5G通信技術(shù)與人工智能的融合發(fā)展研究

彭裕華

（中通服建設(shè)有限公司，廣東 廣州 510000）

0 引 言

近年來(lái)，5G通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)快速發(fā)展，在各行各業(yè)均得到逐步推廣應(yīng)用。就整體而言，5G通信技術(shù)的應(yīng)用尚處于初級(jí)階段，仍有著較大的發(fā)展空間。研究人員不斷嘗試將5G通信技術(shù)與其他技術(shù)相融合，以獲得更優(yōu)效果。基于5G通信技術(shù)自身的特點(diǎn)，其與人工智能技術(shù)的融合具有先天優(yōu)勢(shì)，二者的融合將取得更加優(yōu)良的效果。

1 5G通信技術(shù)與人工智能技術(shù)概述

相較于以往的4G通信技術(shù)，5G通信技術(shù)在通信速率、通信時(shí)延、穩(wěn)定性等方面的優(yōu)勢(shì)均更為突出[1]。具體來(lái)看，5G通信技術(shù)通常基于5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)加以應(yīng)用，通過(guò)多個(gè)模塊的共同作用實(shí)現(xiàn)資源利用率、傳輸速率等指標(biāo)的提升，進(jìn)而滿足不同用戶的多元化需求。

人工智能技術(shù)同樣是當(dāng)前一類新興技術(shù)，其主要特點(diǎn)是能夠在極短的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)大量的精確計(jì)算、搜索、邏輯推理等功能。在實(shí)際應(yīng)用中，人工智能技術(shù)通常與大數(shù)據(jù)技術(shù)共同搭配使用，基于海量大數(shù)據(jù)確保操作者對(duì)數(shù)據(jù)的快速檢索，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的判斷與反饋。此外，人工智能技術(shù)具備自我學(xué)習(xí)的功能，能夠從自身角度不斷優(yōu)化完善，從而實(shí)現(xiàn)邏輯推演和結(jié)果預(yù)測(cè)分析等行為，在一定程度上突破了傳統(tǒng)人為分析研究的局限性[2]。

2 5G通信技術(shù)與人工智能融合發(fā)展的主要表現(xiàn)

2.1 智能制造

近年來(lái)，隨著5G通信技術(shù)在智能制造領(lǐng)域中的應(yīng)用，該領(lǐng)域的各類智能裝備技術(shù)也實(shí)現(xiàn)了高速發(fā)展。以汽車制造行業(yè)為例，某企業(yè)為提升零件加工質(zhì)量，引入人工智能技術(shù)對(duì)數(shù)控程序編制方面給予優(yōu)化，同時(shí)采用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)對(duì)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，采集得到的數(shù)據(jù)信息則通過(guò)5G通信技術(shù)快速傳輸?shù)浇K端設(shè)備中。數(shù)據(jù)信息經(jīng)由計(jì)算機(jī)處理，對(duì)加工質(zhì)量的變化趨勢(shì)進(jìn)行分析和預(yù)判，做到對(duì)質(zhì)量的提前控制。通過(guò)基于5G通信技術(shù)和人工智能融合應(yīng)用的柔性生產(chǎn)模式，顯著提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量[3]。

2.2 智能物流

目前，物流業(yè)已經(jīng)滲透到生產(chǎn)生活的多個(gè)環(huán)節(jié)，隨著國(guó)內(nèi)物流規(guī)模的進(jìn)一步增大，物流行業(yè)更傾向于實(shí)現(xiàn)無(wú)人化、自動(dòng)化、智能化目標(biāo)。由此，一些條件較為優(yōu)異的物流企業(yè)開(kāi)始嘗試將5G通信技術(shù)與人工智能技術(shù)應(yīng)用到物流領(lǐng)域。以某航運(yùn)企業(yè)為例，該企業(yè)大量使用自動(dòng)導(dǎo)引車（Automated Guided Vehicle，AGV）進(jìn)行物資搬運(yùn)，為了提升這些設(shè)備的運(yùn)行效率，引入人工智能算法對(duì)AGV設(shè)備的路徑規(guī)劃進(jìn)行優(yōu)化，有效解決了多臺(tái)AGV設(shè)備在運(yùn)行期間的擁堵或碰撞問(wèn)題。在此基礎(chǔ)上，該企業(yè)應(yīng)用5G通信技術(shù)對(duì)現(xiàn)有的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，基于有線網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的拓?fù)浞绞剑ㄟ^(guò)通信接口與機(jī)場(chǎng)控制中心進(jìn)行信息交互，并搭配AGV設(shè)備已有的前置攝像機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)物資運(yùn)輸狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控或預(yù)警功能。整體來(lái)看，在應(yīng)用了5G通信技術(shù)和人工智能技術(shù)后，該企業(yè)的控制臺(tái)能夠?qū)ξ锪飨到y(tǒng)內(nèi)的全部AGV進(jìn)行自動(dòng)化合理調(diào)度，有效提高運(yùn)輸效率，并基本消除了AGV設(shè)備空間沖突的問(wèn)題。

