
算法應(yīng)用領(lǐng)域不斷x擴(kuò)大
算法是可被圖靈機(jī)等效系統(tǒng)所運(yùn)行的一系列邏輯和算數(shù)運(yùn)算指令的有序排列?煞譃橐(guī)則型算法、學(xué)習(xí)型(機(jī)器學(xué)習(xí)算法)算法和終極算法三類(lèi)。上世紀(jì)50年代的電子計(jì)算機(jī)就是為執(zhí)行算法而生的,規(guī)則型算法隨之出現(xiàn),目前的熱點(diǎn)技術(shù)區(qū)塊鏈智能合約就是為自定義算法合約規(guī)則提供分布式對(duì)等運(yùn)行環(huán)境。學(xué)習(xí)型算法也是在上世紀(jì)50年代就開(kāi)始出現(xiàn)的,1952年出現(xiàn)了第一個(gè)具有學(xué)習(xí)能力的程序,深度學(xué)習(xí)在2006年出現(xiàn),并在圖像、語(yǔ)音處理方面表現(xiàn)出色,因此引發(fā)新一輪人工智能熱潮。終極算法是解決問(wèn)題的通用算法,理論上可以取代任何算法,其在計(jì)算機(jī)科學(xué)的地位類(lèi)似物理學(xué)里面的統(tǒng)一場(chǎng)論,目前還處于初級(jí)探索階段,尚無(wú)明顯進(jìn)展。
從應(yīng)用廣度上看,算法應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。信息技術(shù)滲透到哪個(gè)領(lǐng)域,算法就進(jìn)入哪個(gè)領(lǐng)域,隨著時(shí)間的推移,算法載體從獨(dú)立電腦、嵌入式設(shè)備再到各種智能設(shè)備,算法的作用邊界已經(jīng)從單機(jī)軟件到企業(yè)業(yè)務(wù)流程平臺(tái),到企業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)控制系統(tǒng)再擴(kuò)大,到對(duì)社會(huì)有重大影響的平臺(tái)經(jīng)濟(jì)。未來(lái)隨著數(shù)字經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,算法的作用有加速進(jìn)一步擴(kuò)大的趨勢(shì)。
從應(yīng)用深度看,算法產(chǎn)生的影響不斷加深。從農(nóng)業(yè)社會(huì)到工業(yè)社會(huì)再到信息社會(huì),生產(chǎn)生活的決策從依賴(lài)經(jīng)驗(yàn)到依賴(lài)信息,最終進(jìn)化到依賴(lài)算法;诖笠(guī)模數(shù)據(jù)和算力,算法將主導(dǎo)人類(lèi)生活和生產(chǎn)。人類(lèi)的生活將從逐漸重視算法的建議到直接接受算法的指令。以餐飲為例,從一開(kāi)始的在家自己做,到通過(guò)信息平臺(tái)找好吃的,到最終由算法定制食譜自動(dòng)下單。同時(shí),人類(lèi)的貿(mào)易、制造和投資也正從逐漸重視算法的決策支持到接受算法的自動(dòng)驅(qū)動(dòng),比如從早期ERP系統(tǒng)提供定期的庫(kù)存分析到目前大型電商平臺(tái)的實(shí)時(shí)自動(dòng)分布式庫(kù)存管理。
算法是數(shù)字技術(shù)的核心
數(shù)字技術(shù)是數(shù)字經(jīng)濟(jì)的核心驅(qū)動(dòng)力。根據(jù)中國(guó)信通院發(fā)布的數(shù)字經(jīng)濟(jì)白皮書(shū),數(shù)字經(jīng)濟(jì)是一種技術(shù)經(jīng)濟(jì)范式,數(shù)字技術(shù)可以作為一種通用目的的技術(shù),廣泛應(yīng)用到經(jīng)濟(jì)社會(huì)各行各業(yè),成為數(shù)字經(jīng)濟(jì)的關(guān)鍵生產(chǎn)要素,是數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展的核心驅(qū)動(dòng)力。這里提到,數(shù)字技術(shù)是數(shù)字經(jīng)濟(jì)的關(guān)鍵生產(chǎn)要素,數(shù)字技術(shù)包括網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、硬件技術(shù)和軟件技術(shù),人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、虛擬現(xiàn)實(shí)等都屬于新一代數(shù)字技術(shù)。
