí)的局限性，常人很難完成成千上萬(wàn)類(lèi)的物體識(shí)別。

為了解決這個(gè)問(wèn)題，華為視覺(jué)團(tuán)隊(duì)從 2019 年年底開(kāi)始發(fā)力，自研出了基于知識(shí)蒸餾與數(shù)據(jù)增強(qiáng)的分類(lèi)算法，大幅提升了圖像分類(lèi)的性能。今年 3 月份，在 ImageNet-1000 大規(guī)模圖像分類(lèi)數(shù)據(jù)集上，該團(tuán)隊(duì)的 EffNet+CAKD 算法 top-1 精度達(dá)到了 85.8%，超越了長(zhǎng)期以來(lái)霸榜的谷歌。

其實(shí)，圖像分類(lèi)并沒(méi)有看起來(lái)那么簡(jiǎn)單，標(biāo)注數(shù)據(jù)中會(huì)存在很多噪聲。在這些噪聲的「誤導(dǎo)」下，模型很容易出錯(cuò)。

為了讓 AI 像人類(lèi)一樣更魯棒地去處理有噪聲數(shù)據(jù)的任務(wù)，華為視覺(jué)團(tuán)隊(duì)提出了新的 AI 模型學(xué)習(xí)范式，旨在提升 AI 模型對(duì)數(shù)據(jù)中錯(cuò)誤樣本的容忍度。

在由蘇黎世聯(lián)邦理工、Google Research、卡內(nèi)基梅隆大學(xué)等共同組織的人工智能「世界杯」——WebVision 大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)圖像數(shù)據(jù)識(shí)別競(jìng)賽中，華為以 82.97% 的精度擊敗了來(lái)自世界各地的 94 支參賽隊(duì)伍，達(dá)到業(yè)界第一。

在無(wú)監(jiān)督學(xué)習(xí)方面，華為視覺(jué)團(tuán)隊(duì)自研的無(wú)監(jiān)督學(xué)習(xí)算法在無(wú)標(biāo)簽的 ImageNet 數(shù)據(jù)集上達(dá)到了 72.4% 的精度，比 Facebook 何愷明組的 MOCO v2（71.1%）還要高出 1.3 個(gè)百分點(diǎn)。

圖像檢測(cè)與分割：登頂 COCO 數(shù)據(jù)集

不同于圖像分類(lèi)技術(shù)，圖像檢測(cè)和分割旨在讓計(jì)算機(jī)可以像人一樣識(shí)別到圖片中更高層次的語(yǔ)義信息，比如檢測(cè)目標(biāo)的位置、理解目標(biāo)的相互關(guān)系等。

為了解決這一類(lèi)問(wèn)題，華為視覺(jué)團(tuán)隊(duì)自研了自適應(yīng)數(shù)據(jù)增強(qiáng)技術(shù)，在包含 16 萬(wàn)張圖像的 COCO 數(shù)據(jù)集上實(shí)現(xiàn)了單模型 56.8%、多模型 58.8% 的檢測(cè)精度，兩項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到了世界第一，打破了谷歌等公司在該領(lǐng)域多年的壟斷。

在這次疫情的大考中，原來(lái)只能依靠人類(lèi)專(zhuān)家完成的新冠肺炎檢測(cè)任務(wù)，華為云依靠領(lǐng)先的圖像分割技術(shù)實(shí)現(xiàn)了肺炎更精準(zhǔn)、更快速的檢測(cè)，可以達(dá)到 CT 量化結(jié)果秒級(jí)輸出，大大提升了輔助診療的質(zhì)量和效率。

多模態(tài)數(shù)據(jù)處理：登頂 NuScenes 數(shù)據(jù)集

前面提到的圖像分類(lèi)、檢測(cè)、分割等都是相對(duì)獨(dú)立的任務(wù)，但在現(xiàn)實(shí)生活中，人們處理的往往是多個(gè)維度、多個(gè)模態(tài)的數(shù)據(jù)（如聊天時(shí)同時(shí)面對(duì)人臉和聲音），計(jì)算機(jī)也不例外。

為了挖掘和整合不同模態(tài)數(shù)據(jù)之間的知識(shí)，華為視覺(jué)團(tuán)隊(duì)提出了圖像底層信息融合技術(shù)，來(lái)處理語(yǔ)義分割信息和激光點(diǎn)云等多模態(tài)數(shù)據(jù)。在全世界最大規(guī)模的 3D 目標(biāo)檢測(cè)數(shù)據(jù)集 NuScenes 上，該團(tuán)隊(duì)擊敗了來(lái)自世界各地的 92 支隊(duì)伍，達(dá)到了 64.2% 的檢測(cè)精度，取得業(yè)界第一，領(lǐng)先第二名 3.1%。

