鄔賀銓:5G催生的産業前景如何?

發表于  08/04 07:00   約15分鐘

  習近平總書記指出,要加快構建高速、移動、安全、泛在的新一代信息基礎設施。新一代信息基礎設施具有很長的産業鏈,構成數據從採集到決策及應用的全過程。新一代信息基礎設施既是新基建、優勢戰略性新興産業,更是新型信息消費的市場,同時也是其他領域新基建的通用支撐技術,還是傳統産業數字化的新引擎,賦能傳統基建領域提質增效。

圖片來源:視覺中國

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  加快5G、人工智能、工業互聯網、物聯網、大數據中心等新型基礎設施建設,是我國立足當前、著眼未來的重大戰略部署。在中央統籌推進疫情防控和經濟社會發展中,更是將新基建提到了戰略高度。新基建不僅是基建,還是新的産業增長支柱、創新投資渠道,可以培育新的消費,促進供給側結構性改革和高質量發展。傳統和新型基礎設施協同融合、統籌發展,可以改造提升傳統産業,培育壯大新興産業。

  雲遊戲。原來的工業協同設計和數字文化産業與傳統視頻會議及遊戲都需要將核心程序下載到本地,運行畫面的渲染和計算也都在本地終端上進行,終端成本高,使用門檻高。現在依靠雲端服務器運算和渲染,借助5G傳輸,無須下載安裝,即插即用,多屏合一,流暢體驗。當然除了遊戲,實際上工業的協同設計、數字文化産業,還有傳統的視頻會議,都可以利用5G實現流暢高清顯示。艾媒咨詢2019年報告預計,2023年中國雲遊戲用戶將突破6億人,市場規模近1000億元。

  超清視頻。當前所謂高清視頻是1080逐行掃描(1080P),是指逐行掃描下達到1920×1080的分辨率的顯示格式,但這種像素並不是太高。未來5G環境下的超清視頻,不僅體現在像素上,還體現在分辨率、每秒的幀數、每個像素的編碼位數以及顏色域的寬度等上面,對這些方面都提出了更高的要求。現在的5G終端並不限于手機,還可以在智能眼鏡上。例如通過眼鏡上傳送的畫面可以去雲端搜索匹配,然後再通過無線語音傳導到耳機中,告訴你所拍到的衣服或包是什麼型號、哪個公司生産的、什麼面料、什麼品牌、在哪個商場賣,甚至價格多少、什麼時候可能會打折。這就叫“所見即所得”。這種智能眼鏡的市場在未來也有一個比較大的規模,預計到2023年在中國就有80億元的規模。

  競技體育。5G的高帶寬和低時延實現超清視頻實時遠端直播,可同步傳送多機位攝像信號到邊緣計算進行合成處理,獲得360°場景體驗。比如觀眾戴上5G+VR(虛擬現實)頭盔,可感受到速滑和花滑體驗;在運動員和裁判員身上安裝傳感器、高清攝像頭並配置5G通信模塊,觀眾可以用運動員或裁判員的第一視角來觀看賽事直播。又比如説觀看溫布爾登網球賽,最棒的視頻機位相當于坐在天王球星費德勒的後面,來看他怎麼打球。

  VR/AR/MR。隨著5G的規模化商用,千兆寬帶走入家庭,虛擬現實(Virtual Reality,簡稱VR)、增強現實(Augmented Reality,簡稱AR)以及混合現實(Mix Reality,簡稱MR)迎來真正面向客戶端消費型應用的機會。5G的高帶寬和低時延特點能夠解決因帶寬不夠和時延長所帶來的圖像渲染能力不足、終端移動性差和互動體驗不強等痛點問題。而之前的網絡技術環境,不僅帶寬不夠,還時延長,在VR/AR/MR中超過7毫秒就會感覺眩暈,而在5G時代就不會有這種感覺。VR/AR/MR的推廣節奏也會隨著5G規模化的商用、5G用戶的普及、5G終端以及應用的普及,實現規模化發展。華為發布的全球産業展望(Global Industry Vision 2025,簡稱GIV 2025)預測,2025年全球10%的企業使用VR/AR,用戶達3.37億。IDC中國2019年報告預測,到2023年中國VR/AR市場規模達650億美元。

