30年深度學習的孤獨之旅!今年圖靈獎頒給了「AI三巨頭」
30年深度學習的孤獨之旅!今年圖靈獎頒給了「AI三巨頭」

有一個流傳很廣的說法:Steve Jobs把公司取名蘋果,並以咬了一口的蘋果作為logo,是為了紀念服食毒蘋果自殺的電腦科學先驅艾倫·圖靈(Alan Mathison Turing)。

Steve Jobs否認了這個說法,但他說,「很希望自己是那樣構思的。」

從電腦科學到人工智慧,圖靈都做出了奠基性的貢獻,以他的名字命名的「圖靈獎」,被公認為電腦世界的最高榮譽,相當於電腦界的諾貝爾獎。

今年的圖靈獎被授予了深度學習領域的三巨頭:Yoshua Bengio、Yann LeCun和Geoffrey Hinton,以表揚他們對人工智慧發展的推動,三位科學家將平分100萬美元的獎金。

現在,深度學習已經幾乎是人工智慧的代名詞,從AlphaGo、人臉辨識、智慧語音助理到自動駕駛,都得益於深度學習的發展。

但它的進步,是一個孤獨的故事。

過去10年內,ImageNet圖像辨識挑戰賽都是人工智慧領域最權威的比賽之一。

ImageNet有一個超百萬張圖片的超級數據庫,其中的圖片由人手工添加標籤,說明圖片的內容,並分成不同的類別,從動物、汽車等大類,一直到虎鯊、廁所衛生紙這樣的小類。

參賽者要做的就是對圖片中的物體進行辨識和分類,準確度最高者獲勝。

圖靈獎
圖/ 作者提供

2012年,首次參賽的加拿大電腦科學家Geoffrey Hinton領銜的團隊拿到了冠軍,而且,比第二名准確率高出了10%。

這個結果震驚了學術界,因為當時的第二名到第四名都用了相同的研究方法,他們已經做到了極致,每個隊伍準確率的差別不超過1%。

Hinton團隊用的是完全不同的方法——深度學習,具體的算法被稱為卷積神經網路(CNN)。這是一個里程碑式的進步,正是Hinton團隊的突破,讓學術界和工業界用更多人關注、使用深度學習,最終推動了人工智慧行業的大發展。

如果以辨識貓為例,傳統的電腦視覺算法依靠設計者的先驗知識,比如透過貓的集合體推斷出,四條腿,體型較小,會喵喵叫的動物為貓。機器透過人的思維構建的模式來判斷它是否為貓。

深度學習則不同,它從海量的和貓相關的數據中自動學習,並提取出相應特徵,最終可以判定某個未知物體為貓。它和人類的思維方式更為接近,這種算法也被歸於神經網路。

雖然看起來深度學習從根本上就是一個更先進的算法,但在過去相當長的時期內,它並不被看好。

因為過去用於訓練的數據集規模都比較小,這很容易導致過擬合現象,即算法在測試集表現很好,但在實際應用出會出現極大的誤差;同時,電腦性能也無法滿足擁有成千上萬個參數的深度學習模型。

Yoshua Bengio、Yann LeCun和Geoffrey Hinton三位科學家正是在這樣的限制下堅持深度學習研究的。

Hinton已經71歲了,上世紀70年代,還在愛丁堡大學攻讀人工智慧博士學位的他就著迷於神經網路,這和當時的學術主流背道而馳,就連他的博士生導師也反對他的研究。

「我們一周見一次面,有時會以爭吵結束,有時候不會。」Hinton在一次採訪中曾回憶他的博士時光。

Yoshua Bengio和Yann LeCun要年輕一些,三人的研究互有交集。Yann LeCun現年58歲,1987至1988年,他在Hinton的實驗室中有一年的博士後研究經歷,之後加入當時最頂尖的隸屬於AT&T的貝爾實驗室。

