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腦科學問題是人類社會面臨的基礎科學問題,是人類理解自然和理解人類自身的重要研究方向,腦機接口是該領域的有效探索手段之一。在國家戰略的引領下,在科技創新不斷更迭促進下,在人民大眾的期待關注下,腦機接口技術將在面向世界科技前沿、面向國家重大需求、面向人民生命健康的科技創新主戰場上發揮重要作用。為此,中國信息通信研究院(以下簡稱“中國信通院”)面向腦機接口領域,提出“腦智芯連,思行無礙”這一行業發展總體愿景,并針對此愿景目標的實現,嘗試勾畫出在不遠的未來,腦機接口產業發展的藍圖和愿景期望。希望產業各方能夠在此愿景描繪的不同場景下開展更多研究、開發、交流與合作,共同繪制腦機接口產業的美好未來。

近日,中國信通院正式發布《腦機接口總體愿景與關鍵技術研究報告(2022年)》,針對腦機接口這一前沿領域,全球首次從愿景、需求、場景、技術、系統衡量指標幾個維度開展研究,對該領域的科研攻關、產品研制和政策研究具有參考價值。

報告全面論述了腦機接口發展現狀,提出了“腦智芯連,思行無礙”的總體愿景目標,總結了腦機接口系統需要滿足 “準確、高效、穩定、易用、安全”五大需求,給出了系統性能和可用性兩組關鍵評估指標,分析了采集技術、刺激技術、范式編碼技術和解碼算法技術等4種核心技術的發展現狀及趨勢,并就腦狀態檢測、神經調控和對外交互3類重要應用場景下的腦機系統給出具體指標建議。報告最后就腦機接口未來應用和市場發展規模進行了預測,并給出了未來發展展望。

白皮書核心觀點

1. 報告提出一個愿景:“腦智芯連,思行無礙”。

這是腦機接口產業發展總體愿景,“腦”寓意為大腦和思維意圖,“智”寓意為人工智能和類腦智能,“芯”寓意為以芯片和計算能力為代表的外部設備,“連”有通訊、接口、內外連接與協同三重含義。通過“腦智芯連”的科學融合,實現“思行無礙”的目標,即期待大腦及人類智能和外部設備相互連接后,人類的思想和行為控制之間,不再有疾病和空間的阻礙;人類的能力得到顯著增強,大大降低神經疾病帶來的痛苦。

2. 腦機接口愿景的實現前提是滿足“準確、高效、穩定、易用、安全”五大需求。

即腦機接口系統應具有準確的大腦意圖解碼算法;高效的信息解碼效率,快速地反饋響應和執行任務;穩定的設備性能與抗干擾能力;易用、輕便、舒適的使用體驗;安全和符合倫理要求的植入、采集和信息傳送保障。是否滿足五大需求的評判指標,可分為性能指標與可用性指標兩組。性能指標主要體現在響應時間、識別正確率、可輸出指令數量和菲茨吞吐量等4個易量化指標;可用性指標主要體現在易用性、長效性、魯棒性、安全性和互操作性等五個主客觀結合指標。

3. 腦機接口的創新發展有賴于“產學研用醫政”協同創新體系的搭建。

腦機接口的廣泛應用落地需要關鍵技術的突破,工程技術的革新,科研工具平臺的支撐,標準體系的推動、測試驗證體系的完善,科技倫理的共識,以此來不斷突破發展瓶頸,迎來更大的應用空間。因此,腦機接口產業需要建設創新協同體系,促進多學科協作、多行業協同。

4. 全面分析研判腦機接口的關鍵技術發展現狀和未來趨勢。

報告針對腦機接口采集技術、刺激技術、范式編碼技術和解碼算法技術4種核心技術的發展現狀及趨勢進行了分析。

(1)隨著微納加工技術和材料技術的不斷革新進步,帶動腦機侵入式技術不斷革新,植入電極朝向柔性化、小型化、高通量、多功能和集成化方向發展。非植入式技術受益于機器學習、深度學習等算法的廣泛普及,信號解析能力不斷提升,抗擾降噪性能不斷加強,且凝膠等新材料的應用也使得腦信號采集設備更具舒適度;近紅外等光學檢測手段也為腦信號檢測提供了新的解決思路。