  文化旅遊。故宮也開創虛擬旅遊了。現在到故宮可以戴上5G+VR頭盔,甚至能短時間親自體驗做皇帝的感覺。故宮博物院特設“發現·養心殿——主題數字體驗展”,遊客可通過5G+VR頭盔親自體驗“召見大臣”“鑒賞珍玩”“穿搭服飾”等體驗。重慶長江索道被譽為“萬裏長江第一條空中走廊”,戴上5G+VR眼鏡,可以獲得索道VR超感景區體驗,比實地乘坐長江索道更驚險、刺激。旅遊點戴上5G+VR眼鏡,可以介紹你遊覽所處位置的歷史典故、風土人情。根據德國數據庫Statista預計,到2022年全球AR/VR行業價值將達2090億美元。

  教育培訓。今年疫情期間很多人上網課,居家學習與在學校有老師在課堂上講,可能感受不同。對于書上有些看上去比較死板的圖,可以利用5G手機拍照上傳,馬上就可以下載動畫來演示説明。實際上VR不僅僅是對小孩有好處。很多場景,比如説歷史的情況如何還原、如何去模擬宇宙,還有生物裏的微觀世界,例如新冠病毒等,這些都是現實世界裏不容易用肉眼看到的,但是可以通過虛擬的VR來給我們體驗。

  智慧醫療。一般一個外科醫生要上手術臺,需要10年的時間才訓練出來。現在利用VR/AR技術,會使模擬實驗更加真實,醫療資源得到更好的應用。例如,2019年3月16日,中國移動與華為合作幫助海南醫生通過5G網絡遠程操控電子機械臂,對北京的帕金森病患者完成了“腦起搏器”植入手術,手術耗時三小時。在智能診斷方面,基于對眾多新冠病毒感染肺炎患者CT影像的大數據分析,結合AI技術可開發出智能評價係統,幫助醫生進行病狀分級,量化評估時間從常規的五個多小時縮減到幾分鐘,大大縮短了診斷時間。在醫護助理方面,醫院在疫情期間是一個交叉感染很強的地方,疫情期間,很多機器人在醫院得到應用。一些機器人配有5G信號與高清攝像頭,並受雲平臺控制,醫院使用人工智能機器人進行問診咨詢、送藥送餐、清潔消毒、醫療廢物處理等,大大降低了交叉感染的風險。

  環境監測。要對環境實施有效的監測,就需要布放大量傳感器節點,龐大的監測數據量、海量的接入節點正好與5G的技術特點相契合。無人機可搭載5G終端和360°+4K攝像頭持續航拍,無人船能夠不間斷地將拍攝的環境狀況和水質數據通過5G網絡實時回傳到平臺及終端,達到VR實景感知和實時觀測處理的目的。智能垃圾桶配有射頻識別技術,可統計回收垃圾情況和掌握垃圾箱的垃圾需要轉運的時間。垃圾分揀機器人借助深度學習技術、計算機視覺技術以及機器算法的進步,能夠自動尋找和分類目標,並通過吸盤或機械手從垃圾中分揀各類可回收物品,將垃圾識別率提升到80%以上。

  智慧交通。智能交通方面很好的應用就是現在馬路上各種各樣的攝像頭,利用交通攝像頭感知與手機定位數據可精確獲得城市交通實時狀況,利用大數據與人工智能技術深度挖掘,可得出可視化的全局視圖。對擁堵路段可以實施智能疏導,這實際上也是5G很好的應用。5G在智慧交通方面更大的應用是車聯網。我們希望通過5G實現車到人、到停車場、到紅綠燈等全方位的連接。華為GIV預測,到2025年這種5G車聯網的技術會嵌入全球15%的車輛。麥肯錫估計,到2025年車聯網將每年挽救3萬到15萬人的生命,減少廢氣排放90%,到2030年汽車共享、互聯服務等衍生的全新商業模式將使汽車行業收入增加1.5萬億美元。這個數字跟我們現在的全球汽車産業是可以比擬的。

