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邬贺铨院士:“大智物移云”时代来临

2017-03-26 14:37 来源: 科学网

我们现在进入一个“大智物移云”——大数据、智能化、物联网、移动互联网、云计算——的时代,一个计算无处不在、软件定义一切、网络包容万物、连接随手可及、宽带永无止境、智慧点亮未来的时代。

2016年是计算机应用60年、人工智能提出60年、光纤通信发明50年、摩尔定律提出50年、蜂窝移动通信应用40年、互联网WEB技术发明25年。上述技术的融合发展,使人类来到了一个换代发展的新起点。

首先,在ICT技术方面,集成电路正在走向后摩尔时代。石墨烯等碳基材料有望取代硅基材料成为颠覆性技术。

软件的发展也走到了云平台。美国现在有一个平台,不需要用户写程序,只要写上需求,就能自动绘出APP程序。不过,软件技术的颠覆性创新还没有出现。

2016年10月,美国发布了国家人工智能研发战略,认为人工智能具有变革人类工作、生活、学习、发现和交往的潜力。人跟动物的主要区别是学习,人工智能的发展也是强调学习。例如,AlphaGo和李世石都收集了所有已有棋谱。但AlphaGo通过自我对弈产生了3000万盘棋谱,使其战胜了李世石。目前人工智能主要是基于深度学习,可以模拟超大型的人工神经网络。尽管理论机制还不清晰,但是基于深度学习的语音、图象识别率能提升到95%。

其次,在无线宽带技术方面,5G相比于4G,用户体验提高10倍,移动性提高3倍,可以支持高铁,无线接口延时减少90%,支持大规模物联网,能效提高100倍。2016年7月,美国在5G应用上先行一步,开放24GHz以上频率用于移动宽带。同年11月,欧盟也发布了5G频率,甚至倡议将广播、电视用的频率为移动通信让道。而中国目前只安排了3.4GHz到3.6GHz频段,只有200兆,还很窄,未来面临很大挑战。

高空同步轨道卫星距地面3.6万公里,不可能用手机来接收信号。但是最近发展了Ka频段卫星,增益大而天线小,地面上可以用手持终端接收。而且Ka频段容量大,是C频段Ku频段卫星的几十倍,地面终端也可以做到宽带化,同时降低了成本。

最后,在网络技术方面,光纤通信容量在最近20年增长1万倍。中国生产了全世界一半的光纤光缆,也消耗了全世界一半的光纤光缆,光纤宽带渗透率达到80%,同期OECD不到20%。美国干脆放弃了光纤到户,准备用5G代替作为固定宽带无线接入。

未来,云会大量应用在通信网。还有一些边缘技术,如IBM提出的“雾计算”,将数据处理和应用程序放在网络边缘的设备中,而非全部保存在云中,减少了核心网的压力和路径延时,尤其是在不允许高延时的车联网中极有应用前景。

值得一提的是窄带物联网。物联网从2008年提出到现在应用不尽如人意,60%是低速率应用,用光纤、3G4G等不经济,用蓝牙等不可靠,所以连到运营商的终端物联网只有6%。窄带物联网有4大特点:广覆盖、高增益、大连接、低成本。覆盖面积扩大100倍,能覆盖到现在移动通信不能渗透的地下车库等,比移动通信扇区的能力高50~100倍。窄带物联网为物联网应用打开了新窗口,2016年已经通过了新的国际窄带物联网标准。

另一个值得注意的技术是区块链。区块链是由密码关联的区块串组成的分布式数据库,其验证和共识机制具有高度的防篡改性,也可以应用在物联网上。比如,公安局和交通委的摄像头不一定能互通,通过区块链的加密技术能解决信任问题,保证数据和支付安全。《麻省理工科技评论》评选的2017全球十大突破性技术中,最耸人听闻的就是僵尸物联网,会导致大规模网络瘫痪。区块链可以验证登陆到物联网设备人的身份,避免物联网DDOS攻击。

总的来说,“大智物移云”成为了ICT融合的创新平台,人工智能、区块链等新技术正在兴起,5G代表了无线技术的发展方向,Ka卫星开辟了大通量卫星的发展前景,通信网络的IT化、云化以及软件定义成为新的演进趋势。(本报记者陈欢欢采访整理)

作者: 邬贺铨   [责任编辑: 吕芮光]
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