隨著人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等關(guān)鍵技術(shù)的快速發(fā)展,我們或?qū)⒑芸熳呷胍粋€萬物皆可對話、設(shè)備自主學(xué)習(xí)的智能世界。
人們不再需要手動操作大多數(shù)設(shè)備,家里的智能冰箱根據(jù)庫存和你的飲食習(xí)慣自動下單補貨;無人駕駛汽車可以感知道路狀況,避免交通擁堵;智能辦公系統(tǒng)能夠調(diào)整照明和溫度,提高員工的舒適度和生產(chǎn)力;智能手表可以實時監(jiān)測健康狀況并向醫(yī)生發(fā)送警報……
這種全新的智能化世界不僅僅提升了生活質(zhì)量,還將深刻影響多個行業(yè)的發(fā)展。然而,智能時代的真正落地和普及,目前面臨著關(guān)鍵挑戰(zhàn)。此次,我們訪談了前麥肯錫城市中國研究中心研究員、中興大城智庫CEO李曉鵬博士,討論了萬物智能發(fā)展的現(xiàn)狀、趨勢和需要解決的問題。
如何定義“萬物智能”?
“萬物智能”是指物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、通信、云計算和邊緣計算等技術(shù)高度融合,使得所有物理設(shè)備、環(huán)境和系統(tǒng)具備智能感知、數(shù)據(jù)處理和自適應(yīng)能力。李曉鵬博士指出,當(dāng)前的萬物智能主要包括兩個層面:一是云端智能,二是邊緣智能。云端智能依賴數(shù)據(jù)中心和大規(guī)模計算資源,在深度學(xué)習(xí)和大數(shù)據(jù)分析后生成智能決策。邊緣智能直接在終端設(shè)備進行計算和決策,減少對云端的依賴,提高實時性和數(shù)據(jù)安全性。
“萬物智能”的特點
“萬物智能”意味著所有終端與設(shè)備不但“可被感知”“可被控制”,還能夠利用各種人工智能算法、計算資源和實時數(shù)據(jù),在感知、分析、決策和執(zhí)行層面都具備自主能力。
從數(shù)字化到智能化
傳統(tǒng)的數(shù)字化更多是用信息系統(tǒng)去記錄和管理,終端設(shè)備雖然聯(lián)網(wǎng),但往往是被動響應(yīng)。而在“萬物智能”時期,數(shù)字化設(shè)備在收集數(shù)據(jù)的同時,借助云計算、邊緣計算、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等能力,能夠分析實時狀況并自主執(zhí)行優(yōu)化操作。
跨行業(yè)與跨生態(tài)的深度融合
“萬物智能”并不僅僅局限于某些高精尖領(lǐng)域,而是將智能滲透到各行各業(yè)、各類終端產(chǎn)品中。無論是個人生活還是產(chǎn)業(yè)應(yīng)用,都可以通過軟硬件結(jié)合,形成數(shù)據(jù)-智能-服務(wù)的閉環(huán)。普通的消費品能夠通過感知和AI能力,為用戶提供個性化的、實時交互式的服務(wù)。
人與物、物與物的智能協(xié)同
在“萬物智能”時代,人與物、物與物的關(guān)系將更加緊密。一方面,機器能夠理解人的需求,通過語音、圖像識別等方式提供自然的交互;另一方面,設(shè)備之間也將利用各種傳感器和數(shù)據(jù)協(xié)議,進行協(xié)同決策,智能化程度越高,彼此對環(huán)境以及上下文的感知和“交流”就越充分。
總體來看,“萬物智能”的核心特征在于:信息無處不在、實時反饋和智能決策高度融合。它意味著硬件與軟件的全面進化,所有行業(yè)、產(chǎn)品形態(tài)與商業(yè)模式將迎來新的發(fā)展機遇。
推動“萬物智能”的關(guān)鍵技術(shù)
“萬物智能”是一個多學(xué)科、多技術(shù)交叉的系統(tǒng)工程,它既需要硬件層面的不斷創(chuàng)新,如先進材料、低功耗芯片、柔性電子,也需要在軟件層面打通算法、數(shù)據(jù)與連接的閉環(huán)。
主要支撐技術(shù)
物聯(lián)網(wǎng)與傳感器技術(shù)
物聯(lián)網(wǎng)是“萬物智能”的基礎(chǔ),大量的傳感器會將環(huán)境、狀態(tài)、行為數(shù)據(jù)持續(xù)上傳,這些數(shù)據(jù)構(gòu)成了“萬物智能”賴以進行訓(xùn)練和決策的寶貴資源。小型化、低功耗、多功能的傳感器在各場景的普及與布局,是萬物智能走向現(xiàn)實的起點。
5G/6G與邊緣計算
隨著連接設(shè)備數(shù)量的爆發(fā)式增長和數(shù)據(jù)流量的激增,5G、6G等新一代移動通信技術(shù),提供了高帶寬、低延遲、大容量的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,使得智能終端可以隨時隨地獲取云端支持,或在邊緣節(jié)點完成部分實時計算,保證系統(tǒng)時效性與可靠性。
