人工智能对产业升级的贡献_人工智能产业升级
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人工智能对产业升级的贡献
人工智能对产业升级的贡献
【摘要】随着国家首次在政府工作报告中使用“人工智能”这一表述，中国智造拉开了帷幕。本文从产业结构和产业制造两方面分析人工智能对产业升级的贡献，并对人工智能的不足和前景做了探讨，最后辅以教育行业前线的人工智能应用情况，实现对人工智能与产业升级关系的全方位考察。关键词：人工智能 产业升级 智能制造
一、新闻背景...........................................................................................................................1
二、人工智能概念...................................................................................................................2
三、对产业结构升级的促进...................................................................................................2
（一）从主要依靠增加要素投入到提高要素使用效率...............................................2
（二）资源运营增长方式向知识运营增长方式转变...................................................2
（三）要素驱动型、投资驱动型增长方式向创新驱动型增长方式转变...................3
（四）从资源配置型向资源再生型增长方式转变.......................................................3
（五）外延扩张型向内涵开发型增长方式转变...........................................................3
四、对产业智能制造的促进...................................................................................................3
（一）提高设计与生产效率..........................................................................................3
（二）制造工况的主动感知和自动控制......................................................................4
（三）由资源驱动型向信息驱动型转变......................................................................4
五、人工智能在产业中的不足...............................................................................................4
（一）数据流通和协同化感知有待提升。..................................................................4
（二）强人工智能尚未实现关键技术突破。...............................................................4
（三）智能硬件平台易用性和自主化存在差距。.......................................................4
六、人工智能在产业中的前景...............................................................................................4
（一）家庭服务和商业办公行业..................................................................................4
