第三季PowerAI人工智能黑客松編程大賽成功舉辦 推動人工智能在制造業(yè)應(yīng)用

　　【2017年9月4日，北京】9月2日，由IBM和CSDN共同主辦的第三季PowerAI人工智能黑客松編程大賽，在北京成功舉辦。此次賽季以《挖掘制造工藝和流程的金礦》為主題，旨在破解人工智能應(yīng)用難題，推動人工智能在傳統(tǒng)制造業(yè)的落地。20個團隊歷經(jīng)瘋狂、興奮的12個小時AI編程比拼，最終來自中科院聲學(xué)所的4位博士組成的團隊獲得冠軍，第二名由來自騰訊公司(北京)、中科院自動化所的團隊和來自微軟亞洲研究院、北京大學(xué)的團隊分別獲得，來自中科院計算所、北京大學(xué)、北京郵電大學(xué)的團隊和來自Kavout公司、中科院自動化所、中國科學(xué)院大學(xué)、華通設(shè)計顧問工程有限公司的團隊，以及來自北京希嘉創(chuàng)智教育科技有限公司、上海遠洲核信、中科院計算所、中國科學(xué)院大學(xué)的團隊分獲第三名。

　　參賽團隊現(xiàn)場大合影

　　“當(dāng)下，人工智能正處于深耕行業(yè)應(yīng)用的關(guān)鍵點，中國也將人工智能上升為國家戰(zhàn)略。但把新技術(shù)應(yīng)用到實踐中，不是一蹴而就的。比如，開發(fā)者學(xué)了模型、訓(xùn)練數(shù)據(jù)后，并不一定能真地用在生產(chǎn)線。相信一天的比賽下來，選手們遇到不少挑戰(zhàn)，而賽題的設(shè)計就是一步一步地帶領(lǐng)大家解決這些難題，在其中體驗、學(xué)習(xí)人工智能最新的技術(shù)，學(xué)會用人工智能解決行業(yè)中的實際問題。IBM希望通過舉辦這樣的活動，發(fā)掘、培養(yǎng)更多人工智能創(chuàng)新人才和團隊，共同引領(lǐng)人工智能在行業(yè)實現(xiàn)新的突破、新的繁榮。” IBM全球副總裁、IBM中國系統(tǒng)開發(fā)中心總經(jīng)理謝東博士表示。

　　IBM全球副總裁、IBM中國系統(tǒng)開發(fā)中心總經(jīng)理謝東博士

　　探秘制造業(yè)如何用好AI

　　制造業(yè)是傳統(tǒng)的企業(yè)。根據(jù)IBM這大半年與包括金融、電信、制造業(yè)、醫(yī)療在內(nèi)的眾多行業(yè)的溝通來看，制造業(yè)使用AI的意愿非常強。在質(zhì)量控制、流程控制、IOT等方面的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備工作已經(jīng)相對成熟，希望進行數(shù)據(jù)分析，直接用到AI技術(shù)。此外，從人工智能應(yīng)用的角度來說，真正能產(chǎn)生價值，能夠改變大家生活的，離不開制造業(yè)這種與人們息息相關(guān)的行業(yè)�；�于這一背景，此次大賽圍繞人工智能在制造業(yè)的應(yīng)用展開。

　　“AI能為制造業(yè)在質(zhì)量控制、良品率分析、工藝流程的描述這三塊帶來重要價值，我們針對工藝流程方向設(shè)計了賽題，并將比賽的具體形式設(shè)計為問答系統(tǒng)。” IBM中國系統(tǒng)實驗室高性能計算部門開發(fā)部經(jīng)理宋煜進一步解釋了賽題的設(shè)計。