在該項(xiàng)多模態(tài)技術(shù)的推動(dòng)下，華為云 EI 提出了交通智能體，來(lái)解決「你今天堵車(chē)了嗎」這個(gè)靈魂質(zhì)問(wèn)。

這些成果的取得和田奇博士的加入不無(wú)關(guān)系。田奇博士畢業(yè)于伊利諾伊大學(xué)香檳分校，師從計(jì)算視覺(jué)之父 Thomas S．Huang 教授。在加入華為之前，他在德州大學(xué)圣安東尼奧分校任教 17 年。目前，他已累計(jì)發(fā)表文章超過(guò) 550 篇，其中 250 多篇入圍 IEEE TPAMI、IJCV、CVPR/ICCV/ECCV、NeurIPS 等國(guó)際頂級(jí)期刊和會(huì)議。

在 2018 年加入華為之后，田奇博士迅速適應(yīng)了學(xué)界和業(yè)界的巨大差異，認(rèn)識(shí)到「工業(yè)界更注重于商業(yè)價(jià)值以及方法的實(shí)用性，針對(duì)某一個(gè)特定的問(wèn)題，提升用戶(hù)體驗(yàn)，帶來(lái)實(shí)際的價(jià)值」。在這種信念的指引下，他帶領(lǐng)華為的視覺(jué)團(tuán)隊(duì)取得了多項(xiàng)基礎(chǔ)研究突破，并將其落地到華為云 EI 的多個(gè)項(xiàng)目中。

針對(duì)視覺(jué)領(lǐng)域存在的諸多問(wèn)題，田奇博士在今年 3 月份的華為開(kāi)發(fā)者大會(huì) 2020（Cloud）上發(fā)布了《華為視覺(jué)研究計(jì)劃》，旨在為小樣本訓(xùn)練、多模態(tài)學(xué)習(xí)、端側(cè)模型瘦身等提供解決方案。

決策優(yōu)化：在 ESICUP 上達(dá)到世界最優(yōu)

將一塊大玻璃切成不同的形狀，怎么切才能最大程度上減少浪費(fèi)？將裝有貨物的箱子裝進(jìn)集裝箱，如何實(shí)現(xiàn)空間利用的最大化？這些都是現(xiàn)實(shí)生活中普遍存在的決策優(yōu)化問(wèn)題，也是華為云 EI 重點(diǎn)發(fā)力的一大方向。

為了在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中盡可能減少材料浪費(fèi)、降低生產(chǎn)成本，華為云 EI 提出了業(yè)界頂尖的決策優(yōu)化方案，在業(yè)內(nèi)公開(kāi)數(shù)據(jù)集 ESICUP 上達(dá)到世界最優(yōu)，用最少的投入獲得了最大程度的收益。

除了文章開(kāi)頭提到的飛機(jī)靠橋率，這類(lèi)問(wèn)題在其他行業(yè)也非常常見(jiàn)。以物流行業(yè)為例，在路線優(yōu)化問(wèn)題上，華為云的智能系統(tǒng)改變了人工查詢(xún)距離、匹配車(chē)型等操作，改為系統(tǒng)自動(dòng)測(cè)算。相比于模擬人工編排路徑得到的初始解，優(yōu)化后的結(jié)果的整體運(yùn)費(fèi)下降了 20-30%。

語(yǔ)音語(yǔ)義：DiggScience 全球第一

華為云 EI 語(yǔ)音語(yǔ)義團(tuán)隊(duì)著力于發(fā)展私人定制化的語(yǔ)義服務(wù)，不斷訓(xùn)練機(jī)器并自動(dòng)學(xué)習(xí)，賦予機(jī)器認(rèn)知、意識(shí)和推理的能力。同時(shí)，團(tuán)隊(duì)還開(kāi)發(fā)出了世界頂尖的知識(shí)圖譜平臺(tái)，完成了從感知智能到認(rèn)知智能的躍變。