在貝爾實驗室中,LeCun利用深度學習研發出了辨識手寫的信件和電話號碼的系統,這個成功取得了不錯的商業成功,它一度辨識了美國10%的手寫支票。

但是,當他將深度學習用於其他領域時,就遇到了重重困難,只有當訓練數據集足夠大時,深度學習才能表現得足夠好,但當時很少有什麼領域滿足這個條件。

LeCun的研究被視為異類,但依然有一些研究員和他一樣堅信深度學習的未來,包括現年55歲的,當時同在貝爾實驗室的Yoshua Bengio。

2004年,在加拿大前沿科學機構的讚助下,Geoffrey Hinton創立了專注於「神經計算和自適應感知」的項目,他也邀請了在深度學習堅持多年的Yoshua Bengio和Yann LeCun加入。

三人聯手後,就是推動深度學習不斷前進的故事。他們在2010年幫助微軟、IBM和Google拓展了語音辨識的邊界,之後在圖像辨識做了相同的工作,一直到2012年,Hinton領銜的團隊在ImageNet圖像辨識挑戰賽一戰成名,掀開了人工智慧的嶄新一頁。

現在,Hinton加入了Google,同時在多倫多大學繼續研究工作;LeCun是Facebook的首席人工智慧科學家,同時也是紐約大學的教授;Bengio拒絕了科技巨頭的邀請,他是蒙特利爾大學的教授,並創立了一家名為ElementAI的AI公司。

如果算上Hinton在博士期間的研究,他們已經默默為深度學習奉獻了30年。

「他們引領了科學典範的轉變,歷史最終選擇了他們,我充滿敬畏。」另一位AI權威,艾倫人工智慧研究所CEO,Oren Etzioni如此評價他們的獲獎。

圖靈獎沒有忘記英雄,我們也應該銘記。

本文授權轉載自愛范兒

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從切菜到乾燥加工!宜展如何結合桃園市政府創業資源,以AI開拓農產加工第二成長曲線?
從切菜到乾燥加工!宜展如何結合桃園市政府創業資源,以AI開拓農產加工第二成長曲線?

走進蔬果加工廠,同樣是100公斤高麗菜,最後能做出多少成品?答案不見得相同。氣候、產地與品質影響原料條件,客戶要求的切法、重量與交期也各不相同。對曾任科技業研發主管十多年的宜展科技農業執行長林佑澤而言,這是與科技製造截然不同的世界。

「農業部分全部都不一致。」林佑澤以青江菜為例,即使機械手臂已經訓練好辨識特徵,面對形狀各異的蔬菜,仍難以判斷該從哪裡抓取。農產品的天然變數,卻得面對學校團膳、連鎖餐飲、航空空廚等企業客戶對品質與交期的要求。如何讓加工流程穩定運作,成為宜展投入數位轉型的起點。

從紙本、LINE到數據,先把現場經驗留下來

目前宜展一年處理數千噸蔬果、服務超過120家企業客戶,業務涵蓋採購、截切、清洗、包裝與配送。林佑澤觀察,農產加工的關鍵經驗往往掌握在資深員工手中:該買多少菜、原料損耗多少、訂單增加又該安排多少人力,都仰賴現場判斷。

「主要就是把人的經驗變成數據。」林佑澤說。過去客戶透過LINE或紙本下單,現場靠人工整理訂單、對照不同客戶的加工規格;如今宜展利用AI辨識訂單內容並匯入ERP,再依客戶、品項與規格進行標籤化派工。製程則透過QR Code記錄原料投入量與成品產出量,逐步掌握各環節的加工損耗。

接下來是整理現場的判斷依據。林佑澤透過與資深員工對談,了解採購、派工與品管的作業方式,再利用AI協助找出規則、建立SOP。AI整理出的流程仍須由現場人員逐項確認、修正,才能實際執行。

