如何將5G人工智能和物聯(lián)網(wǎng)融合

5G、AI(人工智能)和IoT(物聯(lián)網(wǎng))技術(shù)的蓬勃發(fā)展似乎意味著智能連接(Intelligent connectivity)時(shí)代已經(jīng)近在咫尺。這種新技術(shù)的融合體具有改變我們生活和工作方式的巨大潛力，但是在美好的愿景實(shí)現(xiàn)之前，仍然有許多不確定性和挑戰(zhàn)需要被解決。

一、智能連接：5G、AI和物聯(lián)網(wǎng)的融合

智能連接(Intelligent connecTIvity)是一種全新的概念——未來，5G、AI和物聯(lián)網(wǎng)的融合能夠成為加速科技發(fā)展的催化劑，并使能新的顛覆性的數(shù)字化服務(wù)?；谥悄苓B接的愿景，AI能夠?qū)ξ锫?lián)網(wǎng)(來自于機(jī)器、設(shè)備和傳感器)收集到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析并轉(zhuǎn)換成容易理解的語(yǔ)言，從而為用戶以更有用、更有意義的方式呈現(xiàn)信息。這不僅有利于改善決策，還能為用戶帶來個(gè)性化的體驗(yàn)，最終使得人和周圍環(huán)境之間的交互變得更豐富、更有意義。

由于計(jì)算能力的飛速進(jìn)步、數(shù)據(jù)科學(xué)家的訓(xùn)練以及用來創(chuàng)建先進(jìn)算法的機(jī)器學(xué)習(xí)工具的可用性，人工智能變得日益復(fù)雜，物聯(lián)網(wǎng)也逐漸成為主流。5G代表了另一個(gè)缺失的元素，即能將這些技術(shù)提升到一個(gè)新的水平，使能智能連接的愿景。5G帶來的超高速、超低時(shí)延的連接網(wǎng)絡(luò)與物聯(lián)網(wǎng)收集到的海量數(shù)據(jù)相結(jié)合，再由AI技術(shù)提供語(yǔ)境化和決策能力，三者的結(jié)合能夠?yàn)閹缀跛行袠I(yè)和領(lǐng)域帶來新的轉(zhuǎn)型動(dòng)力，這可能會(huì)改變我們的社會(huì)以及我們生活和工作的方式。

智能連接預(yù)計(jì)將會(huì)在以下五大關(guān)鍵領(lǐng)域中發(fā)揮重要作用：運(yùn)輸&物流、工業(yè)&制造業(yè)、醫(yī)療、公共安全、其它領(lǐng)域

1.運(yùn)輸&物流

在交通運(yùn)輸領(lǐng)域，智能連接能夠提高道路安全水平和車輛流傳的效率，從而使交通更加順暢無阻。而在物流領(lǐng)域，智能連接具有提高商品遞送效率和靈活性的巨大潛力，使物流更快、更便宜。

用例1：基于AI技術(shù)的駕駛輔助和交通監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

利用5G網(wǎng)絡(luò)的低時(shí)延特性，道路使用者和路邊基礎(chǔ)設(shè)施之間可以收集并分享豐富的實(shí)時(shí)信息。例如，汽車的位置和速度，路上的自行車和行人，天氣和路面條件，交通擁堵情況和其它道路障礙等等……智能交通監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和基于AI技術(shù)的車載電腦將通過這些信息來為司機(jī)提供指導(dǎo)。例如，幫助司機(jī)們避免意外交通事故，或者是動(dòng)態(tài)規(guī)劃前往目的地的最佳路線。

用例2：自動(dòng)駕駛汽車

5G和AI技術(shù)的結(jié)合終將引領(lǐng)自動(dòng)駕駛汽車走向成熟和可靠?；贏I技術(shù)的車載電腦將會(huì)收集來自車載傳感器、路邊基礎(chǔ)設(shè)施單元和其它車輛(通過5G)的數(shù)據(jù)，幫助汽車識(shí)別周邊環(huán)境，從而能夠適應(yīng)任何突發(fā)情況。自動(dòng)駕駛也將引領(lǐng)“移動(dòng)即服務(wù)(Mobility-as-a-Service)”的新模式，這類似于Uber，但專為自動(dòng)駕駛時(shí)代的公共交通而定制。因?yàn)槟軌蛟谂嘤?xùn)司機(jī)和為司機(jī)支付薪酬上節(jié)省大量的時(shí)間和資金，這種模式將比當(dāng)前的公共和私人交通選項(xiàng)更加經(jīng)濟(jì)。

