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歐洲科學院外籍院士任廣禹:5G在商用落地過程中有這三個挑戰

· 2019-11-04 10:19

5G跟AI結合的時代,會對我們日常生活產生什么重大影響?

11月1-2日,由中國國際科技交流中心、深圳市科學技術協會、深圳產學研合作促進會聯合主辦的“2019大灣區機器人與人工智能大會”在深圳盛大舉辦,向世界傳遞超前新思維,為產業激發空前新動能。

在開幕式上,歐洲科學院外籍院士、華盛頓大學清潔能源研究所首席科學家、香港城市大學學務副校長任廣禹參與了前瞻對話環節,在粵港澳大灣區人工智能的發展方向提出自己的建議。并在“5G物聯網發展趨勢論壇”上發表了《利用有機和鈣鈦半導體應對5G挑戰和AI發展》的主題演講。

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任廣禹參與前瞻對話

會后,任廣禹接受了創客貓的采訪。談到5G跟AI結合的物聯網時代會對我們日常生活產生的影響時,任廣禹表示,5G跟AI的結合后,我們身上可以有很多穿戴式的器件,生理上的各種資料都可以從傳感器的檢測借由無線通訊直接送到醫生或者你的數據庫里。另外他指出,現在人類的壽命越來越長,但到了一定的年紀后,老人家的子女都去工作,老人會很孤獨,這樣就容易引起老人癡呆的問題。而假如有AI 或者穿戴式的裝置,它就可以把老人身上所有的資料緊密監控起來,這對老人來說非常關鍵。

可穿戴其實隨著人工智能的進程已經發展多年,但目前的發展狀態并不如預期。任廣禹認為,可穿戴跟5G是息息相關,穿戴式需要有顛覆性材料的發展,因為穿戴式需要不怕水等各種條件,在材料跟功能都需要做一個縱向的集成。現在大部分的穿戴式只檢測非常簡單的訊息,并不是一個很理想的狀態。所以他希望借由香港高校跟大灣區公司的在產學研方面的緊密合作,可以推動穿戴式的發展更快一點。“香港有5所進入全世界排名前100的大學,而且香港的大學都在大灣區想要設立分校,這首先就可以為整個大灣區招攬人才,并且輸出高等的科技人才,這對AI、機器人的發展是一個重要的作用。”

最后說到5G在商用過程中可能會遇到的挑戰時,任廣禹指出,第一是頻譜,因為5G的天線距離不像4G是比較遠的地方,所以基站的數目要增加;第二,人工智能的器件公司需要跟5G能配合起來;第三,隱私性跟機密性,不管是在云端的儲存還是傳訊,怎么樣維持安全性,不會讓人把信息截留下也是一個問題。

以下為任廣禹參與前瞻對話的部分實錄內容:

白雪(深圳產學研合作促進會副會長兼秘書長):GBAS已經四年了,今天我們GBAS進行對話的環節,就是想針對大灣區的發展進行一些探討。現在世界上有四大灣區,他們的特色都非常的鮮明,后起之秀的粵港澳大灣區怎么打造人工智能創新的高地?

任廣禹:從人工智能發展的角度上,未來的走向是移動互聯網,移動互聯網需要把很多的功能集成,比如傳感器和顯示器還有能源,所有的這些都需要有一個系統化的集成,怎么集成?這個就需要學術界和產業界緊密的合作。

從學術界的角度上,香港有5所進入全世界排名前100的大學,現在香港也重點投資了很多做AI的項目。每一個投資的項目都是5億港幣的范圍,借由這樣的一個重大投資,他們的條件就是需要與世界上最前沿的大學一起發展這些東西。所以香港拿到基金的團隊都是從哈佛、劍橋這樣學校的人才,這個也是一個很好的資源。因為有香港這么一個渠道,延伸到世界所有前沿的科學家,和國內的華為、中興、騰訊的產業界的人對接起來,這樣就可以發揮一些戰略的優勢。

香港也有很多世界前沿的優勢,比如清潔能源和機器人以及傳感器和超快速通訊都有杰出的表現,假如可以把這些所有的功能集成在一些新的人工智能的器件上,香港和整個大灣區的學界、產業界結合起來就有一個非常大的優勢。

白雪:每一個地方都大力的支持這個產業的發展,粵港澳大灣區怎么保持引領,同樣怎么留住更好的人才,包括更多的資金融入我們大灣區?