（二）高级服务行业......................................................................................................5
（三）教育领域行业......................................................................................................5
七、案例研究－heyha.............................................................................................................5
（一）傻瓜式工具，降低游戏化课件制作成本...........................................................5
（二）在线教育平台，出售内容获取收入分成...........................................................5
（三）布局大数据和人工智能，期待儿童成长数据变现...........................................6
一、新闻背景
3月5日，十二届全国人大五次会议在京开幕，政府工作报告中首次出现“人工智能”这一表述。国务院总理李克强在作政府报告时表示，要“全面实施战略性新兴产业发展规划，人工智能对产业升级的贡献
加快新材料、人工智能、集成电路、生物制药、第五代移动通信等技术研发和转化”。在两会中，多位全国人大代表、全国政府委员的提案涉及人工智能。报告和提案指出：“加快培育壮大新兴产业。全面实施战略性新兴产业发展规划，加快新材料、人工智能、集成电路、生物制药、第五代移动通信等技术研发和转化，做大做强产业集群。”、“大力改造提升传统产业。深入实施《中国制造2025》，加快大数据、云计算、物联网应用，以新技术新业态新模式，推动传统产业生产、管理和营销模式变革。”、“持续推进大众创业、万众创新。“双创”是以创业创新带动就业的有效方式，是推动新旧动能转换和经济结构升级的重要力量，是促进机会公平和社会纵向流动的现实渠道，要不断引向深入。”和“要坚持中国制造2025战略，把传统产业的智能制造作为主攻方向，支持技术改造，促进传统产业焕发生机。”
二、人工智能概念
人工智能（Artificial Intelligence），英文缩写为AI。它是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。人工智能的定义可以分为两部分，即“人工”和“智能”。“人工”就是通常意义下的人工系统。“智能”则涉及到其它诸如意识、自我、思维（包括无意识的思维）等等问题。也就是说人工智能是智能机器所执行的与人类智能有关的功能，如判断、推理、证明、识别、感知、理解、设计、思考、规划、学习和问题求解等思维活动。
三、对产业结构升级的促进
（一）从主要依靠增加要素投入到提高要素使用效率
新兴工业化国家发展之初,拥有近乎无限的农村劳动力、价格低廉的土地、容易获取的资源能源,以及鼓励储蓄政策形成的高投资率,经济增长主要依靠增加要素投入,增速快,增长方式相对粗放。随着经济发展进入一定阶段,普遍面临生产要素成本提高、资源环境约束趋紧等问题,继续增加要素投入的空间日趋有限,而人工智能等科技创新反映在智能制造装备上，通过智能加工机床，智能生产线和智能物流与检测设备，要素的使用效率能够大大得提高。
（二）资源运营增长方式向知识运营增长方式转变
人工智能把人工从类似制造业的工人、各行各业的客服等重复机械的简单劳动中解放出来，人们有更多的时间精力去研究上层建筑的优化，实现最高层次的知识运营，在知识经济人工智能对产业升级的贡献
时代运用市场手段和现代信息手段（主要为信息高速公路），开发知识这一精神资源，促使知识成为生产力要素的“整合器”、“粘合剂”和充分发挥作用`的“催化剂”，促使知识由潜在的生产力要素转化为现实的生产力要素，由生产力中非主导要素转变为主导要素，从而带来社会效益和给运营者带来经济效益的高科技项目与经济增长方式。
（三）要素驱动型、投资驱动型增长方式向创新驱动型增长方式转变
