前言：英偉達的人工智能之旅始于一場(chǎng)用相關(guān)技術(shù)識別貓的挑戰。而現在，英偉達通過(guò)成立人工智能機器人實(shí)驗室、在人工智能領(lǐng)域進(jìn)行各種古怪實(shí)驗，最終希望在每一部手機、每一臺電腦、每一個(gè)機器人和每一輛自動(dòng)駕駛汽車(chē)中都植入自家的人工智能。

　　2 月 27 日消息，據國外媒體報道，英偉達位于西雅圖的 1200 平米人工智能機器人研究實(shí)驗室里，一小群研究人員正在努力開(kāi)發(fā)人工智能，驅動(dòng)公司的未來(lái)。廚房工作臺旁的一只機械手臂舉起一罐食品并把它放進(jìn)抽屜里。它還學(xué)會(huì )了如何清潔餐桌，如果你請求恰當，它可以幫助你做飯。而這些都是英偉達雄心勃勃人工智能總體規劃的第一步。

　　英偉達的人工智能機器人實(shí)驗室于今年年初成立，目前擁有 28 名員工，共可容納 50 名研究科學(xué)家、教師顧問(wèn)和實(shí)習生。著(zhù)名機器人專(zhuān)家、英偉達機器人研究高級主管、華盛頓大學(xué)教授迪特爾·?？怂?Dieter Fox)領(lǐng)導的實(shí)驗室旨在開(kāi)發(fā)能夠與人類(lèi)安全合作的下一代機器人，并有望改變制造、物流和醫療保健等行業(yè)。機器人領(lǐng)域也是人工智能面臨的眾多重大挑戰之一。在那些暢想未來(lái)的科幻小說(shuō)中，機器人不僅擅長(cháng)完成非常具體的任務(wù)，而且能夠表現得像人類(lèi)一樣。

　　但實(shí)驗室的這種機器人所展現的也是一種復雜的屈伸運動(dòng)。這是一個(gè)引人注目的演示，有效展示出英偉達的硬件和軟件當前能夠完成哪些功能以及未來(lái)能做什么。從另一方面說(shuō)，這也是該公司期望在人工智能技術(shù)競爭日趨激烈情況下領(lǐng)先一步的最新決策。

　　自 2005 年起，英偉達開(kāi)始優(yōu)化用于人工智能的 GPU，這是科技硬件歷史上最明智的商業(yè)決策之一。但現在面對日益激烈的市場(chǎng)競爭，鞏固這一領(lǐng)先地位將是英偉達 25 年來(lái)面對的最艱難考驗之一。

　　英偉達的最新實(shí)驗室配備了機器人有可能在現實(shí)世界中遇到的各種設備和現實(shí)環(huán)境。第一個(gè)場(chǎng)景是一個(gè)簡(jiǎn)單的廚房，機器人廚房助手結合人工智能和深度學(xué)習技術(shù)檢測和跟蹤物體，了解門(mén)和抽屜的相對位置，還能夠打開(kāi)和關(guān)閉它們從而取放物體。?？怂拐f(shuō):“過(guò)去機器人技術(shù)研究的重點(diǎn)是小型獨立項目，而不是完全集成化的系統。”“我們現在正組建一個(gè)由機器人控制和感知、計算機視覺(jué)、人機交互和深度學(xué)習等領(lǐng)域專(zhuān)家組成的跨學(xué)科合作團隊。”

　　西雅圖的研究小組得到了來(lái)自英偉達在圣克拉拉、馬薩諸塞州西部、多倫多和特拉維夫所設其他研究中心的大約 60 名研究人員的協(xié)助。這種多學(xué)科的研究方式有一個(gè)極其困難的目標:英偉達試圖展示其人工智能硬件和軟件可以將機器人從現在這種可以按照嚴格指令操作的精確定位機器轉變?yōu)閯?dòng)態(tài)和靈活的機器，能夠安全地與人類(lèi)一起工作。

　　谷歌駐柏林的人工智能研究員薩米姆·瓦格納(Samim Wagner)認為，英偉達之所以要自行開(kāi)展研究，主要原因之一是打造更好的人工智能硬件，然后再賣(mài)給其他人。他表示:“為了給機器學(xué)習開(kāi)發(fā)可行且具有競爭力的硬件，英偉達在戰略上被迫進(jìn)行高質(zhì)量的機器學(xué)習研究。該公司與游戲和娛樂(lè )行業(yè)的一貫聯(lián)系，為其機器學(xué)習研究提供了一個(gè)焦點(diǎn)，這也是成功的關(guān)鍵。”這也從一方面解釋了為什么在英偉達的研究實(shí)驗室里會(huì )有這么多奇怪的實(shí)驗。

