5G、AI和物联网如何实现“智能互联”

作者: 大喵 2019-03-21 14:43:00

5G、人工智能(AI)和物联网(IoT)技术的发展正***着万物智能互联时代的到来。尽管这种技术融合有可能改变我们的生活和工作方式,但在实现惠益之前,仍有一些不确定因素和障碍需要克服。

一、智能互联=5G+AI+物联网

智能互联是一个概念,它预见了5G、AI和物联网的融合,是加速技术发展和提供新的颠覆性数字服务的一种手段。在智能互联的愿景中,物联网系统的机器、设备和传感器收集的数字信息,通过人工智能技术进行分析和关联,并以更有意义和更有用的方式呈现给用户。这既可以提高决策能力,也可以为用户提供个性化的体验,从而使人与周围环境之间的互动更丰富、更令人满意。

得益于计算能力的进步、数据科学家的教育以及用于创建高级算法的机器学习工具的可用性,人工智能变得越来越复杂,物联网正逐步成为主流。

5G代表了将这些技术提升到新水平并实现智能互联愿景的缺失元素。5G网络具备超高速率和超低延迟,再加上物联网收集的大量数据,以及人工智能技术的复杂程度和决策能力,将使每个行业都具备新的变革能力,很可能改变我们的社会和我们的生活和工作方式。

智能互联将在五个关键领域发挥重要作用:

  • 交通和物流
  • 工业和制造业
  • 医疗保健
  • 公共安全
  • 其他领域

1. 交通和物流

在交通领域,智能互联互通可提高道路安全和通行效率,从而实现更顺畅的交通流量。而在物流领域,智能互联具有提高货物交付的效率和灵活性的潜力,使物流运输更快、成本更低。

5G和AI的融合

5G和AI的融合将使驾驶员辅助和交通监控系统充分发挥其潜力 (图片来源:英特尔)

  • 用例1:基于AI的驱动程序辅助和交通监控系统。利用5G网络的低延迟,道路使用者和路边基础设施可以收集和共享大量的实时信息。例如,有关车辆、自行车和行人的位置和速度、天气和路面状况、交通堵塞和道路上的其他障碍的数据。智能交通监控系统和基于人工智能的车载计算机将利用这些数据为司机提供可视化建议。例如,帮助他们避免与其他车辆碰撞,或者动态规划到达目的地的***路线。
  • 用例2:自动驾驶汽车。最终,5G和AI将带来安全可靠的自动驾驶汽车。这些车辆系统将配备一台基于AI的车载计算机,该计算机基于车载传感器收集的数据,以及路边基站和其他车辆通过5G网络提供的数据,能够感知车辆周围的环境,并能够适应任何情况。自动驾驶汽车还将带来新的移动服务模式,类似于我们今天使用的Uber等服务,但它们是为无人驾驶公共交通量身定制的。后者因为节省培训司机所需的时间和金钱,最终将比目前的公共和私人交通工具更具成本效益。
  • 用例3:无人驾驶车辆交付。5G网络将能够支持大量地面和空中无人驾驶车辆,如无人送货机器人和无人驾驶飞机,并允许运营商精确协调它们的移动轨迹,避免与其他无人驾驶车辆、建筑物或沿途的其他静态障碍物相撞。例如,无人机已经是一种非常有前景的快速、安全的运输方式。当终端位置具有挑战性地形或道路拥挤的特点时,无人机尤其方便,而且它们的成本比目前基于人工的交付系统更低。

2. 工业和制造业

在工业领域,智能互联将提高生产率,减少人为失误,同时降低成本,保障工人安全。智能互联可实现远程操作工业设施,还可能降低对现场工作人员的需求,从而增加选择生产设施地点的灵活性。

工业和制造业

  • 用例1:工业机器人的工厂自动化和远程控制。5G的高数据速率、超低延迟和高可靠性将增强工业流程的自动化,以及机器和机器人的远程控制。例如,机器学习算法可以使用从传感器和摄像机收集的数据,以便立即通知操作员运作过程中的任何失误之处,或者系统可以实时地自动更正错误。5G还将使操作人员能够从远程监控和调整工业机器人的动作,并通过触觉手套或VR/AR耳机等连接工具,实现触觉和视觉反馈,实时地与工业机器人进行交互。
  • 用例2:远程检查和维护以及工人培训。与此同时,由智能互联驱动的触觉互联网应用程序还支持远程执行检查、维护和维修等任务。这大大降低了在危险、无法进入或不适宜居住的地点(如核电站、石油钻塔或采矿地点)进行作业的成本和风险。同样的系统也可以用于执行或支持工人在安全环境中进行培训和模拟复杂情况。

3. 医疗保健

智能互联以更低廉的成本提供更有效的预防护理,同时允许卫生保健管理人员优化其资源的使用。此外,智能互联还有助于实现远程诊断和远程手术,这可能会彻底改变目前受限于医学专家地理位置的医疗服务。

  • 用例1:远程健康监测和疾病预防。5G的高可用性及其对大量连接的支持,将有助于通过可穿戴设备来监测穿戴者的不同生物特征参数。这类的解决方案变得越来越普遍,基于人工智能的医疗平台将分析从这些设备收集的数据,以确定患者当前的健康状况,提供量身定制的健康建议,并预测潜在的健康问题。此外,通过更全面、实时地了解患者的医疗状况,医疗管理人员可以优化其资源,并确保医院始终储备足够的药物和医疗工具和设备。
  • 用例2:远程诊断和医疗操作。5G网络所具备的高速率、低延迟和超高可靠性的特性,使得智能互联互联网应用的触感特性能够让医生进行完整的医疗检查,并提供全面的视听和触觉反馈,使随时随地进行诊断成为可能。通过5G和物联网,医生甚至可以通过操作专业的机器人进行远程手术。

