出品：新浪科技《科學(xué)大家》

　　撰文：鄔賀銓 中國(guó)工程院院士，光纖傳送網(wǎng)與寬帶信息網(wǎng)專家，中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)會(huì)理事長(zhǎng)

　　移動(dòng)通信從第一代1G頻分多址、2G時(shí)分多址到3G碼分多址，4G綜合了頻率、數(shù)字等多方面的維度，峰值速率可達(dá)100Mbps，現(xiàn)在5G來(lái)了，運(yùn)用大規(guī)模天線、邊緣計(jì)算，峰值速率可達(dá)20Gbps。

　　整個(gè)移動(dòng)通信的發(fā)展基本上十年一代，每一代都是前一代速率的1000倍，1G到4G是面向個(gè)人通信即面向消費(fèi)者的，而5G擴(kuò)展到產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和智慧城市的應(yīng)用，一共有三大應(yīng)用場(chǎng)景：增強(qiáng)移動(dòng)寬帶、超可靠低時(shí)延、廣覆蓋大連接。

　　和4G相比，5G峰值速率提高了30倍，用戶體驗(yàn)速率提高了10倍，頻譜效率提升了3倍，移動(dòng)性能達(dá)到支持500公里時(shí)速的高鐵，無(wú)線接口延時(shí)減少90%，連接密度提高10倍，能效和流量密度各提高100倍，能支持移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的各方面應(yīng)用。

　　5G促進(jìn)了AI和IoT的融合

　　5G推動(dòng)了人工智能與物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合，擴(kuò)展了物聯(lián)網(wǎng)的能力。5G對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的要求是一平方公里有100萬(wàn)個(gè)物聯(lián)網(wǎng)模塊能連到網(wǎng)上，傳輸時(shí)延少于10秒，丟包率不高于1%。通過(guò)寬帶低時(shí)延的連接，5G使得物聯(lián)網(wǎng)可以直接連到云端，使得大數(shù)據(jù)能夠和人工智能的決策分析融為一體。

　　5G成為AI和IoT間的寬度紐帶，使二者變成AIOT，稱之為智聯(lián)網(wǎng)，推動(dòng)萬(wàn)物智聯(lián)。AIOT使得物聯(lián)網(wǎng)所感知的大數(shù)據(jù)能直聯(lián)AI，我們通過(guò)增加一些AI芯片以及一些開(kāi)發(fā)軟件，就能實(shí)現(xiàn)很多實(shí)時(shí)決策。

　　在產(chǎn)業(yè)鏈上，AIOT更強(qiáng)調(diào)AI芯片與AI能力開(kāi)發(fā)平臺(tái)，其中開(kāi)發(fā)框架支持端、邊、云獨(dú)立的和協(xié)同的統(tǒng)一訓(xùn)練和推理，可以幫助IoT開(kāi)發(fā)者解決開(kāi)發(fā)兼容問(wèn)題。

　　5G+8K視頻直播

　　8K視頻不單是分辨率和幀率的提升，而且每個(gè)像素的編碼比特?cái)?shù)也增加了，動(dòng)態(tài)范圍也擴(kuò)展了。5G的高帶寬低時(shí)延可以直播8K視頻，并且可以把運(yùn)動(dòng)場(chǎng)上多個(gè)攝像機(jī)位的信號(hào)同時(shí)播出來(lái)，組成360度的場(chǎng)景，使得場(chǎng)外觀眾能感受到坐在運(yùn)動(dòng)場(chǎng)一樣的體驗(yàn)，可以隨心所欲看到每一個(gè)角度的視頻。當(dāng)然在手機(jī)上看高清視頻可能屏幕會(huì)太小，但是手機(jī)可以跟智能屏聯(lián)動(dòng)，華為鴻蒙OS支持以智能屏替代手機(jī)實(shí)現(xiàn)8K顯示。

