12月3日，為期三天的第四屆世界互聯(lián)網(wǎng)大會在浙江烏鎮(zhèn)開幕蠢古，互聯(lián)網(wǎng)和科技大佬們廣泛討論人工智能，AI成為本屆大會最受關(guān)注的領(lǐng)域之一别凹。

提到人工智能在移動手機端的應(yīng)用草讶，我們往往會立即想到 Siri，Cortana炉菲，Alexa , Google assistant 等個人語音助手堕战，通過語音助手幫助解決日常工作的想法吸引了全世界各地的用戶。但是拍霜，人工智能程序的潛力遠(yuǎn)不止語音助手嘱丢，如今移動應(yīng)用正在使用AI來大幅度提高用戶滿意度。手機作為與人類用戶關(guān)系最密切的智能化產(chǎn)品祠饺，已成為AI產(chǎn)業(yè)的必爭之地越驻。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?「AI手機」=「芯片」+「框架」+「應(yīng)用場景」

然而，移動手機在人工智能領(lǐng)域到底將扮演著什么樣的角色道偷？它們已經(jīng)能夠獨立進(jìn)行學(xué)習(xí)缀旁，甚至提供類似人工智能等級的服務(wù)嗎？今天勺鸦，小線菌想和你分享并巍，配備了人工智能的手機會有什么不同，又會為移動互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)帶來什么變化换途。

原來手機可以這么用懊渡！

手機作為個人隱私性最強的工具，在公眾場合使用手機時军拟，你有沒有經(jīng)常擔(dān)心旁邊或背后有人偷瞄你的手機剃执？

2017年的Neural Information Processing Systems (NIPS)會議于12月4日在加州長島開幕，這次會議上吻谋，谷歌的開發(fā)人員Hee Jung Ryu和Florian Schroff打算展示一個應(yīng)用在Google Pixel手機上的“防偷窺”功能忠蝗，這個項目稱之為「電子屏幕保護(hù)器」。只要在Pixel上打開前置攝像頭漓拾，加上人臉識別和眼動追蹤算法阁最，就可以發(fā)現(xiàn)除了用戶以外戒祠，有沒有第三只眼在盯著屏幕看。

實際使用時速种，當(dāng)它監(jiān)測到有人偷瞄你的屏幕姜盈，無論你的屏幕正在做什么，它都會自動切換成前置攝像頭的圖像配阵。更讓偷窺者難堪的是馏颂，它的特寫頭像會被你的系統(tǒng)特別用紅色標(biāo)紅，并且配上snapchat里的嘔吐效果棋傍。

這個功能的精準(zhǔn)度是非常高的救拉，無論什么樣的燈光環(huán)境，它都可以在0.002秒之內(nèi)鑒別到“偷窺嫌疑人”瘫拣。然而通常人類眨眼都需要用到0.12-0.2秒鐘亿絮，之所以識別速度如此之快，就是由于這款人工智能軟件是在手機上直接運行的麸拄，而并不需要發(fā)送到Google的云處理器上進(jìn)行處理派昧。

這款產(chǎn)品之所以能夠引起注意，主要因為它顯示出Google在將人工智能技術(shù)融入到手機系統(tǒng)中的野心拢切。實際上蒂萎，這并不是Google第一次在對眼球的追蹤上下功夫，早在幾年前淮椰，通過一個安置在Google Glass的眼動傳感器五慈，就可以識別用戶的視線停留在了哪一個廣告上，并根據(jù)用戶瞳孔大小的變化主穗，能夠客觀判斷用戶對注視著的廣告的情緒反應(yīng)豺撑。

什么是「人工智能手機」

首先，我們需要區(qū)分「智能手機」與「人工智能手機」，這就好像是寵物與導(dǎo)盲犬的區(qū)別。雖然寵物會服從你的命令戈稿，但導(dǎo)盲犬不僅會回應(yīng)你的命令，而且還會引導(dǎo)你前進(jìn)陆错，并決定你認(rèn)為最適合你的東西。

從表面上來看金赦，我們?nèi)粘Ｊ褂玫闹悄苁謾C在不少功能上已經(jīng)相當(dāng)聰明音瓷，比如全自動的照片美化，人臉識別開鎖夹抗，以及實時翻譯绳慎，甚至推送到首頁的廣告都來源于你的搜索和瀏覽記錄。但這是你手機自己“想”出來的結(jié)果嗎？還不完全是杏愤。目前的智能應(yīng)用幾乎都是上傳在云端上整理靡砌、計算來的模型。本地端的終端手機在人工智能里扮演的角色還只是一個數(shù)據(jù)收集的終端珊楼，甚至連學(xué)習(xí)都稱不上通殃。在上一代智能手機中，AI是基于云服務(wù)的厕宗，需要訪問互聯(lián)網(wǎng)連接画舌，因此始終覺得這些“助手”離智能還差那么一點點。

