2月18日,科创中国数字经济技术创新峰会在上海召开,会上中国科学院院士褚君浩发表了主体演讲,以下为演讲内容:
今天在科创中国数字经济技术创新峰会上分享《智能时代背景下的数字经济技术》。
第一个问题先讲一下智能时代大趋势。实际上我们有几次工业革命,第一次就是蒸汽机,先有一个蒸汽机,瓦特把这个改成飞轮,改成轮子转动,后来就工业革命了,从牛车、马车到火车,轮船,蒸汽机,第一次工业革命是机械化革命。
第二次工业革命是电气化,就是中学里面我们学的电磁学的规律,然后有了发电机,有了电动机,生产率大幅度提升。那么这两次工业革命各有不同,第一次工业革命是先有技术,再改进技术,改进蒸汽机,科学在里面起了作用。从技术到科学到技术往返。第二次工业革命完全是实验室出来的,就是法拉第电磁感应、电磁学的规律,然后有电动机、发动机。所以它完全是从科学再到技术的不断提升。但是两次工业革命共同点就是科学与技术交叉推动进行。
第三次工业革命,就是信息化,这就是我们现在电子技术、微电子技术、原子能技术、光学技术等等的发展。第一次机械化,第二次电气化,第三次信息化。
这一次工业革命也是科学技术交叉推动,因为有了量子力学,所以有固体能带理论。所以有半导体技术,所以有集成电路,手机相机等等所有的一切。最大的根源就是量子力学。后面又有通讯,计算机等等。所以这些都是科学与技术交叉推动,来推动我们第三次工业革命。
如果说第四次工业革命是什么呢?就是智能化,把智慧融入到一个物理实体系统里面,把数字融合到实体的产业发展里面去。智能时代的最核心的,就是智能化的系统。智能化的系统,你看我们上面那个守球门的机器人,它就是一个智能化的系统,它可以看得见球,它可以分析这个球到哪里去,第三个它把球拦住。
所以这一个系统很简单的就是一个智能化的系统。三大要素,第一,动态感知,动态看到这个球。第二,智慧识别,它要看球到哪里去。第三计时反应,把这个球接住。最近出来的聊天机器人ChatGPT也是这个系统,你提几个主题词,它能分析出来,和给你对话。这样一个智能化的系统,动态靠传感器,智慧设备靠大数据,物理模型算法,自动反应靠控制,后面一些信息化的基础都是要的。
现在的ChatGPT我也试了一下,比如让它写一篇文章,它写得头头是道。再比如,我让它写一下褚君浩在半导体领域的贡献,它写的文章就经不起推敲,因为它数据采集到2022年,数据有限,新的东西还不知道。
但是它又有一个厉害之处:可以能理解上下文,能连贯进行,并且有连贯对话的能力和上下文理解的能力,这就非常厉害。当然它有一些问题,比如知识产权问题、技术性的问题等。
我们今天的互联网、物联网、光通讯、5G、6G。如何实现数字化,为什么要实现数字化呢?它重要性是什么?根本原因是只有数字化才能定量化,才能精准化,才能规律化,才能智能化,所以我们有人工智能,有智慧城市。
现在智能的技术趋势大概有五个方面:
一是智能化分布式的能源系统,低碳技术,能源互联网。
二是智能化复杂体系, 人工智能、智慧城市,包括现在的ChatGPT ;
三是智能化的制作技术,先进材料、极端制造;
四是智能化诊断、修复技术、智慧医疗;
五是智能化升级传统工业;
这都是数字化推动数字经济。
第二个问题,物理大数据的获取与认知。这里有两个关键的重要技术,一个是大数据的分析,大数据靠什么来分析呢?靠模型靠算法。然后需要有人工智能、物联网、互联网、大数据的应用。这个大数据是哪来的呢?一类是文本大数据,另外一类是靠传感体实时捕获的。这个非常重要。刚才那个足球守门员,它就是看见你球从哪里来的,靠传感器。
ChatGPT也是要接受你讲的话,它来理解。所以实时传感非常重要。这里面两个核心技术非常重要,一个是智慧识别技术,第二个是传感器的灵敏程度。传感器就是一个器件。光、声、热、电磁。实际上不同波长的光都可以变成电。比如电磁波的波谱,这个就是红外向,这个照片是谁?这个照片就是我,如果把灯全部关掉。用手机上面装一个红外探头,就可以对外拍照了。现在你们看我是反射可见光。把灯光关掉,反射可见光就没有了。但是我有红外辐射出来,你用一个红外摄像头,就可以看得见了。当然这个红外摄像头不是很灵敏,灵敏的是光子型红外探测器,这里面有个物理原理。