(2)以腦深部電極刺激為代表的神經調控刺激技術正在探索基于特異性生物標志物監測等手段實現閉環自適應控制,并結合機器學習和深度學習等手段實現動態精準刺激。植入式視覺調控技術相關研究已經開展,正從淺層的視網膜刺激向視覺重建效果更好的腦皮層刺激深入。

(3)范式編碼技術在發展過程中日益重視納入用戶感受,朝向更加友好和高效的方向發展演進,新的范式不斷出現,帶來更加豐富的探索實踐。

(4)解碼技術依托分解算法、機器學習、深度學習、黎曼幾何等方法不斷提升解碼精度和解碼效率,為腦機接口系統解決跨用戶和跨時間的可變性難題,提供新的解決思路。

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腦機接口的英文名稱是brain-computer interface,簡稱BCI,也稱作brain-machine interface或direct neural interface。腦機接口(BCI)提供了大腦與計算機或其他外部設備之間的直接通信連接。通過加強或替代人類的工作能力,它們提供了更大的自由度,并在康復、情感計算、機器人、游戲和神經科學等各個領域有潛在的應用。腦機接口是一個多學科交叉形成的研究領域,涉及信息學、神經學、材料學、生物學、醫學、心理學、工程學等,是各學科基礎理論交叉的集合體。

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腦機接口的概念界定與工作原理中,技術發展是關鍵

第一屆國際腦機接口會議的官方定義:腦-機接口(Brain-computer interface,BCI)是一種不依賴由外圍神經和肌肉組成的正常輸出通路的通訊系統。億歐智庫認為:狹義的腦機接口是腦-機連接通路概念,廣義的腦機接口則是實現腦-機交互的通訊系統。 BCI主要包括四個部分:信號采集、信號處理、控制外設和神經反饋。神經反饋是關鍵環節,它將輸出式BCI與輸入式BCI連接在一起形成交互式的閉環系統,即交互式BCI,從而真正實現腦-機交互。 中國腦機接起步晚,對標美國和政策扶持是核心手段

歷經50多年的研究,當前腦機接口正處于第三個發展階段——技術爆發期。美國、歐盟、日、韓、澳大利亞等多國政府、科研機構和企業都已加速布局腦機接口,搶占全球腦科學競爭戰略高地。中國對腦機接口技術的重視程度不亞于發達國家,近兩年已經將此技術上升為國家戰略。 政策驅動:一體兩翼腦計劃達成共識,腦疾病治療曙光出現

2016年,中國腦計劃(腦科學與類腦科學)研究正式啟動。近兩年“腦科學”已列為國家戰略級發展學科,逐漸受到國家層面的關注和支持,中國在“?體兩翼”政策下形成“認識腦疾病”與“??智能”技術兩條腿?路?針。 在“十三五”和“十四五”規劃中,國家將腦機接口列為重點研發項目之一,北京、上海、杭州等地方城市率先響應政策,出臺相應地方政策鼓勵腦機企業在當地落地生根。

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報告簡介?

11月5日,“2022世界計算大會主題論壇:算網融合和數字經濟”在長沙召開。論壇上,中國信息通信研究院發布了《中國算力發展指數白皮書(2022年)》(以下簡稱“白皮書”)。 白皮書共分“全球算力進入新一輪快速發展期”“中國開啟算力賦能數字經濟新篇章”“中國算力發展指數評估”“中國算力發展建議”四個部分,對全球和中國的算力規模、產業發展、技術創新、算力賦能能力等進行了梳理,從算力規模、算力產業、算力技術、算力環境和算力應用五個維度對當前中國算力發展情況進行了評估,并對中國算力未來發展提出了六點建議。

核心觀點?

