5G通信技術(shù)與人工智能的深度融合與發(fā)展趨勢

薄翠梅 張奕翔

摘要：隨著人工智能與5G通信技術(shù)的快速發(fā)展，兩者的深度融合有待進(jìn)一步深入。與此同時，我國的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)正不負(fù)眾望地緩緩跨上5G這個臺階。人工智能和5G通信技術(shù)的結(jié)合，是一個不可避免的時代趨勢。文章首先闡述人工智能的概念、歷程以及應(yīng)用成果;其次，介紹了5G通信技術(shù)的定義和研究狀況;最后，對人工智能以及5G技術(shù)的深度融合做了分析，以及對于兩者的局限性進(jìn)行了評析概括，并對兩者融合后未來的發(fā)展做了總結(jié)和展望。

關(guān)鍵詞：5G通信;人工智能;深度融合;發(fā)展趨勢

一、 引言

如今“5G”（5th Generation Mobile Networks，5G），以及“人工智能”（Artificial Intelligence，AI）是當(dāng)前最炙手可熱的兩大技術(shù)熱點。5G具有速度快，大寬帶，可靠性高以及延遲低的優(yōu)點，可以實現(xiàn)短時間內(nèi)大量數(shù)據(jù)的傳輸、檢索和運算。而人工智能則是利用計算機(jī)和大數(shù)據(jù)庫通過運算和判斷，實現(xiàn)自動、智能控制，來模擬人類思維判斷的技術(shù)。不言而喻，數(shù)據(jù)庫越龐大，計算速度越快，人工智能的智能性和準(zhǔn)確性便越高，5G的到來則恰恰可以為人工智能提供更加堅實和牢靠的技術(shù)支撐和運作基礎(chǔ)，使得人工智能可以在落實到更加廣泛的領(lǐng)域的實踐中去，“5G+AI”的運作系統(tǒng)相輔相成，在促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展、醫(yī)療進(jìn)步、智慧城市以及更加嚴(yán)密的安防上有重要意義。

二、 人工智能的簡述

1. 人工智能的概念。人工智能，是一種人工開發(fā)用于短時間內(nèi)進(jìn)行大量計算、檢索、推理等的新科學(xué)技術(shù)，其本身擁有龐大的數(shù)據(jù)庫，在讀取新信息時，通過對信息關(guān)鍵詞在數(shù)據(jù)庫中的快速檢索，根據(jù)相關(guān)性高低計算、篩選出適當(dāng)?shù)男畔ⅲ瑥亩_(dá)到“智能”的層次，通過計算機(jī)程序模擬人的智能，自主地做出判斷和反應(yīng)，可學(xué)習(xí)人類進(jìn)行一定的邏輯推理或者識別圖像聲音并進(jìn)行判斷，達(dá)到適當(dāng)?shù)慕Y(jié)果預(yù)測以及行為判定，可以完成許多人類無法完成的“復(fù)雜工作”。人工智能領(lǐng)域的研究主要包括語言識別，圖像識別，手勢識別以及VR等方面。然而，對于人工智能的確切定義科學(xué)界存在不同的聲音，尚沒有給出確定統(tǒng)一的定義。

2. 人工智能的發(fā)展歷程與主要成果?！叭斯ぶ悄堋边@一術(shù)語是在1956年時，由明斯基、羅切斯特等人在DAR-TMOUTH學(xué)會進(jìn)行時首次介紹提出的，其提出標(biāo)志著一門新興領(lǐng)域——人工智能的誕生。在1997年時由IBM公司所開發(fā)研制的深藍(lán)（DEEP BLUE）軟件戰(zhàn)勝了當(dāng)時的國際象棋高手——卡斯帕羅夫，展現(xiàn)出人工智能的人類所不能及的短時間大量計算推理能力，以及在邏輯思維研究上所取得的突破。AI發(fā)展經(jīng)歷了數(shù)年，直到2016年Deepmind公司所設(shè)計研發(fā)的Alpha Go人工智能程序打敗棋王，才標(biāo)志著人工智能開始真正步入我們的生活。2019年3月十三屆二次人代會上，張業(yè)遂發(fā)言道：如今已經(jīng)將與人工智能領(lǐng)域有關(guān)的立法項目加入立法規(guī)范。人工智能的發(fā)展歷程如圖1所示。