　　通過(guò)高清視頻不僅僅用于娛樂(lè)，還可以用于遠(yuǎn)程醫(yī)療。2019年3月，中國(guó)移動(dòng)與華為合作幫助海南醫(yī)生通過(guò)5G網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程操控電子機(jī)械臂，對(duì)在北京的帕金森病患者成功完成了“腦起搏器”植入手術(shù)，手術(shù)耗時(shí)3小時(shí)。

　　除此之外，5G+8K視頻還可以用于遙控生產(chǎn)線上機(jī)器故障的排除，指導(dǎo)維護(hù)管理。另外，8K視頻本身也是一個(gè)產(chǎn)業(yè)，視頻直播的產(chǎn)業(yè)在2021年，全球可以達(dá)到700億美元，其中中國(guó)觀看直播的視頻互聯(lián)網(wǎng)用戶已占全球的60%。

　　5G云游戲

　　過(guò)去玩游戲都需要比較高級(jí)的設(shè)備如顯卡、CPU等，需要先把游戲下載下來(lái)，門(mén)檻還是比較高的�，F(xiàn)在有了5G終端，可以直接連到云端，游戲沒(méi)必要直接下到終端上面，玩游戲的設(shè)備就可以大大簡(jiǎn)化。

　　當(dāng)然普及游戲不是我們的宗旨，利用這個(gè)技術(shù)也可以用于工業(yè)的協(xié)同設(shè)計(jì)接和數(shù)字文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)。

　　現(xiàn)在虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）已經(jīng)發(fā)展起來(lái)了，但是在沒(méi)有5G的時(shí)候它是很難得到應(yīng)用的，原來(lái)它要求的帶寬達(dá)到1個(gè)G，延時(shí)希望低于7個(gè)毫秒，在4G時(shí)代這是很難實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)在5G有可能做到。

　　5G加上VR，不僅僅用于游戲，還可以支撐協(xié)同工作。5G+VR可以用于遠(yuǎn)程教育，可以讓邊遠(yuǎn)地區(qū)的孩子能同樣獲得大城市的優(yōu)質(zhì)教育資源；可以通過(guò)網(wǎng)上的虛擬實(shí)驗(yàn)解決邊遠(yuǎn)地區(qū)實(shí)驗(yàn)手段不足的問(wèn)題，而且可以很好地用于培訓(xùn)。目前，故宮博物院就通過(guò)VR頭盔，讓游客有了更好的體驗(yàn)。

　　5G+AIOT能廣泛應(yīng)用于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)

　　5G加AIOT能廣泛應(yīng)用于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)上，包括電網(wǎng)、港口、煉油廠、建筑公司、冶金企業(yè)、機(jī)械加工企業(yè)、化工企業(yè)都可以。

　　南方電網(wǎng)利用5G承載電網(wǎng)的配電業(yè)務(wù)，青島港成為全球首個(gè)5G智能碼頭，荷蘭殼牌煉油廠采用5G機(jī)器人巡檢油管，瑞典沃爾沃建筑公司用5G遙控深井作業(yè)。

　　上海商飛公司已建成全球首個(gè)5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的園區(qū)。飛機(jī)是用復(fù)合材料制造的，機(jī)翼和機(jī)身貼上復(fù)合材料，過(guò)去要停機(jī)檢查粘貼的質(zhì)量，現(xiàn)在用5G的高清視頻攝像頭，邊貼邊把圖像直接實(shí)時(shí)傳到后臺(tái)，跟大數(shù)據(jù)、人工智能已有的圖片進(jìn)行比對(duì)，這樣就大大提升了工作質(zhì)量和效率。

　　另外，由于飛機(jī)是一節(jié)一節(jié)組裝起來(lái)的，每一節(jié)里都有很多電纜。過(guò)去靠圖紙連接的時(shí)候，需要非常小心地連接，現(xiàn)在借助5G+VR頭盔，可以讓工人知道哪一根電纜該連接到另外的哪一根，不僅僅提高效率，也提高了工作質(zhì)量。