以先進計算為代表的算力技術和算力產業為算力規模發展提供堅實支撐,算力環境為算力規模、算力技術和算力產業的發展提供土壤,算力應用拉動算力規模和算力產業的增長,驅動算力技術升級,五大要素相互促進、協同發展。

**1. 全球算力進入新一輪快速發展期。**全球算力規模保持高速穩定增長態勢,2021年全球計算設備算力總規模達到615 EFlops,增速達到44%,算力產業蓬勃發展,以多元化、融合化為特征的先進計算技術產業迎來新一輪發展浪潮。

**2. 我國開啟算力賦能數字經濟新篇章。**2021年我國算力發展水平實現穩步提升,算力規模持續擴大,其中智能算力增速為85%。算力發展對我國GDP增長的拉動作用顯著。

**3. 京津冀、長三角、粵港澳大灣區、成渝雙城經濟圈等區域算力發展處于領先水平。**中西部核心省份算力發展日益崛起,但目前仍存在技術創新驅動不足、產業基礎薄弱、發展環境亟待優化、算力需求少等問題。

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行業摘要

各方關注,行業未來發展可期

世界各國相繼提出腦計劃研究,中國腦計劃將腦機融合列為研究重點,腦機接口技術是當前各國競爭的下一個主戰場,當前發展已進入應用試驗階段。行業市場規模大,以非侵入式腦機和醫療場景應用為主,國內市場企業多處于融資早期階段,且以非侵入式企業居多。 技術實現患者疾病治療和健康改善

腦機接口技術功效多,當前主要應用在醫療健康領域。目前基于神經調控的腦機接口已經實現商業化,同時可以幫助患者進行主動的康復訓練以及控制外部設備,改善肢體障礙患者的生活質量。一些可穿戴的腦機接口產品,已經實現健康消費類場景的應用。 關注腦機接口兩大技術路徑

侵入式腦機接口的植入體技術越發成熟,但侵入式技術仍面臨長期穩定記錄大規模信號的挑戰,國內已有企業通過研發新材料、新植入方式及新制造技術解決;非侵入式技術信號采集電極需兼顧電特性/舒適性/便捷性三大特點,同時腦電信號的信息傳輸率決定了腦機接口系統的性能,此外通過關鍵技術可以提升系統交互的自然性。 淺談腦機接口未來的發展趨勢

應用端:腦機技術將從原來的以電為主,轉為多模態聯合應用,同時也可以成為大數據與算法驅動的智能數字療法,隨著技術的發展,未來意念控制等下一代人機交互的方式也將成為現實。技術端:微創式的腦機接口技術可為患者打開一扇新的窗口,同時柔性腦機接口,是未來腦機技術的重點發展方向,此外腦機技術發展將從經典腦機接口到腦機交互再到腦機智能的技術演變。

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來源:中國信息通信研究院

  近日,中國信通院發布《區塊鏈基礎設施研究報告(2022年)》。在去年首次編寫的《區塊鏈基礎設施研究報告(2021年)》基礎上,今年的報告跟蹤研究了全球區塊鏈基礎設施實踐的最新進展,重點對“區塊鏈基礎設施建設框架”“區塊鏈基礎設施路徑發展態勢”“區塊鏈基礎設施創新技術方向”“區塊鏈基礎設施應用實踐”做分析和闡述。

  其中,報告指出自2021年首次從“垂直的技術協議棧”和“水平的建設方案”兩個維度梳理區塊鏈基礎設施組成要素以來,垂直維度的區塊鏈基礎設施功能協議棧框架趨于穩定,技術創新的熱點方向主要圍繞處理能力、交互能力和上鏈能力展開。

  報告認為,區塊鏈基礎設施四種發展路徑經過近一年多的發展,出現了一定程度的交織與新的演化。路徑一開源社區驅動的區塊鏈基礎設施成為全球事實性標準;路徑二分域節點建設的區塊鏈基礎設施網絡規模不斷擴大;路徑三行業應用優先的區塊鏈基礎設施受到業務局限性影響,開始與路徑一、路徑二整合;路徑四公共服務引導的區塊鏈基礎設施受技術和需求變革影響,形態持續調整。在處理能力方面單鏈交易的并發量取得突破;在交互能力方面服務平臺的用戶友好性提高;在上鏈能力方面接入終端的可信安全性增強。