根据发展起点低、技术水平不高而劳动力资源丰富的实际情况,新兴工业体一般优先发展轻工、纺织等劳动密集型产业。在技术、人才、资金实力具备后,再发展钢铁、石化等资本密集型产业和基础设施产业,推动产业结构重化工化。从上世纪七、八十年代起,人工智能开始萌芽，相继发展更具创新性的电子、信息、装备等新的战略性产业,并利用信息技术等高新技术对传统产业进行改造提升。从智能制造设备到智能车间、智能企业、智能供应链到智能制造生态系统，服务业比重持续上升的态势,制造业趋向高端化、智能化、服务化的产业结构。
（四）从资源配置型向资源再生型增长方式转变
过去资源最优配置是最终极的目标，但是在人工智能出现以后，上天入地下海等许多不可能完成的任务都变得轻松，资源再生将成为更高级的目标，在能源领域，可以试图建造一个核聚变反应堆，利用与太阳发光发热原理相同的过程，创造出一个清洁能源来源。还可以人工光合作用，在实验室中制造碳氢化合物为汽车提供动力。以及建立高海拔风电厂，把风筝和热气球作为空中风力涡轮。投资发展地热技术，通过钻探开采地下热能。资源的有限将会变成无限，产业也将主要依托资源再生实现增长。
（五）外延扩张型向内涵开发型增长方式转变
人工智能等科技进步可以改进产品、工程的设计，可以更新机器、设备，降低能耗，提高物资利用率，从而节约物化劳动的投入和使用。同时，可以缩短产品的生产周期，或者在同样的时间内生产更多的产品，从而降低单位产品的活劳动含量，节约活劳动，提高劳动生产率。此外还能提高产品的质量，增加产值，提高效益，从而实现经济增长的低投入、低消耗、高产出、高效益。产业发展将从原来的粗放扩张变成精细纵深发展，外延变内涵。
四、对产业智能制造的促进
智能制造是指面向产品的生命周期，以新一代信息技术为基础，以制造系统为载体，在其关键环节和过程，具有一定自主性的感知、学习、分析、决策、通信与协调控制能力，能动态地适应制造环境的变化，从而实现某些优化目标，它是制造业的智能化、数字化和网络化。智能制造是“中国制造2025”的制高点、突破口和主攻方向。
（一）提高设计与生产效率
智能机器的计算智能高于人类，在一些有固定数学优化模型、需要大量计算、但无需进行知识推理的地方比如设计结果的工程分析、高级计划排产、模式识别等，与人根据经验判断相比，机器能更快的给出最优方案。因此，智能优化技术有助于提高设计与生产效率、降低成本，并提高能源利用率。人工智能对产业升级的贡献
（二）制造工况的主动感知和自动控制
智能机器对制造工况的主动感知和自动控制能力高于人类，以数控加工过程为例，机床/工件/刀具系统的振动、温度变化对产品质量有重要影响需要自适应调整工艺参数，但人类显然难以及时感知和分析这些变化。因此，应用智能传感与控制技术，实现“感知-分析-决策-执行”的闭环控制，能显著提高制造质量。
（三）由资源驱动型向信息驱动型转变
随着工业互联网等技术的普及应用，制造系统正在由资源驱动型向信息驱动型转变。制造企业能拥有的产品全生命周期的数据可能是非常丰富的，通过基于大数据的智能分析法工业大数据的典型应用包括产品创新、产品故障诊断与预测、企业供需链的优化和产品的精准营销等诸多方面。
五、人工智能在产业中的不足
（一）数据流通和协同化感知有待提升。
基础设施层的数据支撑环节存在着数据流通法律法规的缺失，高价值数据难以的到有效利用；在感知环节缺乏高集成度、统一感知协调的中控系统。未来的突破点将发生在软件集成环节和类脑芯片环节。
（二）强人工智能尚未实现关键技术突破。
在技术研发层，目前取得的进度依然处于初级阶段，对于更高层次的人工意识、情绪感知环节还没有明显的突破。人脑智能的产生原理尚未研究清楚，脑科学研究还处于摸索阶段。未来突破点将发生在脑科学研究领域。
（三）智能硬件平台易用性和自主化存在差距。
应用层的智能硬件平台，各种能力受制于人工智能初级发展水平。在自主化方面，目前中国工业机器人市场依旧被发那科等四大家族所统治。未来突破点将出现在智能无人设备领域。
六、人工智能在产业中的前景
（一）智能家居行业
智能家居为都市人群提供温暖而省心的避风塘。近些年，欧美的大型传统家电企业纷纷打起了智能大旗，一批智能硬件初创公司集中成立，互联网巨头争先恐后与家电企业联姻，瞄准了智慧家庭这块巨大的蛋糕。各大家电企业也在积极布局，以互联网思维开发极致体验的智能产品与服务。海尔早在2014年就推出了“U+”平台，可以大量接入第三方厂商的产品，用户可以通过APP随时随地对自己的智能家居进行控制。一些更为传统的家居企业也在寻求突破。与科技公司在智能睡眠、智能家居领域展开合作。结合智能传感、移动互联、无线通讯等技术，以睡眠健康监测及相关增值服务为入口，在智能家居、大健康、大数据等人工智能对产业升级的贡献
方向进行战略布局。智能家居行业整体的智能化、网络化和协同化趋势增强，大数据、云平台等核心配套项目臻于完善，“终端+数据+内容+服务”的新商业模式指日可待。
