在科學研究項目中，數學軟體必不可少。
一款好用的數學軟體可以極大地提升工程師的工作效率，提升工程項目的推進速度，也可以給整個行業帶來一些創意和啟發。
作為四大數學軟體之一，MathWorks旗下的MATLAB就曾為諸多科研項目提供這樣的助力。
MathWorks全球行業市場總監Sameer Prabhu在6月8日的「MATLAB EXPO 2023 中國」大會上指出，MathWorks旗下的數學軟體在核聚變這樣的清潔能源領域、對抗帕金森疾病這樣的醫療保健領域，以及運載火箭研發這樣的航空航天領域都有著大量應用。
MathWorks由Jack Little和Cleve Moler創立於1984年，至今已有近四十年的發展歷史。在過去這四十年裡，MathWorks幫助工程師和科學家完成了一個又一個不可能完成的任務，在當下5G、物聯網、人工智慧等新興技術不斷湧現的時代，MathWorks又將如何保持創新，為工程師和科學家提供更好的開發環境呢？
在「MATLAB EXPO 2023 中國」大會上，我們和MathWorks全球行業市場總監Sameer Prabhu、MathWorks中國區教育行業總經理李慶節（Hans Li）進行了一次深入訪談，就MathWorks的數學軟體如何提供更好的AI開發環境、科學家們如何利用MathWorks工具進行5G、人工智慧技術研發等問題進行了一系列探討。
問：MathWorks提供了怎樣的AI開發環境？
Sameer Prabhu：無論AI如何發展，它都只是整個系統中的一部分，我們除了提供AI的Model之外，還提供Simulink這樣的仿真環境，可以把AI算法集成到完整的系統中，一是做系統的概念驗證，另外也可以做大量的AI測試。
例如在汽車工業自動駕駛技術開發過程中，我們可以把AI算法放到整個車輛系統模型中，可以創建很多不同類型的測試場景，把我們在現實世界中難以驗證的場景，在仿真環境下運行並驗證。
問：AI大模型浪潮為MathWorks帶來了哪些新的挑戰？
Sameer Prabhu：很多其他工具在專注於用AI解決通用問題，我們現在更多是深入工程領域，在幫助工程師利用AI解決工程上的實際問題。
基於此，在我們的工具鏈上，我們會讓AI更加容易被工程師訪問到，另外我們提供的工具鏈不只是讓AI融入到他們的系統設計中，還為讓AI能夠部署到工程環境中提供了相應的轉化工具，將AI集成到系統中，做整體的系統驗證。
在數據獲取方面，我們幫助工程師將數據綜合應用起來，並通過仿真方式合成大量數據，從而確保工程師能夠得到高質量的數據，確保AI模型能夠得到更好的訓練。
我們都知道，AI模型是一種黑盒模型，這種模型應用在一些安全管理領域有很多認證要求，尤其在一些安全管理領域，甚至需要對這些AI模型進行認證。針對這種情況，我們提供了可解釋性的AI測試技術，在我們生態體系的支持下，我們可以對AI模型進行測試和驗證，確保AI應用在諸如工業場景下的安全性和可靠性。
問：在5G和AI技術融合應用上，MathWorks有沒有推出相應的工具或進行功能升級？
Sameer Prabhu：AI和無線技術融合應用也一直是我們關注的問題。
首先我們優化了DataDrive和ModelDrive的開發方式，以拆解無線系統設計上的複雜性，提升建模能力。
我們現在的算法越來越複雜，用傳統模式設計算法會導致很多因素難以被考慮進去，導致算法越來越複雜，我們現在引用一些人工智慧方法去做算法複雜性的拆解，例如做一些模型、大規模仿真，甚至用AI做整體系統的性能優化，這都是我們看到的AI和5G或6G上結合應用的點。
這裡我舉三個比較典型的應用案例：
第一，我們提供了現成的AI workflow，我們通過shipping demo和集成事例，就可以展示這些AI應用在無線領域的具體應用，例如我們這裡面的波束選擇、波束成形、自動化編碼。
第二，我們提供一個開放的體系。我們發現很多客戶有一些開放的AI模型，這時，如何與我們已有的無線系統集成就成了一個問題。我們通過保持我們工具的開放性，讓工程師可以將在開源工具中沉澱下來的算法集成到我們的通訊鏈路的設計中，從而幫助工程師進一步簡化系統設計。
第三，我們也會提供一些無線信號接入工具。這樣可以讓工程師直接採集那些最原始的無線通信信號，直接在這些原始信號上開展模型訓練，開展AI應用上探索。
問：經典控制理論和人工智慧研究方法是兩套體系，在MathWorks工具中是如何將二者融合應用的？
Hans Li：我們有一個應用案例是德克薩斯大學奧斯汀分校的研究人員使用小波和深度學習將大腦信號轉換為單詞和短語的案例。他們一開始是通過特徵提取，然後再用AI優化，這樣只用人工智慧研究方法效率很低。
但是在換用小波的方式進行線上處理，再通過AI優化，整個模型最終實現的分類準確率就達到了96%，這其實就是經典控制理論和人工智慧研究方法的結合應用。
問：經典控制理論在其中的作用是什麼？
Hans Li：提高可解釋性，提高預測方向的準確性。
暴力計算會創造奇蹟，但有時候創造出來的也可能是奇葩。
在諸如航空航天這樣對準確性、安全性要求很高的應用領域中，是需要實現精準控制的，經典的信號處理、信號傳播、定向處理，以及很多其他經典理論都是有其存在意義的，在新的AI時代，也要呼喚人們對經典理論的繼續學習和融合應用。
