مغزهایی جدید برای دستگاه‌های عصبی
نگاهی به تلاش شرکت هواوی برای عرضه گوشی‌های مبتنی بر هوش مصنوعی
سال‌ها توسعه و تحقیق هوش مصنوعی مبتنی بر فضای ابری را به پیشرفت‌های قابل ‌توجهی رسانده است. با این حال در این نوع از پردازش، ایراداتی نظیر سرعت پاسخ‌گویی، پایداری و امنیت وجود دارد که باید برطرف شوند. شرکت‌های مختلفی تلاش می‌کنند تا سخت‌افزارهای قدرتمندی طراحی کنند که قادر باشند محاسبات مربوط به هوش مصنوعی را به‌طور محلی و نه روی ابر انجام دهند. آن‌ها به‌دنبال یافتن راهی برای همکاری «هوش ابری» و «هوش محلی» هستند، به طوری که یکدیگر را تکمیل کنند. شرکت هواوی از جمله شرکت‌هایی است که سعی کرده است با گنجاندن یک واحد اختصاصی پردازش عصبی (NPU) در پردازنده جدید، خود را در میان پیشگامان عرضه گوشی‌های عصبی جای دهد!

گوشی‌های امروزی قابلیت‌های زیادی دارند که می‌توان از آن‌ها در کنار هوش مصنوعی به‌منظور بهبود تجربه کاربری استفاده کرد. به طور مثال، حسگرهای این گوشی‌ها اطلاعات با‌ارزشی جمع‌آوری می‌کنند که در صورت پردازش مناسب، امکانات خوبی در زمینه‌های مختلف نظیر شناخت محیط اطراف، شخصی‌سازی و استفاده ایمن از خدمات در اختیار کاربر قرار خواهد گرفت. آنچه تاکنون در حوزه نرم‌افزارهای موبایل مبتنی بر هوش مصنوعی شاهد بودیم، استفاده از فضای ابری برای انجام پردازش‌های مورد نیاز بود، به طوری که بین تلفن‌ همراه و فضای ابری، اطلاعات رد و بدل می‌شد و نتیجه پس از پردازش در ابر، در اختیار دستگاه همراه قرار می‌گرفت. شرکت‌ها به‌دنبال راه‌هایی هستند که تا جای ممکن پردازش‌های مربوط به هوش مصنوعی را روی دستگاه و به‌طور محلی انجام دهند و این هدف بسیار چالش برانگیز است. شرکت هواوی مدعی است پردازنده‌ای برای موبایل ارائه کرده است که توانایی چنین کاری را دارد.

کمی تاریخ!

شرکت هواوی طی سال گذشته نشان داد برنامه‌های مهمی در حوزه هوش‌ مصنوعی دارد و زمانی که با شعار «منتظر غیرمنتظره باشید» تیزرهایی منتشر کرد که وعده معرفی اولین محصول مبتنی بر هوش مصنوعی این شرکت را در آینده‌ای نزدیک می‌دادند، همه کنجکاو شدند تا بدانند این محصول جدید چیست. بسیاری گمان می‌کردند این محصول یک دستیار صوتی اختصاصی هواوی باشد و هدف رقابت با اپل، گوگل، آمازون و حتی سامسونگ است. هواوی در یک توییت به این گمانه‌زنی چنین پاسخ داد: «(محصول مبتنی بر هوش‌ مصنوعی شرکت ما) چیزی فراتر از یک دستیار صوتی خواهد بود.» مدتی بعد، با مشخص شدن عنوان سخنرانی شرکت هواوی در نمایشگاه IFA آلمان (هوش‌ مصنوعی روی موبایل) تقریباً منظور هواوی از «غیرمنتظره» آشکار شد. در این نمایشگاه ریچارد یو مدیر عامل هواوی از تأثیر هوش مصنوعی بر نحوه تعامل ما با گوشی‌های تلفن ‌همراهمان گفت و نقش جدیدترین نوآوری این شرکت در این حوزه را شکافت. او پیش از این در اظهار نظری پیش‌بینی کرده بود که طی 5 تا 10 سال آینده، انقلابی در حوزه محصولات هوشمند رخ خواهد داد و وان بیو مدیر ارشد عامل‌ (COO) هواوی، از آینده‌ای سخن گفته بود که در آن انسان و ماشین با هم یکپارچه خواهند شد. از چنین اظهار نظرهایی می‌توان به دیدگاه این شرکت در زمینه آینده ابزارهای هوشمند پی برد و دست‌کم تصوری از استراتژی بازاریابی این شرکت به‌دست آورد.
هواوی معتقد است افزودن هوشمندی به دستگاه‌ها، شبکه‌ها و صنایع‌، دنیاهای جدیدی را به روی ‌ما خواهد گشود. این شرکت حدود دو سال پیش،از «اََبَرگوشی» (superphone) سخن گفته بود که تکمیل آن تا سال 2020 به طول خواهد انجامید و از مزایای هوش ‌مصنوعی، بزرگ ‌داده و محاسبات ابری بهره‌مند خواهد شد و ارتباط تنگاتنگی با اینترنت اشیا خواهد داشت. در آن زمان، هواوی به یک گذار 12 ساله از گوشی هوشمند به اََبَرگوشی اشاره کرده بود. مشابه همان گذاری که برای گوشی تلفن همراه اتفاق افتاد و موتورولای سال 1995 را به آیفون سال 2007 رساند. اََبَرگوشی به‌عقیده هواوی، گوشی خواهد بود که به‌مرور تکامل می‌یابد و می‌آموزد و قابلیت‌های خود را بهبود می‌دهد.