去年大火的「Prisma」已慢，在最初時3個神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)都部署在云端曲聂。用戶選取照片效果后，手機上的Prisma應(yīng)用便將照片上傳至服務(wù)器佑惠，云端的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在解讀照片后句葵，會根據(jù)用戶選擇的效果重新渲染出一張新照片，并下載到用戶的手機上兢仰，這個過程即使顯著降低圖像處理過程的耗時，依舊因為服務(wù)器通訊問題越來越慢剂碴。隨著用戶迅速增長把将，2016年8月，創(chuàng)始人Alexey不得不直接使用iPhone處理器忆矛，Prisma成為第一個能夠離線運行風(fēng)格轉(zhuǎn)換神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的手機應(yīng)用察蹲。一張1080×1080分辨率的照片，半秒就能轉(zhuǎn)換成全新的風(fēng)格催训。可以看出洽议，在手機上部署機器學(xué)習(xí)算法的需求是極強的。

傳統(tǒng)的處理器通常需要成千上萬的指令來完成一個神經(jīng)元的處理漫拭。因此亚兄，通過云計算來實現(xiàn)這些任務(wù)是業(yè)界的共識。然而采驻，數(shù)據(jù)隱私审胚、計算的時效性等問題提醒我們，云端人工智能只是暫時的礼旅，端側(cè)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建才是未來的趨勢膳叨。

在iPhone X上，我們利用AI算法支持面部識別系統(tǒng)Face ID痘系、動畫表情Animoji和增強現(xiàn)實應(yīng)用AR程序的后臺菲嘴。在Google Pixel 2上，Now Playing功能使用每周更新的10萬首歌曲數(shù)據(jù)庫，手機將通過在主屏幕上自動推送通知龄坪，立即告知此刻正在播放的歌曲昭雌，或者在用戶收到一封郵件時給出簡短的回復(fù)建議。在Mate 10上悉默，AI-vision攝像頭掃描周圍環(huán)境城豁，相應(yīng)地調(diào)整手機的設(shè)置，優(yōu)化性能和用戶體驗抄课，拍照時唱星，手機還可以識別被拍照的物體，人物或場景跟磨。此外间聊，AI引擎也能夠補償?shù)头直媛实膱D像。如果在設(shè)備上查看的圖片分辨率較低抵拘，則可以預(yù)測并補充丟失的像素哎榴，使圖片可以完整顯示和放大。

除此之外僵蛛，新一代手機上更好的電池性能也部分歸功于設(shè)備內(nèi)的人工智能算法尚蝌。華為表示，其人工智能將使公司的新手機能效提高50倍充尉。設(shè)備內(nèi)的人工智能算法將通過兩種方式節(jié)省電源：首先飘言，將電源分配給相關(guān)功能。所以如果用戶沒有使用某個功能驼侠，那么手機將不允許它不必要地消耗功率姿鸿。其次，設(shè)備內(nèi)的人工智能意味著不需要太多的云端處理倒源，從而節(jié)省電量苛预。

云端處理還有隱私泄露的風(fēng)險。與之相比笋熬，在手機上本地化運行AI功能热某，不僅享有更快的性能，而且更加方便（不用聯(lián)網(wǎng)）胳螟、隱私保護(hù)更好（你的數(shù)據(jù)不會被脫機發(fā)送）苫拍。

智能芯片領(lǐng)域競爭加劇

雖然很多手機已經(jīng)打出了「人工智能手機」的概念，但是它們都沒有人工智能需要的核心技術(shù)旺隙，那就是「AI芯片」绒极。目前只有蘋果和華為兩家手機廠商可以提供AI芯片，蘋果的iPhone 8 和iPhone X使用了仿生芯片A11蔬捷，華為Mate 10 系列則搭載了華為自主研發(fā)麒麟 970 芯片垄提。iPhone 8 在圖像的立體化識別表現(xiàn)更優(yōu)秀榔袋，配合新的深度攝像頭和陀螺儀等配套硬件，在AR方面的表現(xiàn)更佳铡俐。而HUAWEI Mate 10系列似乎更注重在性能和速度上的表現(xiàn)凰兑。

