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才雲:在礦井水壩中落地人工智能

時間:2024-11-02 04:28:47

一條條裝載着烏黑閃亮煤塊的傳送帶從井底向井上不停運轉。在悠長、複雜的傳輸中,不時會突發危險事件——作業礦工意外跌入傳送帶,引發危及生命的事故;異物掉落在傳送帶上,将昂貴的傳輸帶卡住、撐斷……

煤礦管理人員特别需要實時、智能化的監控系統,幫助他們及時發現安全隐患,并快速響應。現在,基于人工智能的監控方案,能快速識别出傳送帶上的“非法入侵物”,及時将報警圖片發送給指揮系統,管理者或系統會立即叫停傳送帶。

在礦井的井上和井下,還有許多類似的“安全禁地”。現在,安全監控智能系統正被快速複制到各個場景下,對安全事件進行識别、預警和響應。

不僅是煤礦,在很多工業企業都有着靠人工很難解決的問題。像水電站,當蓄水池水位達到一定高度時就需要及時開閘洩洪。不久前,一家水電站因為洩洪不及時,讓下遊兩個村莊遭受水災。這家水電站的管理者很頭疼——怎樣才能對100多米高的水壩中的水位進行準确預測,制定合适的洩洪時間表?

現在,基于人工智能的預測系統,通過學習過去10年甚至更長時間的龐大曆史數據,包括水壩水位、降雨量、地表幹燥度、氣候變化等,來預測未來一段時間内的水位情況,精度可達厘米級,并給出恰當的洩洪時間點。

“人工智能、深度學習正在幫助我們解決靠人工很難突破的複雜場景問題和需求。”才雲首席方案架構師杜甯說。才雲科技(Caicloud)已為上述工業企業提供基于人工智能的解決方案。

人人都能用的谷歌開源技術

才雲科技是一家創業公司,成立于2015年,幾位創始人來自谷歌和亞馬遜。在他們中間,CEO張鑫是原谷歌集群管理組核心成員,曾管理谷歌世界級的數據中心和龐大的服務器集群;CTO鄧徳源是容器技術K8開源代碼項目全球前十的代碼貢獻者;首席大數據科學家鄭澤宇基于谷歌内部深度學習系統,提出産品聚類項目,用于銜接谷歌購物和谷歌知識圖譜(KnowledgeGraph)數據,開啟在谷歌搜索頁面投放谷歌購物廣告的業務。

“創辦才雲很大的契機是當時Kubernetes技術開源。”鄭澤宇說。Kubernetes是谷歌集群管理系統的開源版,幾個月後,谷歌又将其深度學習框架TensorFlow開源。這些開源技術能從底到上把雲計算和大數據很好地融合。而才雲的年輕人希望把谷歌技術分享給更多外部行業企業,讓大家享受到技術福祉。

那麼,才雲怎樣提供有價值的服務呢?它希望提供從底到上的整體解決方案——這更有助于大數據、人工智能技術落地。

原來,Kubernetes開源版本僅提供核心技術——就像一個新鮮椰子,如果你沒有工具,是喝不到殼中的椰汁的。于是,才雲根據每家企業現有的硬件環境,把Kubernetes需要的計算、網絡和存儲資源對接好。之後,因為Kubernetes隻能管理一個集群,才雲為企業搭建“集群聯邦”,實現企業多個環境,如開發環境、測試環境、不同子公司的一體化管理。這些服務幫助企業将Kubernetes容器技術落地。

再之後,在基礎設施之上,TensorFlow落地需要的工作就更重要了。TensorFlow隻是一個非常核心的工具包,它在生産環境中的穩定性,它的調度、監控、用戶管理都還不完善。企業需要一個對TensorFlow設計理念有深入了解的團隊,幫他們在生産環境中去落地。才雲就提供這樣的落地服務。

才雲科技首席大數據科學家鄭澤宇說,至少在三五年内,在絕大部分場景下,通用人工智能提供不了幫助。人工智能一定要定制化才能落地深度學習像當年的Hadoop

為什麼深度學習生态還不完善,這是因為深度學習在全球都還是新興技術。“現在的TensorFlow,有點類似于2008年的Hadoop,是一個突破性技術,但需要付出學習成本。”鄭澤宇說。