پردازنده هواوی

هواوی در نمایشگاه IFA امسال با معرفی پردازنده‌ جدید موبایلش، ادعاهای بزرگی را مطرح کرد. ریچارد یو در نمایشگاه IFA گفت: «این پردازنده سریع‌تر، بهتر و ایمن‌تر از هر آن چیزی است که در بازار وجود دارد و مجهز به جدیدترین فناوری‌ها است.» این پردازنده هشت‌هسته‌ای بوده و مجهز به نسل جدیدی از پردازنده‌های گرافیکی دوازده‌هسته‌ای است. با فناوری 10 نانومتری ساخته شده است و 5.5 میلیارد ترانزیستور را در 1 سانتی‌متر مربع جای داده است. اما مهم‌ترین بخش ماجرا اینجا است: پردازنده جدید نخستین تراشه‌ای است که یک واحد پردازش عصبی (NPU) اختصاصی را درون خود جای داده است و به‌گفته هواوی، 20 برابر سریع‌تر از یک واحد پردازش مرکزی است با کاهش 50 برابری مصرف توان.
یو در IFA عرضه چنین پردازنده‌‌ای را نقطه عطفی برای هواوی دانست و مدعی شد: «ما این امکان را فراهم خواهیم کرد تا نخستین استفاده از فناوری هوش مصنوعی در نرم‌افزارهای موبایل عملی شود و مشتریان، تجربه‌ای جدید از هوش مصنوعی را روی گوشی خود لمس کنند.» به‌گفته او دستگاه‌های مجهز به این پردازنده «کاربران خود را می‌شناسند و خواسته‌های آن‌ها را درک می‌کنند.» شناسایی آنی تصاویر، تعاملات صوتی و عکاسی هوشمند از جمله قابلیت‌هایی است که برای این پردازنده جدید برشمرده شده است. ریچارد یو مدعی است:‌ «به یقین ما می‌توانیم بهترین باشیم. پردازنده ما بسیار قدرتمندتر از A11 Bionic است که اپل در نسخه جدید آیفون معرفی کرده است. توان پردازنده ما بیش از دو برابر است.» 

شکل 1 - هواوی در IFA توضیحاتی درباره قابلیت‌های پردازنده جدیدش ارائه کرد.

