未来十年世界数字化与机器智能展望

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未来十年世界数字化与机器智能展望

1. 概述

   1999年《骇客帝国》上映震撼了世界，让人们窥探到了未来的数字世界的样子，科幻的脑机链接让人们畅游在数字世界中，无法分清虚幻与现实，20年前人们还只是认为这是虚幻和遥不可及的，而今随着科技的发展，mate元宇宙蓬勃发展，现实世界的数字化和物联化广泛推广，AI只能帮助人们完成大量的工作，让人们逃离繁重、危险、机械、重复的劳动，解放了人们的生活，这是第四次工业革命和第五次工业革命给人们带来的福利，未来十年将是现实世界数字化、物联化、智能化大爆发的十年。

        科技将前所未有的改变人们的生活，很多文章中把未来的世界定义为智能世界，我感觉目前看到的未来智能世界是建立在数字化基础上的，是现实世界的数字孪生，因此，定义未来世界为数字智能世界更为贴切，也就是Meta中表现的元宇宙情况，是人们畅游在物联传感器数据投射出的数字孪生世界，人们生活在现实世界数字孪生出的元宇宙中。本文给出的预见仅是为相关行业的从业者把握机遇思考未来智能世界提供一个参考，鼓励创新思维，探索颠覆性技术应对未来社会的挑战。

1. 隐私安全

        畅享未来数字智能世界，人们无需再排队等候，无需再重复单调乏味的工作，任何商品和服务都会在你最需要的时候即时送达。未来全球数据将进入 YB 时代，智能和宽带将像空气一样无所不及，几乎所有家庭、车辆和个人都能享受万兆网络。

        在这样的世界中，绿色、全光和数字化转型将打造更宜居、更人性化的全联接城市。全球 85% 的企业将借助牢不可破的区块链技术保护个人隐私安全，隐私增强计算将占总计算的一半以上。在云计算的加持下，未来的能源将更清洁、更智能。在数字可信的世界中，企业将更具韧性，柔性生产将更受青睐。

1. 网络发展

        当今世界，我们感受到工业化带来的经济社会发展，但同时也面临日益严峻的挑战。与老龄化、城镇化等伴随的是医疗需求激增、劳动力短缺、CO2 排放增加、城市交通拥堵、环境污染严重，去年以来的新冠疫情持续不断，异常气候导致灾害频发，这些都凸显现代社会的脆弱性。联合国提出到 2030 年应达到的 17 个可持续发展目标，以此来应对上述挑战，这些目标的实现依赖科技创新与政策法规，需要通过数字化和智能化转型来建设智能世界。

        网络基础设施是信息化的基础，是未来社会的底座。未来世界对网络有何需求？全球互联网普及率现已超 52%，年均约增 3%，未来十年发展中国家的网民数还将持续增加，预计 2030 年全球互联网普及率可达 70%，而且网络连接数增加更快，目前连接物的数量已超过连接人的数量，过去十年全球物联网连接数年复合增长率达到 10%，2030 年物联网连接数将较网民数有数量级的增加。IDC 报告2016~2020 年全球数据量年增 30%，可类推未来十年全球数据量将较现在增长 14 倍。

        数据驱动宽带化，过去十年消费应用的平均接入带宽增长十倍多，未来十年万兆级接入将大量应用。网络应用的主体将从消费应用转到产业应用，低时延和确定性通信及精准定位是工业应用的特点，高安全高可靠和数据保护是产业应用的前提。

为了使网络能力能满足未来社会的要求，以 2030 为目标的未来网络技术研究已提前布局，取得初步成果，基于 IPv6 地址潜力可提供应用感知和随流检测能力，在此基础上可开发新的路由协议支持低时延高可靠服务，进一步通过灵活 IP 协议提升网络对业务的自适应性，已经提出了一些新型网络体系方案，针对性为不同应用需求提供确定性、内生安全与边界安全结合的高安全性、绿色化、智能化、泛在化的网络能力。

        未来还将更深入融合 5G、云计算、物联网、大数据、人工智能、区块链等新一代信息技术，更精准对业务应用意图的理解和对网络资源的优化高效利用，实现云网协同安全可信。

1. 机器智能

        未来机器智能将是未来科技发展的核心，是每个自动化系统的心脏，将体现出算法是第一生产力的状态；机器智能的一个发展阶段是人工智能，即发展机器智能化、自动化来替代人在生成生活中的作用，把人从繁重的劳动中解放出来，同时为人提供更好的服务。

        人工智能在近十年取得了突破性进展，各类应用已经逐渐渗透到所有人的衣、食、住、行中，特别是在疫情期间发挥了巨大的作用，让世人共同见证了人工智能的普惠价值。中国的人工智能技术在数据规模和产业应用、青年人才储备方面具有优势，但在原创算法与核心元器件、开源开放平台方面还是短板。如何尽快补上短板，使得我国的人工智能发展可以健康发展、长久不衰，是我们需要认真思考与布局的大事。

