郑立荣 (郑立荣教授)

编者按:此文是根据作者于2019年5月在浙江宁波余姚举行的第六届中国机器人峰会上的讲话录音整理摘编而成,题目为编者所加。2019年5月8日至10日,第六届中国机器人峰会暨智能经济人才峰会在浙江宁波余姚举行。在9日下午的主旨论坛上,复旦大学信息学院金亚秋院士团队的郑立荣教授作了主题为《下一代智联网络和智能机器人》的主旨报告。他用自己精彩的演讲为大家指明了未来智能网络和智能机器人发展新的方向。

郑立荣教授,郑立荣

在报告中,郑立荣教授讲解了在智能制造机器人领域,智联网能够催生出的服务与应用。

实时保障服务

郑立荣教授首先提到的是“实时保障服务”,目前的网络还是无法实现远程实时操作机器人。智联网络有很大的发展未来,企业对智能网络也有很大的要求。比如沉浸式远程机器手术和远程医疗服务,就需要智联网的实时保障服务。而5G只可以做医疗,真正要做远程手术还很遥远。5G能够做超声波,做图像传输。但是要真正做远程手术,要多地的多方协同,目前的30毫秒是无法实现的。类似这种多地多方协作的远程手术,需要沉浸式的网络需要10毫秒以内,才能保证实时服务,因此,5G走到沉浸式智联网还有很多路要走。

多感全息服务

然后郑立荣教授又对“多感全息服务”进行了解释,他认为,对于全实时的智能无人工厂,需要延时更低,要10微秒以下。这颠覆了现有行业的心态,也是工业4.0的奋斗的目标。在这个网络当中,对新一代智联网络带宽需求和延时需求要求很高。新一代智联网络底下对应着各种应用,如5G网络提供AIVR延时在20毫秒,但是比较好的带宽10兆的BPS;工业互联网提供的是20-10毫秒,但是智联网当中,要能够赋能,沉浸式的AIVR。所谓的多感全息,带宽更高,4个TBS到10个TBS。因此,如果能够做到那样的水平,智能社会完全不一样。

群智社会机器人

最后提到了“群智社会机器人”,他说道,美国现在有的地方要使用6G,5G已经没有优势。因为很多智能网络,如空间和地面的协同,需要建成新型网络,美国很多企业无论从带宽,还是延时都做巨大的网络。如果实现了全息感知、全维度决策、高精度实时调度、最佳保障服务的强人工智能的社会,借用甘中学教授的定义,机器人将会重新定义机器人和整个机器人的智能产业。到了那个智能网络社会,将会把人、机器和物真正地融合在一起,成为和谐工程的群智社会的机器人。所以那个时候的机器人就不是一个简单的机器人,而是把机器人融到传统的物里面去,成为群智社会机器人。

附:作者在第六届中国机器人峰会上的讲话录音全文:

下一代智联网络和智能机器人

各位同行下午好,非常荣幸能给大家做报告,我今天给大家讲的是关于下一代智联网络以及智联网络怎么实现新一代智能机器人。先介绍一下整体工作情况,最后再介绍一下我们做的一些工作。

大家知道,我们现在是全球信息技术的革命,每一项技术后面都有具体的科学发明:从晶体管发明导致电子化革命;从集成电路处理器革命导致数字化革命;由互联网与光纤通信发明导致了我们网络化的革命……那么现在呢,我们进入的是一个有物联网和人工智能推动智能化的革命。

但是,我们看到每一个技术的后面都是巨大的政治、经济、各种各样的推动力量在推动。学术界的进展自然有它规律,但是好多产业的发展都是离不开国家,全球经济政治的重点的部署和使命。

我这里列举的是为什么说全球经济,全球经济危机与网络科技的发展。我们知道2000年之前,我在90年代之前我们好多网络只是浏览平台,是一个消费互联网。随着我们GSM网络的推广,到2000年我们3G网络的推出,真正的进入移动互联网的时代。这个移动互联网的时代,我们目标是连接人,不光浏览,关键是连接人。

大家知道2000年时候我们全球发生了IT经济危机,这个经济危机的原因就是因为我们科技太发达了。我们应用没有跟上来,那时候我们的3G网络已经推出来了,但是我们的用户只在打电话,信息量非常有限。没有对那么高的带宽有需求。导致3G网络四五年都卖不出去,引发了经济危机。这个跟我们当年读书的时候学到资本主义牛奶太多了,卖不出去倒掉的道理是一样的。到了2006年转折点是全球第一次数据的真正的消费超过了我们的语音,超过了50%。到了2010年以后我们4G网络推广,真正的使得我们移动普及。所以看到移动互联网消费能力还是有限的,因为我们人消费的数据无非就是你的耳朵,你的错感,你的眼睛,就是这些。你最多就是你眼睛能看到的最高的分辨率的图像或者三维一体的图像,所以看到这个曲线到2020年以后是弯过去的。

