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| 本文作者： 王金旺 | 2020-08-13 17:14 | 專題：CCF-GAIR 2020 全球人工智能與機器人峰會 |
雷鋒網按：2020年8月7日，全球人工智能和機器人峰會（CCF-GAIR 2020）正式開幕。CCF-GAIR 2020 峰會由中國計算機學會（CCF）主辦，香港中文大學（深圳）、雷鋒網聯(lián)合承辦，鵬城實驗室、深圳市人工智能與機器人研究院協(xié)辦。從 2016 年的學產結合，2017 年的產業(yè)落地，2018 年的垂直細分，2019 年的人工智能 40 周年，峰會一直致力于打造國內人工智能和機器人領域規(guī)模最大、規(guī)格最高、跨界最廣的學術、工業(yè)和投資平臺。
8月8日下午，在CCF-GAIR 2020「AIoT專場」論壇上，中國工程院院士譚建榮做了主題為「5G&AIoT新基建：關鍵技術與發(fā)展趨勢」的報告分享。
到2025年，65%以上中國家庭將擁有智能音箱、智能機器人、智能面板等形態(tài)的AI管家。而今年年初提出的新基建，或將加快這一進程。
“短期來說，新基建要提振當下國民經濟，使經濟盡快復蘇；長期來說，新基建是我們國家的一個長期發(fā)展戰(zhàn)略?！弊T建榮院士在CCF-GAIR 2020「AIoT專場」論壇開場報告中提到。
當下新基建要以新一代通信技術、無線網絡技術、工業(yè)互聯(lián)技術為重要基礎，為企業(yè)實現(xiàn)數字轉型、智能升級、融合創(chuàng)新提供基礎設施體系。其中，新基建與新一代通訊技術、人工智能、物聯(lián)網等新興產業(yè)緊密關聯(lián)。
作為新基建中關鍵技術，譚建榮院士提到，5G&智能物聯(lián)網又有六項關鍵技術：超密集異構網絡、自組織網絡、內容分發(fā)網絡、D2D（設備到設備通信）、M2M（機器到機器通信）、信息中心網絡。
5G與物聯(lián)網正處于連接設備量高速增長階段，未來將會產生數百億設備并發(fā)聯(lián)網產生交互需求、數據分析需求，這將和AIoT更加深度融合。AIoT對實體經濟的融合賦能將使得AIoT業(yè)務量享有十萬億市場空間。2019年，受益于城市端AIoT業(yè)務規(guī)?；涞丶斑吘売嬎愕某醪狡占?，中國AIoT市場規(guī)模突破3000億大關直指4000億量級。
以下為譚院士在CCF-GAIR 2020「AIoT專場」論壇上的報告原文，雷鋒網做了不改變原意的編輯整理：
各位領導、各位專家，大家下午好！
根據會務組的安排，我把最近學習、研究的，在企業(yè)應用、5G、AIoT與新基建的有關技術、體會向各位領導、專家及來賓作交流匯報。
新一代信息技術發(fā)展很快，目前發(fā)展比較前沿的是5G、AIoT技術。
新一代信息技術發(fā)展非常迅速，影響著我們整個社會的生產方式、生活方式和學習方式，具有四個顯著的特點：
1、互聯(lián)網技術發(fā)展到物聯(lián)網技術；
2、由虛擬現(xiàn)實技術發(fā)展到增強現(xiàn)實技術；
3、由網格計算技術發(fā)展到云計算技術；
4、由機器學習技術發(fā)展到深度學習技術。
產生了幾個典型的交叉領域，如智能制造、混合現(xiàn)實、大數據、人工智能，而5G&AIoT是重要的技術基礎。
5G是第五代通信技術，是最新一代分布式蜂窩式移動通信，經歷了1G、2G、3G，目前發(fā)展到4G和5G。
5G的關鍵性能是高速率、減少延遲、節(jié)省能源、降低成本、提高系統(tǒng)容量和大規(guī)模設備連接。
