5G通信技術(shù)與人工智能的深度融合與發(fā)展趨勢(shì)

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(shí)，我國(guó)的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)正不負(fù)眾望地緩緩跨上5G這個(gè)臺(tái)階。人工智能和5G通信技術(shù)的結(jié)合，是一個(gè)不可避免的時(shí)代趨勢(shì)。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(duì)人工智能以及5G技術(shù)的深度融合做了分析，以及對(duì)于兩者的局限性進(jìn)行了評(píng)析概括，并對(duì)兩者融合后未來(lái)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(shì)

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(diǎn)。5G具有速度快，大寬帶，可靠性高以及延遲低的優(yōu)點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)短時(shí)間內(nèi)大量數(shù)據(jù)的傳輸、檢索和運(yùn)算。而人工智能則是利用計(jì)算機(jī)和大數(shù)據(jù)庫(kù)通過(guò)運(yùn)算和判斷，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)、智能控制，來(lái)模擬人類(lèi)思維判斷的技術(shù)。不言而喻，數(shù)據(jù)庫(kù)越龐大，計(jì)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(lái)則恰恰可以為人工智能提供更加堅(jiān)實(shí)和牢靠的技術(shù)支撐和運(yùn)作基礎(chǔ)，使得人工智能可以在落實(shí)到更加廣泛的領(lǐng)域的實(shí)踐中去，“5G+AI”的運(yùn)作系統(tǒng)相輔相成，在促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)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(jiǎn)述

1. 人工智能的概念。人工智能，是一種人工開(kāi)發(fā)用于短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行大量計(jì)算、檢索、推理等的新科學(xué)技術(shù)，其本身?yè)碛旋嫶蟮臄?shù)據(jù)庫(kù)，在讀取新信息時(shí)，通過(guò)對(duì)信息關(guān)鍵詞在數(shù)據(jù)庫(kù)中的快速檢索，根據(jù)相關(guān)性高低計(jì)算、篩選出適當(dāng)?shù)男畔?，從而達(dá)到“智能”的層次，通過(guò)計(jì)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(lèi)進(jìn)行一定的邏輯推理或者識(shí)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(cè)以及行為判定，可以完成許多人類(lèi)無(wú)法完成的“復(fù)雜工作”。人工智能領(lǐng)域的研究主要包括語(yǔ)言識(shí)別，圖像識(shí)別，手勢(shì)識(shí)別以及VR等方面。然而，對(duì)于人工智能的確切定義科學(xué)界存在不同的聲音，尚沒(méi)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(yǔ)是在1956年時(shí)，由明斯基、羅切斯特等人在DAR-TMOUTH學(xué)會(huì)進(jìn)行時(shí)首次介紹提出的，其提出標(biāo)志著一門(mén)新興領(lǐng)域——人工智能的誕生。在1997年時(shí)由IBM公司所開(kāi)發(fā)研制的深藍(lán)（DEEP BLUE）軟件戰(zhàn)勝了當(dāng)時(shí)的國(guó)際象棋高手——卡斯帕羅夫，展現(xiàn)出人工智能的人類(lèi)所不能及的短時(shí)間大量計(jì)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(jì)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(kāi)始真正步入我們的生活。2019年3月十三屆二次人代會(huì)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(xiàng)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(lái)了曙光和機(jī)會(huì)，同時(shí)無(wú)時(shí)無(wú)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(chē)、智能教學(xué)、專(zhuān)家系統(tǒng)、企業(yè)管理、人臉識(shí)別，個(gè)性化推薦、語(yǔ)音輸入、智能監(jiān)控、自動(dòng)駕駛、倉(cāng)儲(chǔ)物流、金融監(jiān)管、個(gè)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(dòng)電話行動(dòng)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(yùn)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(shí)延和高可靠的特點(diǎn)。