        本轮人工智能的蓬勃发展依赖于三个要素：数据、算法、算力。所谓算力就是超强的计算能力。人工智能的进步带来了远远超越摩尔定律的算力需求。以深度学习为例，从 2011 年兴起到今天，对于算力的需求一直是指数级增长的，每隔 3.4 个月算力需求翻一倍。2020 年，自然语言处理模型 GPT-3 参数量达到 1750 亿，算力需求是 3640PD（PD 代表以千万亿次每秒的算力计算一天所用的浮点计算量）；2021 年，鹏程 . 盘古——业界首个全开源 2000 亿参数中文预训练语言模型，使用 E 级 AI 算力的鹏城云脑 II 算了 50 天，算力需求达到了 25000PD；到 2023 年，这种巨量模型的算力需求能到百万PD，这就对现有计算机和计算处理能力提出了严峻的考验。

        AI 的发展离不开数据共享、算力共享、生态共享的大趋势。各算力中心之间如何在保障数据安全的前提下进行联动训练，探索打破隐私保护和数据挖掘相悖的方法，将是未来几年持续探索的话题。针对这个问题，联邦学习、AI 靶场等技术也先后面世，相信随着相关技术的逐渐成熟，保障数据安全与促进数据开发利用将不再是矛盾，可信的计算平台也会促进算力网络的进一步发展。

1. 智慧出行展望

        汽车的出现改变了世界，使人们出行更便捷、更自由，但现在的汽车也给城市带来了“疾病”，如空气污染、交通堵塞、能源不可持续等。 因此，汽车必须被改变。未来 10 到 20 年间，我们将会迎来一场新的汽车革命。

        汽车工业发展到现在已有百余年的历史，它的身体十分强壮，但它的大脑有些衰退。信息产业拥有强大的大脑，它们进入造车新势力，但它们的身体仍然不够强大。因此， 要完成这个革命，这两个产业应该跨界融合，开发新一代汽车。这场汽车革命的核心内容是电气化、自动驾驶、汽车互联和共享，目的是以人为本，车、路、城智能化，以实现安全、舒适、低碳、环保、节能、高效的自由出行。

        现在，中国经济已由高速增长阶段转向高质量发展阶段，中国崛起的时间线恰逢人类社会迈入第四次工业革命时期。我们需要颠覆性地战略思考应对这次工业革命，突破传统的线性思维。“五网五流”融合就是以突破性的环形思维取代线性思维。“五网”指的是能源网、信息网、交通网、人文网、生态网；“五流”是指能源流、信息流、物质流、价值流、环境流。通过“五网五流”融合，可以将人的主观能动性和能源革命、信息革命、交通（出行） 革命联动起来。其核心思想是，在人的先进思想（上层建筑）指导下，可以采用先进的信息（经济基础）技术，即将信息和云、5G、人工智能技术结合，从数据变信息，再通过数字化变知识、智能。然后将此智能和能源（经济基础）融合，产生智能能源，将废弃的能源变成有用的能源，同时促进碳中和，提高经济效益和生态效益，让生态逐步回复平衡，环境中减少人类活动留下的痕迹，移除工业发展对环境的影响，共建蓝色宜居可持续发展的地球。

        这也是人—信息—物理系统三位一体的融合创新。通过建立人—机（信息）—物理系统形成的新的生产关系，发掘第四次工业革命的数据红利所能带来的巨大生产力，并在前三次工业革命生产力总和的基础上爆发出指数级的增长。从电动汽车到智能汽车， 从智能汽车到智能交通，从智能交通到智能城市，再进入智能时代，我们可以产生很多附加值和价值机会。新时代新征程，我们现在已进入能源革命时代。中国正面临着很大的环境压力，对新能源汽车的需求比任何国家都迫切，所以中国必须要走发展新能源汽车的道路。做好能源与互联网的融合发展，现在是最好的机遇。

        由于新能源智能汽车是移动的分布式能源、储能和信息载体，通过联动汽车革命、能源革命和信息革命，以及‘五网五流’融合，特别是把能源流变成物质流，可以降低能源强度和碳排放强度，助推“碳中和”。“五网五流”融合通过已开发的智慧能源操作系统，将能源技术和信息技术结合起来，将能源技术与云技术、边缘计算、人工智能和大数据技术结合起来，实现增值效果。这将推动能源领域从第四次工业革命向第五次工业革命过渡。

        智慧能源，除了安全、智能以外，最主要的是能否把原来没有用的能源变成有用的， 从热力学来说就是把原来的上熵增变成熵减，或者说熵变成㶲，其实质就是将原来无序的系统变成有序的系统。在汽车行业继续发展的同时，考虑到“碳中和”，才能行稳致远。

        全球即将迈入智能汽车时代，未来世界汽车产业科技发展方向共识是绿色、互联、智能，其发展与变革需要以创新为驱动，也终将会从电动车延伸至人类整个出行方式的变革。要改变人类未来出行方式仅限于研发与制造还远远不够，更要致力于通过智能网联技术实现智捷交通，进而打造未来智慧城市，最终才能真正实现人类未来智能出行方式变革的目标。

        汽车是互联网、大数据、机器智能与实体经济深度融合的典型应用，信息技术重新定义汽车，网联化、智能化是汽车的发展方向，智能网联汽车是智能交通的重要支柱。智能网联汽车带来技术、政策、法规等多方面的挑战，智能汽车的标准化还在进行中，智能网联汽车的创新永远在路上。希望我们以后的交通系统是舒适的、生态的、方便的和安全的。让我们共同努力！