峰值速率達到1Gbit/s，以滿足搞清視頻、虛擬現(xiàn)實等大數據量傳輸；
空中接口時延水平在1ms左右，滿足自動駕駛、遠程醫(yī)療等實時應用；
超大網絡容量，提供千億設備的連接能力，滿足物聯(lián)網通信；
頻譜效率比LTE提升10倍以上；
連續(xù)廣域覆蓋和高移動性下，用戶體驗速率達到100Mbit/s；
流量密度和連接密度都是大幅度提高；
系統(tǒng)協(xié)同化、智能化水平提升，表現(xiàn)為多用戶、多接點、多天線、多社區(qū)的協(xié)同組網。
5G網絡關鍵技術之一是超密集異構網絡。
目前正在朝著多元化、寬帶化、綜合化、智能化方向發(fā)展。在未來的5G網絡中，減小區(qū)域半徑，增加低功率密度的節(jié)點數量，保證未來5G支持1000倍以上的流量的核心技術之一。
第二個關鍵技術是自組織網絡。
5G網絡有自組織特性，未來將來面臨網絡部署、運營及維護的挑戰(zhàn)，主要是由于網絡存在各種無線接入技術，且網絡節(jié)點覆蓋能力各不相同，它們之間的關系錯綜復雜。
第三個關鍵技術是內容分發(fā)網絡。
5G面向大規(guī)模用戶的音頻、視頻、圖像等業(yè)務急劇增長，網絡流量爆炸式增長會影響用戶訪問互聯(lián)網的數量，需要有效的分發(fā)大流量的業(yè)務內容，降低用戶獲取信息的時延。
第四個關鍵技術是D2D（設備到設備通信）。
5G網絡中網絡的流量、頻譜的效率需要進一步提升，設備的通信、D2D具有潛在的提升性能，增強用戶體驗，減輕基站壓力，提高頻譜應用率等前景。
第五個關鍵技術是M2M（機器到機器通信）。
作為物聯(lián)網最常見的應用形式，在智能電網、安全監(jiān)測、城市信息化、環(huán)境監(jiān)測等領域實現(xiàn)商業(yè)化的應用。
第六個關鍵技術是信息中心網絡。
隨著實時音頻、高清視頻等服務的日益激增，基于傳統(tǒng)TCP/IP網絡無法滿足數據流量分發(fā)的要求，網絡呈現(xiàn)以信息為中心的發(fā)展趨勢。
大家都知道，現(xiàn)在新基建也是中央提出的重大部署措施，宏觀經濟發(fā)生深刻變化，需求、生產、投資、消費、出口等受到一定沖擊。
今年新冠病毒以來，我們在做好常規(guī)性的防控同時，還要做到復工復產、工人返城，這樣就要通過投資、消費、出口三架馬車重新拉動GDP。
特別是現(xiàn)在外部環(huán)境也發(fā)生了深刻的變化，中美貿易摩擦愈演愈烈，對餐飲、旅游、電影、交運、教學培訓等中觀行業(yè)沖擊比較大，對民營企業(yè)、中小微企業(yè)等沖擊非常大。
新基建，短期而言是要提振國民經濟，使經濟盡快復蘇；而長期來說，新基建也是我們長期的戰(zhàn)略。
以技術為驅動的新基建與老基建有什么不同呢？
我們要以新的發(fā)展理念為引領，以技術創(chuàng)新為驅動，以信息網絡為基礎。過去的基建投入基本上還是土木工程，是以“硬”件為主；現(xiàn)在的新基建要以現(xiàn)代通信技術、無線網絡技術、工業(yè)互聯(lián)技術為重要基礎，為企業(yè)實現(xiàn)數字化轉型、智能升級、融合創(chuàng)新提供基礎設施體系。
主要包括七大領域，特高壓、新能源汽車、新一代通訊技術、大數據中心、人工智能、工業(yè)互聯(lián)網、城際高鐵以及軌道交通。
新基建包括新一代通訊技術、人工智能、物聯(lián)網等新興產業(yè)緊密關聯(lián)。
通訊技術也是物聯(lián)網的重要基礎，我們經歷了第一代、第二代、第三代，目前正在第四代和第五代之間。