為了幫助大家去熟悉TensorFlow,鄭澤宇出版了第一部TensorFlow中文書,并與國内高校,如他的母校北大和一些培訓機構合作推廣TensorFlow。

除了谷歌的TensorFlow,大企業相繼對自身的深度學習框架開源,包括亞馬遜MXNet、Facebook的Torch以及百度的PaddlePaddle,目的是競争标準,瓜分火熱的深度學習市場。

“我們選擇TensorFlow很重要的原因,是底層環境的Kubernetes和上面的TensorFlow源自谷歌,因此它們也最融合。還有一個重要原因是TensorFlow在國内呼聲最高,用戶最廣。”鄭澤宇說,“你從出書的情況也能看出幾分,TensorFlow有5本中文書,Caffe有一本,MXNet我還沒看到。”

據悉,谷歌已有上萬個項目應用TensorFlow。而在圖像、機器人領域應用較多的Caffe,廣度上不如TensorFlow。TensorFlow的積累從2011年就開始了,比其它深度學習平台要早幾年。

人工智能落地要定制化

目前,國内外大企業如谷歌、亞馬遜、阿裡雲都在提供現成的AI産品,才雲這類企業提供的開源AI落地服務還有價值嗎?

“大企業提供的AI針對的是非常通用的場景。”鄭澤宇說。如果企業的需求能歸納成通用需求,如要用OCR(光學字符識别)識别紙上的文字,可以使用通用AI服務。但對于大部分具體行業中的具體場景,如在昏暗的礦井下識别異物,通用AI是肯定解決不了問題的。

“這就牽扯一個問題,為什麼人工智能出來這麼久,但落地不是特别好?這是因為人工智能是一種對定制化要求非常高的技術。”鄭澤宇說,“至少在三五年内,在絕大部分場景下,通用人工智能提供不了幫助。人工智能一定要定制化才能落地。”

這就需要一批提供人工智能服務的企業,提供貼合企業場景的方案,把“智能”落地到業務中去——

他們要結合企業原有系統,構建從底層基礎設施到上層人工智能算法的整套解決方案。這個過程要考慮與原有系統的兼容性,并與原有系統打通。

他們要針對特定行業和場景,如煤礦監控采集數據,訓練模型算法。并且還要通過深度學習,加速人工智能方案在不同場景下的遷移,降低成本。

鄭澤宇解釋說,在深度學習技術出來前,人工智能應用的場景非常專,遷移很難,甚至不大可能。有了深度學習,之前AI系統學習到的技能,可以成為新技能的基礎。就像人們學會了普通話,再學一門方言要快得多一樣,現在,才雲人工智能技術處理一個新場景的時間是原來的1/4到1/8,在1個星期到1個月之間,這更有利于人工智能落地。

聊出來的需求

除了要解決技術落地的挑戰,鄭澤宇他們遇到的另一個挑戰是找到企業可能的需求。“因為做技術比較久,怎麼把技術與企業的痛點做一個結合是件困難的事”。這也是他回國後做得最多的一件事。

鄭澤宇發現,國内傳統企業思想很開放,“都在向技術型企業轉型”。他們會關注最新技術,希望利用新技術來解決他們的問題。一旦技術被證明能幫助他們解決問題,對他們的吸引力就很大。

“我現在的方法就是與搞業務的人多聊,了解他們最煩惱、最不方便的事,到處多看,這就是找需求的秘籍。”鄭澤宇說。

現在,才雲團隊正與一家火電廠探索節能降耗的解決方案。在谷歌,通過人工智能技術,監控調節數據中心制冷設備的運行參數,一年就能節省6000萬美元。這樣的應用理念正被搬到國内。

在這家火電廠,排煙溫度每降低1度,就能節省1000多萬元成本。如何降低排煙溫度問題,靠人的經驗很難解決。“我們利用深度學習,分析當發電機組的哪些閥門和傳感器進行調整,可以把溫度降下來。”杜甯說,目前項目正在進展中。
   

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