معجزات NPU

به‌گفته یو: «آرزوی ما این است که دوربین گوشی هوشمند جایگزین DSLR شود، زیرا بسیار جمع ‌و جورتر از دوربین‌های عکاسی حرفه‌ای است.» او یکی از دلایل گنجاندن پردازنده هوش‌ مصنوعی در تلفن همراه را دستیابی به این هدف می‌داند. او معتقد است: «با کمک پردازنده هوش‌ مصنوعی می‌توانیم کارهای بیشتر و بیشتری انجام دهیم.» 
به‌عنوان مثال، چنین پردازنده‌ای به گوشی تلفن همراه اجازه می‌دهد آنچه می‌بیند را تشخیص دهد و آن‌ها را از هم متمایز سازد. هوش مصنوعی کمک می‌کند تا دوربین حرکات را تشخیص دهد و عکس‌های واضح‌تری از صحنه به‌ویژه در محیط‌های کم‌نور بگیرد. 
هوش مصنوعی به مدیریت توان گوشی هم کمک می‌کند. گوشی مجهز به NPU قادر است عادات استفاده کاربر از تلفن‌ همراه را شناسایی و مصرف توان خود را بر اساس آن تنظیم کند. به طور مثال، اگر دریابد شما معمولاً ساعت 10 شب گوشی خود را برای شارژ به پریز برق متصل می‌کنید، مصرف برق را طوری تنظیم می‌کند که تا ساعت10 شب دوام بیاورد.
مزیت کلی تخصیص یک بخش پردازشی ویژه به هوش مصنوعی این است که سایر بخش‌های پردازشی آزاد بوده و درگیر محاسبات مربوط به هوش مصنوعی نخواهند شد. با استفاده از پردازشهوش مصنوعی روی دستگاه، لازم نیست نگران تأخیر شبکه یا مصرف توان باشیم، تجربه بهتری خواهیم داشت و امنیت نیز بهبود می‌یابد، زیرا داده‌ها بر روی دستگاه ذخیره می‌شوند و به ابر فرستاده نمی‌شوند. نرم‌افزار برای پردازش متکی بر شبکه نیست و اگر به طور مثال ارتباط با شبکه قطع شود، قابلیت‌های مربوط به هوش مصنوعی همچنان در دسترس خواهند بود. کریستوف کوئتل معاون بخش بازاریابی نرم‌افزار هواوی، یکی از نرم‌افزارهای محبوب مبتنی بر شبکه‌های عصبی را مثال می‌آورد: «برای اجرای نرم‌افزاری نظیر Prisma (نرم‌افزار تبدیل عکس به نقاشی که از شبکه‌های عصبی برای این کار استفاده می‌کند)، بخش‌هایی نظیر دوربین، بخش پردازش تصویر (ISP)، پردازنده مرکزی و پردازنده گرافیکی درگیر می‌شوند و حتی برای اجرای مدل هوش مصنوعی به بخشی از توان پردازشی نیاز دارید. استفاده از سخت‌افزار اختصاصی هوش مصنوعی، افزایش سرعت اجرای فرآیند را تضمین می‌کند و نتیجه آن، نرخ فریم بالاتر، حرکات نرم‌تر و مصرف توان کمتر خواهد بود.» از جمله نکات استفاده از نرم‌افزاری‌هایی نظیر Prisma این است که برای دیدن تأثیر جلوه‌ها مدتی زمان لازم است، اما اگر چنین نرم‌افزاری از NPU استفاده کند نتیجه به طور آنی در دسترس خواهد بود. به‌عقیده کوئتل: «با استفاده از NPU اختصاصی، بخش زیادی از نرم‌افزارهایی که نیازمند سرویس‌های ابری هستند نظیر بازی Pokémon Go (که نظیر Prisma توان و منابع زیادی صرف می‌کند) بهبود داده خواهد شد و سرعت پاسخ‌گویی آن‌ها به درخواست‌‌های کاربر افزایش خواهد یافت که این نیز سبب صرفه‌جویی در مصرف توان خواهد شد.»

مطلب پیشنهادی

آینده زندگی ما در دستان پردازنده‌های هوش مصنوعی
رقابتی با هدف تسلط بر یک فناوری مخاطره‌آمیز

شکل 2 - بالا) عکسی که با Note 8 گرفته شده است.   پایین) عکس گرفته شده با Mate 10 Pro

 

گوشی‌ Mate10 Pro مثالی از کاربردهای NPU

هواوی گوشی‌های سری Mate 10 خود را به NPU مجهز کرده است و ما در اینجا از Mate 10 Pro مثال می‌آوریم. در حال حاضر، تنها دو نرم‌افزار از پیش نصب شده در این گوشی قادرند قابلیت‌های NPU را به ما نشان دهند: نرم‌افزار دوربین این گوشی که نوعی عکاسی هوشمند را عرضه می‌کند و نسخه سفارشی شده‌ای از مترجم عصبی مایکروسافت. نکته مهمی که بار دیگر لازم است اینجا یادآوری کنیم این است که هدف از NPU انجام بخش مهمی از کار پردازش عصبی بر روی دستگاه است. بر همین اساس به‌دلیل اینکه شما برای پردازش نیازی به ارسال درخواست‌ها به ابر ندارید و در نتیجه نیازی هم نیست برای دریافت پاسخ منتظر بمانید، واکنش نرم‌افزارهای مبتنی بر NPU سریع‌تر از نمونه‌‌های ابری خواهد بود.

