2021年智源人工智能前沿報告（AI Frontiers Report）發(fā)布

2021年對于人工智能技術(shù)和產(chǎn)業(yè)，依舊是不平凡的一年。隨著(zhù)算力、數據、算法等要素逐漸齊備，先進(jìn)的算法結構不斷涌現，各個(gè)研究方向研究成果層出不窮，成熟的AI技術(shù)逐漸向代碼庫、平臺和系統發(fā)展，實(shí)現產(chǎn)業(yè)和商業(yè)層面的落地應用，推動(dòng)人工智能發(fā)展邁向新階段。

在新的一年即將到來(lái)之際，智源研究院采用案例征集、專(zhuān)家咨詢(xún)等方法，向高校和科研機構專(zhuān)家學(xué)者征集2021年度人工智能動(dòng)態(tài)、案例等內容，并通過(guò)向專(zhuān)業(yè)人士咨詢(xún)的形式匯總觀(guān)點(diǎn)及建議，形成2021-2022年度人工智能前沿報告（AI Frontiers Report）。

報告專(zhuān)家和編者

在編制人工智能前沿報告（AI Frontiers Report）的過(guò)程中，智源研究院數十位成員共同參與，以及來(lái)自清華大學(xué)、北京大學(xué)、中國人民大學(xué)、中科院計算所、中科院自動(dòng)化所、北京航空航天大學(xué)、上海交通大學(xué)、CMU、同濟大學(xué)等高校和科研機構專(zhuān)家學(xué)者，華為諾亞方舟實(shí)驗室、微軟亞洲研究院、曠視、OneFlow一流科技等企業(yè)科學(xué)家審訂，報告總字數達7萬(wàn)字，匯總超過(guò)100個(gè)AI科研技術(shù)案例，以及上百家人工智能企業(yè)案例，整理形成十大科研領(lǐng)域發(fā)展趨勢，平臺和工具發(fā)展趨勢，以及人工智能產(chǎn)業(yè)應用層、技術(shù)層、基礎層發(fā)展趨勢等內容。

主要趨勢

本報告總結2021年人工智能前沿科技主要趨勢如下：

1. ?信息模型、具身模型和腦模擬機器人的結合將誕生超級人工智能。

2. ?系統研究超大規模智能模型發(fā)展和影響的新興領(lǐng)域已經(jīng)形成，超大規模預訓練模型研發(fā)競賽進(jìn)入白熱化階段，多模態(tài)預訓練模型成為下一個(gè)大模型重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域。

3. ?Transformer成為計算機視覺(jué)領(lǐng)域的重要網(wǎng)絡(luò )架構，并開(kāi)始向強化學(xué)習、圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )等領(lǐng)域滲透。

4. ?加速方法創(chuàng )新提升了超大參數規模模型的訓練效率，催生更大規模參數的巨型模型。

5. ?Prompt Tuning成為自然語(yǔ)言處理領(lǐng)域預訓練語(yǔ)言模型新型訓練范式，預訓練語(yǔ)言模型發(fā)展的新路線(xiàn)是提升訓練和推理的效率。

6. ?遮蓋圖像建模、非Transformer架構、神經(jīng)輻射場(chǎng)等技術(shù)快速發(fā)展，成為計算機視覺(jué)的熱點(diǎn)研究領(lǐng)域；脈沖視覺(jué)領(lǐng)域發(fā)展，將開(kāi)辟機器視覺(jué)新路線(xiàn)

7. ?生物神經(jīng)元與芯片結合成為類(lèi)腦芯片的研究熱點(diǎn)。

8. ?高性能、低能耗AI芯片不斷涌現的同時(shí)，由AI輔助設計成為芯片發(fā)展新趨勢；存算一體AI芯片設計、應用步伐加快。

9. ?Web模型成為新型信息搜索范式的核心支撐，預訓練語(yǔ)言模型助力信息檢索性能提升。

10. ?借鑒腦神經(jīng)和認知科學(xué)研究成為啟發(fā)類(lèi)腦智能研究的重要來(lái)源。

11. ?無(wú)線(xiàn)高帶寬、微創(chuàng )、結合AI算法等成為腦機接口的發(fā)展重點(diǎn)。

12. ?傳統科研領(lǐng)域成為人工智能發(fā)展的“新戰場(chǎng)”，人工智能在輔助基礎和應用科學(xué)研究的同時(shí)，也提升了智能產(chǎn)品和服務(wù)的性能。