把这个红外探测器,做好了红外摄像机,放在飞机上,那就是对地航空遥感,放在卫星上,就是航天遥感。
刚刚倪会长说了,如果把红外传感器放在马桶上,又是一种分析手段了。我们现在气象报告非常准,就是因为有风云卫星。风云卫星,15张图,每一张图都是一个通道。现在我们风云卫星可以白天看云,晚上看云,所以气象报告非常准。可以对于我们大气做CT,XYZ温度湿度都可以做出来。这个水平我们非常高的,这个技术比国际上还要再领先一点。因为他们这个卫星还没有放,我们是2016年就放上去了。这个里面核心技术就是要把不同波段的传感器都做出来。
你看苹果,它可见光,用红外摄像就可以看出来这个苹果是坏的。红外摄像,可以看出来这个报纸里面有一把刀。
对所有企业来说做到极致是最最重要的,比如技术做到极致,你的产品就有市场,做不到极致,就会被淘汰掉。第二个要根据新的需求的驱动。还有基础研究的拓展。最后它是有用的,能够有用的,你要想办法拓展起来,这里面有很多的要求。这是我们新发展的规律。它的新材料、新结构、新功能。
传感器有很多,刚才说的红外传感器,光电传感器,许许多多传感器。汽车里面有很多传感器,手机里面有很多传感器。各种各样的传感器。美国开过一个传感器峰会,万亿传感器覆盖地球,现在他们星链,四万颗卫星,还有很多的通讯设备,各种设备获取各种信息。
有了传感器,就要有大数据,得到了很多信息,医疗的各种大数据,这个就要分析了。现在我们有很多波,红外电磁波,得到很多信息,这些信息可以分析,分析医疗的,分析地球的,我们这个里面有个非常重要的就是光谱分析。现在我们有指纹识别,还有人脸识别,还有一个光谱识别。光谱识别就是看不同的材料,不同的物质发出来的光谱是不一样的。比如我看你衣服,我知道这个衣服里面有多少成分是毛,多少成分是棉,多少成分是涤纶,可以分析出来。当然先要做数据库,这是数字工程师的事情。做了数据库之后就可以分析了。比如这个水稻,亩产多少斤,先无人机飞一飞,采集光谱,然后进行分析。
月球车在月亮表面搜集信息,火星上也有这个,分析火星表面上有什么东西。比如马桶上安装光谱仪搜集臀部的光谱,可以得到很多人类的信息。这个也是可以做的。还有地震。这个要在地下埋传感器,进行分析,当然这个也很难。地震前一定有异常信息的。
第三个技术。智慧城市两个核心技术,三大信息技术,五大应用场景。最后通过互联网物联网,加上模型跟控制,最后得到数字。
现在数字技术有四个面向:一个是面向科技前沿,一个是面向产业发展,第三个面向智慧城市框架建设,四个面向生命健康。
第一是科技前沿,传感器要灵敏,就像孙悟空一样,一看就知道这个是妖怪还是什么,要非常灵敏,各个方面都能做。
第二是产业,发展传感器和光电器件产业等。电磁波有很多很多的应用场景,比如无人驾驶、北斗分析。
第三个是智慧城市,包括智慧医疗、智慧政务、智慧交通、智慧社区等等。
第四个是生命健康,应用数字技术。我们这一次抗疫过程中间,发挥了很大作用,所有的测温等等,信息的传递。现在我们的医疗设备都是成像,毛玻璃多少尺寸,样子怎么样。将来还要通过光谱来分析里面的特点。
上海联影做的3T的核磁共振,非常清晰,最近做了一个5T的,这个水平很高。
另外多维度信息感知技术。比如定义这个人有忧郁症,但是能定量吗?不能定量。有个科学家叫胡斌,他做了一个定量的机器,他一测,可以知道你忧郁程度是70%还是30%,通过大数据分析,多维度信息处理。通过瞳孔、表情、影像、行为、全部数字化,分析得出来一个模型。现在人体有很多可穿戴设备,就是搜集人体信息,把这个信息,通过物联网传到中心,进行分析判断,采取措施。
结语:在智能时代背景下,科技创新不断提升信息传感分析和数字技术水平,促进传感器、物联网、智慧城市数字城市建设,从而推动数字经济发展,提高人民的生活水平。
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