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华为十大发明公布:高效加法网络、多目标博弈智能驾驶获奖

加法神经网络不仅能让手机不再发烫,还可以帮天文学家发现天体现象。

6 月 8 日下午,华为在深圳召开「开拓创新视野:2022 创新和知识产权论坛」,并公布了两年一度的「十大发明」奖项结果。

为了奖励创新突出成就,华为自 2015 年起每两年举办一次十大发明的评选活动,奖励未来有潜力成为新产品系列、成为重要产品特性、为公司行业带来巨大商业价值的发明或专利技术。

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「2021 年我们打破惯例,将十大发明奖项授予十一个发明,因为基于投票结果有两项发明的投票数相同,它们都非常优秀,」华为知识产权部部长樊志勇表示。「作为这项活动的组织者,我很高兴看到这些创新成果的价值前景。」

昨天获奖的发明包括人工智能、通信等领域的重要研究:

1、大幅提升算力的高效能乘法器和全新加法神经网络:这项发明能够在保证精度的前提下,使计算功耗和电路面积下降 70%,相关技术可以广泛应用于各种终端设备、消费电子产品、智能汽车和电信网络。

2、基于多目标博弈的智能驾驶决策方案:这项发明解决了自动驾驶里的一些关键挑战,包括城市道路人车混杂的复杂场景里的定位、感知及决策问题。该技术解决交互场景接管难题超过 70%,缩短通行时间 40%,减少存储开销 200 倍,降低算力消耗超过 85%。

3、数智光分配网(DQ ODN):光纤的无源特性导致其管理非常困难。这项专利通过在光纤上刻写光虹膜,作为光纤的生物标签,帮助运营商加速光纤宽带部署,减少 30% 的资源浪费,降低了 20% 的运营成本。

4、基于叠代的全精度浮点单元:这项发明实现了高效率和高精度的算力融合,解决了高性能计算、AI 推理等多场景的浮点计算需求,其已在华为昇腾芯片中应用。

5、高清、大画幅创新 AR-HUD 解决方案:其解决了智能汽车抬头显示系统的重影、眼花和眩晕问题,大幅缩减体积,同时释放计算资源,降低时延,让消费者看得清、买得起、体验好。

6、确定性 IP:这项发明实现了大规模分组网络的确定性低时延、低抖动。基于这一发明,华为发布了业界独家确定性 IP 网络解决方案,实现了微秒级精度的远程工业控制。

7、风筝方案:这项发明可助力运营商在企业客户园区部署远程核心网「风筝网络」,满足制造、矿区、教育等行业高可靠性和安全性的要求。

8、BladeAAU 基站天线部署方案和室内分布式 Massive MIMO 方案:这项发明解决了室内外 5G 部署的关键挑战。在室外,BladeAAU 助力客户极简部署 5G 网络并同时保证不同制式的网络性能最优。在室内,分布式 MIMO 技术可大幅提升 5G 网络容量和用户体验。

9、动态频谱共享 5G Single Air 方案:作为已纳入 5G 标准的技术,这项发明能够让网络使用更多共享频谱资源,把 5G 跨制式频谱资源的共享比例从 4G 时代的 40% 提升到了 90%。基于这项发明,华为实现了业界唯一的毫秒级动态频谱共享商用能力,目前该发明已在全球 26 个网络上成功商用。

10、存储全局均衡扩展高可靠 AA 集群方案:这项发明实现了全球首个对称双活高端存储系统,性能两倍于业界,并能满足交通、能源、金融等领域的扩展和业务零中断的要求。

11、鸿蒙网络聚合加速与内存扩展:该发明是一个纯终端侧加速组合。利用该专利,智能手机可以在各种网络和内存使用情况下,为用户带来流畅体验。LinkTurbo 显著提升并发下载速率,降低游戏和视频缓冲时延,而 Hyperhold 可大幅扩展可用内存并提升基础读写性能。

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在活动中,一些发明人对获奖技术进行了介绍。

目前常用的深度神经网络模型包含大量乘法和加法计算,相比加法来说,乘法的复杂度高,计算代价很大,这会使得智能终端产品的耗电量增加。针对这个业界难题,华为诺亚方舟实验室研究通过加法替代乘法来计算神经网络中的特征。

「加法神经网络突破了现有 AI 计算的框架,在我们解决了优化器、泛化等一系列难题之后,在保证精度的前提下,这项技术可以最大降低 AI 计算功耗达到 70% 以上,」加法神经网络发明人代表、华为诺亚方舟实验室技术专家王云鹤说道。「这项技术可以广泛应用于 IoT 产品、智能汽车、通信领域。」

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王云鹤表示,通过这项发明和其他研究,我们可以设计极简的 AI 算法、硬件架构,大幅降低使用 AI 过程中需要的电路面积和功耗。进而解决连续使用时手机发热、手表、耳机待机时间下降等问题。