　　當(dāng)然，更多的應(yīng)用是在機(jī)器視覺(jué)方面。在中國(guó)，現(xiàn)在生產(chǎn)線上，靠目測(cè)檢驗(yàn)產(chǎn)品質(zhì)量的工人每天有350萬(wàn)人。盡管這些工人很認(rèn)真，但仍然避免不了差錯(cuò)，利用工業(yè)的高清視頻和5G，直接和邊緣計(jì)算及后臺(tái)的人工智能結(jié)合，能很好地發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)工人。

　　華星光電跟騰訊合作，對(duì)液晶面板海量圖片進(jìn)行快速學(xué)習(xí)與訓(xùn)練，建立高精度模型，實(shí)現(xiàn)機(jī)器自主質(zhì)檢，分類識(shí)別準(zhǔn)確率達(dá)88.9%，節(jié)省人力60%。

　　清華大學(xué)與英業(yè)達(dá)集團(tuán)合作，基于機(jī)器視覺(jué)，綜合PCB板加工過(guò)程的多源數(shù)據(jù)，得到360度視圖，發(fā)現(xiàn)人工無(wú)法判斷的主板近14%，每年效益達(dá)9000萬(wàn)元。

　　青島港通過(guò)5G將機(jī)器視覺(jué)集卡防吊起系統(tǒng)與大型運(yùn)算系統(tǒng)相連，實(shí)現(xiàn)毫秒級(jí)時(shí)延的操作，在效率上、效益上都有很大的改進(jìn)。

　　5G在車(chē)聯(lián)網(wǎng)上的應(yīng)用

　　5G更好地適應(yīng)了車(chē)聯(lián)網(wǎng)的需要。過(guò)去在4G時(shí)代，反應(yīng)時(shí)間是100毫秒，而5G+邊緣計(jì)算只有1毫秒。原來(lái)我們用的雷達(dá)等感知手段，實(shí)現(xiàn)了對(duì)環(huán)境狀況的感知，但是無(wú)法實(shí)現(xiàn)車(chē)到車(chē)、車(chē)到云、車(chē)到紅綠燈、車(chē)到停車(chē)場(chǎng)的連接，5G的高可靠、低時(shí)延完全能支撐這個(gè)應(yīng)用。實(shí)際上，車(chē)聯(lián)網(wǎng)不單提高了交通效率，而且減少了很多交通安全事故的發(fā)生，本身也是一個(gè)產(chǎn)業(yè)。

　　車(chē)聯(lián)網(wǎng)的軟件，包括汽車(chē)電子，以及車(chē)聯(lián)網(wǎng)的服務(wù)，到2030年全球?qū)⑦_(dá)到1.5萬(wàn)億美元的規(guī)模，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了現(xiàn)在汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的總規(guī)模。

　　5G開(kāi)啟移動(dòng)通信新時(shí)代

　　5G的增強(qiáng)移動(dòng)寬帶能力為4K、8K的高清視頻節(jié)目的無(wú)線傳輸提供了可靠通道，豐富了文化生活，推動(dòng)了數(shù)字產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展；5G的高可靠、低時(shí)延、廣覆蓋、大連接，將物聯(lián)網(wǎng)的大數(shù)據(jù)跟人工智能融合，將物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展到智聯(lián)網(wǎng)；5G+VR/AR和邊緣計(jì)算的結(jié)合，推動(dòng)了人機(jī)物的自然協(xié)同，催生了新業(yè)態(tài)，為用戶提供了更好的體驗(yàn)；5G為互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展增加了新動(dòng)能，拓展了新應(yīng)用，助力產(chǎn)業(yè)數(shù)字化的發(fā)展。

　　注：本文整理于鄔賀銓院士在首屆世界科技與發(fā)展論壇上的講話，略有刪減，圖片來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)，由編輯所加。