與4G相比，新一代通訊技術在用戶體驗和連接設備數量、時延等方面有明顯優(yōu)勢。主要有三大應用場景：
一是增強移動應用寬帶；
二是大規(guī)模物聯(lián)網，也是今天的會議主題，AIoT；
三是超高可控低時延的通信。
這三大應用場景和物聯(lián)網技術、智能物聯(lián)網技術息息相關。包括基礎設施的建設、運營服務的開拓以及終端及行業(yè)的應用，涉及到上、中、下游等環(huán)節(jié)，形成完整的產業(yè)鏈。
新基建的其他內容由于時間關系就不再展開。
5G&AIoT的典型應用
技術層面，人工智能使物聯(lián)網獲取感知與識別的能力，為人工智能的訓練提供數據。
萬物互聯(lián)以后，可以說物聯(lián)網到智能物聯(lián)網中間的橋梁是大數據，有了萬物互聯(lián)、5G通信，數據量極大增長，形成了大數據，而大數據又為人工智能的算法訓練提供了數據的基礎。
在商業(yè)層面，作用于實體經濟，促使產業(yè)升級、體驗優(yōu)化。主要包括感知交互能力的智能互聯(lián)網，通過機器學習的設備資產管理，擁有聯(lián)網設備和AI能力的系統(tǒng)性解決方案三大類。這三種類型具體包括智慧人居、智慧建設、智慧交通、智慧停車場、智能電控系統(tǒng)、設備健康管理、設備智能維修等場景。
AIoT體系結構如下圖。
智能物聯(lián)網有消費級、人居、城市、物流、交通、零售。從體系結構看有智能設備的解決方案，包括操作系統(tǒng)、設備連接控制、數據服務、智能分析服務、核心化模塊等等；基礎設施層面包括服務器、存儲、網絡、數據中心、AI訓練與部署平臺。這張PPT是AIoT的體系架構。
第一，面向智能家居的場景應用。
到2025年，中國家庭有65%以上的中國家庭能夠用AI、AIoT來進行居家管理、家務管理、舒適生活管理，用戶使用偏好的信息、日常時許的數據匯聚和智能化大腦，包括電視劇、燈光、照明、窗簾、冰箱、電飯煲等，能夠實現(xiàn)智能網聯(lián)，通過人工智能技術把這些家電、居家環(huán)境管理得更加宜人、更加智能化、更加具有舒適性。
第二，面向自動駕駛的場景應用。
自動駕駛是AIoT的一項重要應用，主要依靠人工智能、傳感器、定位系統(tǒng)?，F(xiàn)在中國北斗成功使用意義非常大，過去相當長時間我們只用GPS系統(tǒng)，包括全球定位系統(tǒng)，GIS全球地理系統(tǒng)，現(xiàn)在中國有了自己的北斗系統(tǒng)，我們可以進行定位和導航的協(xié)同操作，讓計算機在沒有任何人類主觀操作下，自動安全地操作機動車輛，為車輛的交通安全和效率提供新的體驗。
在這方面有三點技術：
第一，傳感并從傳感器原始數據中提取有意義的信息；
第二，感知，以定位無人車所在的位置以及感知所處的環(huán)境；
第三，決策，以可靠安全地到達目的地。是往左邊打方向，還是往右邊打方向，什么時候緊急剎車，什么時候加速，這一決策完全可以通過自動駕駛系統(tǒng)，通過智能物聯(lián)網，以可靠安全抵達目的地。
自動駕駛有些場景，包括連續(xù)廣域場景、熱點高容量的場景、低時延的場景以及低功率的場景，能夠支持車輛動態(tài)成編組行駛，半自動/全自動駕駛下的信息共享，支持遠程駕駛車輛，車輛間交換傳感器獲得的數據、交換實時視頻的錄像等等。而這些都離不開5G和智能物聯(lián)網系統(tǒng)。
摩根士丹利報告指出，未來汽車中60%的價值都是軟件，而剩下40%的價值則是傳統(tǒng)汽車部件。
第三，面向虛擬現(xiàn)實的場景應用。
