文/刘 昆 陶 海 姜晓宇(安徽省工业和信息化研究院)
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[1]。安徽省高度重视人工智能产业发展,已经成为全国具有人工智能先发优势的省份,智能语音、类脑智能、量子计算等技术已处于全国领先地位。本文通过对安徽省人工智能产业链基础层、技术层以及应用层骨干企业、主要产品进行梳理,旨在摸清安徽省人工智能产业总体状况,分析安徽省人工智能产业存在的问题及提出相应的对策建议。
安徽省高度重视人工智能产业发展,先后出台了《安徽省新一代人工智能产业发展规划(2018—2030年)》和《安徽省人民政府关于支持人工智能产业创新发展若干政策的通知》,设立了总规模50 亿元的智能语音及人工智能产业发展基金,形成了产业支持政策体系。安徽省已经成为全国具有人工智能先发优势的省份,在智能语音、智能机器人、类脑智能方面具有竞争优势,产业发展呈现特色明显、集聚度高、科创资源丰富、外部合作有力、应用示范效益明显五个特点。
安徽省初步构建了以智能语音、机器人为引领的人工智能产业集群。依托科大讯飞股份有限公司在语音识别、语音合成、语音理解、机器翻译方面形成全球领先技术优势[2]。合肥建立了以智能语音为引领的人工智能国家级战略性新兴产业基地,芜湖形成了以工业机器人为代表的产业集群,马鞍山形成了以特种机器人为代表的产业集群[3]。
“中国声谷”是国内首个人工智能领域国家级产业基地[4],集聚了科大讯飞股份有限公司、华米科技公司等产业链上下游企业。科大讯飞股份有限公司拥有首个语音及语言信息处理国家工程实验室。2021 年,华米科技公司智能穿戴设备的出货量位居全球第四。
安徽省拥有合肥综合性国家科学中心人工智能研究院以及中国科学院合肥物质科学研究院、中国科学技术大学、智能语音国家人工智能开放创新平台、认知智能国家重点实验室、类脑智能技术及应用国家工程实验室以及中国科学院量子信息与量子科技创新研究院等一批科研平台。科大讯飞股份有限公司主导的人工智能国际标准ISO/IEC 获批立项。合肥综合性国家科学中心人工智能研究院在脑成像、信息计算、大范围首先科学、机器博弈、普适心理计算等基础研究领域实施了一批项目,基础研究能力进一步显现。
安徽省引入华为人工智能创新中心、百度集团、北京神州泰岳软件股份有限公司、杭州海康威视数字股份有限公司、中科寒武纪科技股份有限公司、思必驰科技股份有限公司等多家头部企业。
安徽省依托自身优势企业,围绕制造、教育、医疗、办公、政务领域打造了一批典型应用示范项目,形成具有地方特色的产业发展蓝图。如合肥骆岗中央公园智慧园区、中国(合肥)人工智能产业小镇、自动驾驶5G 示范线等人工智能特色产业区域。
人工智能产业链可分为基础层、技术层、应用层[5],根据安徽省产业实际,基础层选取芯片、传感器、大数据和云计算三个领域;技术层选取算法、支撑平台、智能语音、计算机视觉、自然语言处理、类脑智能六个领域;应用层选取机器人、网联汽车、智能终端、智慧教育、智慧医疗五个领域。安徽省人工智能产业图谱及细分领域重点企业,如图1 所示。
图1 安徽省人工智能产业链全景图
安徽省在人工智能芯片的智能穿戴和车规级MCU 领域处于国内领先,但是在通用、专用定制化等高端芯片及高性能智能传感器领域落后于发达地区。
(1)人工智能芯片。安徽省人工智能芯片分为可穿戴人工智能设备芯片、智能语音芯片、车规级MCU,如华米科技公司的可穿戴人工智能芯片“黄山2 号”,安徽芯智科技有限公司研发的业界首款车规级全栈语音AI 芯片,合肥杰发科技有限公司开发的国产车规级MCU。类脑芯片方面,类脑智能技术及应用国家工程实验室已经设计出存储一体的芯片。创新方向:重点支持研发高性能、低功耗的人工智能芯片,支持低功耗数模混合神经网络芯片的研发,突破具有自主学习能力的类脑芯片及系统。
(2)智能传感器。安徽省传感器产品主要有植物生产检测传感器、基于MEMS 气体传感器,如安徽朗坤物联网有限公司研发的针对植物生理数据进行实时采集的物本体感知系统(填补了国内空白),微纳传感生产的MEMS 气体流量芯片、气体质量流量传感器红外温度传感器等。创新方向:支持高性能气体、压力、惯性、距离、图像、声学等各类智能传感器的研发。