用例3：利用無人運(yùn)輸設(shè)備交付貨物

5G網(wǎng)絡(luò)能夠支持大量的無人運(yùn)輸設(shè)備，無論它們是飛在空中還是跑在地上，比如無人機(jī)器人和無人機(jī)等，并能允許運(yùn)營(yíng)商精細(xì)的協(xié)調(diào)它們的行動(dòng)路線，避免與其它無人駕駛車輛、路邊的建筑或靜態(tài)障礙發(fā)生碰撞。例如，無人機(jī)現(xiàn)在已經(jīng)是一種非常有前景的、安全的、快速的交付貨物的方式。如果目的地所處的位置地形復(fù)雜或者道路擁擠，則無人機(jī)的優(yōu)勢(shì)更加明顯。這種方式比目前人工運(yùn)輸系統(tǒng)的成本更低。

2.工業(yè)&制造業(yè)

在工業(yè)領(lǐng)域，智能連接有助于提高生產(chǎn)力，減少人為錯(cuò)誤，從而降低成本并提高工人的安全性。通過使能工業(yè)設(shè)施的遠(yuǎn)程操控，智能連接也能減少對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工人的需要，從而增加生產(chǎn)設(shè)施位置的靈活性。

用例1：工廠自動(dòng)化和工業(yè)機(jī)器人的遠(yuǎn)程控制

5G的高速率、超低時(shí)延和高可靠性將會(huì)提高生產(chǎn)過程的自動(dòng)化，增強(qiáng)對(duì)設(shè)備和機(jī)器的遠(yuǎn)程控制。例如，機(jī)器學(xué)習(xí)算法可以使用來自傳感器和補(bǔ)給線邊的攝像頭收集到的數(shù)據(jù)及時(shí)的對(duì)操作員不符合規(guī)定的操作進(jìn)行提醒，系統(tǒng)也可以實(shí)時(shí)的自動(dòng)糾正錯(cuò)誤。5G也使得人類操作員可以遠(yuǎn)程監(jiān)視并調(diào)整工業(yè)機(jī)器人的行為，甚至還能通過包括觸摸屏手套或虛擬現(xiàn)實(shí)/增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(VR/AR)耳機(jī)在內(nèi)的觸覺/視覺反饋連接工具與之實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的交互。

用例2：遠(yuǎn)程檢查、維護(hù)和工人的培訓(xùn)

同時(shí)，由智能連接驅(qū)動(dòng)的觸覺式網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用也能幫助工人執(zhí)行遠(yuǎn)程檢查、遠(yuǎn)程維護(hù)和修理等任務(wù)。在交通不便的、荒涼的或者危險(xiǎn)的地區(qū)，如核電站、石油鉆井平臺(tái)、礦區(qū)等等，這種方式不但能降低成本，還能降低風(fēng)險(xiǎn)。相同的工具也可以用來執(zhí)行和支持人員培訓(xùn)，以及在安全的環(huán)境中模擬復(fù)雜的情況。

3.醫(yī)療健康

智能連接還有助于以更經(jīng)濟(jì)的成本提供更有效的預(yù)防保健護(hù)理，同時(shí)幫助醫(yī)療健康的管理者優(yōu)化資源的使用。此外，智能連接也會(huì)進(jìn)一步促進(jìn)遠(yuǎn)程診斷和遠(yuǎn)程手術(shù)的發(fā)展，甚至徹底改變目前醫(yī)療行業(yè)醫(yī)學(xué)專家們受制于地理位置的局面。

