AI Flow:让大模型在手机、汽车、机器人上自由流动的智能革命

 

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龙宫传说中有一根能自由伸缩的神棒,如今它化身「如意大模型」来到人间——中国电信用「家族模型」技术,让大模型像金箍棒般在端-边-云架构中自由伸缩,彻底解决AI落地难题。

一、为什么你的手机跑不动ChatGPT?AI落地的两大瓶颈

当我们惊叹于ChatGPT撰写诗歌、GPT-4o实时对话时,鲜少有人意识到:这些能力始终被困在数据中心里。中国电信TeleAI团队在论文《AI Flow: Perspectives, Scenarios, and Approaches》中揭示了两大核心瓶颈:

硬件资源之困(以LLaMA模型演化为例)

模型 发布时间 参数量 内存需求 适用设备
ResNet 2016 1100-6000万 <1GB 普通手机
LLaMA-4 2025 0.1-2万亿 100+GB 高端服务器集群

通信网络之痛


  • 边缘设备传输压力:智能眼镜执行视觉推理时,单次需传输数百MB视觉特征数据

  • 多设备协同开销:无人机集群协作时,通信延迟会导致决策滞后高达300ms

  • 网络不稳定性:车载AI在隧道等场景下断网时,服务将完全中断

“要实现无处不在的智能,需在AI与通信技术的交叉点实现多学科突破”——论文摘要

二、AI Flow三大核心技术:让智能流动起来

2.1 设备-边缘-云协作:分层智能处理

架构原理(如图所示):

graph TD
    A[设备层-手机/IoT] -->|低延迟交互| B[边缘层-基站服务器]
    B -->|复杂计算| C[云层-数据中心]
    C -->|模型更新| B
    B -->|结果反馈| A

创新技术

  1. 任务导向特征压缩(TOFC)


    • 通过视觉特征聚类压缩传输数据量

    • 在RealWorldQA测试中减少45%传输量
    # 特征压缩核心流程
    features = CLIP_encoder(image)          # 提取视觉特征
    clusters = DPC_KNN(features)            # 密度峰值聚类
    merged = average_pooling(clusters)      # 特征合并
    compressed = entropy_encode(merged)     # 熵编码压缩
    
  2. 分层协同解码


    • 手机生成草稿 → 边缘服务器验证 → 云端精修

    • 数学推理任务加速1.25倍(MATH-500基准测试)

2.2 家族模型:一套参数,百变身材

革命性设计

graph LR
    M[主模型7B参数] --> E1[分支1-3B参数]
    M --> E2[分支2-4B参数]
    M --> E3[分支3-5B参数]
    M --> E4[分支4-6B参数]

两大实现技术

  1. 权重分解(Weight Decomposition)


    • 将权重矩阵拆解为低秩矩阵:

    • GPU内存占用降低至原模型的
  2. 早退机制(Early Exit)


    • 在中间层直接输出结果(如图示第11/15/19层退出)

    • 资源需求动态适配:
    | 退出层 | 等效参数量 | 适用场景       |
    |--------|------------|----------------|
    | 11     | 3B         | 简单对话       |
    | 19     | 5B         | 日常任务       |
    | 27     | 7B         | 复杂问题求解   |
    

实测性能对比(MMLU基准):

模型分支 准确率 相对完整模型性能
3B早退分支 40.74% 60%
5B早退分支 57.72% 85%
7B完整分支 67.88% 100%

2.3 连接交互驱动的智能涌现

多智能体协作框架

sequenceDiagram
    手机->>边缘服务器: 发送初步推理结果
    边缘服务器->>云端: 聚合多设备数据
    云端-->>边缘服务器: 返回综合决策
    边缘服务器-->>手机: 下发优化指令

三类协作范式

  1. 串行协作(如运动生成):


    • INS模块生成基础动作 → REC模块优化交互协调性

    • InterHuman测试中动作精度提升25.3%
  2. 并行协作(如深度估计):


    • 近场/远场解码器并行处理

    • NYU-V2数据集误差降低至0.049(行业最优)
  3. 网络化协作(如OmniVDiff):


    • RGB/深度/分割多模态联合处理

    • 视频生成FVD指标达326.99(超越主流方案27%)

三、落地实践:如意大模型安装使用指南

3.1 快速部署(Python环境)

# 创建虚拟环境
conda create -n ruyi python=3.12
conda activate ruyi

# 安装依赖(推荐提前安装flash_attn)
git clone https://github.com/TeleAI-AI-Flow/AI-Flow-Ruyi.git
cd AI-Flow-Ruyi
pip install -e .

# 下载模型权重
git clone https://www.modelscope.cn/TeleAI-AI-Flow/AI-Flow-Ruyi-7B-Preview0704.git models/

# 运行推理示例
python demo.py

3.2 动态选择计算分支

from ruyi.global_var import set_global_val

# 设置早退层(不同层对应不同规模分支)
set_global_val("early_exit_point", 19)  # 选择5B分支

# 模型生成响应
output = model.generate(
    inputs["input_ids"].to('cuda'),
    generation_config=generation_config
)

四、改变世界的应用场景

4.1 具身智能(Embodied AI)

无人机+地面机器人协同巡检系统


  • 无人机:执行11层早退(3B),实时提取运动特征

  • 机器人:接收特征继续推理,避免重复计算

  • 带宽占用降低60%,响应延迟<200ms

4.2 智能穿戴设备

AR眼镜导航系统


  • 本地层:3B分支处理基础空间感知

  • 边缘层:5B分支识别复杂路标

  • 云端:7B分支规划全局路径

  • 功耗降低至纯本地方案的1/3

4.3 智慧城市

低空物流网络


  • 无人机:边缘优化模型避障(延迟<50ms)

  • 交通灯:动态调整信号(聚合多源数据)

  • 云中心:预测全城拥堵模式(准确率提升35%)

五、技术问答(FAQ)

Q1:家族模型会降低大模型能力吗?

不会。实验数据显示:


  • 7B完整分支在MMLU达到87.19分(对比Qwen2.5-7B的70.88)

  • 通过分层主成分分解(HPCD) 技术,压缩后模型保留95%以上原始能力

Q2:普通手机能用吗?

完全可行


  • 3B分支可在骁龙8 Gen3手机运行(约4GB内存)

  • 通过设备-边缘协同,老旧设备也能获得智能服务

Q3:断网时能否工作?

支持离线推理

  1. 设备本地运行轻量分支
  2. 网络恢复后自动同步中间特征
  3. 边缘服务器继续未完成计算
graph LR
    A[设备本地推理] --> B{网络状态}
    B -->|连接| C[边缘协同优化]
    B -->|断开| D[本地持续服务]

六、未来展望

6.1 联邦学习突破


  • 挑战:传统方法需传输梯度(7B模型约28GB/次)

  • 解决方案:基于家族模型的参数高效微调(PEFT)

6.2 自适应网络编排


  • 动态拓扑调整:应对设备频繁离线的移动场景

  • 无线自组网:实现去中心化协同推理

“AI Flow将重塑智能的边界——从云端延伸到每部手机、每辆汽车、每个机器人” ——论文结论节选


参考文献
中国电信TeleAI团队. (2025). AI Flow: Perspectives, Scenarios, and Approaches. arXiv:2506.12479
开源项目
GitHub – TeleAI-AI-Flow/AI-Flow-Ruyi
模型体验
Hugging Face – 如意7B预览版


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