麥肯錫AI應(yīng)用報(bào)告:深度學(xué)習(xí)是藍(lán)海還是深坑?
隨著AI技術(shù)的發(fā)展,其定義也跟著發(fā)生變化——AI到底由哪些技術(shù)構(gòu)成。這里,AI代指使用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的深度學(xué)習(xí)技術(shù)。
具體來(lái)說(shuō),報(bào)告分析了三類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用和價(jià)值——
· 前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) (FFNN)
這是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中最簡(jiǎn)單的一類。在FFNN的結(jié)構(gòu)里,信息的流動(dòng)是單向的、無(wú)環(huán)的,從輸入層開(kāi)始,延伸到隱藏層,***到輸出層。
***個(gè)單神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò),是Frank Rosenblatt在1958年提出的。雖然,方法聽(tīng)來(lái)有些老舊,但計(jì)算能力、訓(xùn)練算法以及可用數(shù)據(jù)的演變,都讓FFNN隨著時(shí)間的推移變得更強(qiáng)大。
· 循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) (RNN)
神經(jīng)元之間的連接是有環(huán)的,適合處理序列化輸入。
2016年11月,牛津大學(xué)發(fā)表的研究成果中提到,有一種RNN讀唇的準(zhǔn)確率達(dá)到95%,遠(yuǎn)超人類的52%。
· 卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) (CNN)
層與層之間的連接方式受到了動(dòng)物視覺(jué)皮層結(jié)構(gòu)的啟發(fā),那是動(dòng)物大腦處理圖像的地方,適合執(zhí)行感知任務(wù)。
另外,本章節(jié)探討了生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò) (GAN) 以及強(qiáng)化學(xué)習(xí)。不過(guò),這兩種技術(shù)并沒(méi)有包含在AI的價(jià)值評(píng)估里面,因?yàn)椋鼈兒苣贻p,還沒(méi)有成為廣泛應(yīng)用的技術(shù)。
這一環(huán)節(jié),也探討了其他機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù),以及傳統(tǒng)數(shù)據(jù)分析方法。
應(yīng)用案例分析
在19個(gè)行業(yè)、9種業(yè)務(wù)功能的400個(gè)案例中,可以看到的事情有很多——
深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在哪些領(lǐng)域能夠產(chǎn)生***的價(jià)值;與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)分析相比,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能夠帶來(lái)多少營(yíng)收增長(zhǎng);以及達(dá)到相應(yīng)的目標(biāo),對(duì)數(shù)據(jù)的數(shù)量 (volume) 、速度 (velocity) 以及多樣性 (variety) 有怎樣的需求。
報(bào)告使用的案例庫(kù)雖然龐大,但也并非應(yīng)有盡有,依然可能夸大或低估AI在某些領(lǐng)域的潛力。
以下是一些應(yīng)用例子,可以一窺AI的力量。
· 預(yù)測(cè)性維護(hù) (predictive maintenance)
機(jī)器學(xué)習(xí)擁有檢測(cè)異常的能力。深度學(xué)習(xí)用來(lái)分析大量高維數(shù)據(jù),可以把現(xiàn)有預(yù)防性維護(hù)系統(tǒng)的性能提升到一個(gè)新的高度。把許多傳感器的數(shù)據(jù)層層疊起,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能夠增強(qiáng)或者取代許多傳統(tǒng)方法。
AI可以預(yù)測(cè)故障,讓干預(yù)計(jì)劃有了用武之地,從而減少停機(jī)時(shí)間和運(yùn)營(yíng)成本,提高產(chǎn)量。
比如,AI可以通過(guò)整合飛機(jī)模型數(shù)據(jù)、維護(hù)歷史記錄、IoT傳感器數(shù)據(jù) (如用于故障檢測(cè)的發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)) ,來(lái)延長(zhǎng)貨機(jī)的壽命。
· AI驅(qū)動(dòng)的物流優(yōu)化
AI可以通過(guò)實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)和行為指導(dǎo)來(lái)降低物流成本。算法能夠優(yōu)化配送路徑,從而提高能源利用效率,減少配送時(shí)間。
歐洲一間貨運(yùn)公司,利用傳感器監(jiān)測(cè)貨車性能和駕駛員行為,司機(jī)會(huì)收到實(shí)時(shí)指導(dǎo),何時(shí)加速或減速,優(yōu)化油耗并減少維護(hù)開(kāi)銷。由此,燃料成本降低了15%。
· 客服管理和個(gè)性化服務(wù)
在呼叫中心,語(yǔ)音識(shí)別和來(lái)電分流,可以提升服務(wù)效率,并為用戶提供更加流暢的體驗(yàn)。
比如,基于深度學(xué)習(xí)的音頻分析系統(tǒng),可以估計(jì)當(dāng)前用戶的情緒狀態(tài),并據(jù)此判斷要不要切換到人工服務(wù)。