　　英偉達首席科學(xué)家兼高級研究副總裁比爾·戴利(Bill Dally)在談到廚房機器人助手時(shí)表示:“現在我們正在進(jìn)行深入研究，讓機器人與環(huán)境進(jìn)行互動(dòng)成為可能。”“既然我們可以打造感知系統，就可以打造定位靈活的機器人。”

　　與英偉達的機器人實(shí)驗一樣，深度學(xué)習讓人工智能系統能夠解決以前不可能解決的問(wèn)題。通過(guò)反復試錯，其已經(jīng)在數字助手、計算機視覺(jué)、語(yǔ)言翻譯、聊天機器人、人臉識別等領(lǐng)域取得了突破性進(jìn)展。而且，就像人工智能領(lǐng)域的許多突破一樣，這些突破在很大程度上依賴(lài)于英偉達的 GPU。

圖：英偉達位于加州圣克拉拉的總部

　　英偉達的人工智能研究始于 2010 年加州帕洛阿爾托的 Joanie 's Café餐廳。戴利說(shuō):“我們是在和人工智能專(zhuān)家吳恩達開(kāi)完早餐會(huì )后進(jìn)入人工智能領(lǐng)域的。”在那次早餐會(huì )上，吳恩達解釋了谷歌是如何在 16000 個(gè) CPU 幫助下，訓練人工智能系統去識別貓的照片。當時(shí)吳恩達正在谷歌合作打造人工智能項目 Google Brain。由于意識到幾乎沒(méi)有人有 16000 個(gè) CPU 可供使用之后，戴利提出了一個(gè)挑戰。“我打賭我們可以用更少的 GPU 做到這一點(diǎn)，”他對吳恩達說(shuō)。

　　會(huì )面后不久，戴利請英偉達的研究人員布萊恩·卡坦扎羅(Bryan Catanzaro)與吳恩達合作研究。戴利說(shuō):“我們用 48 個(gè) GPU 實(shí)現的功能和他們用 16000 個(gè) CPU 達到的效果差不多。”“當時(shí)我非常清楚，這將改變一切。”

　　英偉達的人工智能業(yè)務(wù)在一場(chǎng)關(guān)于識別貓的賭注中出現爆炸式增長(cháng)。該公司沒(méi)有透露其在人工智能領(lǐng)域投入了多少，但相關(guān)文件顯示英偉達上一財年在研發(fā)上一共開(kāi)支了 18 億美元，而其中的關(guān)鍵領(lǐng)域是游戲、人工智能和汽車(chē)。其開(kāi)發(fā)的 GPU 在人工智能項目上的有效性在競爭對手中引發(fā)了一場(chǎng)混戰，英特爾、谷歌甚至 Facebook 都投入了巨額資金試圖迎頭趕上。

　　2018 年 7 月，谷歌宣布正在開(kāi)發(fā)用于設備機器學(xué)習的人工智能芯片。谷歌押注一種新型芯片，這是專(zhuān)為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )機器學(xué)習設計的張量處理單元。在軟件領(lǐng)域，另一場(chǎng)同樣重要的競爭也正在展開(kāi)。英偉達的代碼庫還面臨著(zhù)與谷歌 Tensorflow 或 Facebook 的 PyTorch 等競爭對手框架的競爭。盡管困難重重，英偉達仍保持著(zhù)自己的領(lǐng)先地位。

　　正如識別貓的挑戰所展現的，GPU 在處理人工智能任務(wù)方面非常出色。主要是因為在運行與人工智能相關(guān)的并行計算問(wèn)題時(shí)，GPU 比 CPU 更好，因為人工智能中的許多計算是同時(shí)進(jìn)行的。并行計算在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )中尤其流行，其工作方式與動(dòng)物大腦類(lèi)似，可以像動(dòng)物大腦一樣同時(shí)或并行執行許多任務(wù)。最終，英偉達希望自己能夠成為在每一部手機、每一臺電腦、每一個(gè)機器人和每一輛自動(dòng)駕駛汽車(chē)中都植入人工大腦的公司。