大家看到5G网络的推出,5G网络,大家最近都是很热闹讨论这个问题,5G网络干什么用。其实面临我们2000年情况一样的,就是3G网络干什么用,到底干什么用,那么大带宽解决什么问题?我们现在上升国家战略的高度,不管有用没有用,就像造高速公路一样,我把它造了,但是真正健康良性的发展一定是应用,当初提出物联网,为什么物联网?因为我们人很有限,信息的消费也是有限的。但是我们物联网的物,物的连接的带宽是无限的。比如我们的摄像头,我们摄像头分辨率可以越做越高,所以对带宽需求是无限的。这是我们提到了2020年,那么到2030年以后,已经有人提5G以后的6G,那时候带宽到什么地步,那干什么用。所以,5G解决万物互联,连接物。成为移动互联网产业物联网,那时候应该是我们想的目标是连接人机和物。把人跟机器跟物融合在一起。真正成为群智,智联网络,所以人也是智能体,机器也是智能体,连接的物也是智能体。真正和谐共处的网络。这个当然是非常理想的,如果这个事情能发生,我们这个网络可以健康发生下去,不会发生像2000年的状况。

那后面的网络,就是说我们说智联网能够催生的到底怎么样的服务与应用。大家讨论比较多的是一个全新的全息实时最佳保障服务。大家听到上午报告,说到自动驾驶,大家说自动驾驶跑得很成熟。为什么我们上午郑南宁院士说我们要用上去还要等5年、10年,我们要解决最佳保障服务,真正到那个样子我们还有很多工作要做的。还有全息、实时,我们目前网络不是实时的可以到机器人,单个自主、小的机器人可以实时操作系统,但是网络不是实时的。还有好多真正要做的工作,所以这也是为什么智联网络有一个很大的要求,希望比如说左边这个图,我要沉浸式远程机器手术和远程医疗服务。大家说5G可以做网络了,5G可以做医疗的,但是真正要做远程手术还是很遥远的,可用5G做超声波,做个图像传过去个是可以的。真正要做多远程手术,比如要多方协同,一个医生在上海,一个护士在宁波,病人也在这边,还有其他的医生,可能怎么做手术呢?多方远程协作,是很真实感觉这个是30毫秒的。还不行,沉浸式的要10毫秒以内,信息量最好全息的,非常真实感的。这是5G走到沉浸式还有很多路要走。

第二个案例,就是全实时的智能无人工厂,就是要延时更低。要10微妙以下。当然这种方法确实颠覆我们现有行业的心态。也是我们工业4.0的奋斗的目标。在这个网络当中,我们对新一代智联网络带宽需求和延时需求要求很高的。底下对应是各种应用,比如5G网络提供AIVR延时在20毫秒,但是比较好的带宽10兆的BPS。工业互联网提供的是20-10毫秒,但是智联网当中,第一能够赋能,沉浸式的AIVR。我们所谓的多感全息,带宽更高了,4个TBS到10个TBS。所以,如果能够做到那样的水平的话,我们这个智能社会完全不一样。 这个很重要一条,大家可能网络上看,美国现在有要6G,5G没有优势,好多智能网络,天上、空间和地面的协同,建成新型的网浪,大家会看到美国很多企业在发微信无论从带宽,延时都做巨大的网络。大家说美国在那个里面是有一个优势的,这是国际竞争。全息感知,全维度决策,高精度实时调度,最佳保障服务,强人工智能的真正的社会,有了这个社会之后,我借用一下我们甘中学教授的定义,把我们机器人将会重新定义机器人和整个机器的智能产业。底下所谓的传统,我们看到的模拟人的,泛在的机器人,自主智能的,但是我们现在成为产业机器人,网络智能的。到那个社会是把人和机器和我们的物真正的成为和谐工程的群智社会的机器人。所以这个时候,大家理解的机器人就不是看到的一个,像今天上午我们潘院士讲的一样钢琴,先是弹钢琴,最后完全是把机器智能融合在钢琴里面,道理是一样的,不是机器人,而是把机器人融到传统的物里面去了。

所以这个基本要素就是几条。第一条就是智能用户界面,人是作为这样三元的人机物智能社会一部分,所以,除了传统的我们这些手机,各种终端以外,更重要的是可穿戴的,还有脑机之间的接口,这使得我们人能够跟智能社会深刻的融合。