  最后,報告還提到,隨著全球區塊鏈基礎設施建設規模不斷擴展、運行能力不斷增強,其已經不僅應用于加密數字貨幣等場景,而是在制造業、服務業等不同的領域開展應用實踐,涌現出數字藏品、數據流通、雙碳交易、供應鏈金融、產品溯源等一批典型的去中心化多方信任應用模式。

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在數字經濟時代,算力正在成為一種新的生產力,廣泛融合到社會生產生活的各個方面,為千行百業的數字化轉型提供基礎動力。數據中心是算力的物理承載,是支撐數字經濟發展的關鍵基礎設施。近年來,國家高度重視數據中心產業的發展,工信部、國家發改委等先后出臺《新型數據中心發展三年行動計劃(2021-2023年)》、《全國一體化大數據中心協同創新體系算力樞紐實施方案》等重要政策文件,以期推動我國數據中心產業高質發展。

來源:中國信息通信研究院

為進一步梳理數據中心產業發展情況,預判未來發展趨勢,中國信通院云大所數據中心團隊組織了《數據中心白皮書(2022年)》的編寫。本次即將發布的白皮書是繼《數據中心白皮書(2018 年)》、《數據中心白皮書(2020 年)》之后,中國信通院云大所數據中心團隊第三次發布數據中心白皮書。白皮書梳理了全球及我國數據中心產業發展現狀及趨勢,重點從規模、收入、投資、需求、政策、技術等多個維度對數據中心產業發展進行了分析,并對我國數據中心發展進行了展望。

聚焦行業前沿,追蹤實時熱點,本次發布的白皮書主要呈現三大亮點:一是基于大量的數據整理,形成了國內外發展現狀分析及趨勢預判;二是全面歸納總結數據中心前沿技術熱點,明確了技術創新方向;三是對技術創新、綠色低碳、智能運維等政策要求及業界案例進行梳理,分析了產業發展要求及先進實踐。

**1、數據中心產業持續穩定發展,總體規模及市場收入穩步增長,市場需求旺盛。**產業規模方面,全球新增相對穩定,我國保持快速增長。2021年,按照單機架功率2.5kW計算,我國數據中心機架數達到520萬架。收入方面,全球平穩增長,我國維持較高增速。2021年全球市場收入679億美元,較上一年增長9.8%。我國市場收入達到1500億元,近三年年均復合增速達到30.69%。需求方面,印度、南非等新興市場需求強勁,我國應用場景多樣,高新技術、數字化轉型及終端消費等多樣化算力需求場景不斷涌現,算力賦能效應凸顯。

**2、數據中心產業政策不斷完善,全面推動數據中心低碳高質、協同創新發展。**在創新發展方面,《新型數據中心發展三年行動計劃(2021-2023年)》提出數據中心發展“四高三協同”目標,引導數據中心創新高質發展。在產業布局方面,我國通過構建全國一體化大數據中心及“東數西算”工程推動各地區數據中心產業協同發展,并促進數據要素跨域流通。在綠色低碳方面,為應對我國數據中心耗電量及碳排量不斷增長的壓力,我國頒布多項政策對數據中心PUE、綠色低碳等級進行規范和約束,全面促進數據中心綠色低碳發展。

**3、數據中心技術創新持續活躍,綠色低碳、高效智能的數據中心技術創新不斷涌現。**新的政策要求及業務場景需求正在持續驅動數據中心技術變革,新能源+儲能、智能運維、預制模塊化、液冷、高密服務器、備份一體機、算力網絡等新興技術正在不斷推動數據中心向綠色低碳、高效運維、優質服務的方向發展。

**4、我國數據中心行業發展前景將更為廣闊。**布局方面,布局逐步優化,協同一體趨勢增強。技術方面,創新驅動持續,技術水平不斷提升。算力方面,算網協同加速,泛在算力高質發展。賦能方面,賦能效應深化,數字轉型支撐顯著。低碳方面,低碳要求趨嚴,助力雙碳目標實現。