品質管理也在持續改善。傳統金屬檢測器難以辨識菜蟲、橡皮筋等非金屬異物,宜展正與技術夥伴規劃導入AI影像辨識,輔助產線末端檢查。林佑澤表示,每批農產品品質不同,比起單看良率,他更重視客訴是否減少。隨著訂單與製程資訊逐步累積,宜展也希望進一步建立需求預測、採購建議與生產排程模型,減少營運對資深員工個人經驗的依賴。

不只把菜切好,乾燥加工尋找第二成長曲線

除了改善截切本業,宜展也開始發展乾燥加工。學校團膳在寒暑假面臨需求波動,生鮮蔬果則有保存期限短、價格易受產季影響等限制。林佑澤希望藉由乾燥技術延長農產品保存期限,開拓附加價值更高的加工業務。

不過,乾燥同樣有依賴經驗的問題。傳統做法是太乾就降低溫度、縮短時間,不夠乾就反向調整。每批原料的水分與成熟度不同,反覆試做不僅增加成本,也難以維持品質一致。「品質目標沒有設定的話,前面的製程參數就不知道怎麼調整。」林佑澤將過去研發車用面板的思維帶進農產加工:先決定產品希望達到的口感、含水率與水活性,再回頭檢視原料成熟度、截切厚度及乾燥參數等條件。

團隊進一步結合不同乾燥技術、自行改造設備,並接洽桃園的設備業者合作。林佑澤曾比較其他地區的設備,最後選擇設備構造、乾燥均勻度與可靠度較符合需求的桃園業者。宜展也持續累積製程參數,希望未來透過AI找出適合不同原料的乾燥曲線,減少反覆試做。

「我們主要還是要做代工,想要做一個功能性的原料平台。」林佑澤說,果乾目前更像是展示技術能力的產品,未來希望將服務延伸至辛香料、中藥材、太空食品、超級蔬菜及寵物食品等領域。現階段宜展主要營收仍來自蔬果截切本業,乾燥事業尚未形成主要收入。未來若能建立穩定的乾燥製程與代工能力,宜展便有機會從既有蔬果供應鏈,切入附加價值更高的食品原料市場。

從彰化走向桃園,驗證營運方法能否跨區複製

隨著加工流程逐步數位化,宜展也開始思考,這套管理方法能否帶到彰化以外的場域。

參與桃園市政府青年事務局天際線加速器及Meet桃園+後,宜展擴大與桃園產業生態系的連結。林佑澤提到,天際線協助邀集不同局處了解團隊需求,並提供資源媒合機會。宜展也開始與桃園市農會及在地農民合作,增加北部原料來源。這項合作不只拓展了供應來源,更成為宜展因應極端天候、穩定供貨的重要助力。林佑澤回憶,先前中南部連日降雨,蔬菜供應受到影響,宜展便從北部調度蔬菜,以不同產區互相支援,降低天候對供貨的衝擊。此外,團隊也透過天際線資源,獲得參與日本國際伴手禮設計競賽的輔導,並成功榮獲金賞獎肯定,除了展現產品的創新與設計實力,也為宜展拓展海外市場、提升國際能見度創造更多機會。

下一步,宜展規劃以桃園大溪作為第二個驗證場域,將彰化累積的資料、SOP與加工管理經驗,轉化為可複製、可優化的營運管理模式,帶到不同產地、供應鏈及人員條件下驗證。林佑澤指出,未來若要跨區域擴張,不可能每到一個新地方,就把原有團隊整批搬過去。因此,宜展希望將資深員工的實務經驗,轉化為標準化流程與數據模型,結合AI進行生產排程、資源配置及營運決策,讓新場域能依據當地條件快速調整,降低對特定人員經驗的依賴。

從彰化到桃園,宜展接下來要驗證的,是這套從傳統農產加工現場整理出來的管理方法,是能夠跨區域複製、快速部署並持續優化的農產加工營運系統。 長期目標是降低新場域的建置成本與管理複雜度,提升擴張效率,讓傳統農產加工業具備規模化發展的能力。

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