　　具體而言，現(xiàn)場比賽包含訓(xùn)練環(huán)節(jié)和比賽環(huán)節(jié)。在訓(xùn)練環(huán)節(jié)，選手通過設(shè)計模型對給定的語料進行分析理解其中語義，最終實現(xiàn)一個針對訓(xùn)練語料內(nèi)容的自動問答系統(tǒng)。在比賽環(huán)節(jié)，選手根據(jù)預(yù)先提供的接口在比賽時收到以文本形式呈現(xiàn)的題目，然后使用訓(xùn)練好的自動問答模型回答并通過提供的接口發(fā)送答案至裁判端。其難點在于準(zhǔn)確判斷問題意圖、精準(zhǔn)定位問題所在文檔位置以及自動抽取并精確組成答案。

　　為了真正考驗選手的能力，題目也做了精心設(shè)計。IBM花費了一個多月的時間，收集了醫(yī)療、制造、重工業(yè)、輕工業(yè)等各行各業(yè)的文本資料，還專門設(shè)計了三個大坑：

　　第一，數(shù)據(jù)沒有清洗。數(shù)據(jù)大部分都是來自于標(biāo)準(zhǔn)的PDF、word文檔等，涉及到中文常見的繁體、簡體問題，編碼問題，全角、半角的問題，為訓(xùn)練過程設(shè)置了障礙。

　　第二：特意規(guī)避了一些字詞。這樣選手無法用關(guān)鍵字、詞和短語來搜索問題的答案。在數(shù)據(jù)沒有清洗的情況下，如何把Attention模型在12個小時內(nèi)做出來，這是最難的考驗。

　　第三：設(shè)置了一些細節(jié)考核�？疾斓臅r候用了一套AI系統(tǒng)來評判，只有最貼近主題的答案才能較高的分數(shù)。比如葡萄酒的甜度或酸度，AI系統(tǒng)會判定用百分比就比要用小數(shù)點更貼近答案主題，也因此能獲得較高分數(shù)。

　　不難看出，比賽形式的設(shè)計和問題題目的設(shè)置，非常貼近AI在制造業(yè)中的實際應(yīng)用，但難度確實增大。對此，中科院聲學(xué)所4位博士組成的冠軍團隊在賽后表示：“比賽中遇到的最難解決的就是數(shù)據(jù)處理的問題，沒有有效的標(biāo)注數(shù)據(jù)，幾乎崩潰!但最大的收獲是我們堅持了下來，并實現(xiàn)了完美的團隊合作!”

　　他們憑什么贏比賽？

　　IBM中國系統(tǒng)實驗室高性能計算部門開發(fā)部經(jīng)理宋煜

　　賽后，IBM中國系統(tǒng)實驗室高性能計算部門開發(fā)部經(jīng)理宋煜表示：“就技術(shù)而言，大賽看重模型的設(shè)計能力，不只是復(fù)制和使用既有的模型，更重要的是能夠有模型設(shè)計上的創(chuàng)新。來自中科院聲學(xué)所的冠軍團隊使用了兩種方案。在最后的方案中使用了Bi-direction LSTM+Attention-LSTM。由于標(biāo)簽數(shù)據(jù)量有限，他們用R-Net的Attention機制對問題和篇章進行表示，然后再次使用Attention-RNN在篇章上進行Auto Encoder最后使用帶Attention的Decoder生成答案，替換掉原來R-Net的輸出層，巧妙降低了標(biāo)簽數(shù)據(jù)不足的影響。同時，在比賽中，該團隊有著良好的項目分工，在轉(zhuǎn)碼，異常字符處理，詞和字的特征提取以及匹配算法上都做了相應(yīng)的調(diào)整和優(yōu)化，最后達到一個良好的效果，從而贏得了比賽。”

　　PowerAI人工智能黑客松備受開發(fā)者青睞

　　事實上，IBM在技術(shù)、產(chǎn)品化以及跟客戶對接和項目管理方面都很成熟，而如何用新興的人工智能技術(shù)解決行業(yè)的實際問題，這是IBM關(guān)注的重點，也是大賽考核的重點�；蛟S這能解釋為何PowerAI人工智能黑客松備受開發(fā)者的青睞。