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歷經半個世紀的發展,人工智能正在社會經濟生活中發揮越來越重要的作用。認知智能是一種賦予機器模擬人類認知思考能力的技術,作為人工智能發展的高級階段,具有交互性、情境性與適應性等特點。認知智能“能理解、會思考”的能力,可以極大地將人類從重復體力勞動和簡單腦力勞動中解放出來。

當前,認知智能產業生態已初步形成,產業應用加快落地,技術研發持續突破,涌現出一批具有代表性的企業,儼然成為城市數字化浪潮中的關鍵驅動力。中國信息通信研究院華東分院聯合竹間智能科技(上海)有限公司就人工智能全球態勢、認知智能產業生態、技術融合、典型案例與未來趨勢等方面開展了產業技術分析,形成《2021 認知智能發展研究報告》。

本報告由五大篇章組成:第一篇章:全球態勢篇,對全球人工智能政策環境、發展現狀與發展熱點進行了詳細介紹;第二篇章:產業生態篇,闡述了認知智能發展歷程,并從行業生態、技術專利、學術研究和產業標準等方面展開具體分析;第三篇章:技術融合篇,闡述了當前認知智能領域情感計算、知識圖譜、圖像理解等六大行業技術領域的融合發展情況;第四篇章:典型案例篇,闡述了當前認知智能在金融、制造、教育等六大場景的應用落地總體情況與典型產品案例;第五篇章:未來趨勢篇,總結了認知智能發展面臨的問題挑戰,對未來發展做出展望。

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近年來,以人工智能、量子信息、集成電路、生命健康、腦科學、生物育種、空天科技、深地深海等為代表的新一輪科技革命和產業變革深入發展,正在重構全球創新版圖、重塑全球經濟結構。在眾多極具“顛覆性”的科技領域中,腦科學無疑是最尖端、最前沿的一個,被稱為生命科學的“終極疆域”。

腦科學是生命科學最尖端、最前沿的領域,也是人類最難攻克的“科學堡壘”之一。但腦科學卻是諸多前沿科技發展的基礎,如人工智能、腦機接口、信息科學、仿生科學等,也是醫學、教育和軍事等領域發展的關鍵,尤其是事關人類生命健康的抑郁癥、自閉癥、帕金森癥、阿爾茲海默癥等神經性和精神性疾病,亟需腦科學的進步為其提供新的解決方案。因此,腦科學是事關國家安全和發展全局的核心領域之一。

為更好地推動腦科學相關知識的普及,使全國上下充分認識腦科學戰略地位、戰略導向的重要性,提高全社會對這一前沿領域的重視程度、參與廣度和投入力度,推動國家戰略部署的實施與落地,眾誠智庫重磅發布“國家戰略科技研究系列之《2021全球腦科學發展報告》”。

本報告立足中國,放眼全球,理清歷史脈絡,展望未來,對腦科學基本原理和研究成果進行了梳理和深入地研究,對世界主要國家在腦科學領域的戰略部署進行了分析和對比,分別從腦科學發展現狀、應用現狀和發展趨勢等方面進行剖析,并在如何科學應對內外挑戰方面深入思考、總結結論,旨在為我國加快推進腦科學發展進程提供一些建議。

報告認為,當前以人工智能、量子信息、集成電路、生命健康、腦科學、生物育種、空天科技、深地深海等為代表的新一輪科技革命和產業變革深入發展,正值重構全球創新版圖、重塑全球經濟結構之時,腦科學早已成為世界主要經濟體科技角逐的主要賽道之一。自2013年以來,世界主要國家和地區紛紛發布“腦計劃”,將腦科學的競技賽推向了新的高潮。我國自20世紀90年代就十分重視腦科學,2015年發布“中國腦計劃”;2021年,國務院發布的《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035年遠景目標綱要》也將腦科學作為國家戰略科技力量之一。

報告認為,從歷史發展進程和西方大國的發展經驗來看,基礎研究是科技創新、產業興盛、社會發展和防范國家安全的底層支撐,尤其是面向未來的基礎研究,腦科學作為未來最重要的一個基礎研究領域,將關系到人來自身的發展,并進一步顛覆我們的生活方式和生產方式。生產方式的變革和生產工具的升級將更多地替代、解放勞動力,同時提高生產效率,為未來應對老齡化社會的發展從科技層面給出一定的解決方案。新一輪的智能化、數控化產業革命,工業機器人、數控軟件、智能裝備等將成為工業制造領域最主要的發展方向,數字化智能化農業、智能服務機器人也將深入到我們的生活,這些都離不開腦科學和類腦智能在其中發揮作用。

