2021年智源人工智能前沿報(bào)告（AI Frontiers Report）發(fā)布

2021年對(duì)于人工智能技術(shù)和產(chǎn)業(yè)，依舊是不平凡的一年。隨著算力、數(shù)據(jù)、算法等要素逐漸齊備，先進(jìn)的算法結(jié)構(gòu)不斷涌現(xiàn)，各個(gè)研究方向研究成果層出不窮，成熟的AI技術(shù)逐漸向代碼庫(kù)、平臺(tái)和系統(tǒng)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)和商業(yè)層面的落地應(yīng)用，推動(dòng)人工智能發(fā)展邁向新階段。

在新的一年即將到來(lái)之際，智源研究院采用案例征集、專(zhuān)家咨詢等方法，向高校和科研機(jī)構(gòu)專(zhuān)家學(xué)者征集2021年度人工智能動(dòng)態(tài)、案例等內(nèi)容，并通過(guò)向?qū)I(yè)人士咨詢的形式匯總觀點(diǎn)及建議，形成2021-2022年度人工智能前沿報(bào)告（AI Frontiers Report）。

報(bào)告專(zhuān)家和編者

在編制人工智能前沿報(bào)告（AI Frontiers Report）的過(guò)程中，智源研究院數(shù)十位成員共同參與，以及來(lái)自清華大學(xué)、北京大學(xué)、中國(guó)人民大學(xué)、中科院計(jì)算所、中科院自動(dòng)化所、北京航空航天大學(xué)、上海交通大學(xué)、CMU、同濟(jì)大學(xué)等高校和科研機(jī)構(gòu)專(zhuān)家學(xué)者，華為諾亞方舟實(shí)驗(yàn)室、微軟亞洲研究院、曠視、OneFlow一流科技等企業(yè)科學(xué)家審訂，報(bào)告總字?jǐn)?shù)達(dá)7萬(wàn)字，匯總超過(guò)100個(gè)AI科研技術(shù)案例，以及上百家人工智能企業(yè)案例，整理形成十大科研領(lǐng)域發(fā)展趨勢(shì)，平臺(tái)和工具發(fā)展趨勢(shì)，以及人工智能產(chǎn)業(yè)應(yīng)用層、技術(shù)層、基礎(chǔ)層發(fā)展趨勢(shì)等內(nèi)容。

主要趨勢(shì)

本報(bào)告總結(jié)2021年人工智能前沿科技主要趨勢(shì)如下：

1. ?信息模型、具身模型和腦模擬機(jī)器人的結(jié)合將誕生超級(jí)人工智能。

2. ?系統(tǒng)研究超大規(guī)模智能模型發(fā)展和影響的新興領(lǐng)域已經(jīng)形成，超大規(guī)模預(yù)訓(xùn)練模型研發(fā)競(jìng)賽進(jìn)入白熱化階段，多模態(tài)預(yù)訓(xùn)練模型成為下一個(gè)大模型重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域。

3. ?Transformer成為計(jì)算機(jī)視覺(jué)領(lǐng)域的重要網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，并開(kāi)始向強(qiáng)化學(xué)習(xí)、圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域滲透。

4. ?加速方法創(chuàng)新提升了超大參數(shù)規(guī)模模型的訓(xùn)練效率，催生更大規(guī)模參數(shù)的巨型模型。

5. ?Prompt Tuning成為自然語(yǔ)言處理領(lǐng)域預(yù)訓(xùn)練語(yǔ)言模型新型訓(xùn)練范式，預(yù)訓(xùn)練語(yǔ)言模型發(fā)展的新路線是提升訓(xùn)練和推理的效率。

6. ?遮蓋圖像建模、非Transformer架構(gòu)、神經(jīng)輻射場(chǎng)等技術(shù)快速發(fā)展，成為計(jì)算機(jī)視覺(jué)的熱點(diǎn)研究領(lǐng)域；脈沖視覺(jué)領(lǐng)域發(fā)展，將開(kāi)辟機(jī)器視覺(jué)新路線

7. ?生物神經(jīng)元與芯片結(jié)合成為類(lèi)腦芯片的研究熱點(diǎn)。

8. ?高性能、低能耗AI芯片不斷涌現(xiàn)的同時(shí)，由AI輔助設(shè)計(jì)成為芯片發(fā)展新趨勢(shì)；存算一體AI芯片設(shè)計(jì)、應(yīng)用步伐加快。

9. ?Web模型成為新型信息搜索范式的核心支撐，預(yù)訓(xùn)練語(yǔ)言模型助力信息檢索性能提升。

10. ?借鑒腦神經(jīng)和認(rèn)知科學(xué)研究成為啟發(fā)類(lèi)腦智能研究的重要來(lái)源。

11. ?無(wú)線高帶寬、微創(chuàng)、結(jié)合AI算法等成為腦機(jī)接口的發(fā)展重點(diǎn)。

12. ?傳統(tǒng)科研領(lǐng)域成為人工智能發(fā)展的“新戰(zhàn)場(chǎng)”，人工智能在輔助基礎(chǔ)和應(yīng)用科學(xué)研究的同時(shí)，也提升了智能產(chǎn)品和服務(wù)的性能。

