
算法應用領域不斷x擴大
算法是可被圖靈機等效系統(tǒng)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(guī)則型算法、學習型(機器學習算法)算法和終極算法三類。上世紀50年代的電子計算機就是為執(zhí)行算法而生的,規(guī)則型算法隨之出現,目前的熱點技術區(qū)塊鏈智能合約就是為自定義算法合約規(guī)則提供分布式對等運行環(huán)境。學習型算法也是在上世紀50年代就開始出現的,1952年出現了第一個具有學習能力的程序,深度學習在2006年出現,并在圖像、語音處理方面表現出色,因此引發(fā)新一輪人工智能熱潮。終極算法是解決問題的通用算法,理論上可以取代任何算法,其在計算機科學的地位類似物理學里面的統(tǒng)一場論,目前還處于初級探索階段,尚無明顯進展。
從應用廣度上看,算法應用領域不斷擴大。信息技術滲透到哪個領域,算法就進入哪個領域,隨著時間的推移,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從單機軟件到企業(yè)業(yè)務流程平臺,到企業(yè)生產自動控制系統(tǒng)再擴大,到對社會有重大影響的平臺經濟。未來隨著數字經濟的快速發(fā)展,算法的作用有加速進一步擴大的趨勢。
從應用深度看,算法產生的影響不斷加深。從農業(yè)社會到工業(yè)社會再到信息社會,生產生活的決策從依賴經驗到依賴信息,最終進化到依賴算法;诖笠(guī)模數據和算力,算法將主導人類生活和生產。人類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,從一開始的在家自己做,到通過信息平臺找好吃的,到最終由算法定制食譜自動下單。同時,人類的貿易、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驅動,比如從早期ERP系統(tǒng)提供定期的庫存分析到目前大型電商平臺的實時自動分布式庫存管理。
算法是數字技術的核心
數字技術是數字經濟的核心驅動力。根據中國信通院發(fā)布的數字經濟白皮書,數字經濟是一種技術經濟范式,數字技術可以作為一種通用目的的技術,廣泛應用到經濟社會各行各業(yè),成為數字經濟的關鍵生產要素,是數字經濟發(fā)展的核心驅動力。這里提到,數字技術是數字經濟的關鍵生產要素,數字技術包括網絡技術、硬件技術和軟件技術,人工智能、大數據、云計算、物聯網、虛擬現實等都屬于新一代數字技術。
算法是數字技術的核心,不斷提升網絡、硬件、軟件的支撐能力。在網絡技術方面,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,以及網絡層的路由協(xié)議、數據壓縮存儲算法等都是網絡的核心技術。此外,華為在俄羅斯、法國設立了專門的數學研究所,也能說明算法在網絡方面的重要性。在硬件技術方面,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,算法也經常被用于嵌入式編程來提升硬件能力。在軟件技術方面,算法的作用更為明顯,搜索引擎、網約車匹配、交通路線規(guī)劃等更是依賴專門的算法而大顯神通。
算法在新一代數字技術中發(fā)揮關鍵作用。從云管端的角度來看,云計算、大數據、物聯網、虛擬/增強現實、人工智能等新一代信息技術實現了云端、管道、終端技術升級和應用,算法是其中核心思想的體現。云計算本質是服務器資源的組織管理,其核心是資源調度算法,通過hyperviser給每一臺虛擬機分配內存、CPU、網絡和磁盤資源。大數據本質是數據的組織管理,其核心是分布式計算存儲算法,其中分布式文件系統(tǒng)HDFS將一個文件存儲在多臺服務器,而MapReduce實現計算任務的分布式調度。物聯網的本質是終端資源的組織管理,其核心是自組織路由算法。通過無線傳感器網絡,實現節(jié)點自組織、自動配置管理、自動協(xié)作交換信息。虛擬/增強現實本質是人際交互設備的升級,其核心是現實、感知、追蹤等算法,實現近眼顯示、渲染處理、感知交互等功能。人工智能實質是應用優(yōu)化,其核心是深度學習算法,自然語言處理、計算機視覺、語音識別等基礎技術基于算法實現,應用于機器人、金融、醫(yī)療、安防、家居等領域。
算法廣泛應用于各個領域,促進數字經濟融合發(fā)展。在農業(yè)方面,算法通過遙感影像分析、農業(yè)機器人、農業(yè)灌溉優(yōu)化配置、農業(yè)仿真、農業(yè)車輛定位等技術,不斷提升農業(yè)生產、營銷、服務水平。在制造業(yè)方面,算法在設計軟件、智能裝備、故障診斷等領域發(fā)揮較大作用。從工業(yè)3.0到工業(yè)4.0的本質是算法的升級,以工業(yè)機器人為例,在原有的規(guī)則為主的算法基礎上,融合機器學習算法,形成智能機器人。在服務業(yè)方面,算法滲透到社會生產生活的各個環(huán)節(jié),通過自動化調度資源促進市場供需匹配,從而節(jié)約社會資源、提升社會整體運行效率,以出行應用滴滴為例,通過數據精準分析匹配供需,連接乘客和司機,滴滴快專車的平均應答率超過90%,遠超傳統(tǒng)路邊揚招60%的成功率。
算法應用創(chuàng)新改變人類生產生活方式
從生活角度看,算法的創(chuàng)新應用主要體現在兩方面,一方面提供個性化服務,例如資訊領域,目前算法推薦引擎得到越來越多的利用,由算法根據用戶喜好編排提供給用戶閱讀的內容。另一方面,算法給我們帶來新的生活方式,最典型的就是無人駕駛,由算法驅動的無人駕駛將帶來汽車行業(yè)100年以來的突破性變革,算法將傳感器、數據等連接起來,收集環(huán)境信息、實時分析、控制汽車運動,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。
從生產角度看,算法可以提高生產效率、解放勞動力、產生新型業(yè)務模式。算法替代人類的一部分工作,直接影響就是提高生產效率和解放勞動力。此外,算法可以促進產生新型的業(yè)務模式。以互聯網廣告為例,傳統(tǒng)的互聯網廣告主體包括廣告主、廣告代理商以及互聯網媒體,廣告主通過代理商購買固定媒體的固定廣告位實現廣告投放,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,實時競價)就是通過算法實時、精準匹配廣告供需雙方,因此產生了新型的互聯網廣告服務生態(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,實現三贏。
未來,算法將會給我們的生產生活帶來更多改變,同時為企業(yè)帶來新的機會和挑戰(zhàn),如何應用算法解決實際問題將是關鍵。
作者簡介
李曼,現就職于中國信息通信研究院產業(yè)與規(guī)劃研究所。
聯系方式:liman1@caict.ac.cn
謝智剛,中國信息通信研究院產業(yè)與規(guī)劃研究所大數據與數字經濟研究部副主任。
聯系方式:xiezhigang@caict.ac.cn