與蘋果不同的是，華為承載人工智能的麒麟970芯片是基于NPU（Neural Network Processing Unit神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)單元）專用硬件處理單元审丘。專門用于處理手機端的AI相關(guān)任務(wù)吏够。處理速度是普通CPU的 25 倍以上。上文提到的實時拍照優(yōu)化滩报、識物功能正是基于此芯片而運行锅知。

同時，制造和設(shè)計芯片的公司（例如高通和ARM）也正準(zhǔn)備為業(yè)內(nèi)其他廠商提供AI優(yōu)化的硬件脓钾。采用ARM新發(fā)布的"Mail-G72"CPU售睹，麒麟970把GPU的核心數(shù)量，從麒麟960時代的8核提升到了12核可训。三個部分通力協(xié)作昌妹，GPU和CPU負(fù)責(zé)計算的速度和力度，NPU則負(fù)責(zé)計算的深度握截，而HiAI移動計算架構(gòu)則負(fù)責(zé)提高AI性能的密度飞崖。計算任務(wù)被明確分配，各個模塊可以更獨立進(jìn)行資源的調(diào)配谨胞，就為整體計算工作大大的提高了效率固歪。這樣一來，在端側(cè)部署部分AI計算任務(wù)就成了可能畜眨。

除了華為與蘋果兩家巨頭之間的移動AI芯片卡位戰(zhàn)，三星术瓮、vivo康聂、小米等廠商自然也不甘落后，不過發(fā)力點卻并不相同胞四。

今年5月恬汁，三星為Galaxy S8配備了自主研發(fā)的人工智能平臺「Bixby」并開始提供“Bixby Voice”服務(wù)。用戶甚至可以為Bixby自定義口令辜伟，當(dāng)你最著手機說“晚安氓侧，Bixby!”，Bixby就開始將手機調(diào)到夜間省電模式导狡，同時關(guān)閉微信提醒约巷，開啟免打擾模式，設(shè)定慣常的 morningcall旱捧。9月21日独郎，vivo發(fā)布的全面屏X20手機上已經(jīng)配備了“智慧引擎4.0”功能踩麦。該智慧引擎擁有自主學(xué)習(xí)能力，可以根據(jù)用戶使用習(xí)慣氓癌，智能分配CPU資源谓谦，管控耗電，維持手機使用流暢贪婉。11月28日的小米IoT開發(fā)者大會上反粥，小米首席架構(gòu)師小米人工智能與云平臺副總裁崔寶秋表示，智能手機仍然是小米的核心戰(zhàn)略疲迂，它將成為人工智能的最大平臺才顿。

這些嘗試無疑將推動新的人機交互變革，我們不再需要去學(xué)習(xí)如何與機器進(jìn)行互動鬼譬，而是讓機器去學(xué)習(xí)如何適應(yīng)我們的世界娜膘。

多元化的AI框架

深度學(xué)習(xí)框架就是這個品牌的一套積木，各個組件就是某個模型或算法的一部分优质，你可以自己設(shè)計如何使用積木去堆砌符合你數(shù)據(jù)集的積木竣贪。對于手機程序開發(fā)者來說，深度學(xué)習(xí)框架的出現(xiàn)降低了入門的門檻巩螃，不再需要從復(fù)雜的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)開始編代碼演怎，你可以依據(jù)需要，使用已有的模型避乏，模型的參數(shù)你自己訓(xùn)練得到爷耀，你也可以在已有模型的基礎(chǔ)上增加自己的layer，或者是在頂端選擇自己需要的分類器拍皮。目前活躍在視野中的移動端人工智能框架中歹叮，F(xiàn)acebook的「Caffe2 Go」，Google的「TensorFlow Lite」與Apple 的「CoreML」三足鼎立铆帽。

Caffe2?

2016年11月咆耿，Facebook就已經(jīng)發(fā)布了一個稱為Caffe2Go的架構(gòu)。Caffe2Go用于實時風(fēng)格轉(zhuǎn)移（Style Transfer）爹橱，即在用戶的移動電話端添加了類藝術(shù)（Art-like）過濾器萨螺。Caffe2Go最初推出時被使用在「Prisma」的「Style?Transfer」以及「Snapchat」的「Filters」，可以在iOS愧驱、Android以及Raspberry Pi上通過短短幾行代碼來訓(xùn)練和部署輕量化模型慰技。

TensorFlow Lite

谷歌今年發(fā)布了「TensorFlow lite」，讓應(yīng)用開發(fā)者可以在移動設(shè)備上部署人工智能组砚。人工智能框架TensorFlow一直運行在許多平臺上吻商，從服務(wù)器機架到小型物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，但隨著過去幾年機器學(xué)習(xí)模型的使用頻次呈指數(shù)級增長糟红，因此將其部署在移動和嵌入式設(shè)備上的需求越來越強烈手报。