虛擬現(xiàn)實是5G和智能物聯(lián)網的重要應用，通過虛擬現(xiàn)實可以用于虛擬環(huán)境共享以及感知工況，把用戶的檢測、反饋、傳感連在一起，從而實現(xiàn)智能監(jiān)測系統(tǒng)，構建5G物聯(lián)網實時檢測、實時狀態(tài)，實現(xiàn)智能化監(jiān)測，其中包括數據的采集、數據的傳輸、數據的挖掘、數據的服務等模塊。
第四，面向建筑人居的場景應用。
5G智能網在建筑人居中的應用有四個維度：
一是人的使用體驗、人的行為模式；
二是安全、防災、預警；
三是節(jié)約能耗、人力、時間、成本；
四是提高工作效率，對應不同的場景會有不同的側重點，但內核還是給予人舒適、安全、便捷性的體驗。
第五，面向工業(yè)的場景應用。
工業(yè)領域，AIoT和智能網聯(lián)應用場景更加廣泛，通過工業(yè)物聯(lián)網平臺整體輸出更加明顯的智能體驗，包括對工業(yè)物聯(lián)網的傳感器感知賦能，優(yōu)化OS與軟件層分析決策能力和為自動化設備的執(zhí)行能力更強，控制性能更好。其中包括設備管理、能源管理、工業(yè)視覺、倉儲物流、安全監(jiān)控等。
第六，面向智慧城市的場景應用。
AIoT與城市公共管理的結合主要在視覺設備、分析預測、調度優(yōu)化，可以通過功能開發(fā)進行城市的安全防控、交通監(jiān)管、公共設施網管優(yōu)化、智能宣檢、民生服務。
我們杭州除了阿里巴巴，還有?？低?，?？低曂ㄟ^攝像頭的圖像分析可以實現(xiàn)交通安全管理，優(yōu)化流控，以及公安巡檢等，拓展了整個產業(yè)鏈。
最近阿里巴巴、海康威視、華為研究院都提出了城市大腦的概念，城市大腦就要通過5G和物聯(lián)網實現(xiàn)城市管理的智慧化、智能化，實現(xiàn)智能的出行、智能交通、智能生活。
受益于智能家居率先爆發(fā)，而后由于5G商用、低功耗廣域物聯(lián)網的應用，中國物聯(lián)網連接數量將在2025年增至199億。
5G與物聯(lián)網設備連接量處在高速增長的階段，未來數百億的設備并發(fā)聯(lián)網產生交互需求、數據分析需求將和AIoT更加深度融合。
AIoT對實體經濟的融合賦能使得AIoT整體業(yè)務量又享有十萬億市場空間。2019年，受益于城市端AIoT業(yè)務規(guī)?；涞丶斑吘売嬎愕某醪狡占?，中國AIoT市場規(guī)模突破3000億大關直指4000億量級。
2019年中國AIoT產業(yè)的圖譜如下。AIoT相關產品、解決方案在眾多企業(yè)、眾多城市、眾多產品、眾多應用場景中都得到了廣泛應用。
用戶的管理優(yōu)化、平臺搭建、軟件開發(fā)、施工方案、終端硬件等，這些平臺、這些要素都大大拓展了現(xiàn)在AIoT的軟件市場、硬件市場，拓寬了客戶的需求，延長了產業(yè)鏈。
我的團隊圍繞著5G、AI、物聯(lián)網在裝備制造業(yè)當中得到很多應用，包括在超大型低能耗空分裝備設計制造基礎研究、高檔數控機床數字化設計的關鍵技術、大噸位深拉伸液壓裝備設計制造關鍵技術、一類高端龍門加工中心創(chuàng)新設計關鍵技術……
我把5G、虛擬現(xiàn)實、物聯(lián)網、人工智能體現(xiàn)在裝備制造當中，體現(xiàn)在傳統(tǒng)設備進行數字化、智能化、互聯(lián)化，這些我們做了很多工作。希望在座的領導、各位專家有機會到杭州來，到浙江大學來進行技術交流、項目合作。
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