人工智能
談及人工智能的重要性,李曉鵬表示,AI的演進讓“萬物”開始真正具備學(xué)習(xí)與推理的能力。基于先進的模型訓(xùn)練和算法推理,設(shè)備可以識別復(fù)雜的圖像、語音、文字等輸入,做出較為準(zhǔn)確的判斷和決策。而近幾年來以ChatGPT為代表的生成式AI技術(shù)的突破性發(fā)展,讓AI成為推動萬物智能化的“發(fā)動機”,通過重塑交互方式和系統(tǒng)優(yōu)化邏輯,為未來的智能世界奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。
安全與隱私保護技術(shù)
在處理海量數(shù)據(jù)交互與分析時,安全與隱私問題不容忽視。加密技術(shù)、區(qū)塊鏈、防火墻、安全操作系統(tǒng)等技術(shù)手段,有效保障了終端及云端的數(shù)據(jù)安全,并使設(shè)備在“自組織”運行時能夠應(yīng)對網(wǎng)絡(luò)威脅。
柔性集成電路(FlexIC)的潛力
在推動智能化的硬件創(chuàng)新中,半導(dǎo)體扮演著至關(guān)重要的角色。李曉鵬表示,第三代半導(dǎo)體材料如碳化硅(SiC)和氮化鎵(GaN)以更低的能耗和更高的功率密度,支持高速開關(guān)與高頻通信,為高效傳感器和執(zhí)行器奠定了硬件基礎(chǔ)。同時,隨著物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備在多場景和多形態(tài)中的廣泛應(yīng)用,柔性集成電路也展現(xiàn)出顛覆性的技術(shù)潛力。
首先,柔性集成電路可以貼合于不平整的表面,并在柔性材料上集成傳感、存儲、通信等功能,使其能夠深入那些傳統(tǒng)電子無法適應(yīng)的應(yīng)用環(huán)境。
其次,隨著工藝流程的不斷優(yōu)化、印刷電子技術(shù)的升級,柔性材料的大規(guī)模制造成本正在快速下降,這意味著在更廣泛的普通物品中,也能嵌入低成本的柔性芯片,實現(xiàn)智能化升級。
當(dāng)前,柔性半導(dǎo)體與傳統(tǒng)硅基芯片協(xié)同共生,在形變需求高、對輕便度要求高等特定場景,與傳統(tǒng)高性能芯片互補共存。兩者相互協(xié)作,為“萬物智能”提供了更加靈活、高效、貼合場景的解決方案。
走入現(xiàn)實的“萬物智能”
在過去幾年里,隨著物聯(lián)網(wǎng)與人工智能的深度融合和迭代發(fā)展,“萬物智能”概念已從科幻想象逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橐幌盗锌筛兄⒖蓱?yīng)用的技術(shù)與產(chǎn)品。以下是一些目前應(yīng)用極廣泛的領(lǐng)域:
智能家居:從語音交互到多設(shè)備協(xié)同
許多人對“萬物智能”的初時感知都來自于智能音箱和語音助手,如今,它們已成為不少家庭的“中控”設(shè)備。李曉鵬指出,智能家居市場長期存在多個協(xié)議、標(biāo)準(zhǔn)并行的狀況,但現(xiàn)在業(yè)內(nèi)正在大力推動制定協(xié)議,使不同品牌的設(shè)備能夠相互兼容,比如由Connectivity Satndards Alliance(CSA)發(fā)起的Matter協(xié)議、華為的鴻蒙系統(tǒng)等。基于同一協(xié)議標(biāo)準(zhǔn),消費者用戶只需要一個平臺或一個App,就能同時管理來自不同廠商的家電、傳感器與智能控制系統(tǒng)。
智能出行與交通:實時感知與精準(zhǔn)調(diào)度
在“萬物智能”的推動下,出行方式發(fā)生了顯著變化。智能汽車通過大量攝像頭、雷達、激光雷達和傳感器,將路況、車輛狀態(tài)和天氣信息等數(shù)據(jù)匯集到車載邊緣計算平臺進行實時分析。更先進的自動駕駛方案在特定場景下幾乎實現(xiàn)完全自動化,顯著降低了駕駛強度與交通事故率。此外,智慧交通燈能夠根據(jù)車流量動態(tài)調(diào)節(jié)綠燈時長,合理調(diào)度交通流。路側(cè)單元通過傳感器獲取道路信息,并實時傳給附近車輛的車載系統(tǒng),車輛也將自身位置和速度等關(guān)鍵信息回傳給路側(cè)設(shè)施,通過“車路協(xié)同”,城市交通實現(xiàn)了全局優(yōu)秀。
智能制造與智慧城市:多領(lǐng)域協(xié)同升級
