在2018年,中国信息通信研究院发布的《人工智能发展白皮书》产业应用篇中,人工智能基础软件开发被置于重要位置,成为推动人工智能技术落地和产业升级的核心驱动力。白皮书系统梳理了当时人工智能基础软件的发展脉络、关键技术与应用前景,为业界提供了宝贵的参考指引。
一、 人工智能基础软件的定义与核心组成
人工智能基础软件是构建和运行人工智能应用所必需的底层软件平台与工具集合。2018年的白皮书指出,其核心主要包括三大层次:
- 计算框架与平台:如TensorFlow、PyTorch、Caffe等深度学习框架,以及各大云服务商提供的AI开发平台。它们为算法模型的设计、训练和部署提供了标准化的编程接口和高效的计算环境。
- 算法模型库与工具包:包含计算机视觉、自然语言处理、语音识别等领域的预训练模型、经典算法实现以及数据预处理、模型评估等配套工具,极大地降低了开发门槛。
- 系统优化与部署工具:包括模型压缩、加速、跨平台部署以及异构计算资源调度等软件,旨在解决模型从实验室到实际生产环境(即“最后一公里”)的效率与性能问题。
二、 2018年的发展现状与特点
白皮书分析认为,2018年的人工智能基础软件开发呈现出以下特点:
- 开源生态主导:以Google、Facebook、百度等国内外科技巨头开源的主流框架为核心,形成了活跃的开发者社区,加速了技术迭代和知识传播。
- 云化与平台化趋势明显:云计算厂商将AI能力作为核心服务,提供从数据存储、模型训练到服务部署的一体化平台(如阿里云PAI、腾讯云TI平台等),使得AI开发更加便捷和可扩展。
- 软硬件协同优化成为焦点:随着AI专用芯片(如GPU、TPU、NPU)的兴起,基础软件开始深度优化以发挥硬件最大算力,软硬件一体化设计成为提升系统性能的关键。
- 应用导向驱动创新:基础软件的演进紧密围绕工业质检、金融风控、智能客服等具体产业应用场景的需求,针对性解决数据稀缺、模型泛化能力不足等实际问题。
三、 面临的主要挑战
白皮书也清醒地指出了当时基础软件开发面临的挑战:
- 技术门槛高:优秀的AI基础软件研发需要深厚的算法、系统软件和硬件知识,复合型人才短缺。
- 生态碎片化:多种框架和平台并存,虽然促进了竞争,但也带来了兼容性、模型迁移和人才技能匹配的问题。
- 安全与可靠性担忧:模型的可解释性、鲁棒性不足,以及数据隐私、算法偏见等安全问题开始受到关注,但相应的基础软件工具和标准尚不完善。
- 与行业知识结合不足:通用型基础软件如何更好地适配垂直行业的特殊需求和数据特点,仍需深度探索。
四、 未来展望与建议
基于2018年的研判,白皮书对人工智能基础软件的未来发展提出了方向性展望:
- 走向全栈化与自动化:开发工具链将更加集成和自动化,降低AI应用开发、部署和维护的复杂度,催生“AI工程化”能力。
- 深化软硬件协同创新:针对边缘计算、物联网等新场景,需要开发更轻量、低功耗的基础软件栈。
- 构建可信AI基础软件:推动涵盖公平性、可解释性、隐私保护和安全性的工具开发,为负责任的人工智能奠定技术基础。
- 培育本土开源生态:鼓励中国企业和研究机构加大开源贡献,构建健康、自主可控的AI软件生态体系。
中国信通院2018年的这份白皮书准确地将人工智能基础软件开发定位为产业应用的“基石”。它不仅描绘了当时技术蓬勃发展的图景,也预见了走向深化应用、解决实际难题所必须克服的障碍。这些洞察为后续几年中国乃至全球AI基础软件向更成熟、更稳健、更普及的方向演进,提供了重要的思想铺垫和行动参考。