“阿法狗”展示的未来网络图景

2016-03-16 12:07 财新网

打印 放大 缩小

来源标题:“阿法狗”展示的未来网络图景

过去10年,互联网、移动互联网传输速率已经增长了50倍,但是承载网光纤电缆即将达到数据传输极限,网络运行消耗了几近20%以上的电力供应,8至15年后产能将严重不足。4G时代以前它们只承载文本、语音、图像、视频等传统通信业务,但是正在快速发展的物联网、高清视频、智能家居、无人驾驶、人工神经网络向互联网提出了更高的容量要求,使得互联网终将不能承受之重。除非对互联网、移动互联网进行技术革新,否则数据定量配给、快车道付费优先将不可避免,谷歌执行董事长埃里克·施密特甚至预言:互联网即将消失,物联网即将诞生。

第五代移动通信技术(5G)就是这种技术革新的一部分。2019年即将商用的第五代移动通信技术(5G),将采用大规模天线阵列、超密集组网、新型多址、全频谱接入和新型网络架构,实现Gbps速率级的用户体验。大规模天线阵列将彻底提升系统频谱效率,有效满足可预见的系统容量和速率需求;超密集组网将增加基站部署密度,可实现百倍量级的网络容量提升;新型多址技术能对发信信号进行传输叠加,可有效提升系统接入能力,实现千亿设备的全网无缝连接;全频谱接入技术能够有效利用各类频谱资源,极大提高无线移动宽带的传输速率;新型网络架构将采用软件定义网络(SDN)、网络功能虚拟化(NFV)、移动边缘计算(MEC)、雾计算(Fog Computing)等先进技术,推动现网由以数据为中心向以用户为中心进行架构变革。目前这一激奋人心的技术正在激发全球范围内相关科研院所、科技企业、网络运营商、网络设备制造商、智能终端制造商、标准化研究机构的研发热情,纷纷加大资金和人力投入,从软件、设备、网络、终端开展全方位技术攻关和研发,迄今为止大多都已推出基于自主技术标准的产品和方案,希望能在未来的技术标准和市场份额争夺中优先抢占话语权和定价权。

第五代移动通信技术(5G)只在移动侧解决了网络容量和速率问题,固定侧似乎也需要配套进行下一代互联网(NGN)的演进,才能满足未来可预见各种业务对互联网的地址和容量需求。所以,互联网、移动互联网正处于新技术变革的前夜,不久的将来目前在用网络可能全部要被新的未来网络所替代。

AlphaGo对李世石的人机围棋大战,向我们展示了一幅新的未来睿智网络图景,帮助我们认清下一代网络(NGN)可能的终极演进方向。依托互联网,谷歌设计开发了一张超级人工神经网络,遍布于互联网上的每一个云计算数据中心成为人工神经网络上的神经元和大脑树突,互联网将亿万级的云计算数据中心分区分层划分为不同的功能区域并且连为整体,AlphaGo只不过是这一网络中的一个终端应用软件而已。这样一张清晰的“机器脑联网”就呈现在我们的面前。

“阿尔法围棋网络”将云计算数据中心共区分为13个相互连接的神经网络层,并按功能分为策略区域和价值区域两组,策略区域将数据中心资源连成策略网络(Policy Network),专门负责落子计算,对弈时选出所有可能的落子地点,利用蒙特卡洛搜索方法(MCTS)逐个进行计算评估,从中进行最优排列组合并快速判定最佳点位;价值区域将数据中心资源连成价值网络(Value network),专门负责评估盘面优劣,对弈时分析比较两个策略网络之间的海量对局,逐项评估每种落子可能产生的后果和形势,根据评估结果建立落子形势优先级的局势评分,并向策略网络不断传送每个落子选择模拟产生的胜率估算数值。当对弈开始时,AlphaGo运用多层启发式二维过滤器进行棋盘定位,同时启动蒙特卡洛搜索算法(MCTS)从当前棋局选择部分分支节点开始搜索,在13层策略网络和价值网络中快速建立叶子节点并计算出每个叶子节点的分支策略参数和分支价值参数,选出策略网络中胜算概率最大的落点试探棋法的第一步落子,同时针对胜算概率次之的落点进行棋法的逐步推算和数据分析;棋局进展到每一个叶子节点时,AlphaGo几乎都能瞬时启动一个“快速落子策略程序”,将直至决出胜负前的所有落子步骤全部计算出来并建立一个实时价值网络图谱,预测每一个叶子节点的胜负结果,以胜率估计数值的形式将棋局趋势反馈给策略网络中的每一个分支网络,以供策略网络选定当前的落子位置,从而使得AlphaGo在不观察棋局的情况下,也能从某一个叶子节点的局部出发选出最佳的落子位置。这就是韩国媒体谴责谷歌时指出的,AlphaGo动用数百台计算机对李世石的行棋进行实时运算,按照已获知的对手招数进行缜密分析和拆招,然后再选择落子位置和行招,意味着它同时拥有无数多的“指教者”。谷歌DeepMind技术团队建立了蒙特卡洛搜索算法(MCTS)的流水线矩阵,通过随机自动改变参数的方式,在人工神经网络中不断复制新的策略网络和价值网络、在新旧策略网络价值网络之间不断进行自我海量布局和对弈,优化棋法布局,强化棋艺学习,提升棋技技能。在这一过程中,技术人员从浩繁的程序代码修改作业中被彻底解放了出来,成为专门设计和控制AlphaGo编码规则的脑中枢神经控制系统。