工廠車間的大規(guī)模自動化與數(shù)據(jù)化,讓機器人、機床、傳感器能在各自的邊緣節(jié)點上執(zhí)行實時控制。消費者對產(chǎn)品的定制需求越來越高,“萬物智能”背景下的工業(yè)4.0通過柔性生產(chǎn)線來適應(yīng)小批量、多樣化的訂單。在城市中,數(shù)字政務(wù)平臺、在線辦理系統(tǒng)、智能客服機器人都在不斷增強對市民的服務(wù)效率和質(zhì)量。智能電網(wǎng)、智能水務(wù)使政府和公用事業(yè)部門能夠精準(zhǔn)調(diào)度城市的電力與水資源,減少浪費并快速應(yīng)對緊急狀況。城市級“數(shù)字孿生”平臺也能通過虛擬仿真來模擬城市規(guī)劃或應(yīng)對突發(fā)災(zāi)害。
趨勢與挑戰(zhàn)
所謂“萬物智能”,不僅關(guān)注“萬物互聯(lián)”本身,更強調(diào)各種設(shè)備、終端具備自主學(xué)習(xí)與實時決策的能力。盡管這一趨勢帶來諸多機遇和變革,但也面臨著生態(tài)碎片化、標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一等挑戰(zhàn)。
發(fā)展趨勢:智能從云端延伸到邊緣
李曉鵬認(rèn)為,在當(dāng)前發(fā)展階段,云端智能和邊緣智能的深度融合是一個大趨勢。以往智能決策更多依賴云端的大規(guī)模數(shù)據(jù)中心進行計算,而隨著邊緣計算與輕量化AI 模型的崛起,終端設(shè)備能夠在本地完成部分?jǐn)?shù)據(jù)處理和推理,將設(shè)備從“被動感知”轉(zhuǎn)變?yōu)椤白灾鞣磻?yīng)”,滿足了對高效率、高精度和高靈活性的廣泛需求。
從產(chǎn)業(yè)的角度看,“萬物智能”也逐漸從智能家居、可穿戴設(shè)備等消費領(lǐng)域向更深、更專業(yè)的行業(yè)場景拓展。智慧工廠通過智能機器人與實時監(jiān)測系統(tǒng)完成柔性生產(chǎn);智能城市運用大規(guī)模傳感器網(wǎng)絡(luò)與邊緣節(jié)點對交通、環(huán)保、能耗進行精確管控;智能醫(yī)療則通過遠程監(jiān)測和輔助診斷提升醫(yī)療服務(wù)效率與質(zhì)量。不同的垂直領(lǐng)域在技術(shù)與需求層面既有差異,又存在相互借鑒和協(xié)同創(chuàng)新,這為萬物智能的生態(tài)開拓了廣闊的空間。
核心難題:生態(tài)碎片化與標(biāo)準(zhǔn)缺失
隨著“萬物智能”走進現(xiàn)實,先遇到的瓶頸往往是生態(tài)割裂。各家廠商基于自家技術(shù)路線、平臺協(xié)議形成了相對封閉的生態(tài)系統(tǒng),導(dǎo)致設(shè)備之間、平臺之間難以互聯(lián)互通。
雖然隨著Matter協(xié)議、鴻蒙等跨平臺生態(tài)的興起,跨品牌、跨平臺兼容正逐步受到關(guān)注,但在更廣泛的工業(yè)、醫(yī)療、交通等領(lǐng)域,不同標(biāo)準(zhǔn)間的協(xié)調(diào)仍處于早期探索階段。
這種生態(tài)的碎片化不僅增加了產(chǎn)品開發(fā)與適配的成本,也帶來了用戶體驗上的不便,阻礙了萬物智能的規(guī)模化落地。
李曉鵬指出,物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域難以重現(xiàn)Windows或安卓通過單一底層系統(tǒng)包打天下的局面。萬物智能的實現(xiàn)依賴于分層次的協(xié)議體系——智能家居采用Matter協(xié)議,汽車、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)及數(shù)字城市則需構(gòu)建專屬互聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)。這種分層架構(gòu)既能實現(xiàn)跨層級的互聯(lián)互通,又可確保數(shù)據(jù)安全。
在推進機制上,政府、企業(yè)和行業(yè)龍頭在不同層面發(fā)揮著關(guān)鍵作用:消費級市場由蘋果、谷歌、華為、小米等科技巨頭主導(dǎo)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)化;產(chǎn)業(yè)智能化需各行業(yè)龍頭企業(yè)牽頭;而數(shù)字城市建設(shè)則依賴政府統(tǒng)籌規(guī)劃,通過“分層協(xié)議”實現(xiàn)系統(tǒng)性協(xié)同發(fā)展。
對于“萬物智能”時代究竟何時會到來的問題,李曉鵬表示,目前消費品互聯(lián)已經(jīng)得到了突破,但在產(chǎn)業(yè)互聯(lián)和城市智能層面仍處于起步階段,需要不同層級、不同領(lǐng)域的開放與協(xié)作。
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原文標(biāo)題:邁向“萬物智能”時代:AI與物聯(lián)網(wǎng)重塑未來生活
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