任廣禹:講到要維持我們這邊人工智能或機器人以及制造業領先的優勢,人才的培養就非常重要,中央政策的關系,香港的大學都在大灣區想要設立分校,首先就可以為整個大灣區招攬人才,因為我們每一個渠道都需要人才。讓一流的學生來到大灣區,成為大家源源不斷的助力。所以政策上研究生的名額可以分配到香港的大學里面,另外各個的城市吸引人才的計劃也是非常重要的。

白雪:我們GBAS大會2017年的時候發起了一個研究院,開始籌備大灣區藍皮書,2018年我們請了科技部和工信部的領導,他們做了藍皮書的撰寫,到了2019年的藍皮書對比來看,好像沒有顛覆性的企業,和以前沒有大的差距,怎么讓更多的人才在大灣區落地?

任廣禹:現在還沒有顛覆的結果出來是比較正常的,因為在人工智能上你需要把幾種功能集成在一起,所以在這樣的情況下,不管是學界還有產業界這樣緊密的合作和資金的投入,都可以把這個東西帶動起來。我最近訪問了華為他們幾個大的公司,他們都有非常強的科技,怎么把這些科技整合在一些人工智能上,這個是我們未來努力的目標。

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任廣禹發表主題演講

以下為任廣禹在“5G物聯網發展趨勢論壇 ”上的演講實錄:

不管是5G還是物聯網,基本的材料和器件組成都是在半導體上的一些發展。從過去幾年快速的發展你可以看出來,日本已經從以前的領先地位,到歐洲一些國家比如德國、法國半導體的產業上并沒有特別的突出。反而是韓國、美國是半導體產業的龍頭。中美貿易戰里面一個非常重要的核心點就是爭先進半導體和5G的主導地位。我們可以看到摩爾定律,現在我們說已經快要到了極限,繼續下去就是3、4納米這樣的進展,要做這樣的半導體就需要非常大的投資。
基于半導體支撐下的5G和人工智能,已經快速來到了我們的生活。什么是5G?大部分人都知道,就是最先進的通訊科技將移動式器件還有傳感器與先進的操作系統整合在一起做各種工作,所以它需要的是低時延,高速率,并且量是非常大的。
還有一個是它的整個基站,因為5G的天線距離就不像4G是比較遠的地方,所以基站的數目要增加。就像這邊的主題一樣萬物互聯,還有一個最關鍵的就是低能耗。因為按照現在5G和人工智能發展的趨勢,假如沒有一個新顛覆性的能源的產業出來的話,按照現在的能源是無法支撐5G和6G發展的。

5G之所以非常重要就是因為可以改變我們社會各個領域,因此大家在這里一提到半導體都想到硅做的晶片,我想分享的是硅以外還有什么新興的半導體?
第一個就是鈣鈦半導體,這個是一個新興的半導體體系,用硅材料的話要高溫和上千度的提純,有的時候你做器件就像一個報紙,你可以打印出來。還有這種有機的材料具有半透明性,可以廣泛應用在顯示器、晶體管、照明、太陽能電池上,包括還有集成光子學上的應用。我們講5G的時候,假如里面有一個機制可以讓你達成超快速的上傳,你的5G發展就是沒有限度的。
這樣一個半導體它的前景可能是百億兆元的產業,大家知道OLED是有機半導體作為主題的顯示器,他們現在做了電視,這邊是它的顯示屏,你把三種顏色混起來就會變成一個照明的系統。
現在新的產品比如iPhone還有相關的產品都已經問世,這個技術的發展最終會變成一個大面積的電視屏,這個電視屏會非常的清楚,而且是高分辨率。而且因為它可以非常的薄,我們看到的這個可以變成一個熒幕墻。當你把剛才我講的三個光的基本顏色混在一起的時候,它就變成了一個白色的光。你用這個白光的時候就可以變成一個LED的照明,現在你所看到的基礎的照明大部分是點光源的性質,但是是用OLED做的照明是一個面光源。以后這么一個大廳除了墻上的幾張紙,一打開整個大廳都亮了。