　　2005 年，在首席執行官黃仁勛的領(lǐng)導下，該公司搶占了人工智能熱潮的先機。當時(shí)該公司開(kāi)發(fā)了一款軟件，使其 GPU 能夠處理現代人工智能最終需要的數百萬(wàn)個(gè)微計算。英偉達的 GPU 現在分布在世界各地的數據中心，為數以千計的企業(yè)提供人工智能服務(wù)。2014 年至 2018 年間，該公司數據中心優(yōu)化芯片的營(yíng)收增長(cháng)了 524%，有效提振了該公司的業(yè)績(jì)。

　　“我們是全世界的供應商，”戴利說(shuō)。“每個(gè)人都通過(guò)英偉達的 GPU 訓練他們的深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )。”他補充說(shuō)該公司的 T4 芯片被廣泛用于推理任務(wù)。Facebook 和谷歌使用英偉達平臺為其平臺上的人工智能功能提供支持。幾乎所有的自動(dòng)駕駛汽車(chē)公司都在使用英偉達的技術(shù)。英偉達還與騰訊、阿里巴巴和百度簽署了合作協(xié)議。

　　與廚房中的機器人一樣，英偉達的其他人工智能實(shí)驗也顯得兼收并蓄。它開(kāi)發(fā)了一個(gè)創(chuàng )造性的生成對抗網(wǎng)絡(luò )，非常擅長(cháng)創(chuàng )造超逼真的人臉圖像。在 2018 年 12 月發(fā)表的一篇論文中，該公司展示了最新生成的人臉圖像與四年前相比有多么逼真。

　　逼真面容并不是英偉達的生成對抗網(wǎng)絡(luò )能夠創(chuàng )造的唯一東西。英偉達還開(kāi)發(fā)了一個(gè)轉換網(wǎng)絡(luò )，可以將冬天拍攝的照片轉換成美麗的夏日景色。你有婚禮當天遇到下雨的照片嗎?英偉達的人工智能可以讓它變成晴天。去年年底，英偉達還展示了全球首款使用人工智能生成圖形的視頻游戲演示。這個(gè)演示是一個(gè)駕駛模擬器，它是通過(guò)將人工智能生成的視覺(jué)效果與標準視頻游戲引擎相結合而構建的。

　　但前進(jìn)道路上也有坎坷。英偉達暗示未來(lái)的道路會(huì )更加艱難。今年年初,Nvidia 被迫將其第四季度營(yíng)收預期調減了 5 億美元，此舉導致其股價(jià)暴跌近 18%。2018 年數字貨幣市場(chǎng)的一路下行也不斷挑戰著(zhù)英偉達能夠承受打擊的底線(xiàn)。

　　就目前而言，英偉達 GPU 的適應性使其相對于競爭對手具有更多優(yōu)勢:它們是數據中心、自動(dòng)駕駛汽車(chē)、研究實(shí)驗室、數字貨幣挖掘平臺不可或缺的組成部分。只要你能想到的設備都會(huì )有一個(gè) GPU。但這種情況可能很快就會(huì )改變，這正會(huì )是英偉達的人工智能機器人實(shí)驗室發(fā)揮作用的地方。

　　“現在有很多新的人工智能硬件初創(chuàng )公司，”人工智能研究顧問(wèn)斯蒂芬·梅里蒂(Stephen Merity)說(shuō)。“他們對于英偉達來(lái)說(shuō)很可能是一個(gè)威脅，但這是一個(gè)巨大的開(kāi)放性問(wèn)題，我無(wú)法想象這些初創(chuàng )公司能在早期實(shí)現大規模發(fā)展。”

　　其中之一就是英國的創(chuàng )業(yè)公司 Graphcore，其在寶馬、紅杉資本以及谷歌 DeepMind 創(chuàng )始人的資助下，現在公司估值超過(guò) 10 億美元。Graphcore 稱(chēng)，其智能處理單元尚未投入大規模生產(chǎn)，處理速度比現有系統快 100 倍。對于英偉達來(lái)說(shuō)，這可能會(huì )帶來(lái)比數字貨幣市場(chǎng)崩潰更令人頭疼的財務(wù)問(wèn)題。

　　“我不知道人工智能硬件生態(tài)系統的最終狀態(tài)是什么樣子，”梅里蒂表示，“如果終極狀態(tài)是雙方擁有相同的硬件，那么英偉達就有優(yōu)勢。如果它分成‘用于訓練人工智能的硬件’和‘在現實(shí)世界中使用的硬件’，那么 Graphcore 和其他類(lèi)似初創(chuàng )公司可能會(huì )做得很好。”
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