13. ?強(qiáng)化學(xué)習(xí)環(huán)境成為發(fā)展泛化性更強(qiáng)、適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境智能體的重要支撐，而提升訓(xùn)練效率成為強(qiáng)化學(xué)習(xí)領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。

14. ?因果推斷在經(jīng)濟(jì)學(xué)、社會(huì)學(xué)研究中實(shí)現(xiàn)突破。

15. ?基于超大規(guī)模預(yù)訓(xùn)練模型的平臺(tái)和系統(tǒng)成為研發(fā)機(jī)構(gòu)和企業(yè)的發(fā)展思路。

16. ?面向更為復(fù)雜任務(wù)和需求的基準(zhǔn)測(cè)試和數(shù)據(jù)集不斷涌現(xiàn)。

17. ?AI為人類(lèi)科學(xué)家提供領(lǐng)域數(shù)據(jù)集，助力基礎(chǔ)科學(xué)研究。

18. ?AI算力成為超算性能比拼的“新擂臺(tái)”。

本報(bào)告總結(jié)2021年人工智能產(chǎn)業(yè)主要趨勢(shì)如下：

1. ?智能醫(yī)療賽道持續(xù)火熱，各大醫(yī)療AI企業(yè)紛紛沖刺IPO，“燒錢(qián)”成為今年這一賽道最鮮明的標(biāo)簽。

2. ?國(guó)家開(kāi)始逐步發(fā)放各類(lèi)醫(yī)療影像AI軟件三類(lèi)證，為醫(yī)療影像的發(fā)展提供了契機(jī)。

3. ?資本助力下，新興AI創(chuàng)企、互聯(lián)網(wǎng)科技巨頭和傳統(tǒng)藥企在AI制藥領(lǐng)域百花齊放。

4. ?2021年被業(yè)界公認(rèn)為數(shù)字療法產(chǎn)業(yè)元年，一批數(shù)字療法企業(yè)嶄露頭角。

5. ?醫(yī)保的推進(jìn)可為手術(shù)機(jī)器人打開(kāi)市場(chǎng)，全民可用的時(shí)代或可指日可待。

6. ?腦機(jī)接口不再只是“意念打字”的融資噱頭，逐漸從實(shí)驗(yàn)室走向臨床實(shí)踐，從科幻照進(jìn)了現(xiàn)實(shí)。

7. ?自動(dòng)駕駛行業(yè)迎來(lái)新的投融資熱潮，2021年是十年來(lái)自動(dòng)駕駛賽道資本熱度最高的一年。

8. ?今年，國(guó)內(nèi)大批Robotaxi企業(yè)已進(jìn)入車(chē)隊(duì)測(cè)試及服務(wù)試運(yùn)營(yíng)的階段，未來(lái)行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)核心也將會(huì)轉(zhuǎn)向運(yùn)營(yíng)規(guī)模與測(cè)試?yán)锍痰谋绕础?/p>

9. ?乘用場(chǎng)景以外，物流、港口、礦區(qū)、城市環(huán)衛(wèi)等細(xì)分場(chǎng)景成為自動(dòng)駕駛落地新風(fēng)口。

10. ?今年，國(guó)內(nèi)外激光雷達(dá)企業(yè)也得到了資本市場(chǎng)大力支持。新舊車(chē)企紛紛表示，其新車(chē)將首次搭載激光雷達(dá)，引發(fā)激光雷達(dá)量產(chǎn)落地的新紀(jì)元。

11. ?計(jì)算機(jī)視覺(jué)，在技術(shù)成熟度、商業(yè)化進(jìn)程、市場(chǎng)增長(zhǎng)速度、投融資熱度等方面，是人工智能產(chǎn)業(yè)當(dāng)前熱門(mén)的發(fā)展賽道。2021年，我國(guó)計(jì)算機(jī)視覺(jué)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，企業(yè)加快上市步伐，爭(zhēng)奪“視覺(jué)AI第一股”。

12. ?隨著AI芯片技術(shù)的不斷發(fā)展，芯片制程不斷優(yōu)化，工藝逐步提升，AI芯片功能的細(xì)分程度進(jìn)一步提升，形成異構(gòu)形態(tài)的計(jì)算格局。

13. ?高效、節(jié)能成為AI芯片發(fā)展的長(zhǎng)期目標(biāo)。追求在提升算力的前提下降低功耗，是近年來(lái)企業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)。

14. ?GPU依然是AI芯片企業(yè)研發(fā)關(guān)注的重點(diǎn)方向。GPU性能較高，且兼具計(jì)算的靈活性，適用于構(gòu)建大規(guī)模的AI計(jì)算集群，在研發(fā)超大規(guī)模AI模型方面具有應(yīng)用前景。

報(bào)告結(jié)構(gòu)

本報(bào)告分為兩部分。第一章為人工智能科研和技術(shù)發(fā)展情況，其中包括科研領(lǐng)域、平臺(tái)和工具發(fā)展情況，重點(diǎn)梳理2021年度人工智能領(lǐng)域的科研和技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)、熱點(diǎn)內(nèi)容及案例。第二章為人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況，具體包括基礎(chǔ)層、技術(shù)層和應(yīng)用層三個(gè)部分。