　　PoweAI是IBM專門為人工智能所建，被稱為“世界上最快的商用深度學(xué)習(xí)軟件”，有助于縮短等待時間、提高生產(chǎn)效率，讓AI開發(fā)過程變得更輕松、更直觀、更高效。

　　PowerAI人工智能黑客松自今年啟動以來，已經(jīng)舉辦過三季。在前兩季大賽中，開發(fā)者給予了大賽熱烈的支持。在大賽第一季中，有113人報名，58人參賽;而在第二季中，大賽招募參賽人員298人，現(xiàn)場有16支團隊參賽，共計63人，分別來自浦發(fā)銀行，交通銀行，興業(yè)數(shù)金，螞蟻金服等金融行業(yè)以及其他服務(wù)于金融行業(yè)的相關(guān)行業(yè)等。

　　大賽不僅在國內(nèi)人工智能算法領(lǐng)域引起廣泛關(guān)注，而參賽選手的陣容也堪稱豪華。這一季的選手來自北大、清華、中科院、北郵、北師大、北航、騰訊、微軟亞洲研究院、搜狗、今日頭條等知名院校及科技公司。這些選手有機會接觸最先進的PowerAI人工智能平臺，并基于此創(chuàng)建新的計算機模型以高效地對數(shù)據(jù)進行分析，類似模型可以在制造業(yè)的新產(chǎn)品設(shè)計、工藝和流程改進等方面幫助設(shè)計和研究人員更快速借鑒既有經(jīng)驗，從而加速產(chǎn)品設(shè)計、工藝和流程改進的過程。

　　IBM認知系統(tǒng)助力人工智能全面落地

　　事實上，在認知時代，IBM以PowerAI加速構(gòu)建人工智能生態(tài)。基于此，IBM認知系統(tǒng)提供一體化的認知基礎(chǔ)架構(gòu)平臺解決方案，幫助客戶實現(xiàn)認知和人工智能技術(shù)的落地。

　　IBM認知系統(tǒng)借助唯一擁有CPU：GPU NVLink的面向高性能計算的IBM Power Systems架構(gòu)，提供人工智能相關(guān)工作負載所需的高性能計算力。此外，認知系統(tǒng)集成了PowerAI深度學(xué)習(xí)框架，提供預(yù)編譯的主流深度學(xué)習(xí)軟件工具包，同時簡化安裝、部署，并針對NVIDIA GPU及NVLink優(yōu)化性能。

　　基于如此強大的軟硬件一體化解決方案，IBM認知系統(tǒng)已在金融、醫(yī)療、制造等多個行業(yè)建立了成熟的應(yīng)用場景。在銀行領(lǐng)域，IBM的智能影像識別系統(tǒng)可以實時檢測出各種類型的遮擋并進行預(yù)警，這對ATM機防詐騙有顯著的價值。在醫(yī)療行業(yè)，IBM的認知技術(shù)可以幫助醫(yī)生分析醫(yī)學(xué)影像找出病變，提高效率避免遺漏，預(yù)測和分析腫瘤病例的識別正確率可達80%以上。在制造行業(yè)，深度學(xué)習(xí)技術(shù)可以輔助零部件與材料缺陷檢測，利用機器學(xué)習(xí)解決工業(yè)監(jiān)測/智能制造的應(yīng)用場景。

　　一個應(yīng)用案例是石油勘探領(lǐng)域的應(yīng)用公司Stone Ridge采用了30臺IBM OpenPOWER服務(wù)器、120片GPU，體積大概有會議桌的一半那么大，在90分鐘時間內(nèi)就完成了計算。如果用傳統(tǒng)計算平臺，使用的機器的規(guī)模就需要半個足球場那么大，要跑20個小時。

　　未來，IBM將持續(xù)提升IBM認知系統(tǒng)的架構(gòu)能力，為人工智能領(lǐng)域的生態(tài)環(huán)境，提供強有力的技術(shù)支持，加速推動人工智能技術(shù)的商業(yè)應(yīng)用。