  視頻監控。視頻監控佔安防産業市場達49%,5G的大連接和無縫融合到雲端的能力支持4K視頻監控,加上多種圖像增強算法,極大地提高了攝像機在全天候環境與超低照度下的圖像質量。在4G時代,我們使用高清視頻,識別較好的范圍距離為5米,而在5G條件下4K視頻,識別范圍能擴大到10米到20米。5G+高清監控攝像頭還可用于智慧城市等領域。根據市場研究機構IHS報告數據顯示,未來幾年以視頻為核心的物聯網市場將達到7000億到1萬億美元。

  安全管理。利用人工智能技術,現在可以進行語音識別。通過動畫裏的人物嘴型變動,可以將他的聲音“讀”出來,這叫“讀唇語”。語音識別的水平現在已經很高了,人臉識別也一樣。中國的人口超過14億,有超過14億張臉,中國的人臉識別水平現在是全球領先。我們有很多地方可能需要通過無線,通過5G回傳到後臺,進行人臉識別。人臉識別現在也遇到了一些問題,如戴上口罩就讓可識別的有效面積減半。現在要加快技術的研發,使人臉識別技術在戴口罩的情況下也能通過暴露在口罩外面的部分進行識別。

  電商體驗。5G在電商中也能提升購物體驗。例如用攝像頭拍攝下所試衣服的效果,通過人工智能和後臺VR處理,可以在手機上展示所穿的衣服換成另一種顏色或款式,這樣就可以不用親自去換就能看到試衣的效果。

  數字創意。5G終端上雲計算能力顯著增強,人物可以虛擬畫出來。通過畫出來的人物圖像,可以生成一個像真人一樣的圖像,並制作成動畫形式在屏幕上展現出來。將來可以利用這種技術拍電影和電視劇,一些高難動作不需真人來拍攝,可以通過信息技術生成,可大大節省拍攝費用。

  輔助裝配。有一個例子,一個不會修汽車的工人戴上5G的AR眼鏡,他就會修汽車,因為眼鏡上可以一步一步示范動作。在江鈴汽車集團,工人戴上5G+AR眼鏡,裝配效率提高40%以上,出錯率降低72%。

  機器視覺。根據前瞻産業研究院的數據,中國每天在生産線上進行目視檢查産品質量的工人超過350萬,盡管這些工人很認真,但是檢測的準確度還不是很高。工業高清視頻經過5G和邊緣計算與中心雲相連,基于AI與預存的視頻圖像對比和分析,可以發現産品問題,機器視覺能力已超人類。青島港原來開吊車的工人是不敢喝水的,因為上下吊車不方便。在現在的5G時代,青島港通過5G遙控吊車,實現毫秒級時延和精準定位的遠程操作,在全球港口中首次實現從碼頭卸船到路側智能全自動收箱作業,工作效率提高了30%,工作人員減少了70%。以商飛為例,上海的商飛是全球首個5G+工業互聯網的園區。基于騰訊雲與樹根互聯合作打造的“根雲”平臺,利用帶5G的超清攝像頭對飛機尾翼的復合材料及敷貼過程進行掃描,影像傳到後臺對材料缺陷進行AI檢測,從過去幾個人數十小時縮短到一個人幾分鐘就能完成。

  數字孿生。數字孿生借助安裝在物理對象上的傳感器數據和倣真手段來映射産品實時狀態、工作條件或位置,獲得物理對象的屬性、狀態。通過5G傳輸將實時數據傳到網上的鏡像(孿生體),與預存的正常數據對比,可用于預防性維護。據IDG預測,到2020年,全球2000強企業中的30%將利用數字孿生數據,提高産品創新能力和企業生産效率,從而將企業的收入提高25%。例如,通用電氣將數字孿生技術用于風力發電維護,獲得了20%的效率提升。