2.3 智能停車

近年來(lái)，隨著國(guó)內(nèi)機(jī)動(dòng)車保有量的持續(xù)增長(zhǎng)，停車難的問(wèn)題較為突出。為了有效解決停車難的問(wèn)題，自動(dòng)泊車技術(shù)得到了一定發(fā)展，但這種技術(shù)尚未完全成熟，對(duì)于一些特殊條件下的泊車效率仍然偏低。針對(duì)該問(wèn)題，一些企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)開(kāi)始嘗試融入5G通信技術(shù)和人工智能技術(shù)進(jìn)行解決。以某研究機(jī)構(gòu)為例，其在研究自動(dòng)泊車系統(tǒng)的過(guò)程中應(yīng)用人工智能技術(shù)對(duì)全景攝像頭獲取的圖像進(jìn)行處理，然后結(jié)合傳感器設(shè)備獲取的數(shù)據(jù)信息進(jìn)一步分析，以實(shí)現(xiàn)路徑規(guī)劃。在此基礎(chǔ)上，應(yīng)用5G通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)計(jì)算模塊和傳動(dòng)系統(tǒng)的快速通信。通過(guò)這種方式，該機(jī)構(gòu)基本解決了常見(jiàn)條件下的自動(dòng)泊車問(wèn)題，在一定程度上彌補(bǔ)了傳統(tǒng)泊車路線規(guī)劃與實(shí)際情況契合度不高的缺陷，具有一定的實(shí)用價(jià)值。

近年來(lái)，在5G通信技術(shù)的支持下，智能停車平臺(tái)已經(jīng)升級(jí)為智能化程度更高的智能云停車平臺(tái)。基于該平臺(tái)能夠自動(dòng)共享詳細(xì)的停車信息，并在人工智能技術(shù)的加持下實(shí)時(shí)獲取停車區(qū)域的相關(guān)環(huán)境參數(shù)，為用戶提供相應(yīng)建議[4]。

2.4 智能旅游

在智能旅游服務(wù)建設(shè)環(huán)節(jié)，5G通信技術(shù)與人工智能技術(shù)的共同應(yīng)用是關(guān)鍵。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，應(yīng)用人工智能技術(shù)與虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual Reality，VR）技術(shù)模擬相關(guān)的旅游場(chǎng)景，為觀眾提供接近真實(shí)情況的虛擬旅游項(xiàng)目。同時(shí)，通過(guò)5G通信技術(shù)將這項(xiàng)服務(wù)所需的大量數(shù)據(jù)信息進(jìn)行快速傳輸，為觀眾提供身臨其境的體驗(yàn)。

2.5 智能城市規(guī)劃

隨著我國(guó)城市化建設(shè)的進(jìn)一步推進(jìn)，城市規(guī)劃工作也被賦予了更多的要求。為了滿足這些要求，規(guī)劃設(shè)計(jì)人員嘗試引入更多的技術(shù)，以推動(dòng)智慧城市建設(shè)目標(biāo)更快、更好的實(shí)現(xiàn)。

以地城市規(guī)劃建設(shè)為例，設(shè)計(jì)人員應(yīng)用地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，GIS）對(duì)城市地理空間數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，在獲得相應(yīng)數(shù)據(jù)后基于5G通信技術(shù)將海量數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行儲(chǔ)存，再基于人工智能技術(shù)和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)構(gòu)建一個(gè)多塊聯(lián)屏，用于實(shí)時(shí)展示城市的資源、交通等情況。在此基礎(chǔ)上，對(duì)模型結(jié)果進(jìn)行綜合校核，以此對(duì)遠(yuǎn)期規(guī)劃進(jìn)行合理預(yù)測(cè)。