用例1：遠(yuǎn)程健康監(jiān)測(cè)和疾病預(yù)防

5G的高可靠性和支持大規(guī)模連接數(shù)的特性將加速可穿戴設(shè)備的普及，利用可穿戴設(shè)備，醫(yī)療人員可以輕松采集佩戴者不同的生物計(jì)量參數(shù)。隨著此類解決方案變得越來越普遍，基于AI的醫(yī)療平臺(tái)能夠通過從這些可穿戴設(shè)備中收集到的數(shù)據(jù)來確定病人當(dāng)前的健康狀況，提供量身定制的健康建議，并預(yù)測(cè)未來可能出現(xiàn)的潛在問題。另外，清楚的、實(shí)時(shí)的了解病人目前的身體狀況將有利于醫(yī)療工作人優(yōu)化資源的使用，并確保其診所總是能提供足夠和藥品、醫(yī)療工具和設(shè)備。

用例2：遠(yuǎn)程診斷和醫(yī)療手術(shù)

由高速率、低時(shí)延和超高可靠性的5G技術(shù)使能的智能連接應(yīng)用將協(xié)助醫(yī)生遠(yuǎn)程實(shí)現(xiàn)全面的醫(yī)學(xué)檢查，甚至還能獲得完整的視聽和觸覺反饋，這打破了醫(yī)生提供診斷的物理限制。有了5G和物聯(lián)網(wǎng)，醫(yī)生甚至還能操控機(jī)器人進(jìn)行遠(yuǎn)程手術(shù)。

4.公共安全

通過提高視頻監(jiān)控、安全系統(tǒng)和應(yīng)急服務(wù)的效率并降低它們的成本，智能連接能夠幫助管理部門打擊犯罪，使我們生活的城市變得更加安全。

用例1：智能視頻監(jiān)控和安全系統(tǒng)

5G網(wǎng)絡(luò)的成熟將催化大量安全警報(bào)器、傳感器和攝像頭的部署，使得實(shí)時(shí)、高質(zhì)量的視頻傳輸成為可能，這有助于增強(qiáng)遠(yuǎn)程監(jiān)控并更好的評(píng)估犯罪現(xiàn)場(chǎng)。更重要的是，基于AI的系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)分析嫌疑犯的活動(dòng)、肢體語(yǔ)言和面部表情，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)犯罪情況。此外，通過分析過去的罪行數(shù)據(jù)，基于AI的平臺(tái)還能預(yù)測(cè)未來的犯罪，以幫助相關(guān)部門優(yōu)化對(duì)預(yù)防犯罪資源的使用。

用例2：應(yīng)急服務(wù)

大量基于5G通訊的攝像頭(可能處在固定位置，可能被穿戴在身上，也可能被安裝在無人機(jī)上)將有助于控制和協(xié)調(diào)應(yīng)急服務(wù)操作。在危險(xiǎn)的環(huán)境中，遠(yuǎn)程控制或自主機(jī)器人將取代人類的操作，比如在倒塌或燒毀的建筑物中尋找幸存者，而無人機(jī)則將被用于調(diào)查遭受災(zāi)害的地區(qū)、巡邏海岸線、在山區(qū)探測(cè)走私者或是其它意外情況。

5.其它領(lǐng)域

除了上述應(yīng)用，智能連接還能在許多其它領(lǐng)域帶來意想不到的創(chuàng)新。

用例1： 5G和AI技術(shù)的進(jìn)一步結(jié)合，將使得人們可以通過虛擬個(gè)人助理更快、更容易的檢索信息、預(yù)定或購(gòu)買商品。

用例2：基于云計(jì)算的游戲服務(wù)器可以讓玩家在無需購(gòu)買笨重且昂貴的設(shè)備的情況下就可以輕松享受游戲，而通過AR/VR頭盔以及觸覺反饋裝置更是能為玩家?guī)砩砼R其境的體驗(yàn)。

用例3：即使無法親臨現(xiàn)場(chǎng)，用戶舒服地坐在家里，就可以通過3D全息顯示技術(shù)體會(huì)到身處體育館和音樂會(huì)現(xiàn)場(chǎng)的真實(shí)感覺。

此外，AI和5G網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合將進(jìn)一步提高從傳感網(wǎng)絡(luò)中采集和分析數(shù)據(jù)的能力，這將幫助我們提升能源的使用效率，在灌溉農(nóng)田或運(yùn)輸貨物時(shí)減少浪費(fèi)和污染。下表顯示了一些現(xiàn)有的基于5G的試驗(yàn)，而它將是智能連接的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

二、從愿景到現(xiàn)實(shí)

