通信技術(shù)的進(jìn)步對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有底層技術(shù)意義。研究機(jī)構(gòu)Omdia5G技術(shù)的新研究預(yù)測(cè),到2030年,5G RedCap(能力縮減)將以66%的年復(fù)合增長(zhǎng)率激增,達(dá)到9.635億個(gè)連接。這些發(fā)現(xiàn)凸顯了5G技術(shù)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)(IoT)用例日益增長(zhǎng)的影響力,以及行業(yè)對(duì)RedCap和eRedCap解決方案日益增長(zhǎng)的準(zhǔn)備程度。
現(xiàn)在,6G技術(shù)也進(jìn)入了國(guó)家層面的戰(zhàn)略布局時(shí)刻。
在今年的中國(guó)政府工作報(bào)告中明確提出,要“建立未來產(chǎn)業(yè)投入增長(zhǎng)機(jī)制,培育生物制造、量子科技、具身智能、6G等未來產(chǎn)業(yè)。”這是6G首次在國(guó)家層面的政府工作報(bào)告中被提及,標(biāo)志著6G正式成為中國(guó)國(guó)家戰(zhàn)略布局的重要組成部分。
而6G技術(shù)將帶來哪些創(chuàng)新和顛覆?上海市5G/6G專家委員會(huì)特聘專家、上海交通大學(xué)電子工程系教授吳泳澎對(duì)媒體指出,主要的顛覆將是與人工智能的深度集成。
“AI+6G”將突破5G“萬(wàn)物互聯(lián)”的框架,終而實(shí)現(xiàn)“萬(wàn)物智聯(lián)”。
與之相呼應(yīng)的是,AI大模型嵌入到移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò),重新定義未來的通信世界,成為剛剛結(jié)束的巴塞羅那世界移動(dòng)通信大會(huì)(MWC 2025 Barcelona)上的核心討論之一。“AI + Network”將對(duì)傳統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)世界的提升和顛覆也讓人充滿想象。
此外,還有無線傳感網(wǎng)絡(luò)(WSN)與物聯(lián)網(wǎng)的深度融合,以及在IC半導(dǎo)體材料側(cè)面的創(chuàng)新,如柔性集成電路(FlexIC)的應(yīng)用突破等,都將進(jìn)一步給物聯(lián)網(wǎng)世界注入新的技術(shù)動(dòng)能和應(yīng)用潛力。
AIoT、趨勢(shì)一“6G + AI”從萬(wàn)物互聯(lián)到萬(wàn)物智聯(lián)
6G作為下一代通信技術(shù),被定位為“新質(zhì)生產(chǎn)力的核心驅(qū)動(dòng)力”。根據(jù)解放日?qǐng)?bào)報(bào)道,預(yù)計(jì)6G的第一個(gè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)版本將在2028年或2029年確定,大規(guī)模商用時(shí)間估計(jì)在2030年左右。
那么,6G和5G有哪些不同?到了6G時(shí)代,將帶來哪些進(jìn)一步的創(chuàng)新和顛覆?
據(jù)專家介紹,與5G相比,6G既有繼承性又有顛覆性。繼承性是指對(duì)5G傳統(tǒng)場(chǎng)景的延伸,而性能將進(jìn)一步提升1到2個(gè)數(shù)量級(jí)。比如,在支持手機(jī)沉浸式通信方面,6G的峰值傳輸速率預(yù)計(jì)可以比5G提升10到100倍,達(dá)100Gb/秒—1Tb/秒;對(duì)于VR設(shè)備,6G可以將時(shí)延降至微秒級(jí);在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景下,6G可以實(shí)現(xiàn)更高的可靠性,支持更大規(guī)模終端接入。
而顛覆性上,則是增加了全新場(chǎng)景,融合了通信與感知結(jié)合、空天地海一體化網(wǎng)絡(luò)、通信與人工智能深度集成等創(chuàng)新方向,可支持全息通信、工業(yè)元宇宙、沉浸式XR(涵蓋了虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)和混合現(xiàn)實(shí))等場(chǎng)景。
但極大的不同在于6G與人工智能的深度融合所帶來的應(yīng)用場(chǎng)景和功能的突破。這意味著,將突破5G“萬(wàn)物互聯(lián)”的框架,實(shí)現(xiàn)真正的“萬(wàn)物智聯(lián)”。
如何定義“萬(wàn)物智能”或“萬(wàn)物智聯(lián)”?