4. 公共安全

智能互联主要是通过提高视频监控、安全系统和紧急服务的效率,来助力城市实现更安全的面貌,并协助相关机构打击犯罪分子。

5G、AI和物联网的融合将使城市成为更安全的居住场所,并提高应急服务的效率 (图片来源:英特尔)

  • 用例1:智能视频监视和安全系统。5G网络将有助于部署大量安全警报、传感器和摄像头,并能够传输实时、高质量的视频,以加强远程监控和更好地评估犯罪现场。更重要的是,基于人工智能的系统将自动分析嫌疑人的活动、肢体语言和面部表情,实时检测犯罪和发现罪犯,比如在不同摄像机的视野中跟踪可疑人物。此外,通过分析过去的犯罪数据,基于人工智能的平台将能够预测未来的犯罪,并优化预防犯罪资源的使用。
  • 用例2:紧急服务和边界控制。安装在移动车辆上、穿戴在身上或安装在无人机上的大量5G联网摄像头,将用于控制和协调应急服务行动。遥控或自主机器人将取代人类在危险环境中执行任务,比如在倒塌或烧毁的建筑物中寻找幸存者,而无人机将用于调查受灾地区,或在海岸线和山区巡逻,以发现走私者和其他不违法的事物。

5. 其他领域

除了上面描述的应用案例之外,智能互联还可以在许多其他案例中实现创新。

  • 用例1:虚拟个人助理可以通过5G和人工智能的结合,得到进一步的授权,使检索信息、预订或购买商品变得更快、更容易。
  • 用例2:基于云的游戏服务器可以让玩家在不需要笨重昂贵的设备的情况下享受电子游戏,同时通过使用AR/VR显示器和带有触觉反馈的设备,使游戏体验更具有沉浸感。
  • 用例3:3D全息图显示可以为用户提供一种现实的感觉,用户可以舒适的坐在家里就能真实的观看一个遥远地方的现场体育或音乐活动。

此外,人工智能的***潜力与5G网络的巨大容量相结合,将进一步加强对传感器网络数据的实时收集和分析,提高我们使用能源、灌溉农田或配送商品的效率,同时减少浪费和污染。下表显示了一些现有5G试验的例子,它们可能成为智能互接试验的坚实基础。

二、从理想到现实

所描述的应用案例很好地表示了智能互接概念可能实现的功能。虽然其中一些应用可能看起来有些牵强,但其他的应用在今天已经可以实现。而且在某些情况下,已经部署了。尽管使用的连接技术不是5G,而是LTE、Wi-Fi或光纤等。5G、AI和来自物联网的大数据的强大结合将为***未来效应的应用提供基础,同时也使今天已经有可能实现的应用能够充分发挥其潜力。

结论1:现在断言智能互联时代已经到来还为时过早。

从技术上讲,尽管5G网络的愿景令人振奋,但实现这一愿景所需的要素尚未成熟。涉及VR/AR、触觉互联网、自主驾驶汽车等方面的应用还处于开发的初期阶段,还有很多技术和监管问题有待解决。物联网分析公司认为,至少还需要5到10年的时间才能解决这些问题,并使之前描述的应用场景变得可行。

5G也仍处于部署的早期阶段,但在过去几年里,移动运营商在5G技术的开发和测试方面取得了快速进展,预计3GPP将在2020年发布第16版5G标准。在那之后,业界才会有能够真正提供该技术所承诺的性能改进的***个5G网络。

结论2:确保智能互联技术符合行业和社会的实际需要是难点

达到技术成熟并实现互联的主要问题。从技术上讲,这个行业最终会实现这一目标。真正的挑战是确保这些智能互联技术符合行业和社会的实际需求。技术供应商往往倾向于大力推广技术,而没有正确评估技术的实际需求。这样做的风险是,没有人真正准备好接受它。

5G可能是最典型的例子。毫无疑问,5G将使几乎所有行业都得到改善。然而,运营商们已经意识到,目前还没有令人信服的商业案例来推动基础设施建设所需的巨额投资,尤其是在超低延迟和大规模连接方面。这并不意味着没有人需要它,仅仅意味着在生产率、效率和货币回报方面的预期改善方面,不被认为其成本是合理的。我们认为,在确定技术用户的实际需求方面,这是行业仍须成熟的。

结论3:在短期内,媒体和娱乐将是5G的主要应用领域

在短期内,运营商已将媒体和娱乐行业确定为5G的主要应用领域。消费者想要更多的带宽和更高的速度,以便能够随时随地观看Netflix、打视频电话、并在任何时间任何地点通过Facebook和Instagram进行直播。这里的应用更简单,也更容易推销。其次,汽车行业似乎也相当有前景。互联汽车环境在物联网方面已经相当成熟,新的面向消费者的服务已经出现,人们愿意为此花钱。但在这两个领域之外,情况似乎不容乐观。

三、结语

在我们进入智能互联时代之前,还有很多工作要做。技术必须成熟,政策必须完善,并且,需要投入大量的资金。如果所有对此感兴趣的产业链企业都为实现这一共同目标而合作,最终将实现这一目标。

5G AI 物联网 智能互联
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