以上這些應(yīng)用描述了智能連接概念可能實(shí)現(xiàn)的美好場(chǎng)景。但有些似乎顯得很牽強(qiáng)，如今，其他人已經(jīng)可能在某些情況下部署了不同于5G的連接技術(shù)，如LTE、WIFI或光纖。5G、AI和來自于物聯(lián)網(wǎng)的大數(shù)據(jù)為未來的這些應(yīng)用提供了最好的土壤。

結(jié)論1：目前宣布智能連接的時(shí)代已經(jīng)來臨還為時(shí)過早

從技術(shù)上來說，即使興奮在整個(gè)移動(dòng)行業(yè)蔓延，但實(shí)現(xiàn)這一愿景的元素還沒有真正成熟。其中涉及到的VR/AR、觸覺反饋技術(shù)、自動(dòng)駕駛汽車仍處在開發(fā)的早期階段，有大量的技術(shù)和管理問題仍然需要解決。IoT AnalyTIcs認(rèn)為，至少還要五到十年的時(shí)間這些問題才能得到解決，前面描述的應(yīng)用場(chǎng)景才可能變成現(xiàn)實(shí)。

5G也仍處于早期部署階段，然而在過去幾年中，移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商在開發(fā)和測(cè)試5G技術(shù)方面也取得了快速進(jìn)展，5G標(biāo)準(zhǔn)化的進(jìn)程預(yù)計(jì)將在2020年完成3GPP R16版。只有在這個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)之后，行業(yè)才能真正看到第一張5G網(wǎng)絡(luò)并提供承諾的性能。

結(jié)論2：主要的挑戰(zhàn)是確保智能連接與行業(yè)和社會(huì)的實(shí)際需求相適應(yīng)

從技術(shù)角度來講，要達(dá)到如此成熟的技術(shù)并非主要問題，它最大的挑戰(zhàn)來自于是否能確保這些智能連接技術(shù)滿足行業(yè)和社會(huì)的實(shí)際需求。技術(shù)供應(yīng)商往往會(huì)傾向于不切實(shí)際的大力推廣這種技術(shù)，如此一來，勢(shì)必要冒著無人接納的風(fēng)險(xiǎn)。

5G或許就是最突出的例子。毫無疑問，5G幾乎可以賦能整個(gè)行業(yè)，然而，運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)意識(shí)到，目前并沒有足夠使人信服的案例來吸引巨額的投資去建設(shè)5G基礎(chǔ)設(shè)施，特別是在其應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景的超低時(shí)延和超大容量方面的案例。但這也并不意味著我們不需要它，單從依據(jù)其生產(chǎn)率、效率和投資回報(bào)的預(yù)期改善來看，是不足以來衡量投資它所花費(fèi)成本是否合理的。我們有理由相信，這是在技術(shù)與真實(shí)需求之間的不確定性影響下，行業(yè)不成熟的表現(xiàn)。

結(jié)論3：媒體和娛樂將成為5G在短期內(nèi)的主要商業(yè)案例

運(yùn)營(yíng)商認(rèn)為媒體和娛樂行業(yè)將成為5G在短期內(nèi)的主要應(yīng)用案例， 這是由于用戶存在在任何時(shí)間、地點(diǎn)觀看Netflix和進(jìn)行視頻通話并將視頻傳至他們的Facebook和Instagram帳戶等的需求，而這些需求都需要網(wǎng)絡(luò)具有更高的帶寬和更快的速度，因此他們很容易成為潛在的消費(fèi)群體。

另外，汽車行業(yè)也存在潛在需求。在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，車聯(lián)網(wǎng)將越發(fā)成熟，使用者會(huì)有更多需求出現(xiàn)，人們也會(huì)更愿意花錢購(gòu)買相關(guān)服務(wù)。但除去這兩個(gè)行業(yè)外，其他行業(yè)似乎仍未有太多明顯需求。

三、總結(jié)

我們已經(jīng)看到了很多潛在的應(yīng)用案例，但在智能時(shí)代來臨之前仍有大量的工作需要去做，例如技術(shù)必須更加成熟、政策必須更加完善，相對(duì)應(yīng)也必然會(huì)花費(fèi)大量的資金。不過，只要各方共同努力，這一目標(biāo)終究會(huì)實(shí)現(xiàn)。