這些成果也得到了海內(nèi)外機(jī)構(gòu)的高度認(rèn)可。在 2019 年 10 月的 DiggScience 科學(xué)數(shù)據(jù)挖掘大賽（學(xué)術(shù)論文搜索匹配大賽）上，華為云以 58.7% 的準(zhǔn)確率奪冠，超過(guò)第二名 5 個(gè)百分點(diǎn)。在今年 2 月的第 13 屆網(wǎng)絡(luò)搜索與數(shù)據(jù)挖掘國(guó)際會(huì)議（WSDM 2020）上，華為云帶領(lǐng)的聯(lián)合團(tuán)隊(duì)摘得 WSDM Cup 2020 大賽「論文引用意圖識(shí)別任務(wù)」金牌。

落地的背后

從以上研究成果和應(yīng)用案例我們可以看出，華為云在 AI 基礎(chǔ)研究的落地上是非常成功的。但有一點(diǎn)不可忽視：前沿研究和業(yè)務(wù)落地之間總是存在巨大的差異，田奇博士稱(chēng)之為「AI 使能鴻溝」。

從華為云 EI 落地的領(lǐng)域中我們不難發(fā)現(xiàn)，華為的團(tuán)隊(duì)挑的都是一些「硬骨頭」。以工業(yè)視覺(jué)場(chǎng)景為例，在學(xué)術(shù)界，研究者面臨的往往是標(biāo)注準(zhǔn)確、畫(huà)質(zhì)清晰的圖像，但在工業(yè)界，標(biāo)注錯(cuò)誤、圖像模糊是非常常見(jiàn)的，而且數(shù)據(jù)量也要大幾個(gè)量級(jí)。同樣嚴(yán)重的問(wèn)題還有醫(yī)療領(lǐng)域的小樣本訓(xùn)練以及端側(cè)的模型瘦身等，而這些都是華為云 EI 發(fā)力的領(lǐng)域。

橫跨學(xué)界和業(yè)界的雙重身份使得田奇博士能夠更加敏銳地感受到這些差異。在加入華為之后，他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)不斷克服這些挑戰(zhàn)，探索出了一系列解決方案。

除了技術(shù)層面的攻關(guān)之外，田奇博士在接受機(jī)器之心采訪時(shí)還提到了華為云的團(tuán)隊(duì)合作機(jī)制及人才的選拔標(biāo)準(zhǔn)。

在團(tuán)隊(duì)合作方面，他表示，華為有著一套完整的促進(jìn)研究組和產(chǎn)品線合作的機(jī)制，二者可以通過(guò)公司內(nèi)部各種各樣的活動(dòng)進(jìn)行交流，比如羅馬廣場(chǎng)、松鼠會(huì)等。研究組分享前沿的科研成果，產(chǎn)品線提出自身的業(yè)務(wù)痛點(diǎn)問(wèn)題，一旦發(fā)現(xiàn)合作的機(jī)會(huì)，兩者就可以通過(guò)聯(lián)合項(xiàng)目組的形式進(jìn)行攻關(guān)。同時(shí)，公司還創(chuàng)建了訪問(wèn)學(xué)者等機(jī)制，以期更好地促進(jìn)研究組和產(chǎn)品線的溝通。

在人才方面，他指出，華為云 EI 團(tuán)隊(duì)需要的是既懂算法，又懂平臺(tái)，而且還能了解行業(yè)的人。為什么這么講？首先從研究方向來(lái)看，越來(lái)越多的行業(yè)要求為 AI 模型融入知識(shí)，將從業(yè)人員的經(jīng)驗(yàn)系統(tǒng)化為行業(yè)知識(shí)圖譜，使模型具備推理的能力，從感知智能過(guò)渡到認(rèn)知智能。從行業(yè)需求來(lái)講，不懂行業(yè)的研究者很容易陷入偽需求的漩渦，做出的產(chǎn)品與真實(shí)場(chǎng)景不匹配，無(wú)法解決行業(yè)痛點(diǎn)。

田奇博士還指出，在人才方面，除了鼓勵(lì)算法研究者去向行業(yè)人員學(xué)習(xí)背景知識(shí)外，還要說(shuō)服行業(yè)專(zhuān)家去分享自己的行業(yè)知識(shí)，使其接受 AI，這就要在溝通上多下功夫。

在談到華為云 EI 的下一個(gè)技術(shù)發(fā)力點(diǎn)時(shí)，田奇表示，華為云 EI 將聚焦于兩個(gè)方向：華為云體系架構(gòu)和核心算法在行業(yè)中的落地。在體系架構(gòu)方面，華為云希望將來(lái)端、邊、云能夠更好地協(xié)同， 引入更多樣化的端，同時(shí)結(jié)合華為在 5G 和 IoT 的連接優(yōu)勢(shì)，賦能更多的行業(yè)。在算法方面，華為希望能跟行業(yè)相結(jié)合，解決行業(yè)中的實(shí)際問(wèn)題，使得核心算法落地行業(yè)。