人工智能的爆炸式發(fā)展，給全球各行業(yè)帶來了曙光和機(jī)會，同時無時無刻不在挑戰(zhàn)著傳統(tǒng)行業(yè)。目前，人工智能可應(yīng)用于智能家居、智能停車、智能教學(xué)、專家系統(tǒng)、企業(yè)管理、人臉識別，個性化推薦、語音輸入、智能監(jiān)控、自動駕駛、倉儲物流、金融監(jiān)管、個性化輔導(dǎo)、兒童陪伴等方面，特別將在金融領(lǐng)域發(fā)揮巨大作用，惠及廣大群眾。

三、 5G通信技術(shù)

1. 5G網(wǎng)絡(luò)的定義。5G的定義是：第五代移動電話行動通信標(biāo)準(zhǔn)，是繼4G網(wǎng)絡(luò)之后的延伸發(fā)展，5G網(wǎng)絡(luò)在理論上，運行加載速度甚至可以達(dá)到10Gb/s。5G除了高速下載率，也要求具有低時延和高可靠的特點。

2. 5G網(wǎng)絡(luò)的研究現(xiàn)狀。自2016年1月，中國5G網(wǎng)絡(luò)通訊研究實驗階段正式開始;并于2016年9月順利完成。第二階段實驗于2017年2月相繼開始，并于2017年9月完成。中華人民共和國工業(yè)和信息化部于2017年11月正式宣布啟動5G網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)研究研發(fā)實驗第三階段進(jìn)程。5G技術(shù)通訊實驗第三階段測試于2019年1月順利完成。2019年1月29日，中華人民共和國工業(yè)和信息化部宣布提前并且超額完成了設(shè)定的目標(biāo)：網(wǎng)絡(luò)速度進(jìn)一步提升同時降低網(wǎng)絡(luò)、寬帶費用。

四、 5G與人工智能的深度融合

利用人工智能，可以更好地規(guī)劃通信網(wǎng)絡(luò)，提高網(wǎng)絡(luò)的傳輸效率，并且作為一門綜合性極強(qiáng)以及模擬人本身思維的領(lǐng)域，憑借其機(jī)器本身的學(xué)習(xí)能力，它可以對數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選過濾、分類整理和深入分析，并從中學(xué)習(xí)知識，獲取經(jīng)驗來提高自己，其本身大量的短時間數(shù)據(jù)傳輸、整合、運算，以及其對于龐大數(shù)據(jù)庫的要求，恰恰和5G其寬帶大、速度快、時延小、可靠性高的特點相符合，想要人工智能更好的發(fā)揮作用，5G的協(xié)助和應(yīng)用必不可少;同時，想要不斷發(fā)展和改進(jìn)5G技術(shù)，在人工智能中的不斷實踐也是一大重要途徑，所以應(yīng)該將5G與人工智能技術(shù)深度融合，以達(dá)到更好的效果。兩者如今的初步融合以及未來有望應(yīng)用于智慧城市、智慧停車、智能小區(qū)等領(lǐng)域，包括了一切我們所能想象的美好世界的樣子。我國5G在信息化和產(chǎn)業(yè)化等領(lǐng)域的一項重要決策，便是將人工智能與5G融合并開發(fā)深層次應(yīng)用，隨著5G網(wǎng)絡(luò)通訊的相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，其關(guān)鍵技術(shù)將在近兩年進(jìn)入標(biāo)準(zhǔn)化的研究開發(fā)與制定。我相信將兩者相結(jié)合，必會引領(lǐng)世界進(jìn)入一個全新的信息時代。