شکل 3 - عکس سمت چپ با Mate 10 Pro گرفته شده است و عکس سمت راست با گوشی V30 ال‌جی

به نوشته چرلین لو از سایت انگجت: «گوشی Mate10 Pro آنقدر هوشمند است که هم دوربین باشد و هم عکاس.» این گوشی قادر به شناسایی آنی اشیا بوده و بر اساس چیزی که می‌بیند، پارامترها را به‌منظور گرفتن بهترین عکس تنظیم می‌کند. شما وقتی دوربین گوشی را به‌سوی سوژه می‌گیرید، نرم‌افزار هوشمند به‌سرعت آن را تشخیص می‌دهد و با نمایش نمادی در کنار تصویر نوع سوژه را مشخص می‌کند. مثلاً اگر دوربین را به‌سمت یک ظرف غذا بگیرید، نماد قاشق و چنگال نمایان می‌شود یا اگر دوربین را به‌سوی برگ‌های یک گل بگیرید، نماد متناظر آن را به شما نشان می‌دهد. درک سوژه به گوشی کمک می‌کند تا به‌طور خودکار تنظیمات لازم را اعمال کند و بهترین عکس ممکن را بگیرد.  مترجم مایکروسافت هم که بر روی این گوشی قرار دارد با کمک دوربین کار می‌کند. مایکروسافت مدعی است نخستین مترجم عصبی (NMT) با قابلیت اجرای کامل بر روی دستگاه را ارائه کرده است و با همکاری هواوی آن را برای استفاده روی پردازنده عصبی این شرکت (NPU) بهینه‌سازی کرده است که در مقایسه با نرم‌افزارهای ترجمه آفلاین موجود عملکرد بسیار بهتری دارد.
سازندگان نرم‌افزار می‌توانند برای استفاده از قابلیت‌های NPU از API اختصاصی هواوی استفاده کنند یا به فریم‌ورک‌های محبوب یادگیری ماشینی نظیر Tensorflow گوگل یا Caffe2 فیسبوک روی آورند. باید دید نرم‌افزارهایی که در آینده با هدف بهره‌گیری از قابلیت NPU طراحی می‌شوند، آیا محبوبیت و کارایی مورد انتظار را خواهند داشت یا خیر.


شکل 4 - گوشی Mate 10 Pro قادر به شناسایی سوژه است و تنظیمات دوربین را بر اساس آن تغییر می‌دهد.

یک تجربه عصبی

گنجاندن یک بخش اختصاصی برای پردازش هوش‌ مصنوعی و فراهم کردن قابلیت پردازش عصبی روی دستگاه و بی‌نیاز شدن از پردازش‌های ابری، امکان جذابی را در اختیار برنامه‌نویسان و به‌ویژه کاربران قرار می‌دهد. کاربران می‌توانند از طریق روش‌های جدید و کاربردی‌تری با دنیای دیجیتال و دنیای واقعی تعامل داشته باشند و شاید حلقه مفقوده‌ای که مدت‌ها به دنبالش می‌گشتند، حالا در دستشان است. هواوی روی این موضوع تأکید کرده است که «NPU با همکاری فضای ابری پردازش را انجام خواهد داد». اما همین که اقدامی برای برداشتن بار پردازشی از روی ابر و پردازنده اصلی صورت گرفته است، حرکتی رو به جلو است. شاید در کاربردهای روزمره،محاسبات عصبی ابری با وجود تأخیر در پاسخ‌گویی کار ما را راه بیندازند، اما در کاربردهایی نظیر خودران‌‌‌ها، ثانیه‌‌ها ارزشمند هستند و فاصله بین مرگ و زندگی را تعیین می‌کنند. در چنین کاربردهای حساسی، نیازی حیاتی به سخت‌افزارهایی است که مجهز به «هوش محلی» نیز باشند. بلندپروازی‌های شرکت‌هایی نظیر هواوی و میلیاردها یوانی که این شرکت طی پنج سال گذشته صرف توسعه هوش مصنوعی کرده است، به طور قطع به درد آینده ما خواهد خود، هرچند اگر ادعای صرف بازاریابی باشند.

برچسب: