5G通信技術與人工智能的深度融合與發展趨勢

薄翠梅 張奕翔

摘要：隨著人工智能與5G通信技術的快速發展，兩者的深度融合有待進一步深入。與此同時，我國的網絡通信技術正不負眾望地緩緩跨上5G這個臺階。人工智能和5G通信技術的結合，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、歷程以及應用成果;其次，介紹了5G通信技術的定義和研究狀況;最后，對人工智能以及5G技術的深度融合做了分析，以及對于兩者的局限性進行了評析概括，并對兩者融合后未來的發展做了總結和展望。

關鍵詞：5G通信;人工智能;深度融合;發展趨勢

一、 引言

如今“5G”（5th Generation Mobile Networks，5G），以及“人工智能”（Artificial Intelligence，AI）是當前最炙手可熱的兩大技術熱點。5G具有速度快，大寬帶，可靠性高以及延遲低的優點，可以實現短時間內大量數據的傳輸、檢索和運算。而人工智能則是利用計算機和大數據庫通過運算和判斷，實現自動、智能控制，來模擬人類思維判斷的技術。不言而喻，數據庫越龐大，計算速度越快，人工智能的智能性和準確性便越高，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支撐和運作基礎，使得人工智能可以在落實到更加廣泛的領域的實踐中去，“5G+AI”的運作系統相輔相成，在促進經濟社會發展、醫療進步、智慧城市以及更加嚴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，是一種人工開發用于短時間內進行大量計算、檢索、推理等的新科學技術，其本身擁有龐大的數據庫，在讀取新信息時，通過對信息關鍵詞在數據庫中的快速檢索，根據相關性高低計算、篩選出適當的信息，從而達到“智能”的層次，通過計算機程序模擬人的智能，自主地做出判斷和反應，可學習人類進行一定的邏輯推理或者識別圖像聲音并進行判斷，達到適當的結果預測以及行為判定，可以完成許多人類無法完成的“復雜工作”。人工智能領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界存在不同的聲音，尚沒有給出確定統一的定義。

2. 人工智能的發展歷程與主要成果。“人工智能”這一術語是在1956年時，由明斯基、羅切斯特等人在DAR-TMOUTH學會進行時首次介紹提出的，其提出標志著一門新興領域——人工智能的誕生。在1997年時由IBM公司所開發研制的深藍（DEEP BLUE）軟件戰勝了當時的國際象棋高手——卡斯帕羅夫，展現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發展經歷了數年，直到2016年Deepmind公司所設計研發的Alpha Go人工智能程序打敗棋王，才標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，張業遂發言道：如今已經將與人工智能領域有關的立法項目加入立法規范。人工智能的發展歷程如圖1所示。

人工智能的爆炸式發展，給全球各行業帶來了曙光和機會，同時無時無刻不在挑戰著傳統行業。目前，人工智能可應用于智能家居、智能停車、智能教學、專家系統、企業管理、人臉識別，個性化推薦、語音輸入、智能監控、自動駕駛、倉儲物流、金融監管、個性化輔導、兒童陪伴等方面，特別將在金融領域發揮巨大作用，惠及廣大群眾。

三、 5G通信技術

1. 5G網絡的定義。5G的定義是：第五代移動電話行動通信標準，是繼4G網絡之后的延伸發展，5G網絡在理論上，運行加載速度甚至可以達到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網絡的研究現狀。自2016年1月，中國5G網絡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和信息化部于2017年11月正式宣布啟動5G網絡通訊技術研究研發實驗第三階段進程。5G技術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和信息化部宣布提前并且超額完成了設定的目標：網絡速度進一步提升同時降低網絡、寬帶費用。

四、 5G與人工智能的深度融合

利用人工智能，可以更好地規劃通信網絡，提高網絡的傳輸效率，并且作為一門綜合性極強以及模擬人本身思維的領域，憑借其機器本身的學習能力，它可以對數據進行篩選過濾、分類整理和深入分析，并從中學習知識，獲取經驗來提高自己，其本身大量的短時間數據傳輸、整合、運算，以及其對于龐大數據庫的要求，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揮作用，5G的協助和應用必不可少;同時，想要不斷發展和改進5G技術，在人工智能中的不斷實踐也是一大重要途徑，所以應該將5G與人工智能技術深度融合，以達到更好的效果。兩者如今的初步融合以及未來有望應用于智慧城市、智慧停車、智能小區等領域，包括了一切我們所能想象的美好世界的樣子。我國5G在信息化和產業化等領域的一項重要決策，便是將人工智能與5G融合并開發深層次應用，隨著5G網絡通訊的相關技術的不斷發展進步，其關鍵技術將在近兩年進入標準化的研究開發與制定。我相信將兩者相結合，必會引領世界進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用，在停車云平臺的搭建、推廣應用之后，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高位視頻技術模式為主要手段，其應用更能體現其優勢性：依靠5G網絡高速率、大寬帶的優點，快速而高效的數據交互和運算，使得一臺設備可以管理十個左右的車位，并且在5G低時延的優勢輔助之下，其識別管理準確度更是高達99.9%。之后的落實實際時的系統搭建、設備安裝、技術測試、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，保證智能停車系統的安全和實際操作時的靈活、便捷，也可以應付多種突發情況，并且保障系統的全面性。并且從全城范圍來說，將無線通訊技術、移動終端通訊技術、全球實時定位技術等綜合起來，可以達成收集、管理、查找、預定城市停車位的功能與導航服務，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。“5G+試衣鏡”項目是目前在國內率先實行商業化的5G的初步試應用之一，“5G試衣鏡”憑借5G網絡高速低時延的優越性，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攝入的畫面導入電腦，實行實時3D識別建模，并將實現存儲在計算機文件內的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，并且進行適當的改變調整，“穿”在試衣者身上，通過網絡云專線和互聯網終端進行快速交互、匹配識別，再顯示在試衣鏡顯示屏上，可以達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據庫匹配的軟件，在日后變得普遍和平價之后，使人們可以在家中試穿衣服，解決網店購買衣服尺寸、顏色出現的問題，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，使網絡購物和配送流程更加高效。

3. 5G+旅游。隨著5G技術和人工智能技術的快速發展，結合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網絡傳送VR高清全景視頻，創造沉浸式場景，使游客身臨其境地游訪旅游景點，達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網絡傳輸速度快，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、反應速度，優化人機互動流暢度，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“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業。

如追求旅游本身身體位移的感覺以及達到強身健體的效果，在5G的時代，也不將成為問題。在未來，網絡通訊會變得更加可靠，網絡時間延遲也將降至更低，無人駕駛、交通管控等技術會變得更加的高效，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，達成“更廣闊的自由”。

五、 5G與人工智能的發展趨勢

隨著5G和人工智能的進一步發展和融合，5G網絡將會影響人們生活的方方面面，滲透到每一個細微之處，然而，如此廣泛和平民的運用，其安全性不免成為關注的首要問題，5G龐大和迅速的數據傳輸，使得數據的傳送和交互變得更加方便，然而卻同時意味著，一旦發生5G網絡數據盜竊行為，其丟失的數據總量和重要程度，也將變得相當可怕。

“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，人工智能根據所需信息的關鍵詞在自身的數據庫中檢索，根據數據相關性排序并整理，提供所需結果，其機械思維具有一定邏輯性，卻缺乏了人思維中非常重要的環節“聯想”和“圖像思維”，意味著人工智能也缺乏知識的轉移運用能力、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、發明是因為聯想和創新而產生，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行改進和升級。

然而，不可否認的是，5G和人工智能深度融合的實際應用，必定會很大程度上影響人們的生活。其中發展大頭：“VR”產業，勢必更加廣泛地應用，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，接受醫院治療，逛街購物以及進行公司會議，很多危險性的模擬和練習，都可以通過VR安全而逼真地進行，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個性化服務，并且更高效地利用5G的大寬帶高速度的優勢，實現“萬物互聯”，建設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，將推動人類社會發展向另一維度，推翻人類有史以來的諸多認知現在，然而凡事都要事先做好最壞的準備，其中所蘊藏的問題與潛藏的危機也不可輕易忽視，這樣才能最大程度上充分享受科技給我們帶來的便利。

六、 結語

一方面，5G技術為人工智能的發展奠定了可靠的技術保障;另一方面，5G技術促進了人工智能與互聯網、智慧停車、以及智慧旅行等技術的發展。5G技術與人工智能的深度融合與相互促進，在一定程度上為人類生活帶來了諸多便捷。然而，隨著5G技術的高速發展，以及新技術的運用，其安全性和適用性也值得我們進行更進一步的推敲。此外，人工智能不具有人類的想象力、獨創思維、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，內蒙古自治區包頭市人，南京工業大學電氣工程與控制科學學院教授，博士，研究方向：工業系統智能化研究;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。

收稿日期：2019-06-11。