（二）高级服务行业
中国未来的服务业将成为支柱性产业，然而对于一些标准型要求高，流程严苛的重复、机械服务，人工智能的机器学习等技术投放于研发服务机器人上，会有很大的市场需求。物联网即将取代互联网，以百度为例，李彦宏表示，在垂直领域，百度将在之前餐饮、酒店等基础上继续开拓新领域，如医疗和教育，其中，以医患双选平台为特色的医疗垂直领域，将解决医疗和患者之间信息、资源不对称的症结。通过对人工智能技术与传统服务业的结合，一些因为信息不对称、偏差而产生的低效率将得到显著的提升。
（三）教育领域行业
基础教育阶段，可以把可视化和虚拟现实与传统的课本和知识点结合，寓教于乐，提升幼儿学习的热情和乐趣，提高学习的效率。
职业教育阶段，可以深化校企合作，建设国内领先的智能制造实训基地。培养具有智能制造专业素养的技术技能人才，建立一批包括工业机器人应用技术、智能制造数字化车间、智能制造生产线控制的技术实训基地等。
高等教育阶段，可以进一步普及信息化教学模式，发展大型信息化项目建设，在教学点数字教育资源覆盖率提升、优质教育资源共建共享、教育资源公共服务平台建设、教育管理信息系统建设等方面努力。
七、案例研究－heyha科技
笔者在2016年7月曾在一家将人工智能与幼儿教育结合的创业公司－嘿哈科技实习，参与了公司管理层的日常事务，接触到教育行业的最新科技。幼儿教育作为人工智能刚开始开垦的处女地，技术还不成熟，现在他们的主要应用属于人工智能的核心与高价值环节－技术研发层（未来将拓宽到应用层），就是机器学习通过综合和归纳等方法，分析数据和经验学习来实现自我算法改进；人体的头部、双手、双脚7个关键点可以通过机器学习，实现自然图像识别的人机交互，技术成熟度相对较高，通过与体检设备硬件控制相结合，可以极大扩宽应用范围，最后实现全国范围内的中小学市场开拓。
（一）傻瓜式工具，降低游戏化课件制作成本
因为自身没有储备优质教材和成熟渠道，所以嘿哈科技需要和出版社、幼儿教育机构等内容提供方合作，获取其储备库里的图片＋声音＋音乐素材和大量的幼儿园用户。嘿哈科技于2014年年中开始，集中研发体感游戏化课件制作工具HPPT（Heyha Power Publish Tools）；2016年上半年，完成工具研发工作并投入市场。HPPT提供给内容方使用，使制作体感游戏化课件像制作PPT一样简单，大幅降低了制作成本和时间。
（二）在线教育平台，出售内容获取收入分成嘿哈科技的商业模式是，以体感游戏化课件制作工具HPPT为核心，获取内容和用户，通过在线教育平台嘿哈世界课堂版和家庭版向幼儿园和家庭出售内容，与内容方分成，从而人工智能对产业升级的贡献
获得收入。获取内容是构建在线教育平台的基础。嘿哈科技给内容提供商授权HPPT，内容方将教材、绘本等转换成游戏化课件，幼儿园和家庭用户在嘿哈世界课堂版和家庭版上使用游戏化课件教学。用户在嘿哈世界课堂版或家庭版上购买内容，嘿哈科技将获得收入分成。
2B模式，目前嘿哈科技主要通过合作的20多个幼教机构和出版社触达B端用户。B端用户预装嘿哈世界（课堂版），即可按需购买和使用体感游戏化课件。2B2C和2C模式，嘿哈科技计划服务好幼儿园进而影响家庭用户，同时尝试与乐视TV、蓝鲸电视等电视平台、机顶盒平台合作触达家庭C端用户，在乐视TV的下载量已达20多万。C端用户预装嘿哈世界（家庭版），可以体验免费的体感游戏化课件，付费内容的收入在嘿哈科技和内容方之间分成。
在线教育平台与传统游戏平台不同，未来还将把孩子的生活融入到教育中。嘿哈科技已经尝试与玩具商合作，结合物体识别、人脸识别等技术，将生活、实物融入到教育和虚拟中。
（三）布局大数据和人工智能，期待儿童成长数据变现
由于游戏化课件制作和教学过程中的动画录制都通过体感摄像头完成，所以，假如2017年通过20多家合作幼教机构或出版社触达2万所幼儿园，且游戏化课程被广泛使用于幼儿园课堂，嘿哈科技将获得大量儿童成长大数据。这些数据在录入的时候已经打好标签，且都是实时的行为数据。基于以上特点，嘿哈科技还将推出AI机器人和家园共育平台嘿哈宝贝通APP。嘿哈科技机器人将分为没手没脚、有手没脚、有手有脚三个阶段面市。如果工具＋平台能够积累大规模打过标签的行为数据库，嘿哈科技机器人将成为市面上的儿童陪伴机器人升级版，拥有深度学习和自主行为能力。嘿哈宝贝通APP将实时发布孩子的知识、健康成长数据。如果这些数据报告产生了指导作用，则对于幼儿园、家长具有重大价值，且未来可广泛应用于教育、零售、医疗等各领域。
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