智联网络和新一代互联网

移动互联网与5G相结合，将形成智联网络和新一代互联网。未来十年将是从移动互联网升级到新一代互联网的过程。智联网络和新一代互联网是什么？能做什么？就看未来十年的技术支撑与变化。

先说两个行业背景，一个是移动通讯网络的发展，也就是蜂窝移动网基本上每十年升级一代，从2G到5G，大概是30年的时间，手机成为无线通讯的主要工具。因为不断升级，手机除了打电话之外，还可以做更多的事情，比如多媒体视频等新应用。随着智能手机的出现和3G网络升级为4G网络，移动互联网形成。2019年被认为是5G元年，5G网络大量铺设。随后的十年又会出现新的变化。

另一个背景是，计算能力的大幅提升，智能手机的计算能力甚至强过十年前的PC机，计算能力特别是嵌入式计算能力在过去10年到20年间突飞猛进。另外，多样的智能化设备及终端，结成轻量级物联网。物联网经过十年发展，产生更多应用。虽然它还没有产生与互联网一样的大规模应用，但是基础已具备，并已在蓬勃发展中。基于此，5G+AI让万物智联成为可能。可以用两个名词对此加以说明，一个是更实时，一个是更智能。更实时是指大量的智能设备，不仅是智能手机，而且包括未来的智能车辆，以及很多其他人工智能设备，都可以大量地交换信息，可以相互通信;更智能是指因为通讯能力提高了，越来越多的数据可以在终端侧处理。

传统认为人工智能是一个在服务器里运行的程序，现在它变成了一张网络，广泛分布在世界的每一个角落。大量不同的异构网络智能互连，形成了一个庞大的智能网络，给用户带来更实时也更本地化的服务。也就是说，你的信息在你这个区域就被快速处理了，与用户产生的是一种强交互。更智能使得你可以训练一些更精细的模型，根据本地的数据去训练基于本地的模型，比你在云端去训练一个大模型的效果更好。所以，更实时、更智能给大家带来的是不一样的用户体验。

伴随着5G网络在全国的铺设，其实又形成了一个新趋势，就是大规模城市群的形成，包括长三角、粤港澳以及京津冀等。大规模城市群的形成同5G和AI相结合，将促进未来智能与健康城市的发展。

5G与人工智能相结合意味着什么？

那么，5G到底是什么？大家可以想象一个饼图，中间的是4G。那么5G呢？如果说这个饼周边标注着1、2、3、4、5、6、7、8个圈层的通信指标，包括用户体验速率、峰值速率、流量密度、频谱效率、连接数量、延迟移动性等。5G与4G加以比较，基本上5G的全部指标比4G提高十倍到一百倍左右。

比如说，用户体验速率达到10个G，峰值数已达到20个G，移动速度就是500公里每小时，基本上在高铁上就可以用了;连接密度达到100万个节点，每平方公里差不多每平方米有一个节点，每平方米有一个节点，延迟达到一毫秒。为什么要这么做？或者说做这么快到底是为了什么？仅仅是为了拍视频吗？不是，就是实际上我们并不介意手机下载一部电影到底是1秒还是0.1秒。那么，我们看5G到底能带来什么？举一个非常简单的例子，2G时代的诺基亚手机，端到端的延迟差不多是100毫秒。为什么是100毫秒？因为低于100毫秒的延迟，人的耳朵是听不出来的，所以对于人没有什么意义。到了4G时代，端到端的延迟是10毫秒，为什么是10毫秒？第一，10毫秒延迟人的眼睛看不到，也就是说作为互动，这样一个交互的时延，如果低于10毫秒，对你是没有意义的。第二，5G为什么是1毫秒？因为5G不是给人用的，是给人工智能用的，就是说5G是为了连接大量移动智能设备和人工智能服务的。

反过来说，给人使用也很重要，因为最终服务是为人做的。基于5G的网络和人工智能相结合，未来的所有智能设备，包括智能手机、可穿戴设备，以及大量的智能终端相互连接为智联网络。这个新的互联网给消费者提供智能化服务。一个是未来的智能与健康城市，就是给政府提供综合性管理服务;一个是对企业的，为企业提供智能工厂、智能制造和智能农场等服务。