1. 5G+智能停車。憑借著人工智能的廣泛應(yīng)用，在停車云平臺的搭建、推廣應(yīng)用之后，停車具體資源信息的跨時空上傳共享也將更加便捷。智能停車場以AI高位視頻技術(shù)模式為主要手段，其應(yīng)用更能體現(xiàn)其優(yōu)勢性：依靠5G網(wǎng)絡(luò)高速率、大寬帶的優(yōu)點，快速而高效的數(shù)據(jù)交互和運算，使得一臺設(shè)備可以管理十個左右的車位，并且在5G低時延的優(yōu)勢輔助之下，其識別管理準(zhǔn)確度更是高達(dá)99.9%。之后的落實實際時的系統(tǒng)搭建、設(shè)備安裝、技術(shù)測試、停車演示等方面則是需要人工智能以其全方位的模擬、虛擬測試，保證智能停車系統(tǒng)的安全和實際操作時的靈活、便捷，也可以應(yīng)付多種突發(fā)情況，并且保障系統(tǒng)的全面性。并且從全城范圍來說，將無線通訊技術(shù)、移動終端通訊技術(shù)、全球?qū)崟r定位技術(shù)等綜合起來，可以達(dá)成收集、管理、查找、預(yù)定城市停車位的功能與導(dǎo)航服務(wù)，并且可以大大提高城市車位資源的使用效率，提高停車場所收取利潤，使停車服務(wù)的運行更令人舒心。更大程度上緩解人們“停車難”“搶車位”等問題。

2. 5G+虛擬體感購物。伸開雙手，讓鏡子花三秒鐘識別試衣者的體型，就可以開始試衣了?！?G+試衣鏡”項目是目前在國內(nèi)率先實行商業(yè)化的5G的初步試應(yīng)用之一，“5G試衣鏡”憑借5G網(wǎng)絡(luò)高速低時延的優(yōu)越性，可以使顧客擁有快速而便捷的試衣體驗。其基本原理是，將試衣鏡頂部攝像機(jī)攝入的畫面導(dǎo)入電腦，實行實時3D識別建模，并將實現(xiàn)存儲在計算機(jī)文件內(nèi)的3D衣服模型，按照試衣者的三維體型模型，從電腦衣服模型庫里篩選出來，并且進(jìn)行適當(dāng)?shù)母淖冋{(diào)整，“穿”在試衣者身上，通過網(wǎng)絡(luò)云專線和互聯(lián)網(wǎng)終端進(jìn)行快速交互、匹配識別，再顯示在試衣鏡顯示屏上，可以達(dá)到仿佛穿上真衣的效果。這樣高效的試衣模式可以很大程度上解決店面大小不足、顧客試衣花費時間過多以及衣服試穿損壞等問題，并且具有非常高的真實性，未來有望在實體店全面展開。

從另一角度思考，這種依靠于攝像頭識別和數(shù)據(jù)庫匹配的軟件，在日后變得普遍和平價之后，使人們可以在家中試穿衣服，解決網(wǎng)店購買衣服尺寸、顏色出現(xiàn)的問題，可以減少退貨換貨帶來的交通運輸成本，并且可以緩解交通擁堵，使網(wǎng)絡(luò)購物和配送流程更加高效。

3. 5G+旅游。隨著5G技術(shù)和人工智能技術(shù)的快速發(fā)展，結(jié)合VR和5G的新項目沉浸式虛擬旅游也被推出。旅游出行難，一直是困擾人們已久的難題，該項目可以利用5G網(wǎng)絡(luò)傳送VR高清全景視頻，創(chuàng)造沉浸式場景，使游客身臨其境地游訪旅游景點，達(dá)到不需出門便訪問景點的效果，可很大程度上解決旅游出行不便的問題。再者，5G網(wǎng)絡(luò)傳輸速度快，可以更加清楚地傳輸VR影像，并且5G的低時間延遲，可以減少影響的卡頓，加速VR信息交互、計算、反應(yīng)速度，優(yōu)化人機(jī)互動流暢度，從而增加沉浸式虛擬旅游的真實感和互動感，不出家門一步而游歷萬水千山。并且在如今大力倡導(dǎo)“文化旅游”的今天，游客通過VR沉浸式虛擬旅游，可以更加便捷地了解到景物所蘊含的文化信息和背景，更好地闡釋、傳播文化，形成融合文化的旅游產(chǎn)業(yè)。

如追求旅游本身身體位移的感覺以及達(dá)到強(qiáng)身健體的效果，在5G的時代，也不將成為問題。在未來，網(wǎng)絡(luò)通訊會變得更加可靠，網(wǎng)絡(luò)時間延遲也將降至更低，無人駕駛、交通管控等技術(shù)會變得更加的高效，人們自駕游出行在路上所花費的時間大大減小，使人們的旅游活動半徑大大延展，達(dá)成“更廣闊的自由”。

