
算法應用領(lǐng)域不斷x擴大
算法是可被圖靈機等效系統所運行的一系列邏輯和算數運算指令的有序排列。可分為規則型算法、學(xué)習型(機器學(xué)習算法)算法和終極算法三類(lèi)。上世紀50年代的電子計算機就是為執行算法而生的,規則型算法隨之出現,目前的熱點(diǎn)技術(shù)區塊鏈智能合約就是為自定義算法合約規則提供分布式對等運行環(huán)境。學(xué)習型算法也是在上世紀50年代就開(kāi)始出現的,1952年出現了第一個(gè)具有學(xué)習能力的程序,深度學(xué)習在2006年出現,并在圖像、語(yǔ)音處理方面表現出色,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,其在計算機科學(xué)的地位類(lèi)似物理學(xué)里面的統一場(chǎng)論,目前還處于初級探索階段,尚無(wú)明顯進(jìn)展。
從應用廣度上看,算法應用領(lǐng)域不斷擴大。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(zhù)時(shí)間的推移,算法載體從獨立電腦、嵌入式設備再到各種智能設備,算法的作用邊界已經(jīng)從單機軟件到企業(yè)業(yè)務(wù)流程平臺,到企業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)控制系統再擴大,到對社會(huì )有重大影響的平臺經(jīng)濟。未來(lái)隨著(zhù)數字經(jīng)濟的快速發(fā)展,算法的作用有加速進(jìn)一步擴大的趨勢。
從應用深度看,算法產(chǎn)生的影響不斷加深。從農業(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)驗到依賴(lài)信息,最終進(jìn)化到依賴(lài)算法。基于大規模數據和算力,算法將主導人類(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)驅動(dòng),比如從早期ERP系統提供定期的庫存分析到目前大型電商平臺的實(shí)時(shí)自動(dòng)分布式庫存管理。
算法是數字技術(shù)的核心
數字技術(shù)是數字經(jīng)濟的核心驅動(dòng)力。根據中國信通院發(fā)布的數字經(jīng)濟白皮書(shū),數字經(jīng)濟是一種技術(shù)經(jīng)濟范式,數字技術(shù)可以作為一種通用目的的技術(shù),廣泛應用到經(jīng)濟社會(huì )各行各業(yè),成為數字經(jīng)濟的關(guān)鍵生產(chǎn)要素,是數字經(jīng)濟發(fā)展的核心驅動(dòng)力。這里提到,數字技術(shù)是數字經(jīng)濟的關(guān)鍵生產(chǎn)要素,數字技術(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、大數據、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、虛擬現實(shí)等都屬于新一代數字技術(shù)。
算法是數字技術(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,物理層的信號傳播預測、信號調制解調、抗衰落等信號處理算法,以及網(wǎng)絡(luò )層的路由協(xié)議、數據壓縮存儲算法等都是網(wǎng)絡(luò )的核心技術(shù)。此外,華為在俄羅斯、法國設立了專(zhuān)門(mén)的數學(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,芯片電路設計本身就是算法的體現,例如工業(yè)控制領(lǐng)域MCU使用的PID控制算法、DSP芯片數據處理算法。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,云計算、大數據、物聯(lián)網(wǎng)、虛擬/增強現實(shí)、人工智能等新一代信息技術(shù)實(shí)現了云端、管道、終端技術(shù)升級和應用,算法是其中核心思想的體現。云計算本質(zhì)是服務(wù)器資源的組織管理,其核心是資源調度算法,通過(guò)hyperviser給每一臺虛擬機分配內存、CPU、網(wǎng)絡(luò )和磁盤(pán)資源。大數據本質(zhì)是數據的組織管理,其核心是分布式計算存儲算法,其中分布式文件系統HDFS將一個(gè)文件存儲在多臺服務(wù)器,而MapReduce實(shí)現計算任務(wù)的分布式調度。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)現節點(diǎn)自組織、自動(dòng)配置管理、自動(dòng)協(xié)作交換信息。虛擬/增強現實(shí)本質(zhì)是人際交互設備的升級,其核心是現實(shí)、感知、追蹤等算法,實(shí)現近眼顯示、渲染處理、感知交互等功能。人工智能實(shí)質(zhì)是應用優(yōu)化,其核心是深度學(xué)習算法,自然語(yǔ)言處理、計算機視覺(jué)、語(yǔ)音識別等基礎技術(shù)基于算法實(shí)現,應用于機器人、金融、醫療、安防、家居等領(lǐng)域。
算法廣泛應用于各個(gè)領(lǐng)域,促進(jìn)數字經(jīng)濟融合發(fā)展。在農業(yè)方面,算法通過(guò)遙感影像分析、農業(yè)機器人、農業(yè)灌溉優(yōu)化配置、農業(yè)仿真、農業(yè)車(chē)輛定位等技術(shù),不斷提升農業(yè)生產(chǎn)、營(yíng)銷(xiāo)、服務(wù)水平。在制造業(yè)方面,算法在設計軟件、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,以工業(yè)機器人為例,在原有的規則為主的算法基礎上,融合機器學(xué)習算法,形成智能機器人。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,通過(guò)自動(dòng)化調度資源促進(jìn)市場(chǎng)供需匹配,從而節約社會(huì )資源、提升社會(huì )整體運行效率,以出行應用滴滴為例,通過(guò)數據精準分析匹配供需,連接乘客和司機,滴滴快專(zhuān)車(chē)的平均應答率超過(guò)90%,遠超傳統路邊揚招60%的成功率。
算法應用創(chuàng )新改變人類(lèi)生產(chǎn)生活方式
從生活角度看,算法的創(chuàng )新應用主要體現在兩方面,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,由算法根據用戶(hù)喜好編排提供給用戶(hù)閱讀的內容。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、數據等連接起來(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。
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)代理商購買(mǎi)固定媒體的固定廣告位實(shí)現廣告投放,這種廣告模式下只有其中三分之一的廣告是曝光給目標人群看的。而RTB(Real Time Bidding,實(shí)時(shí)競價(jià))就是通過(guò)算法實(shí)時(shí)、精準匹配廣告供需雙方,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、廣告主的投資回報率以及受眾的接受度,實(shí)現三贏(yíng)。
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)新的機會(huì )和挑戰,如何應用算法解決實(shí)際問(wèn)題將是關(guān)鍵。
作者簡(jiǎn)介
李曼,現就職于中國信息通信研究院產(chǎn)業(yè)與規劃研究所。
聯(lián)系方式:liman1@caict.ac.cn
謝智剛,中國信息通信研究院產(chǎn)業(yè)與規劃研究所大數據與數字經(jīng)濟研究部副主任。
聯(lián)系方式:xiezhigang@caict.ac.cn