它对人到底有什么用？5G与人工智能相结合是未来十年5G发展到6G的一条曲折道路。目前有什么应用是只有5G能做的，4G做不了？还没有。

5G到6G需要什么？需要的是智能服务系统。智能服务系统有两个意义，一个是对上，一个是对下。对上要支撑各种分布式的人工智能应用，就是大量数据被采集之后怎么处理，怎么提供应用服务，怎么让系统自动化、智能化不断提升。对下就是怎么去调用大量的网络资源。运营商建设了大量的智能基站，怎么去合理调配智能基站的资源，包括运营商的核心网，怎么用这些网络基础设施来支撑未来智联网的动态业务能力，都是比较关键的问题，所以，需要有智能服务系统来支撑应用。

中国移动网的核心价值在于给用户提供高质量服务。而互联网本身并不需要太高的服务质量，那么什么样的服务需要高服务质量呢？比如说无人驾驶。对无人驾驶而言，如果延迟太大，就会事故连连。

对于人又有什么意義？终极目标是解决人类智能和人工智能的关系。人工智能到底与人是什么关系？是相互竞争的关系，还是相互协作的关系，是由人来管理人工智能，还是由人工智能来管理呢？其实都不对。最后是人类智能跟人工智能合在一起变成一个智能体。所以，人是在服务体系里，它是一个闭环的回路。

目前缺失的是什么技术？

虽然未来很美好，但要完成上述目标，很多技术目前是缺失的。

第一个就是新一代智联网络芯片。以什么都能干的通用人工智能来说，人是无所不能的吗？不是！从技术上讲并不是不可能，但是很困难。为什么？因为计算机处理器使用的是冯诺依曼架构。这个架构是将CPU处理单元与存储分开的。随着新一代人工智能的发展，我们越来越发现这两者是一体的。存储与计算同步执行，是人工神经网络的基础。

如果分开两个部分来做，效率就很低，中间需要大量的信息交换，并且由于几亿个参数需要同时优化，非常耗能。

2008年左右，存算一体的GPU芯片诞生。本来要训练一年的模型，在GPU上可能只需训练1个月，甚至几天。此后，在视觉领域，在一些语言处理领域，人工智能水平已经超过或者接近于人的水平了。

人工智能能跟人的大脑相比吗？目前差距还比较大。人的大脑神经元的连接数有100万亿个，目前最先进的人工智能算法不过有10亿个连接，而且它需要巨大服务器集群来提供服务。人脑平均功耗是40瓦左右，服务器比人脑高出几百万倍。

机器的推理能力虽然比人差很多，但数学算法比人强得多。另外，机器的传输通信能力也很强。基于此，人类需要设计出存算感通一体化的芯片，也就是说计算、存储、通信、感知一体化，这是人工智能通向未来的途径。

基于新一代智联网芯片还需要很多其他技术，比如智联网操作系统，传统计算机的进程管理是靠数据流，人工智能时代则需要智能流。智能流其实是两个神经网络模型之间需要大量交换参数，需要共同学习。这就需要更好的硬件平台，也就是说需要一些通用的智能终端偏向系统，这也是支撑智能硬件产业化的基础，当然它是基于5G和AI系统的。这部分其实更重要，就是它需要一个能够自我演进的智能化体系。目前的人工智能，更确切的说法，应该是人工的智能。因为目前所有的智能算法都是人设计的，这就需要工程师去配置数据集。所有做得好的智能算法，背后都有很多工程师在做数据训练集的标注和整理，所以它是人工的智能，而不是真正意义上的人工智能。

