卡内基梅隆大学AI技术栈:拆解人工智能的七层架构

本文深入探讨卡内基梅隆大学定义的AI技术栈,涵盖从底层硬件到应用层的七层架构,包括自动驾驶、决策系统和边缘计算等关键技术,为CIO提供AI落地的实用指南。

试图理解人工智能?卡内基梅隆大学为此构建了AI技术栈

在本期《AI学堂》播客中,卡内基梅隆大学计算机科学学院院长安德鲁·摩尔讨论了AI技术栈的价值。

AI的定义与核心要素

卡内基梅隆大学将人工智能系统定义为具备两大核心能力的系统:

  1. 理解世界:通过传感器技术收集信息(如视觉或听觉数据),并结合历史学习经验解析当前情境
  2. 智能决策:基于理解做出决策或辅助人类决策

以自动驾驶汽车为例,一半的工程工作集中于让车辆理解环境,包括识别车道标线、其他车辆、行人等动态元素,这需要数百万小时的经验数据来预测行为。

七层AI技术栈架构

卡内基梅隆大学开发了AI技术栈,作为可视化AI技术组件的蓝图:

1. 应用层

  • 自主系统:需自主决策的场景(如阿富汗洞穴探测机器人、卫星防太阳耀斑)
  • 认知辅助系统:为用户提供建议(更接近消费级产品,如企业增值服务)

2. 决策系统层

优化器、规划器或ERP系统,基于下层数据做出决策(如调度5000名Uber司机、部署应急人员)

3. 算法层

“大型线性程序”、动态程序或强化学习系统,使AI自主选择最佳结果

4. 机器学习系统层

解析原始传感器数据(如相机像素、音频频谱)的含义

5. 数据支持系统层

管理数据并实现最低延迟访问。关键研究包括卡内基梅隆大学Satya教授的边缘计算工作,将实时计算移至用户100英尺内的设备

6. 底层技术层

GPU、闪存等支撑AI的技术。未来可能加入量子计算等新技术

给CIO的建议

入门方向

从AI对话系统(如Siri、Google Home、Alexa)开始集成,培养团队开发技能,为未来AI系统集成做准备

值得关注的技术

  • 人类活动检测:计算机视觉监控公共场所人群
  • 情绪状态监测:通过面部肌肉追踪分析情绪状态(如机场客流量调整后的顾客情绪分析、医疗领域患者心理状态评估)

技术影响与伦理考量

这些技术已能敏感到在患者和医生察觉前判断抑郁症治疗效果,摩尔形容其"既令人兴奋又 terrifying(令人恐惧)"。

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