尽管还有缺陷,但是“阿尔法围棋网络”已经具备认识、思维、判断、计算、反应等人脑基本功能,是一张拥有巨量高性能计算资源的人工神经网络。它通过输入海量矩阵数据,通过非线性激活方法分层分级建立权重,从而产生并输出一个新的数据集。这种工作原理完全就是生物神经大脑的工作原理。未来,游离在互联网上的人工神经网络通过自我发育和自我进化,会越来越健全、越来越智能,并在社会生产生活各领域得到广泛应用。而运行有类似蒙特卡洛搜索算法(MCTS)的人工智能代码程序将以终端应用程序的形式运行在移动智能终端设备上,或者智能机器承载着各种高级的人工智能代码程序昼夜不间断地运行在互联网的各个神经末梢,不断地调用着互联网人工神经网络中的计算资源,执行着各种复杂程度不等的类人脑计算操作和思维作业。这种“网业协同”将互联网变成一个纯粹的“机器脑联网”,能够产生比人脑睿智得多得多的超级能力;人类将处于这个“机器脑联网”的实际包围之中,在大脑和体力被部分或全部代替后的休闲享乐过程中,自身能力可能逐渐出现衰减和退化。

由于人工智能具有思维的需求和冲动,因此各种人工智能代码程序最终可能接管互联网以及附着在互联网上的云计算数据中心和各种内容分发网络(CDN),并通过基于OpenFlow的虚拟化技术、软件定义网络(SDN)技术,按照已有人工智能代码程序的实际计算需求对互联网上的计算资源进行重新调整和分配,从而将互联网演变成能够同时应对千百万个人工智能代码程序瞬间发出的千百亿次计算请求的多层次、多项式、生灭交替同时发生的脑神经思维活动中心。网络和终端必须响应人工智能代码程序的需求,不断编译新的智能运行程序、修正旧的软件应用程序、删除不可用的过时代码程序及其整个运行环境,所有的网络工程师、软件工程师及其他技术人员在速度、精度及执行力上终因不敌人工智能编译器,将逐渐被淘汰出互联网的进化创新进程之外,而改由人工智能代码程序自己对作为自己大脑神经系统的互联网进行建网、组网、程序编辑、业务设计、功能划分、升级更新和网络管理。于是我们看到,人工智能具有生物意义上的繁衍生息功能,并能以超凡的预感分析能力针对人类和自然界进行角色适配、情感自适应和业务能力自洽自治。人类在“机器脑联网”面前变成了多余的存在。

人工智能为自己定制的“机器脑联网”,将使用基于超材料的高速太赫兹光波来组建自组织的光学承载网络,所有数据都被存储在利用石墨烯片制作的超材料电光调节器之中;采用与现有IP协议相对应的新型网络协议,选择开放、智能、可编程的路由控制策略,以代替目前由人工设计运行的各种互联网建址寻址技术和通信协议。将建立以智能机器人为中心的可信数据网络,以代替目前以数据为中心的互联网,数据在生成前就已由智能机器人按照选定的通信协议对路由进行可信规划和节点设置,数据在传输的过程中每一节点都能利用独享的私钥对源数据进行验证和导航;任何一款数据网络按照互相商定的通信协议,都可对其他任意一款数据网络进行联通或嵌套,目前以云计算方式进行飘游的大数据运行模式,将第一次进入由人工智能设置数据链嵌套和流动线路规划的智能机器人主宰年代。最终,智能机器人将成为功能接近人脑的新型信息处理系统,从终端到节点对“机器脑联网”进行全设备替换,并以产品、应用等形式集成在“机器脑联网”的数字信息基础设施之中,通过机器学习、自然语言交互、遗传编程算法等方式,向泛在联网的网内网际各类物体赋予与人脑同型近能的智能化逻辑思维能力,极大地增强“机器脑联网”的信息分析和处理能力,继而推动“机器脑联网”模拟人脑思维图谱产生赋能网络、容延网络等新型网络形式。

责任编辑:李继业(QF0004)