面向分布式 AI 開(kāi)發(fā)及計(jì)算場(chǎng)景，華為云推出 ModelArts Edge 智能小站

在研究和產(chǎn)業(yè)部門(mén)的密切配合下，華為云 EI 克服了落地的重重挑戰(zhàn)，不僅將上述業(yè)界頂級(jí)的 AI 技術(shù)用到了自己產(chǎn)品中，還將其帶到了各個(gè)行業(yè)。

而這一切，都是通過(guò)一個(gè)叫 ModelArts 的一站式 AI 開(kāi)發(fā)管理平臺(tái)實(shí)現(xiàn)的。該平臺(tái)為機(jī)器學(xué)習(xí)與深度學(xué)習(xí)提供海量數(shù)據(jù)預(yù)處理及半自動(dòng)化標(biāo)注、大規(guī)模分布式 Training、自動(dòng)化模型生成，及端 - 邊 - 云模型按需部署能力，幫助用戶(hù)快速創(chuàng)建和部署模型，管理全周期 AI 工作流。

如今，這一平臺(tái)又有了新的延伸——ModelArts Edge 智能小站。

ModelArts Edge 智能小站主要面向分布式 AI 開(kāi)發(fā)以及計(jì)算場(chǎng)景的需求，解決用戶(hù)在自建 AI 平臺(tái)過(guò)程中存在的一些痛點(diǎn)，如平臺(tái)部署難度高；建設(shè)周期長(zhǎng)，無(wú)法跟上快速變化的業(yè)務(wù)趨勢(shì)等。

ModelArts Edge 沉淀了華為云 EI 在計(jì)算機(jī)視覺(jué)、決策優(yōu)化、語(yǔ)音語(yǔ)義等領(lǐng)域的核心技術(shù)，以一體化全棧方式交付完整的 ModelArts 平臺(tái)服務(wù)能力，是公有云服務(wù)在邊緣側(cè)的延伸，也是業(yè)界首個(gè) AI 訓(xùn)練及推理邊緣小站方案。

華為云人工智能領(lǐng)域首席科學(xué)家田奇在華為云 TechWave 人工智能專(zhuān)題日發(fā)布 ModelArts Edge 智能小站。

為了讓智能小站為客戶(hù)提供與華為云上 ModelArts 一致的服務(wù)，該小站與 ModelArts 平臺(tái)保持了 3 個(gè)統(tǒng)一：統(tǒng)一硬件平臺(tái)、統(tǒng)一軟件架構(gòu)、統(tǒng)一平臺(tái)服務(wù)。

在數(shù)據(jù)安全方面，智能小站部署在客戶(hù)數(shù)據(jù)中心，通過(guò)物理隔離以確保安全合規(guī)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)本地存儲(chǔ)、本地訓(xùn)練、本地推理。

在運(yùn)維方面，小站通過(guò)專(zhuān)線接入華為云運(yùn)維中心，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一運(yùn)維。用戶(hù)可以通過(guò)云上完成訓(xùn)練作業(yè)下發(fā)，而數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、訓(xùn)練、推理均在客戶(hù)機(jī)房完成。

華為云的技術(shù)專(zhuān)家在采訪中介紹了小站的一些具體應(yīng)用案例。以某大型電網(wǎng)公司為例，該公司在各個(gè)省都有節(jié)點(diǎn)，但各省數(shù)據(jù)量不夠大，因此需要在中心訓(xùn)練后再推到省節(jié)點(diǎn)進(jìn)行迭代。這種情況下，更好的方案是在總的節(jié)點(diǎn)上建一個(gè)中心的「云」，每個(gè)省節(jié)點(diǎn)部署 ModelArts Edge 智能小站。各個(gè)省之間可以通過(guò)聯(lián)邦共享數(shù)據(jù)。醫(yī)院的場(chǎng)景也是如此。

田奇表示，未來(lái)，華為云 EI 還將持續(xù)把華為 AI 前沿算法產(chǎn)品化，并開(kāi)放給各行業(yè)的 AI 開(kāi)發(fā)者使用，通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)產(chǎn)業(yè)智能升級(jí)。

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