算法是數(shù)字技術(shù)的核心,不斷提升網(wǎng)絡(luò)、硬件、軟件的支撐能力。在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)方面,物理層的信號(hào)傳播預(yù)測(cè)、信號(hào)調(diào)制解調(diào)、抗衰落等信號(hào)處理算法,以及網(wǎng)絡(luò)層的路由協(xié)議、數(shù)據(jù)壓縮存儲(chǔ)算法等都是網(wǎng)絡(luò)的核心技術(shù)。此外,華為在俄羅斯、法國(guó)設(shè)立了專(zhuān)門(mén)的數(shù)學(xué)研究所,也能說(shuō)明算法在網(wǎng)絡(luò)方面的重要性。在硬件技術(shù)方面,芯片電路設(shè)計(jì)本身就是算法的體現(xiàn),例如工業(yè)控制領(lǐng)域MCU使用的PID控制算法、DSP芯片數(shù)據(jù)處理算法。此外,算法也經(jīng)常被用于嵌入式編程來(lái)提升硬件能力。在軟件技術(shù)方面,算法的作用更為明顯,搜索引擎、網(wǎng)約車(chē)匹配、交通路線(xiàn)規(guī)劃等更是依賴(lài)專(zhuān)門(mén)的算法而大顯神通。
算法在新一代數(shù)字技術(shù)中發(fā)揮關(guān)鍵作用。從云管端的角度來(lái)看,云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、虛擬/增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、人工智能等新一代信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)了云端、管道、終端技術(shù)升級(jí)和應(yīng)用,算法是其中核心思想的體現(xiàn)。云計(jì)算本質(zhì)是服務(wù)器資源的組織管理,其核心是資源調(diào)度算法,通過(guò)hyperviser給每一臺(tái)虛擬機(jī)分配內(nèi)存、CPU、網(wǎng)絡(luò)和磁盤(pán)資源。大數(shù)據(jù)本質(zhì)是數(shù)據(jù)的組織管理,其核心是分布式計(jì)算存儲(chǔ)算法,其中分布式文件系統(tǒng)HDFS將一個(gè)文件存儲(chǔ)在多臺(tái)服務(wù)器,而MapReduce實(shí)現(xiàn)計(jì)算任務(wù)的分布式調(diào)度。物聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì)是終端資源的組織管理,其核心是自組織路由算法。通過(guò)無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)自組織、自動(dòng)配置管理、自動(dòng)協(xié)作交換信息。虛擬/增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)本質(zhì)是人際交互設(shè)備的升級(jí),其核心是現(xiàn)實(shí)、感知、追蹤等算法,實(shí)現(xiàn)近眼顯示、渲染處理、感知交互等功能。人工智能實(shí)質(zhì)是應(yīng)用優(yōu)化,其核心是深度學(xué)習(xí)算法,自然語(yǔ)言處理、計(jì)算機(jī)視覺(jué)、語(yǔ)音識(shí)別等基礎(chǔ)技術(shù)基于算法實(shí)現(xiàn),應(yīng)用于機(jī)器人、金融、醫(yī)療、安防、家居等領(lǐng)域。