它有以下三點重要特性：

輕量級：支持小 binary size 和快速初始化/啟動的設(shè)備上機器學(xué)習(xí)模型的推斷

跨平臺：支持運行在許多不同平臺上蚯舱，目前支持Android 和iOS

快速：針對移動設(shè)備進(jìn)行了優(yōu)化，包括顯著提高模型的加載時間掩蛤，并支持硬件加速

目前TensorFlow lite支持「iOS」和「Android」系統(tǒng)枉昏。但是如果開發(fā)者使用其他系統(tǒng)，也可以經(jīng)過一系列復(fù)雜而冗長的編譯流程揍鸟，將 TensorFlow 編譯成移動操作系統(tǒng)所支持的軟件庫兄裂。除此之外，TensorFlow Lite完全可以本地部署阳藻，解決了沒有聯(lián)網(wǎng)造成的影響晰奖。最后，未來隨著終端硬件能力的升級腥泥，完全可以做到訓(xùn)練在終端本地完成匾南。

目前，Google已經(jīng)發(fā)布了許多支持針對移動設(shè)備優(yōu)化的模型蛔外。其中包括 MobileNet蛆楞，支持1000多個對象類的計算機視覺，Inception v3?圖像識別模型夹厌，以及 SmartReplay 自然語言處理模型豹爹。這些模型可以在應(yīng)用程序中立即使用，但開發(fā)人員也可以根據(jù)需要從自定義數(shù)據(jù)集中創(chuàng)建自己的模型矛纹。

CoreML

蘋果公司在今年 6 月的 WWDC 正式發(fā)布了增強現(xiàn)實開發(fā)工具 ARKit臂聋，以及包含加速 iOS 設(shè)備機器學(xué)習(xí)能力的 CoreML 機器學(xué)習(xí)框架，它可以在iPhone或南、Macbook孩等、Apple TV、Apple watch等任何一個蘋果設(shè)備上使用采够。

Core ML 其實就是將一些已經(jīng)訓(xùn)練好的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)肄方、支持向量機、線性分析等集成到一個框架里吁恍，供開發(fā)者來調(diào)用扒秸。蘋果開發(fā)者網(wǎng)站上已經(jīng)有幾套訓(xùn)練好的模型可供使用播演，其中包含了臉部識別冀瓦、圖像識別、自然語言識別等写烤。

AI手機會是未來嗎翼闽？

業(yè)界普遍認(rèn)為，AI有望成為智能手機的下一個殺手級功能洲炊。因為AI技術(shù)可以讓手機基于用戶行為習(xí)慣自我學(xué)習(xí)進(jìn)而優(yōu)化感局、智能感知用戶場景尼啡、預(yù)測用戶行為再智能分配資源，確保系統(tǒng)最佳運轉(zhuǎn)等询微。

而AI算力其實只是底層基礎(chǔ)崖瞭，場景構(gòu)建才是AI手機的核心。

人工智能的發(fā)展正在推動全新的移動應(yīng)用可能性撑毛。從蘋果的Siri開始书聚，未來幾年它有可能進(jìn)一步提升。機器學(xué)習(xí)已經(jīng)擺脫了起步階段藻雌，用戶現(xiàn)在需要靈活的算法來實現(xiàn)無縫和直觀的體驗雌续。

????????????????????????????????????????????????????????Google AI 和 ML 技術(shù)的標(biāo)桿級產(chǎn)品

但未來隨著運算架構(gòu)與制程的演進(jìn)，加入手機的傳感器類型會不斷增加胯杭，及像增強現(xiàn)實（AR）驯杜、混合現(xiàn)實（MR）等需要本地端計算能力強大到可以與環(huán)境互動的應(yīng)用出現(xiàn)，由手機自己執(zhí)行的學(xué)習(xí)做个、互動以及更智能化的運算功能也會隨之普及鸽心。

讓我們勒緊褲帶，拭目以待吧叁温！

參考資料

https://developers.googleblog.com/2017/11/announcing-tensorflow-lite.html

http://36kr.com/p/5079883.html

http://www.sohu.com/a/166005238_354973

http://www.chinaz.com/mobile/2017/1120/829938.shtml

http://36kr.com/p/5106372.html

http://36kr.com/p/5099634.html

http://www.xtecher.com/Xfeature/view?aid=6525

https://code.facebook.com/posts/196146247499076/delivering-real-time-ai-in-the-palm-of-your-hand/