以該城市的變電站選址為例，設(shè)計(jì)人員基于5G技術(shù)和GIS技術(shù)對(duì)當(dāng)?shù)啬壳暗碾娋W(wǎng)分布情況進(jìn)行信息采集，在采集到相關(guān)信息后，結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際用電需求的變化趨勢(shì)，通過(guò)MATLAB寫(xiě)入人工智能算法代碼進(jìn)行多次模擬迭代分析，基于大數(shù)據(jù)技術(shù)和Voronoi圖得到未來(lái)城市發(fā)展所需規(guī)劃的變電站位置，從而為變電站的具體空間落位提供可靠依據(jù)。基于Voronoi圖的變電站未來(lái)選址如圖1所示。

圖1 基于Voronoi圖的變電站未來(lái)選址

2.6 智能購(gòu)物

近年來(lái)，5G通信技術(shù)和人工智能技術(shù)在消費(fèi)領(lǐng)域的應(yīng)用也呈現(xiàn)出更加深入的態(tài)勢(shì)，一些訪問(wèn)量較高的購(gòu)物平臺(tái)中已經(jīng)具備“5G+試衣鏡”的功能。在這種功能模式下，系統(tǒng)基于人工智能技術(shù)對(duì)消費(fèi)者進(jìn)行“量體裁衣”操作，為消費(fèi)者推薦最合適的服裝型號(hào)，而后基于AR技術(shù)模擬試衣環(huán)境為消費(fèi)者提供試衣操作，過(guò)程中產(chǎn)生的所有數(shù)據(jù)均基于5G通信技術(shù)進(jìn)行快速傳輸。在其他商品的選購(gòu)環(huán)節(jié)，一些購(gòu)物平臺(tái)也基于5G通信網(wǎng)絡(luò)的高帶寬優(yōu)勢(shì)設(shè)計(jì)“VR購(gòu)物”和“增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（Augmented Reality，AR）看物”新功能，消費(fèi)者對(duì)于商品的了解將更加真實(shí)，有效規(guī)避了傳統(tǒng)看圖模式的局限性，進(jìn)一步提升了消費(fèi)者的遠(yuǎn)程在線購(gòu)物體驗(yàn)[5]。

3 未來(lái)5G通信技術(shù)與人工智能的融合發(fā)展展望

在5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋面不斷拓展的前提下，網(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題也更加突出，如何提升5G通信技術(shù)背景下的互聯(lián)網(wǎng)安全建設(shè)水平仍然值得關(guān)注。在今后的研究中，應(yīng)當(dāng)更側(cè)重于數(shù)據(jù)傳輸交互過(guò)程中的安全防范等內(nèi)容，通過(guò)科學(xué)可靠的方法做好對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全的防護(hù)。在此過(guò)程中，引入人工智能技術(shù)設(shè)計(jì)相關(guān)算法，構(gòu)建功能全面的網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)體系，以此充分發(fā)揮5G通信網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)，規(guī)避更多的安全風(fēng)險(xiǎn)因素。

從目前的實(shí)際情況來(lái)看，5G通信技術(shù)和人工智能技術(shù)的發(fā)展均處于初級(jí)階段，二者的融合發(fā)展也有著較大的提升空間。結(jié)合行業(yè)的實(shí)際情況，整合其他技術(shù)內(nèi)容，為用戶提供更加優(yōu)質(zhì)的智能化服務(wù)，以先進(jìn)的技術(shù)來(lái)推動(dòng)社會(huì)的進(jìn)一步發(fā)展[6]。

隨著生活水平的不斷提升，人們對(duì)于個(gè)性化服務(wù)的關(guān)注度也在進(jìn)一步提升。5G通信技術(shù)與人工智能的融合發(fā)展有助于促進(jìn)各類商品和服務(wù)實(shí)現(xiàn)個(gè)性化升級(jí)。以智能家居系統(tǒng)為例，通過(guò)5G通信網(wǎng)絡(luò)將智能家居系統(tǒng)中的各個(gè)模塊相互連接，再通過(guò)人工智能技術(shù)和傳感器技術(shù)等結(jié)合實(shí)際情況對(duì)各個(gè)功能模塊予以智能調(diào)整，以此為居住者提供個(gè)性化服務(wù)。

4 結(jié) 論

綜上所述，5G通信技術(shù)與人工智能的融合程度得到了進(jìn)一步提升，二者的深度融合將是今后相關(guān)行業(yè)發(fā)展的大勢(shì)所趨。在未來(lái)的工作中，要對(duì)5G通信技術(shù)與人工智能的融合進(jìn)行更加深入的研究，通過(guò)大量的實(shí)踐工作來(lái)積累更加豐富的經(jīng)驗(yàn)，確保技術(shù)優(yōu)勢(shì)得到充分發(fā)揮，助力我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)高質(zhì)量發(fā)展。