算法廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域,促進(jìn)數(shù)字經(jīng)濟(jì)融合發(fā)展。在農(nóng)業(yè)方面,算法通過(guò)遙感影像分析、農(nóng)業(yè)機(jī)器人、農(nóng)業(yè)灌溉優(yōu)化配置、農(nóng)業(yè)仿真、農(nóng)業(yè)車(chē)輛定位等技術(shù),不斷提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、營(yíng)銷(xiāo)、服務(wù)水平。在制造業(yè)方面,算法在設(shè)計(jì)軟件、智能裝備、故障診斷等領(lǐng)域發(fā)揮較大作用。從工業(yè)3.0到工業(yè)4.0的本質(zhì)是算法的升級(jí),以工業(yè)機(jī)器人為例,在原有的規(guī)則為主的算法基礎(chǔ)上,融合機(jī)器學(xué)習(xí)算法,形成智能機(jī)器人。在服務(wù)業(yè)方面,算法滲透到社會(huì)生產(chǎn)生活的各個(gè)環(huán)節(jié),通過(guò)自動(dòng)化調(diào)度資源促進(jìn)市場(chǎng)供需匹配,從而節(jié)約社會(huì)資源、提升社會(huì)整體運(yùn)行效率,以出行應(yīng)用滴滴為例,通過(guò)數(shù)據(jù)精準(zhǔn)分析匹配供需,連接乘客和司機(jī),滴滴快專(zhuān)車(chē)的平均應(yīng)答率超過(guò)90%,遠(yuǎn)超傳統(tǒng)路邊揚(yáng)招60%的成功率。
算法應(yīng)用創(chuàng)新改變?nèi)祟?lèi)生產(chǎn)生活方式
從生活角度看,算法的創(chuàng)新應(yīng)用主要體現(xiàn)在兩方面,一方面提供個(gè)性化服務(wù),例如資訊領(lǐng)域,目前算法推薦引擎得到越來(lái)越多的利用,由算法根據(jù)用戶(hù)喜好編排提供給用戶(hù)閱讀的內(nèi)容。另一方面,算法給我們帶來(lái)新的生活方式,最典型的就是無(wú)人駕駛,由算法驅(qū)動(dòng)的無(wú)人駕駛將帶來(lái)汽車(chē)行業(yè)100年以來(lái)的突破性變革,算法將傳感器、數(shù)據(jù)等連接起來(lái),收集環(huán)境信息、實(shí)時(shí)分析、控制汽車(chē)運(yùn)動(dòng),只有在緊急情況下需要人的參與,甚至完全不需要人工干預(yù)。
從生產(chǎn)角度看,算法可以提高生產(chǎn)效率、解放勞動(dòng)力、產(chǎn)生新型業(yè)務(wù)模式。算法替代人類(lèi)的一部分工作,直接影響就是提高生產(chǎn)效率和解放勞動(dòng)力。此外,算法可以促進(jìn)產(chǎn)生新型的業(yè)務(wù)模式。以互聯(lián)網(wǎng)廣告為例,傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)廣告主體包括廣告主、廣告代理商以及互聯(lián)網(wǎng)媒體,廣告主通過(guò)代理商購(gòu)買(mǎi)固定媒體的固定廣告位實(shí)現(xiàn)廣告投放,這種廣告模式下只有其中三分之一的廣告是曝光給目標(biāo)人群看的。而RTB(Real Time Bidding,實(shí)時(shí)競(jìng)價(jià))就是通過(guò)算法實(shí)時(shí)、精準(zhǔn)匹配廣告供需雙方,因此產(chǎn)生了新型的互聯(lián)網(wǎng)廣告服務(wù)生態(tài),提高了媒體的資源利用效率、廣告主的投資回報(bào)率以及受眾的接受度,實(shí)現(xiàn)三贏。
未來(lái),算法將會(huì)給我們的生產(chǎn)生活帶來(lái)更多改變,同時(shí)為企業(yè)帶來(lái)新的機(jī)會(huì)和挑戰(zhàn),如何應(yīng)用算法解決實(shí)際問(wèn)題將是關(guān)鍵。
作者簡(jiǎn)介
李曼,現(xiàn)就職于中國(guó)信息通信研究院產(chǎn)業(yè)與規(guī)劃研究所。
聯(lián)系方式:liman1@caict.ac.cn
謝智剛,中國(guó)信息通信研究院產(chǎn)業(yè)與規(guī)劃研究所大數(shù)據(jù)與數(shù)字經(jīng)濟(jì)研究部副主任。
聯(lián)系方式:xiezhigang@caict.ac.cn