從近五年全球腦科學相關的論文發表量與專利申請量來看,腦科學研究陣營逐漸由美歐兩極主導向美歐亞三極鼎立的格局轉變。報告認為,中國目前在論文發表量上已緊隨西方大國之后,在專利的申請量上僅次于美國,位居世界第二位,已躋身世界腦科學大國行列,但整體水平還不夠強,相信在持續高速增長和國家的大力扶持下,可以預見,到本世紀中葉,中國有望躋身于世界腦科學強國行列。

//www.uthinktank.com/news/media/2021-06-09/2021BrainScience.pdf

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當前,新一輪科技革命和產業變革突飛猛進,隨著5G商用的大規模部署,全球業界已開啟對下一代移動通信(6G)的探索研究。日前,IMT-2030(6G)推進組(以下簡稱“推進組”)正式發布《6G總體愿景與潛在關鍵技術》白皮書,本白皮書作為推進組的階段性成果,內容涵蓋總體愿景、八大業務應用場景、十大潛在關鍵技術等,并闡述了對6G發展的一些思考。

6g總體愿景

隨著5G大規模商用,全球業界已開啟對下一代移動通信技術(6G)的研究探索。面向2030年及未來,人類社會將進入智能化時代,社會服務均衡化、高端化,社會治理科學化、精準化,社會發展綠色化、節能化將成為未來社會的發展趨勢。

從移動互聯,到萬物互聯,再到萬物智聯,6G將實現從服務于人、人與物,到支撐智能體高效聯接的躍遷,通過人機物智能互聯、協同共生,滿足經濟社會高質量發展需求,服務智慧化生產與生活,推動構建普惠智能的人類社會。

在數學、物理、材料、生物等多類基礎學科的創新驅動下,6G將與先進計算、大數據、人工智能、區塊鏈等信息技術交叉融合,成為服務生活、賦能生產、綠色發展的基本要素。6G將充分利用低中高全頻譜資源,實現空天地一體化的全球無縫覆蓋,隨時隨地滿足安全可靠的“人機物”無限連接需求。

6G將提供完全沉浸式交互場景,支持精確的空間互動,滿足人類在多重感官、甚至情感和意識層面的聯通交互,通信感知和普惠智能不僅提升傳統通信能力,也將助力實現真實環境中物理實體的數字化和智能化,極大提升信息通信服務質量。

6G將構建人機物智慧互聯、智能體高效互通的新型網絡,在大幅提升網絡能力的基礎上,具備智慧內生、多維感知、數字孿生、安全內生等新功能。

6G將實現物理世界人與人、人與物、物與物的高效智能互聯,打造泛在精細、實時可信、有機整合的數字世界,實時精確地反映和預測物理世界的真實狀態,助力人類走進人機物智慧互聯、虛擬與現實深度融合的全新時代,最終實現“萬物智聯、數字孿生”的美好愿景。

6G潛在應用場景

(一)沉浸式云XR:虛擬空間的廣闊天地

擴展現實(XR)是虛擬現實(VR)、增強現實(AR)、混合現實(MR)等的統稱。云化XR技術中的內容上云、渲染上云、空間計算上云等將顯著降低XR終端設備的計算負荷和能耗,擺脫了線纜的束縛,XR終端設備將變得更輕便、更沉浸、更智能、更利于商業化。

面向2030年及未來,網絡及XR終端能力的提升將推動XR技術進入全面沉浸化時代。云化XR系統將與新一代網絡、云計算、大數據、人工智能等技術相結合,賦能于商貿創意、工業生產、文化娛樂、教育培訓、醫療健康等領域,助力各行業的數字化轉型。