未来我们需要什么？一旦有了大量的智能体之间相互通信组网客户，所需要的就是由人工智能设计的人工智能，也就是模型结构可由人工智能的方法来优化。网络参数就是模型参数，它可以由人工智能方法来自我净化。举例来说，AlphaGo Zero的下围棋程序，设计的是两个机器人之间相互去竞赛博弈，就是左手下右手。几天之后，它就比人类所有的围棋选手都厉害了，并且不依赖于任何人类的知识。那么，把这个放大，大量的智能体之间相互连接之后，是可以相互PK与相互合作的，从而产生新的智能算法。专业说法就是模型参数的自我净化。

目前，从互联网到智联网络中间到底缺失什么？需要技术研究人员认真研究，加以填补。

新一代互联网什么样？

对于产业来说，随着5G的全面商用，有一些应用会率先落地，并改变人们的生活，更多的应用则需要整个产业链在未来的十年左右时间去填补。未来十年就是从移动互联网升级到新一代互联网的过程。新一代互联网在智能与健康城市领域能做一些实实在在的事情。目前，上海市在做一个2000平方公里的智能与健康城市示范区，主要是用5G网絡覆盖结合人工智能提供一些智能化服务。并不是所有的服务都实现了，但可以率先实现一些，让大家先感受到5G带来的一些变化，如铺设5G智能终端。

这是一个比较全面的物联网系统，它可以采集很多信息，智能终端的小盒子里塞进了20多种传感器，可以采集包括各种环境信息、车辆信息等。智能终端本身就可以对这些信息做智能化处理，它们之间通过5G网络可以相互连接和通信，同时以纯无线方式来工作，而且低能耗，可以用太阳能板供电。关键是这个组合能给人类的生活、给互联网带来什么变化。

首先就是完成设计好的服务，像微环境服务、智能交通服务、人群安全服务、智能零售服务、社交网络服务等这些人人都关心的服务。

比如自动驾驶。自动驾驶技术本身已经比较成熟，但是让所有人开的车都自动驾驶，目前还不现实，原因在于目前的人工智能是人工的智能，自动驾驶的算法和控制方法是基于大量的数据训练出来的。如果有一个场景他没训练到，就会发生撞车事故。特斯拉的几个事故，基本上都是这个原因。如果全国的所有车辆都是自动驾驶，数据汇总后再做训练，事情也能解决，但目前不可能。单凭实验室里做的东西，根本不可能解决所有的问题。

目前只能在一个受限区域内运行自动驾驶。这也是很好的应用，比如在商场周边，帮助解决停车难的问题。

另外，5G与人工智能可以将电商与实体店相融合，技术手段就是AR和VR。在线下可以体验到线上的一些信息，在线上可以实现与线下相同的沉浸式体验。

还有一种周边信息服务，也就是把物联网信息与互联网融为一体。

基于服务的场景有很多种，如社区场景、园区场景，有商业综合体区、旅游景区场景等。复旦大学和三大运营商以及华为等几家公司一起在做智能与健康城市的标准化。5G网络有几家运营商在运营，就需要标准化的应用服务接口平台。

一个运营商需要买很多设备，这些设备来自多个厂家。而所有的设备都需要统一的智能配置方式，能支撑大量新应用。这样标准就很重要，这个标准如果是基于运营商网络，就可以全球复制。对于垂直行业，如医院，通过智联网络达到城市与乡村医疗资源均等化，通过AR、VR进行远程会诊等。教育领域也可以这么做。

以智能制造来说，就不仅仅是在工厂里布设一些传感器，这只是第一阶段，第二阶段要对整个生态做连接，从用户下单、定制、选型、制造、反馈等，形成回路和闭环。其中，需要大量的人工智能体去合作。区块链可以发挥很大作用，通过区块链建立可信平台，所有的数据都是大量不同的实体之间相互合作，必须有信任机制。区块链和人工智能相结合，可以把整个体系都智能化，而且是可信的。

对于政府服务，决策者制定政策，整个系统由人工智能化去优化。

总之，移动互联网与5G相结合，形成智联网络和新一代互联网。时间上也就是十年左右，十年后的今天，世界会再次发生巨变。

（整理自宋梁院士在第六届山东省互联网大会上的演讲）