(3)大数据和云计算。大数据方面,百强企业数据堂在合肥成立安徽数据堂,围绕语音采集、无人驾驶、视觉识别等领域向科大讯飞股份有限公司、华米科技公司及重点科研机构提供数据服务。中国移动安徽(淮南)数据中心在人工智能数据标准、智能控制、图像识别等方面具有较好基础。云计算方面,宿州云计算数据中心可提供云数据、云存储、云管理等服务。创新方向:支持云原生的机器学习和深度学习技术、快速学习模型构建与训练的数据交换技术等。
安徽省智能语音、量子计算、类脑智能、自然语言处理技术走在全国前列,但在基础算法领域创新不多。智能语音作为安徽省优势产业,语音识别、语音合成、语义理解等技术走在国际前列,但技术成果转化和落地应用能力还有待提升。类脑智能作为安徽省的潜力产业,已稳步开展类脑感知、学习、控制理论的研究,在姿态估计、图像分类、动作识别等领域实现了重要突破。
(1)基础理论。安徽省算法研究以中国科学技术大学、合肥工业大学等院校为主,现有算法大多数围绕深度学习算法与场景结合和优化算法参数展开。中国科学技术大学围绕强化学习在对抗博弈电子游戏领域实现新的进展。创新方向:支持统计学习与深度学习基础理论、不确定性推理与决策、分布式学习与交互、无监督/半监督学习、主动学习等理论和模型研究。
(2)支撑平台。安徽省具有影响力的人工智能平台均依托行业领军企业,如依托科大讯飞股份有限公司建设了语音及语言信息处理国家工程实验室、类脑智能技术及应用国家工程实验室,依托安徽朗坤物联网有限公司建设了农业农村部农业物联网技术集成与应用重点实验室。创新方向:支持建立人工智能软硬件基础开发架构,建设CNN、RNN 等多种神经网络及深度学习算法训练库。
(3)智能语音。安徽省在智能语音领域拥有科大讯飞股份有限公司、安徽芯智科技有限公司、思必驰科技股份有限公司合肥分公司等。科大讯飞股份有限公司作为安徽省智能语音产业龙头企业,在语音识别、语音合成、语义理解、机器翻译等领域取得了核心技术突破并走在全球技术前沿,中文语音识别准确率已突破98%。创新方向:支持多语种、多方言机器翻译和语音识别与合成新方法,实现真实自然交互环境下的言语感知和分析处理研究。
(4)计算机视觉。安徽省在计算机视觉领域拥有杭州海康威视数字股份有限公司合肥分公司、安徽超视野智能科技有限公司等重点企业。杭州海康威视数字股份有限公司合肥分公司开展智能安防软件研发和技术服务。安徽超视野智能科技有限公司专注于计算机视觉处理技术、深度学习、GPU 图像计算、属性特征分析等方面研究。创新方向:支持基于深度学习的计算机视觉新方法的研究;生物特征识别、3D 视觉、视频分析与处理的新理论和新方法的研究。
(5)自然语言理解。安徽省在自然语言理解领域拥有泰岳祥升软件有限公司和科大讯飞股份有限公司。2014 年,科大讯飞股份有限公司发布全球首个中文自然语言处理云平台,泰岳祥升软件有限公司推出了中文信息(深度)处理开放创新平台。创新方向:支持科大讯飞股份有限公司的自然语言处理云平台以及泰岳祥升软件有限公司的中文信息(深度)处理开放创新平台,实现技术创新驱动“智造”发展。
(6)类脑智能。类脑智能技术及应用国家工程实验室已经研究突破从底层到高层的多种视觉信息处理方法,在超分辨率、姿态估计、图像分类、动作识别等多个代表性计算机视觉任务中取得显著的性能提升。创新方向:支持脑认知与神经计算、类脑计算系统、神经网络芯片、类脑芯片及系统等人工智能关键技术攻关。
安徽省人工智能解决方案主要体现在智能家居、智慧教育以及智慧医疗。人工智能硬件产品主要包括智能网联汽车、机器人、智能终端产品。
(1)智能机器人。安徽省目前形成了以工业机器人为支撑、服务机器人为优势、特种机器人为亮点的机器人产业体系。芜湖市、马鞍山市、合肥市机器人产业集聚区涵盖了集机器人研发设计、生产制造、系统集成、示范应用等全产业链。创新方向:支持智能分拣、物流搬运、柔性操作、识别解析等行业机器人技术的研发,开发具备自动感知、智能避障、自动巡航的智能无人机关键技术。
(2)智能网联汽车。安徽省智能网联汽车领域拥有芜湖森思泰克智能科技有限公司、北科天绘(合肥)激光技术有限公司、合肥四维图新科技有限公司、安徽星云互联科技有限责任公司、合肥工业大学智能制造技术研究院等重点企业。相关产品涉及汽车电子芯片、毫米波雷达、激光雷达、高精度导航软件、智能驾驶辅助系统、汽车管理平台、智能新能源汽车、智能网联汽车数据管理等领域。创新方向:支持基于5G、人工智能、智能传感、大数据、车联网等技术融合的自动驾驶、自主泊车、车路协同、高精地图等技术。