在銷售和營(yíng)銷的其他方面,AI也有所作為。將用戶個(gè)人信息和過(guò)往交易數(shù)據(jù)與社交媒體監(jiān)測(cè)相結(jié)合,便可以生成個(gè)性化產(chǎn)品推送。
在案例庫(kù)69%的應(yīng)用案例中,深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)都是用于替代傳統(tǒng)分析方法,提升系統(tǒng)表現(xiàn)。有16%的案例,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的任務(wù)是傳統(tǒng)方法無(wú)法完成的專屬任務(wù),這些領(lǐng)域稱為green field。余下15%的案例中,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)的性能提升非常有限,原因包括數(shù)據(jù)方面的局限性等等。
畢竟,深度學(xué)習(xí)對(duì)數(shù)據(jù)的需求,遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于任何傳統(tǒng)分析方法。而如果要完全激發(fā)AI的潛力,則需要多種多樣的數(shù)據(jù),包括圖像、視頻、音頻等。
估計(jì)AI的潛在價(jià)值
據(jù)估計(jì),報(bào)告探討過(guò)的所有AI技術(shù)加在一起,可能在19個(gè)行業(yè)的9種職能中,產(chǎn)生每年3.5-5.8萬(wàn)億美元的價(jià)值。這在所有 (包括傳統(tǒng)和AI) 數(shù)據(jù)分析技術(shù)一年產(chǎn)生的價(jià)值中,約占40%。
報(bào)告中估計(jì),在每個(gè)行業(yè)的2016年?duì)I業(yè)額中,AI的平均貢獻(xiàn)約在1-9%。但在19個(gè)行業(yè)之間,AI貢獻(xiàn)的營(yíng)業(yè)額百分比差異較大,取決于具體應(yīng)用案例、獲取大量復(fù)雜數(shù)據(jù)的能力,以及規(guī)章制度等其他限制。
案例分析得到的結(jié)果是,AI能夠產(chǎn)生***價(jià)值的領(lǐng)域,既有頂線導(dǎo)向 (top-line-oriented) 的功能,比如營(yíng)銷和銷售,也有底線導(dǎo)向 (bottom-line-oriented) 的功能,如供應(yīng)鏈管理和生產(chǎn)制造。
在零售和高科技等消費(fèi)行業(yè),AI可能在營(yíng)銷和銷售中擁有更大的潛力,因?yàn)樯碳遗c用戶之間頻繁的、數(shù)字化的互動(dòng)會(huì)為AI技術(shù)提供龐大的數(shù)據(jù)集。電子商務(wù)平臺(tái)將會(huì)尤其受益,點(diǎn)擊數(shù)據(jù)與頁(yè)面停留時(shí)間等用戶信息都可以輕松獲取,并用于生成實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的產(chǎn)品推送。
以下又是一些例子。
· 在零售領(lǐng)域,定價(jià)和促銷可以成為AI的天地。案例表示,使以用戶數(shù)據(jù)來(lái)定制個(gè)性化促銷活動(dòng),可以將實(shí)體零售商促銷的增量銷售額提升1-2%。
· 在消費(fèi)品的供應(yīng)鏈中,AI部署也能起到重要的作用?;跐撛谝蚬?qū)動(dòng)因素 (而非先前結(jié)果) 的預(yù)測(cè),可以將預(yù)測(cè)準(zhǔn)確度提升10-20%,從而帶來(lái)2-3%的營(yíng)業(yè)額增長(zhǎng)。
· 在銀行業(yè),特別是零售業(yè)務(wù)中,AI依然可以在營(yíng)銷和銷售中施展才能。另外,鑒于風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和管理的重要性,AI在這一方面的產(chǎn)生價(jià)值可能會(huì)更大。
挑戰(zhàn)在哪里
AI正在吸引越來(lái)越多的企業(yè)投資,但到目前為止,擁有AI技術(shù)的公司里,只有約20%將自己的技術(shù)應(yīng)用于核心業(yè)務(wù)或者大規(guī)模使用。
如今,AI技術(shù)的應(yīng)用還面臨著許多挑戰(zhàn)——
· 標(biāo)注訓(xùn)練數(shù)據(jù)
這在監(jiān)督學(xué)習(xí)中必不可少。目前大多是手動(dòng)標(biāo)注,但新的技術(shù)正在涌現(xiàn),比如強(qiáng)化學(xué)習(xí)和in-stream supervision,數(shù)據(jù)可以在自然使用過(guò)程中獲得標(biāo)注。
· 大量全面的數(shù)據(jù)獲取
對(duì)許多行業(yè)案例來(lái)說(shuō),獲取大量數(shù)據(jù)非常困難,比如用于預(yù)測(cè)治療方案效果的臨床數(shù)據(jù)。
· 解釋輸出結(jié)果
比如,疾病診斷過(guò)程中,AI可以利用患者信息來(lái)得出診斷結(jié)論,但無(wú)法解釋這一結(jié)論是如何一步步取得的。
· 學(xué)習(xí)的普遍性
AI模型在將學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)從一類情況向另外一類情況遷移時(shí),經(jīng)常遇到困難。這意味著,企業(yè)需要投入大量資金訓(xùn)練新模型,即便情況與之前的用例相似也很難避免。
這可能牽扯到一些社會(huì)性的問(wèn)題。比如,訓(xùn)練數(shù)據(jù)無(wú)法代表一個(gè)更大的群體時(shí),人臉識(shí)別模型便可能在無(wú)意之間產(chǎn)生偏見(jiàn)。
或許,AI是一個(gè)難以琢磨的商業(yè)案例,許多因素都會(huì)減緩深度學(xué)習(xí)的行業(yè)落地。
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