(二)全息通信:身臨其境的極致體驗

隨著無線網絡能力、高分辨率渲染及終端顯示設備的不斷發展,未來的全息信息傳遞將通過自然逼真的視覺還原,實現大滿足人類對于人與人、人與物、人與環境的溝通需求。

未來全息通信將廣泛應用于文化娛樂、醫療健康、教育、社會生產等眾多領域,使人們不受時間、空間的限制,打通虛擬場景與真實場景的界限,使用戶享受身臨其境般的極致沉浸感體驗。但同時,全息通信將對信息通信系統提出更高要求,在實現大尺寸、高分辨率的全息顯示方面,實時的交互式全息顯示需要足夠快的全息圖像傳輸能力和強大的空間三維顯示能力。

對于全息通信應用于“數字人”的靶向治療、遠程顯微手術等特殊場景,由于信息的丟失意味著系統可靠性的降低,且為滿足延時要求,傳輸的數據通常不可以選擇重傳,所以要求數據傳輸具有超高安全性和可靠性。

(三)感官互聯:多維感官的交融響應

面向2030年及未來,更多感官信息的有效傳輸將成為通信手段的一部分,廣泛應用于醫療健康、技能學習、娛樂生活、道路交通、辦公生產和情感交互等領域。

為了支撐感官互聯的實現,需要保證觸覺、聽覺、視覺等不同感官信息傳輸的一致性與協調性,毫秒級的時延將為用戶提供較好的連接體驗。觸覺的反饋信息與身體的姿態和相對位置息息相關,對于定位精度將提出較高要求。在多維感官信息協同傳輸的要求下,網絡傳送的最大吞吐量預計將成倍提升。

安全方面,由于感官互聯是多種感官相互合作的通信形式,為保護用戶的隱私,通信的安全性必須得到更有力的保障,以防止侵權事件的發生。感官數字化表征方面,各種感覺都具有獨一其單獨和聯合的編譯碼方式,使得各種感覺都能夠被有效地表示。

(四)智慧交互:情感思維的互通互動

依托未來6G移動通信網絡,有望在情感交互和腦機交互(腦機接口)等全新研究方向上取得突破性進展。具有感知能力、認知能力、甚至會思考的智能智能體之間的支配和被支配關系將開始向著有情感、有溫度、更加平等的類人交互轉化。

具有情感交互能力的智能系統可以通過語音對話或面部表情識別等監測到用戶的心里、情感狀態,及時調節用戶情緒以避免健康隱患;通過心念或大腦來操縱機器,讓機器替代人類身體的一些機能,可以彌補殘障人士的生理缺陷、保持高效的工作狀態、短時間內學習大量知識和技能、實現“無損”的大腦信息傳輸等。

(五)通信感知:融合通信的功能拓展

未來6G網絡將可以利用通信信號實現對目標的檢測、定位、識別、成像等感知功能,無線通信系統將可以利用感知功能獲取周邊環境信息,智能精確地分配通信資源,挖掘潛在通信能力,增強用戶體驗。

6G將利用無線通信信號提供實時感知功能,獲取環境的實際信息,并且利用先進的算法、邊緣計算和AI能力來生成超高分辨率的圖像,在完成環境重構的同時,實現厘米級的定位精度,從而實現構筑虛擬城市、智慧城市的愿景。

(六)普惠智能:無處不在的智慧內核

到2030年,越來越多的個人和家用設備、各種城市傳感器、無人駕駛車輛、智能機器人等都將成為新型智能終端。不同于傳統的智能手機,這些新型終端不僅可以支持高速數據傳輸,還可以實現不同類型智能設備間的協作與學習。

可以想象,未來整個社會通過6G網絡連接起來的設備數量將到達萬億級,這些智能體設備通過不斷的學習、交流、合作和競爭,可以實現對物理世界運行及發展的超高效率模擬和預測,并給出最優決策。

(七)數字孿生:物理世界的數字鏡像

隨著感知、通信和人工智能技術的不斷發展,物理世界中的實體或過程將在數字世界中得到數字化鏡像復制,人與人、人與物、物與物之間可以憑借數字世界中的映射實現智能交互。通過在數字世界挖掘豐富的歷史和實時數據,借助先進的算法模型產生感知和認知智能,數字世界能夠對物理實體或者過程實現模擬、驗證、預測、控制,從而獲得物理世界的最優狀態。