  智能機器人。現在大量的機器人在企業中得到了應用,並且通過5G攝像頭從示范者中獲得動作時序和幾何位置,通過訓練,最後自動生成工作程序。5G+8K+移動邊緣計算可使機器人反應更加靈敏,還可以利用雲端大腦通過5G的低時延來管理一批頭腦簡單的機器人,即雲控機器人,可降低機器人成本並實現協同工作。曠視公司4萬平方米的倉庫中500臺機器人的協同作業,刷新了集群作業的行業紀錄。京東“無人倉儲”存儲效率是傳統貨架的10倍以上,機器人分揀速度是人工的5~6倍。華為預測,到2025年全世界每萬名制造員工要跟103個機器人共同工作,也就是説工人和機器人的比例為100︰1;另外,14%的家庭會有家用的智能機器人。

  在農業和救災中的應用。陜西千陽千畝蘋果樹開花,但花期僅一周,利用無人機航拍精準獲取蘋果花數目,甚至可以判斷哪些能結果,可以較準確估産,那麼就可以在成熟前三個月以期貨的方式把蘋果賣出去,獲得好的回報。基于大數據分析,還可以為農場提供種植面積測算、作物長勢監測、生長周期估算、産量預估、自然災害預測、病蟲害預警等服務。5G的大連接特性可接入大量高精度農業傳感器(土壤溫濕度、墑情、酸鹼度、養分等),基于AI可判斷土壤狀況及作物生長狀況。無人機載5G+8K可以沿河流監視洪災情況,結合地形地貌和水文大數據分析,可指導搶險救災。

  産品溯源。5G時代可以進行産品溯源。在每一個環節,包括生産、倉儲、運輸的環節,都生成一個區塊,最後消費者手機一掃,就能知道産品在生産和物流過程中經過了什麼環節、在裏面停留了多久、進行了什麼操作,這些都可以很好地梳理出來。美國高盛公司利用區塊鏈技術消除額外成本,在2020年大約可節省60億美元。沃爾瑪從農場、工廠、商店到餐桌,建立食品區塊鏈,溯源監控食品污染的時間從過去的7天縮短到2秒。世界經濟論壇預計,到2025年全球國內生産總值(GDP)總量的10%都將存儲匯聚在區塊鏈産業中。麥肯錫預計,將區塊鏈用于供應鏈或貿易金融,可為全球金融機構和企業一年帶來170億到200億美元的價值。

  信貸管理。現在中小企業在疫情期間面臨各種各樣的困難。首先就是資金困難,但是很多中小企業沒有多少不動産,沒法擔保。這時銀行可以利用物聯網對入庫的産品或半成品進行監管,把臨時的動産變成短期的不動産來管理,實現物流、資金流和信息流的協同,配以區塊鏈管理,適應企業短小頻急的用款需求,隨借隨還。過去中小企業找民間借貸,利率高達15%,現在通過這種辦法,只比正常銀行利率高1.5個百分點(物聯網監管手續)。銀行還可以把企業訂單和應收賬款變成區塊鏈上的數字憑證,據此可以考慮貸款。例如浙商銀行使用區塊鏈技術建立應收款鏈平臺,節省了80%的審核時間,降低了50%的成本。

  5G技術使得新一代信息技術以及産業技術更好地結合起來。5G作為無線通信平臺,將物聯網、數據中心、人工智能以及工業互聯網等融合,構成了完整的新一代信息基礎設施。而新一代信息基礎設施是新基建的重要組成部分,5G是它的首選。5G通過與其他新一代信息技術結合,不僅賦能了數字産業化和産業數字化,而且助力了社會治理現代化,推進了智慧社會的發展。5G具有很強的産業鏈,它的應用具有很強的溢出效應,會成為數字經濟的支柱。(來源:北京日報)

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鄔賀銓

中國工程院院士 /  13 篇文章

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