13. ?強化學(xué)習環(huán)境成為發(fā)展泛化性更強、適應復雜環(huán)境智能體的重要支撐，而提升訓練效率成為強化學(xué)習領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。

14. ?因果推斷在經(jīng)濟學(xué)、社會(huì )學(xué)研究中實(shí)現突破。

15. ?基于超大規模預訓練模型的平臺和系統成為研發(fā)機構和企業(yè)的發(fā)展思路。

16. ?面向更為復雜任務(wù)和需求的基準測試和數據集不斷涌現。

17. ?AI為人類(lèi)科學(xué)家提供領(lǐng)域數據集，助力基礎科學(xué)研究。

18. ?AI算力成為超算性能比拼的“新擂臺”。

本報告總結2021年人工智能產(chǎn)業(yè)主要趨勢如下：

1. ?智能醫療賽道持續火熱，各大醫療AI企業(yè)紛紛沖刺IPO，“燒錢(qián)”成為今年這一賽道最鮮明的標簽。

2. ?國家開(kāi)始逐步發(fā)放各類(lèi)醫療影像AI軟件三類(lèi)證，為醫療影像的發(fā)展提供了契機。

3. ?資本助力下，新興AI創(chuàng )企、互聯(lián)網(wǎng)科技巨頭和傳統藥企在A(yíng)I制藥領(lǐng)域百花齊放。

4. ?2021年被業(yè)界公認為數字療法產(chǎn)業(yè)元年，一批數字療法企業(yè)嶄露頭角。

5. ?醫保的推進(jìn)可為手術(shù)機器人打開(kāi)市場(chǎng)，全民可用的時(shí)代或可指日可待。

6. ?腦機接口不再只是“意念打字”的融資噱頭，逐漸從實(shí)驗室走向臨床實(shí)踐，從科幻照進(jìn)了現實(shí)。

7. ?自動(dòng)駕駛行業(yè)迎來(lái)新的投融資熱潮，2021年是十年來(lái)自動(dòng)駕駛賽道資本熱度最高的一年。

8. ?今年，國內大批Robotaxi企業(yè)已進(jìn)入車(chē)隊測試及服務(wù)試運營(yíng)的階段，未來(lái)行業(yè)的競爭核心也將會(huì )轉向運營(yíng)規模與測試里程的比拼。

9. ?乘用場(chǎng)景以外，物流、港口、礦區、城市環(huán)衛等細分場(chǎng)景成為自動(dòng)駕駛落地新風(fēng)口。

10. ?今年，國內外激光雷達企業(yè)也得到了資本市場(chǎng)大力支持。新舊車(chē)企紛紛表示，其新車(chē)將首次搭載激光雷達，引發(fā)激光雷達量產(chǎn)落地的新紀元。

11. ?計算機視覺(jué)，在技術(shù)成熟度、商業(yè)化進(jìn)程、市場(chǎng)增長(cháng)速度、投融資熱度等方面，是人工智能產(chǎn)業(yè)當前熱門(mén)的發(fā)展賽道。2021年，我國計算機視覺(jué)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，企業(yè)加快上市步伐，爭奪“視覺(jué)AI第一股”。

12. ?隨著(zhù)AI芯片技術(shù)的不斷發(fā)展，芯片制程不斷優(yōu)化，工藝逐步提升，AI芯片功能的細分程度進(jìn)一步提升，形成異構形態(tài)的計算格局。

13. ?高效、節能成為AI芯片發(fā)展的長(cháng)期目標。追求在提升算力的前提下降低功耗，是近年來(lái)企業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)。

14. ?GPU依然是AI芯片企業(yè)研發(fā)關(guān)注的重點(diǎn)方向。GPU性能較高，且兼具計算的靈活性，適用于構建大規模的AI計算集群，在研發(fā)超大規模AI模型方面具有應用前景。

報告結構

本報告分為兩部分。第一章為人工智能科研和技術(shù)發(fā)展情況，其中包括科研領(lǐng)域、平臺和工具發(fā)展情況，重點(diǎn)梳理2021年度人工智能領(lǐng)域的科研和技術(shù)發(fā)展趨勢、熱點(diǎn)內容及案例。第二章為人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況，具體包括基礎層、技術(shù)層和應用層三個(gè)部分。