未來6G時代將進入虛擬化的孿生數字世界。在醫療領域,醫療系統可以利用數字孿生人體的信息,做出疾病診斷并預判最佳治療方案;在工業領域,通過數字域優化產品設計,可降低成本并提高效率;在農業領域,利用數字孿生進行農業生產過程的模擬和推演,可以提前預知不利因素,提高農業生產的能力與土地利用效率;在網絡運維領域,通過數字域和物理域的閉環交互、認知智能、以及自動化運維等操作,網絡可快速適應復雜多變的動態環境,實現規劃、建設、監控、優化和自愈等運維全生命周期的“自治”。

(八)全域覆蓋:無縫立體的超級連接

全域覆蓋將實現全時全地域的寬帶接入能力,為偏遠地區、飛機、無人機、汽車、輪船等提供寬帶接入服務;為全球沒有地面網絡覆蓋的地區提供廣域物聯網接入,保障應急通信、農作物監控、珍稀動物無人區監控、海上浮標信息收集、遠洋集裝箱信息收集等服務;提供精度為厘米級的高精度定位,實現高精度導航、精準農業等服務;此外,通過高精度地球表面成像,可實現應急救援、交通調度等服務。

具體內容如下

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當前,物聯網技術與5G、云計算、大數據、RFID、BLE等技術的充分融合與應用,呈現出強大的影響力與生產力,其對推進深化醫藥衛生體制改革、加快“健康中國”建設和推動醫療健康產業發展,起到重要的支撐作用。我國醫療健康物聯網快速發展,已經在部分醫院和醫養中心等區域投入使用,并探索出智慧醫院服務、居家健康服務和公共衛生服務三類應用領域,覆蓋醫療耗材管理、藥品追溯、重癥監護、智慧病房、院內外協同急救、健康管理等多個場景。

基于此,中南大學湘雅醫院聯手中國信息通信研究院和NVIDIA 技術服務(北京)有限公司共同研究編制2020醫療健康物聯網技術與應用研究報告白皮書。白皮書共包括四部分內容:醫療健康物聯網概述;醫療健康物聯網發展趨勢;醫療健康物聯網典型應用;醫療健康物聯網發展建議與展望。

2020年11月12日,在2020數字中國創新大賽智慧醫療賽道暨第四屆智慧醫療創新大賽中,2020醫療健康物聯網技術與應用研究報告白皮書正式發布。

白皮書系統介紹了醫療健康物聯網的體系架構與技術特點,梳理了各國的政策現狀和發展趨勢,對比了各國政府在互聯網醫療領域的戰略規劃。此外,報告說明了全球醫療物聯網產業、技術發展情況,總結了醫療健康物聯網在智慧醫院服務、居家健康服務和公共衛生服務三類典型場景中的實際應用案例,并對未來的發展提供了建議,與業內同仁分享醫療健康物聯網的經驗與思考。

白皮書目錄 一、醫療健康物聯網概述

  1. 醫療健康物聯網概念
  2. 醫療健康物聯網體系架構
  3. 醫療健康物聯網產業價值

二、醫療健康物聯網發展趨勢

  1. 政策現狀及趨勢分析
  2. 產業現狀及趨勢分析
  3. 技術現狀及趨勢分析
  4. 應用現狀及趨勢分析

三、醫療健康物聯網典型應用

  1. 智慧醫院服務
  2. 居家健康服務
  3. 公共衛生服務

四、醫療健康物聯網發展建議與展望

  1. 統籌醫療健康物聯網頂層設計,完善產業發展宏觀藍圖
  2. 加強醫療健康物聯網技術研發,推動技術自主創新突破
  3. 加快醫療健康物聯網標準研制,實現行業規范快速發展
  4. 推進醫療健康物聯網應用示范,促進行業規模深度應用
  5. 提升醫療健康物聯網安全保障,健全產業安全體系建設
  6. 完善醫療健康物聯網公共體系,夯實產業持續發展基礎
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