加法神经网络还帮助了天文领域的探索,自 2020 年以来华为诺亚与「中国天眼」FAST 项目首席科学家合作,开发了高效的 AI 算法,将快速射电暴每秒观测到的信号处理时间从 100 秒降低到了 1 秒以内,并提高了准确率。在最近两个月内,技术人员协助国家天文台找到了超过 800 个新的快速射电暴样本,节约了上百天工作量。

过去三年,华为公司面临着严峻的外部环境,但在困难时期华为坚持每年将 10% 以上的销售收入投入研究与开发。2021 年华为的研发投入达到 1427 亿元,占全年收入的 22.4%,研发费用额和费用率均处于近十年的最高位。目前,华为研发投入在全球企业中位居第二,近几年每年在基础研究上的投资都超过 200 亿元。

截至 2021 年年底,华为在全球累计专利申请量超过 20 万件,累计授权量超过 11 万件,PCT 超过 6 万件。

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华为知识产权部部长樊志勇。

樊志勇介绍说,2021 年,华为是中国获得授权专利最多的公司,在欧洲专利局专利申请量排名第一,在美国新增专利授权量排名第五。华为 PCT 专利申请量连续五年位居全球第一。过去 5 年,已有超过 20 亿台智能手机获得了华为 4G/5G 专利许可。

在汽车领域,目前每年约有 800 万辆获得华为 4G/5G 专利许可的智能汽车交付给消费者。

参考内容:
https://www.huawei.com/cn/news/2022/6/ipr-2022
https://www.huawei.com/cn/events/ipr2022
产业华为
相关数据
华为机构

华为创立于1987年,是全球领先的ICT(信息与通信)基础设施和智能终端提供商。

https://www.huawei.com/cn/
感知技术

知觉或感知是外界刺激作用于感官时,脑对外界的整体的看法和理解,为我们对外界的感官信息进行组织和解释。在认知科学中,也可看作一组程序,包括获取信息、理解信息、筛选信息、组织信息。与感觉不同,知觉反映的是由对象的各样属性及关系构成的整体。

人工智能技术

在学术研究领域,人工智能通常指能够感知周围环境并采取行动以实现最优的可能结果的智能体(intelligent agent)

神经网络技术

(人工)神经网络是一种起源于 20 世纪 50 年代的监督式机器学习模型,那时候研究者构想了「感知器(perceptron)」的想法。这一领域的研究者通常被称为「联结主义者(Connectionist)」,因为这种模型模拟了人脑的功能。神经网络模型通常是通过反向传播算法应用梯度下降训练的。目前神经网络有两大主要类型,它们都是前馈神经网络:卷积神经网络(CNN)和循环神经网络(RNN),其中 RNN 又包含长短期记忆(LSTM)、门控循环单元(GRU)等等。深度学习是一种主要应用于神经网络帮助其取得更好结果的技术。尽管神经网络主要用于监督学习,但也有一些为无监督学习设计的变体,比如自动编码器和生成对抗网络(GAN)。

准确率技术

分类模型的正确预测所占的比例。在多类别分类中,准确率的定义为:正确的预测数/样本总数。 在二元分类中,准确率的定义为:(真正例数+真负例数)/样本总数

信号处理技术

信号处理涉及到信号的分析、合成和修改。信号被宽泛地定义为传递“关于某种现象的行为或属性的信息(如声音、图像和生物测量)”的函数。例如,信号处理技术用于提高信号传输的保真度、存储效率和主观质量,并在测量信号中强调或检测感兴趣的组件。我们熟悉的语音、图像都可以看做是一种信号形式。因此,对于语音、图像的增强、降噪、识别等等操作本质上都是信号处理。

深度神经网络技术

深度神经网络(DNN)是深度学习的一种框架,它是一种具备至少一个隐层的神经网络。与浅层神经网络类似,深度神经网络也能够为复杂非线性系统提供建模,但多出的层次为模型提供了更高的抽象层次,因而提高了模型的能力。

优化器技术

优化器基类提供了计算梯度loss的方法,并可以将梯度应用于变量。优化器里包含了实现了经典的优化算法,如梯度下降和Adagrad。 优化器是提供了一个可以使用各种优化算法的接口,可以让用户直接调用一些经典的优化算法,如梯度下降法等等。优化器(optimizers)类的基类。这个类定义了在训练模型的时候添加一个操作的API。用户基本上不会直接使用这个类,但是你会用到他的子类比如GradientDescentOptimizer, AdagradOptimizer, MomentumOptimizer(tensorflow下的优化器包)等等这些算法。

5G技术

第五代移动通信系统(5th generation mobile networks),简称5G,是4G系统后的延伸。美国时间2018年6月13日,圣地牙哥3GPP会议订下第一个国际5G标准。由于物理波段的限制,5G 的网络也将会与其他通信技术并用,包含长距离的其他传统电信波段。

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