第二就是说整个网络社会要保证数据的真实性,可行性。各种隐私,这方面还很多有待于研究的,目前就是在区块链技术上更多的发展,可能会使得这方面有很大的突破。然后,在大数据智能,包括我们边缘的智能上。有很多所谓的,云端的AI,就是我们好多AI处理器,好多云端,很重要一条就是边缘端或者物,非常的重要。有些数据,特别是像自动驾驶,比如网络断了,车还在开,不能全部云端处理,也不能全部放在终端,边缘端可以做得非常轻松,低成本,把边缘端和云端怎么协同,怎么切割做成可靠系统的问题,这里面还有很多的空间要去做。在这个方面我们自己也做了不少工作,但是这里面,有一些基础的问题,比如高效的实时网络,这个芯片首先买不到,不是买不到,甚至全世界没有买的。只有我们自己研发的,自己做的高精度的网络的芯片,我们目前精度是相差达到1.8纳秒,目前我自己提供20纳秒精度非常容易,我们可能可以做的10纳秒一下。有了这个东西以后,我们可以说我们的网络做得非常快速高效,第二就是我们全息感知与微波视觉,怎样把我们传统的视觉通过微波段的扩展,超出我们人眼能看到的,或者传统视觉看到的范围,我们金院士做了很多方面的工作,基础性的工作。那么,怎样把这些东西用到我们天空,地面网络里面去,使得我们原来的网浪,通信网络,传感网络,遥感网络和我们的控制网络怎么做成完全导航的网络,完全融合在一起,做成这样智能全息感知,微波智能系统。

最后一个就是我们知道5G网络的接入,最多几个GB的秒,很不容易,对于全息应用的话,远远大于接入*款贷**,目前做到最大的12GB每秒。目前是全球最高的记录,应该是目前全世界能做这么高带宽的还是在高超的上,从底层芯片我们自己做,这些都是买不到的东西。

还有在边缘智能芯片,刚才说了做智能的很多做边缘的智能。这个是带有本地自我认知,自己能够自己改进,主动感知,比如说感觉这个群体,本地化的智能,到分布式智能,迁移学习,大数据训练。构成非常低功耗的应用,我们好多跟自动驾驶的同事沟通,他们不做芯片,也不做底层技术,他们觉得现在用GPU这么做,功耗还是太高了。但是,怎么样把边缘端技术能够功耗上百倍,上千倍降下来,这个就很重要,非常重要。非常基础的一个工作。这是我们这方面目前是可以降10-100倍的能耗,降下来,同时控制方面嵌入操作实时系统,使我们边缘端都能够这样操作。

最后我们自己建了小型的实验网络,就是统一时空基准,就是把导航、通信,遥感一体化协同智能来做这样的实验。

在应用上,我举个例子,为了理解应用,一个就是智能交互与智联网络示范应用。那目前我们有一个应用端是用了医疗健康上,大家知道医疗健康需要的是人参与,机器参与,还有我们远程端,比如说医生,病人,还有我们各种各样的医疗设备。特别是病人康复为例,我们人到医院里去,医生做的。能不能医生在医院里,病人在家里做这么一件事情,就是不要跑到医院做康复,这是很有意思的挑战的工作。核心技术就是终端系统,数据,整个网络一个东西,我们做一个平台系统,还有很多附带的设备,做了整套的运动功能,认知功能,训练系统。当然还带了沉浸式AI、VR。核心技术就是穿戴式传感器,就是界面、智能,虚拟现实,加上智联网络。

当然就是说整个虚拟现实技术当中,有很多从显示、交互、特别是像上面戴了一个手套,这不是一般的手套,就是可以帮你远程控制你,帮你做这些动作。这是我们做中风病人的康复训练,这是做身体平衡。这个是做精细动作的,就是手的话,如果病人手不能动,你怎么远程帮着他动起来。打开来,你一改就感觉自己动了,原来医生掰开,容易比较失望,因为好得比较慢,他这样的就是感觉他自己在动,自我干净,就是竞相反馈治疗好得比较快,像小孩子走路,你老是表扬他走得很好,老是批评他就走得差,这就是道理一样的,给了一个反馈机制。

这是作为阿兹尔海默症,也是一样的。也是用沉浸式的现实做功能训练,时间关系不给大家细化了,有兴趣可以交流。还有运动功能的训练,从小的手指,大的动作,膝关节、肩周炎这种,这种各种训练动作需要有人辅助的,但是能否不要现场辅助,就是遥控远程的,自动的训练的做,完成这些动作。我觉得这样网络还是具有挑战的,不是我们看到的戴着眼镜那样两只腿走路的机器人概念,但是这个还是定义为机器人概念,网络化的机器人,甚至机器和人共融的系统。这是认知训练的系统,就是说包括头盔,整套东西在,帕金森老年痴呆辅助治疗,就是一些认知功能的。

这是做康复评估,做完这些训练,医生给你评估怎么样,下一步怎么样,这些不需要你人跑到医院做这件事情,包括评估、训练,认知、整个训练,谢谢大家。

(根据作者在第六届中国机器人峰会上的讲话录音整理)

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