日本的OLED的照明已經有了廣泛的應用,不管是辦公室還是餐廳已經開始實施了。就是你把照明和顯示器結合在一起的話,你躺在床上的時候,你的心跳和呼吸以及你在床上的運動都可以記錄下來,之后分析你的睡眠品質。所以當這些所有的傳感器結合在一起的時候,你就可以發覺生活的意識形態上已經更加依靠萬物互聯的情形。我們的日常生活中,以前我們是用電腦處理我們的數據,但是現在基本上就是用你的手機在不同的場合處理這些數據。但是進入最終的場合你可以看到你從公共空間到社區空間到個人空間,里面還有你的體能空間。

個人空間就是一個人你在的辦公室,和你的器件結合在一起,當你更進一步的時候,有了一些穿戴式的器件的時候,這個時候就不斷需要快速處理數據,而且需要低能耗的方式。所以5G快速發展的新趨勢是移動式的互聯網絡,所有的東西都是戴在身上。
你可以不斷的接受訊息和發出訊息,所以移動互聯網一個最基本的東西就是你怎么樣可以快速的處理你的這些數據,所以在這樣的一個前提下,今天上午我們談有沒有顛覆性的產品,比如這個電光的材料就可以處理你的所有數據。你就可以看出來你的電光材料都已經可以達到100G以上的速率。

所以這樣的情況下,你有這樣的器件和機制可以接受和分析大量的數據,這個就是未來的走向。但是你要支撐這樣一個快速通訊的話,你就需要巨大的能源消耗。假如你現在按照線性發展,現在的能源無法支撐5G的發展。不管是華為還是其他,他都消耗很多的能量。

這里講到新的完美的半導體體系,最近幾年鈣鈦半導體的發展非常的好,可以低溫的加工,所以可以用太陽能電池和感應器,因此過去幾年來國家已經把這個列為重大項目,全世界也把這個半導體作為再生能源的規則的改變者。

你可以把它做成這種半透明的太陽能電池,你增加了空間之后,深圳市每一個窗戶都可以變成一個半透明的電池,每一輛車子都可以變成這樣的電池,這個前景很值得思考。
太陽能的眼鏡,一方面可以戴這個眼睛產生電源,用這個電源做你的傳感器。所以你可以看出來不管是有機還是半導體的材料,都可以加工之后做成透明的傳感器。所以基本上你可以看出來整個半導體在穿戴式到車輛以及與電網連接的太陽能電站都有應用。基本上2種材料都可以在清潔能源上產生巨大的影響。
5G+AI不但需要大量及便宜的半導體,更需要大量的科技人才。就是我們需要什么樣的人才,我們還講到5G、人工智能是建立在已有的基礎訓練上,以及在扎實的中文和英文語言能力上。我們現在有這個人才供應渠道嗎?大家現在說人工智能和5G,我們有這么多的人才支撐嗎?
到現在位置,中港臺美是緊密的合作,因為香港是兩岸三地的緩沖地,加強和高校的合作,香港現在五大學校都會在大灣區設立分校培養人才。現在在香港最近也有一些新的科創局的項目,每一個項目都是5億港幣的投資規模,所有合作的學校都是一些英美的名校,利用香港的渠道以及深圳的地理位置,利用人才來做互聯網和5G的快速發展。人才的投資和長期的培養非常的重要。

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