2. 5G網(wǎng)絡(luò)的研究現(xiàn)狀。自2016年1月，中國(guó)5G網(wǎng)絡(luò)通訊研究實(shí)驗(yàn)階段正式開(kāi)始;并于2016年9月順利完成。第二階段實(shí)驗(yàn)于2017年2月相繼開(kāi)始，并于2017年9月完成。中華人民共和國(guó)工業(yè)和信息化部于2017年11月正式宣布啟動(dòng)5G網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)研究研發(fā)實(shí)驗(yàn)第三階段進(jìn)程。5G技術(shù)通訊實(shí)驗(yàn)第三階段測(cè)試于2019年1月順利完成。2019年1月29日，中華人民共和國(guó)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(shí)降低網(wǎng)絡(luò)、寬帶費(fèi)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(mén)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(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選過(guò)濾、分類(lèi)整理和深入分析，并從中學(xué)習(xí)知識(shí)，獲取經(jīng)驗(yàn)來(lái)提高自己，其本身大量的短時(shí)間數(shù)據(jù)傳輸、整合、運(yùn)算，以及其對(duì)于龐大數(shù)據(jù)庫(kù)的要求，恰恰和5G其寬帶大、速度快、時(shí)延小、可靠性高的特點(diǎn)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(shí)，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(shí)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(lái)有望應(yīng)用于智慧城市、智慧停車(chē)、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(guó)5G在信息化和產(chǎn)業(yè)化等領(lǐng)域的一項(xiàng)重要決策，便是將人工智能與5G融合并開(kāi)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(kāi)發(fā)與制定。我相信將兩者相結(jié)合，必會(huì)引領(lǐng)世界進(jìn)入一個(gè)全新的信息時(shí)代。

1. 5G+智能停車(chē)。憑借著人工智能的廣泛應(yīng)用，在停車(chē)云平臺(tái)的搭建、推廣應(yīng)用之后，停車(chē)具體資源信息的跨時(shí)空上傳共享也將更加便捷。智能停車(chē)場(chǎng)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(shì)性：依靠5G網(wǎng)絡(luò)高速率、大寬帶的優(yōu)點(diǎn)，快速而高效的數(shù)據(jù)交互和運(yùn)算，使得一臺(tái)設(shè)備可以管理十個(gè)左右的車(chē)位，并且在5G低時(shí)延的優(yōu)勢(shì)輔助之下，其識(shí)別管理準(zhǔn)確度更是高達(dá)99.9%。之后的落實(shí)實(shí)際時(shí)的系統(tǒng)搭建、設(shè)備安裝、技術(shù)測(cè)試、停車(chē)演示等方面則是需要人工智能以其全方位的模擬、虛擬測(cè)試，保證智能停車(chē)系統(tǒng)的安全和實(shí)際操作時(shí)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(lái)說(shuō)，將無(wú)線通訊技術(shù)、移動(dòng)終端通訊技術(shù)、全球?qū)崟r(shí)定位技術(shù)等綜合起來(lái)，可以達(dá)成收集、管理、查找、預(yù)定城市停車(chē)位的功能與導(dǎo)航服務(wù)，并且可以大大提高城市車(chē)位資源的使用效率，提高停車(chē)場(chǎng)所收取利潤(rùn)，使停車(chē)服務(wù)的運(yùn)行更令人舒心。更大程度上緩解人們“停車(chē)難”“搶車(chē)位”等問(wèn)題。

2. 5G+虛擬體感購(gòu)物。伸開(kāi)雙手，讓鏡子花三秒鐘識(shí)別試衣者的體型，就可以開(kāi)始試衣了。“5G+試衣鏡”項(xiàng)目是目前在國(guó)內(nèi)率先實(shí)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(shí)延的優(yōu)越性，可以使顧客擁有快速而便捷的試衣體驗(yàn)。其基本原理是，將試衣鏡頂部攝像機(jī)攝入的畫(huà)面導(dǎo)入電腦，實(shí)行實(shí)時(shí)3D識(shí)別建模，并將實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)在計(jì)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(kù)里篩選出來(lái)，并且進(jìn)行適當(dāng)?shù)母淖冋{(diào)整，“穿”在試衣者身上，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)云專(zhuān)線和互聯(lián)網(wǎng)終端進(jìn)行快速交互、匹配識(shí)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(fèi)時(shí)間過(guò)多以及衣服試穿損壞等問(wèn)題，并且具有非常高的真實(shí)性，未來(lái)有望在實(shí)體店全面展開(kāi)。