五、 5G與人工智能的發(fā)展趨勢

隨著5G和人工智能的進(jìn)一步發(fā)展和融合，5G網(wǎng)絡(luò)將會影響人們生活的方方面面，滲透到每一個細(xì)微之處，然而，如此廣泛和平民的運用，其安全性不免成為關(guān)注的首要問題，5G龐大和迅速的數(shù)據(jù)傳輸，使得數(shù)據(jù)的傳送和交互變得更加方便，然而卻同時意味著，一旦發(fā)生5G網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)盜竊行為，其丟失的數(shù)據(jù)總量和重要程度，也將變得相當(dāng)可怕。

“人工智能”雖然起名為“智能”，可其卻并不能完全模擬人的思維模式，從原理上來說，人工智能根據(jù)所需信息的關(guān)鍵詞在自身的數(shù)據(jù)庫中檢索，根據(jù)數(shù)據(jù)相關(guān)性排序并整理，提供所需結(jié)果，其機(jī)械思維具有一定邏輯性，卻缺乏了人思維中非常重要的環(huán)節(jié)“聯(lián)想”和“圖像思維”，意味著人工智能也缺乏知識的轉(zhuǎn)移運用能力、舉一反三的能力、處事的靈活性以及人性，人類歷史上很多的理論、發(fā)明是因為聯(lián)想和創(chuàng)新而產(chǎn)生，用一個比喻來說，人工智能可以加速人類歷史近代版本的運行速率，但是只有人類才可以對歷史版本進(jìn)行改進(jìn)和升級。

然而，不可否認(rèn)的是，5G和人工智能深度融合的實際應(yīng)用，必定會很大程度上影響人們的生活。其中發(fā)展大頭：“VR”產(chǎn)業(yè)，勢必更加廣泛地應(yīng)用，VR很多時候離不開“足不出戶”，人們可以在家里享受美景，體驗游戲電影，接受醫(yī)院治療，逛街購物以及進(jìn)行公司會議，很多危險性的模擬和練習(xí)，都可以通過VR安全而逼真地進(jìn)行，時間與地點這兩大影響人類幾千年的物理因素，將不再束縛得住人類的腳步和視野;此外，未來的屏幕，也將變得更加廣泛，我們的手邊的任何物體表面都可以依靠柔性屏而顯示圖像，可以真正地利用人工智能實現(xiàn)個性化服務(wù)，并且更高效地利用5G的大寬帶高速度的優(yōu)勢，實現(xiàn)“萬物互聯(lián)”，建設(shè)更加全面和便捷的信息社會。因此，5G與人工智能兩巨頭的融合，將推動人類社會發(fā)展向另一維度，推翻人類有史以來的諸多認(rèn)知現(xiàn)在，然而凡事都要事先做好最壞的準(zhǔn)備，其中所蘊藏的問題與潛藏的危機(jī)也不可輕易忽視，這樣才能最大程度上充分享受科技給我們帶來的便利。

六、 結(jié)語

一方面，5G技術(shù)為人工智能的發(fā)展奠定了可靠的技術(shù)保障;另一方面，5G技術(shù)促進(jìn)了人工智能與互聯(lián)網(wǎng)、智慧停車、以及智慧旅行等技術(shù)的發(fā)展。5G技術(shù)與人工智能的深度融合與相互促進(jìn)，在一定程度上為人類生活帶來了諸多便捷。然而，隨著5G技術(shù)的高速發(fā)展，以及新技術(shù)的運用，其安全性和適用性也值得我們進(jìn)行更進(jìn)一步的推敲。此外，人工智能不具有人類的想象力、獨創(chuàng)思維、以及有溫度的交流能力，不可能完全取代人類。因此，要明確和衡量5G技術(shù)與人工智能之間存在的問題，做到互相配合，才能打造精彩的5G+人工智能合作空間，以實現(xiàn)未來科技世界的共同繁榮。

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作者簡介：薄翠梅（1973-），女，漢族，內(nèi)蒙古自治區(qū)包頭市人，南京工業(yè)大學(xué)電氣工程與控制科學(xué)學(xué)院教授，博士，研究方向：工業(yè)系統(tǒng)智能化研究;張奕翔（2002-）（通訊作者），男，漢族，安徽省合肥市廬江縣人，南京市金陵中學(xué)。

收稿日期：2019-06-11。