(3)智能终端。安徽省智能终端产业主要集中在“中国声谷”,产品涉及智能笔记本、智能穿戴、智能翻译机、智能鼠标、智能办公硬件、智能摄像头、无线智能视频产品、智能警用装备等。创新方向:支持智能语音、人脸识别、机器学习、语义理解等技术在公文智能写作、会议智能速记等智能办公软硬件上的应用。
(4)智能家居。2020 年,安徽省规模以上家电企业达211 户,美的、海尔、格力、美菱、惠而浦等家电企业具备智能家电生产能力,围绕安防、灯光控制、智能监控等联网应用,推出150 余款智能家电产品。合肥荣事达电子电器集团有限公司拥有智能家居控制技术、人工智能语音控制系统、环境监测技术、智能家电控制技术等多项国内领先技术。创新方向:支持互联互通的智能家居应用解决方案,支持智能家居企业开展个性化定制等创新服务。
(5)智慧教育。安徽省智慧教育领域有科大讯飞股份有限公司、安徽百度公司、天立泰科技股份有限公司三大重点企业。科大讯飞股份有限公司主打“教学考评管”全场景的智慧教育产品体系,安徽百度公司建设了K12 智慧课堂平台,天立泰科技股份有限公司产品有人工智能课堂、智慧阅卷系统。创新方向:重点支持教育教学知识图谱、情景感知、智慧校园、精准推送、教育分析系统等智慧教育关键技术的研发。
(6)智慧医疗。安徽省智慧医疗产业主要依托合肥工业大学、科大讯飞医疗信息技术有限公司、安徽推想智能科技有限公司等重点机构。合肥工业大学研制的人机协同的智能移动微创腔镜装备,集成一体化手术机器人与微创腔镜智能系统,实现微创诊疗的人机协同、行为识别、语义检索、辅助决策等功能。科大讯飞医疗信息技术有限公司建设的人工智能辅助诊断平台为上千家医疗机构提供医疗影像辅助诊断服务。安徽推想智能科技有限公司在肺结节筛查方面具有先进技术。创新方向:支持智能导诊导医机器人、外科辅助机器人、人工智能医学影像辅助诊断系统、智能内镜系统等的研发。
除科大讯飞股份有限公司具有较大的产业规模外,安徽省人工智能重点企业普遍规模不大,机器翻译、智慧教育等产业呈现点状发展,尚未形成集群效应。智能家居、智能车载等优势领域依赖个别企业,尚未形成上下游联动的良好氛围。类脑智能、计算机视觉等处于产业化初期,产业影响力有待进一步提升。
智能终端产品主要集中在“中国声谷”,多数企业产品局限在翻译机、语音交互设备等狭窄领域,产品存在同质化现象,创新性和稳定性不高。前沿技术成果未能有效转化为市场优势,缺少在市场上叫得响的“爆品”。
研究领域集中在智能穿戴芯片以及车载音频芯片的技术研发,对于智能家电控制、智能制造等领域芯片研究较少。基础算法理论成果不多,大多数算法研发仅仅是在现有的“深度学习”算法基础上与场景结合,优化参数,但算法没有本质改变。
人工智能技术在机器人和智能家居行业的渗透率偏低。大多数以组装和代工为主,主要应用在搬运、码垛、上下料等领域,缺少认知学习、人机交互、多级调度等智能机器人。安徽省推出的智能家居产品在融合应用图像识别、语音识别、自然语言处理、智能搜索、自动控制等先进智能化技术方面有待提升。
安徽省内高校现有人工智能专业设置不能满足产业发展人才需求。除中国科学技术大学计算机学院与合肥工业大学人工智能学院、软件学院可以提供部分专业人才,安徽大学、安徽工业大学、安徽师范大学、安徽财经大学等10 所本科高校2020 年首次招收人工智能专业本科生,不能及时为产业发展输送人才。
围绕计算机视觉、智能驾驶、智能机器人、智能语音等具有基础优势的领域,选择一批产品创新能力强、技术可持续的企业,制定“独角兽”企业的认定和培育办法,引入第三方机构对企业进行动态管理,培育一批本地成长性好的“独角兽”企业。
支持“中国声谷”人工智能企业提高研发创新能力,加大应用推广力度,不断提高智能穿戴设备、语音速记本、智能语音鼠标等众多产品市场竞争力。建议围绕“十四五”产业创新发展谋划更新更多的支持政策,加大力度支持企业发展。
安徽省是家电和汽车大省,机器人和智能语音终端产品较多。因此,安徽省应整合内外部资源,提前布局智能家电控制芯片、汽车电子芯片、智能语音芯片研究与产业化,强化类脑智能计算、智能语音与自然语音理解、大数据、计算视觉等基础理论的突破。
安徽省要加强人机交互技术、认知学习、机器视觉等技术在工业机器人领域的应用,大力推动以机器视觉为核心、具有自主决策能力的智能机器人的研发。提升智能家居系统的覆盖面,开发涵盖智能安防、智能家电控制、智能照明、智能娱乐等在内的全屋智能系统。
坚持全球视野,吸引国际一流人工智能团队扎根安徽,以建立海外高层次人才、国内领军人才、行业骨干、复合专业技工等多层次人才梯队为目标,打造具有竞争力的人工智能人才队伍。