從另一角度思考，這種依靠于攝像頭識(shí)別和數(shù)據(jù)庫(kù)匹配的軟件，在日后變得普遍和平價(jià)之后，使人們可以在家中試穿衣服，解決網(wǎng)店購(gòu)買(mǎi)衣服尺寸、顏色出現(xiàn)的問(wèn)題，可以減少退貨換貨帶來(lái)的交通運(yùn)輸成本，并且可以緩解交通擁堵，使網(wǎng)絡(luò)購(gòu)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(xiàng)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(xiàng)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(chǎng)景，使游客身臨其境地游訪旅游景點(diǎn)，達(dá)到不需出門(mén)便訪問(wèn)景點(diǎn)的效果，可很大程度上解決旅游出行不便的問(wèn)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(shí)間延遲，可以減少影響的卡頓，加速VR信息交互、計(jì)算、反應(yīng)速度，優(yōu)化人機(jī)互動(dòng)流暢度，從而增加沉浸式虛擬旅游的真實(shí)感和互動(dòng)感，不出家門(mén)一步而游歷萬(wàn)水千山。并且在如今大力倡導(dǎo)“文化旅游”的今天，游客通過(guò)VR沉浸式虛擬旅游，可以更加便捷地了解到景物所蘊(yùn)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(jué)以及達(dá)到強(qiáng)身健體的效果，在5G的時(shí)代，也不將成為問(wèn)題。在未來(lái)，網(wǎng)絡(luò)通訊會(huì)變得更加可靠，網(wǎng)絡(luò)時(shí)間延遲也將降至更低，無(wú)人駕駛、交通管控等技術(shù)會(huì)變得更加的高效，人們自駕游出行在路上所花費(fèi)的時(shí)間大大減小，使人們的旅游活動(dòng)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(shì)

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(huì)影響人們生活的方方面面，滲透到每一個(gè)細(xì)微之處，然而，如此廣泛和平民的運(yùn)用，其安全性不免成為關(guān)注的首要問(wèn)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(shí)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(lái)說(shuō)，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(kù)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(shí)的轉(zhuǎn)移運(yùn)用能力、舉一反三的能力、處事的靈活性以及人性，人類(lèi)歷史上很多的理論、發(fā)明是因?yàn)槁?lián)想和創(chuàng)新而產(chǎn)生，用一個(gè)比喻來(lái)說(shuō)，人工智能可以加速人類(lèi)歷史近代版本的運(yùn)行速率，但是只有人類(lèi)才可以對(duì)歷史版本進(jìn)行改進(jìn)和升級(jí)。

然而，不可否認(rèn)的是，5G和人工智能深度融合的實(shí)際應(yīng)用，必定會(huì)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(shì)必更加廣泛地應(yīng)用，VR很多時(shí)候離不開(kāi)“足不出戶(hù)”，人們可以在家里享受美景，體驗(yàn)游戲電影，接受醫(yī)院治療，逛街購(gòu)物以及進(jìn)行公司會(huì)議，很多危險(xiǎn)性的模擬和練習(xí)，都可以通過(guò)VR安全而逼真地進(jìn)行，時(shí)間與地點(diǎn)這兩大影響人類(lèi)幾千年的物理因素，將不再束縛得住人類(lèi)的腳步和視野;此外，未來(lái)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(shí)現(xiàn)個(gè)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(shì)，實(shí)現(xiàn)“萬(wàn)物互聯(lián)”，建設(shè)更加全面和便捷的信息社會(huì)。因此，5G與人工智能兩巨頭的融合，將推動(dòng)人類(lèi)社會(huì)發(fā)展向另一維度，推翻人類(lèi)有史以來(lái)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(yùn)藏的問(wèn)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(lái)的便利。

六、 結(jié)語(yǔ)

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(chē)、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(lèi)生活帶來(lái)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(yùn)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(lèi)的想象力、獨(dú)創(chuàng)思維、以及有溫度的交流能力，不可能完全取代人類(lèi)。因此，要明確和衡量5G技術(shù)與人工智能之間存在的問(wèn)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(shí)現(xiàn)未來(lái)科技世界的共同繁榮。

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作者簡(jiǎn)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。