簡(jiǎn)單來說,就是所有的“物”,即終端設(shè)備可以不但“被感知和控制”,還能用各種人工智能算法、計(jì)算資源和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),在感知、分析、決策和執(zhí)行層面都具備自主能力。這需要物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、通信、云計(jì)算和邊緣計(jì)算等技術(shù)高度融合。
在《邁向“萬(wàn)物智能”時(shí)代:AI與物聯(lián)網(wǎng)重塑未來生活》一文中,我們對(duì)話前麥肯錫城市中國(guó)研究中心研究員、中興大城智庫(kù)CEO李曉鵬博士,講解結(jié)構(gòu)了萬(wàn)物智能的兩個(gè)主要層面——云端智能和邊緣智能,以及實(shí)現(xiàn)萬(wàn)物智能整個(gè)體系的關(guān)鍵技術(shù)。
而毋庸置疑,6G+AI的技術(shù)突破,將給萬(wàn)物智聯(lián)的目標(biāo)起到技術(shù)護(hù)航的作用。這一發(fā)展方向也已經(jīng)成為國(guó)家戰(zhàn)略重點(diǎn)之一,并已經(jīng)在各個(gè)側(cè)面加速“AI+”的落地實(shí)踐,推動(dòng)AI與各行各業(yè)的融合。
中國(guó)三大運(yùn)營(yíng)商也在加快布局人工智能。近期,中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)電信、中國(guó)聯(lián)通都相繼宣布已經(jīng)全面介入DeepSeek,未來有望持續(xù)受益。
天風(fēng)證券分析指出,DeepSeek作為高性能的AI大模型,可以幫助運(yùn)營(yíng)商優(yōu)化客服系統(tǒng)、智能推薦、故障排查等場(chǎng)景,提升服務(wù)效率;運(yùn)營(yíng)商傳統(tǒng)業(yè)務(wù)增長(zhǎng)趨于飽和,接入DeepSeek可以幫助其開發(fā)新的AI驅(qū)動(dòng)業(yè)務(wù);DeepSeek的接入可以幫助運(yùn)營(yíng)商從傳統(tǒng)的通信服務(wù)提供商向數(shù)字化服務(wù)提供商轉(zhuǎn)型;運(yùn)營(yíng)商的閑置云端算力有望得到充分利用。
AIoT、趨勢(shì)二實(shí)現(xiàn)“感知自由”從WSN融入物聯(lián)網(wǎng)開始
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Network,簡(jiǎn)稱WSN)技術(shù)可以稱得上是物聯(lián)網(wǎng)的“金礦”。
物理世界和數(shù)字世界的“接口”,藏在無數(shù)個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)里。溫度、濕度、聲音、壓力、位置……它們從各個(gè)維度對(duì)現(xiàn)實(shí)世界進(jìn)行全面的數(shù)字化感知,是數(shù)字化發(fā)展的第一步。而無線傳感網(wǎng)絡(luò)(WSN),則是將這些傳感器的集合以無線自組網(wǎng)方式進(jìn)行通信,可以將更廣闊范圍內(nèi)的傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行集中反饋。相比傳統(tǒng)的有線組網(wǎng),WSN真正讓人類實(shí)現(xiàn)了“感知自由”——部署規(guī)模更大、成本更低、硬件簡(jiǎn)單、功耗低等特點(diǎn),適合更廣泛、可擴(kuò)展的多元化場(chǎng)景應(yīng)用。
因而,WSN無疑是推動(dòng)萬(wàn)物智聯(lián)進(jìn)程背后的關(guān)鍵技術(shù)之一。
WSN組件包括傳感器節(jié)點(diǎn)、中繼節(jié)點(diǎn)、無線電節(jié)點(diǎn)以及網(wǎng)關(guān)。WSN與物聯(lián)網(wǎng)的融合應(yīng)用前景廣闊,可以為智能家居、智慧城市、智能制造等諸多領(lǐng)域的應(yīng)用帶來優(yōu)勢(shì)。
在智能家居中,通過WSN節(jié)點(diǎn)的布置,可以實(shí)現(xiàn)室內(nèi)溫度、濕度、照明等環(huán)境參數(shù)的自動(dòng)調(diào)節(jié)。同時(shí),結(jié)合其他物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用,就可以實(shí)現(xiàn)通過智能手機(jī)或者語(yǔ)音助手遠(yuǎn)程控制家里的各種設(shè)備,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和安全防護(hù)功能。
在智慧城市中,通過大規(guī)模部署的無線傳感器節(jié)點(diǎn),可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)城市交通流量、空氣質(zhì)量、垃圾桶狀態(tài)等信息,為城市管理者提供決策支持。同時(shí),物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用還能讓城市居民享受到更便捷的公共服務(wù),如智能停車系統(tǒng)、智能路燈等,提升城市的品質(zhì)和居民的生活質(zhì)量。
在工業(yè)制造領(lǐng)域,通過WSN節(jié)點(diǎn)的布置,可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)生產(chǎn)設(shè)備的狀態(tài)和運(yùn)行參數(shù),預(yù)測(cè)設(shè)備故障,提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量。物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用還能實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動(dòng)化和遠(yuǎn)程監(jiān)控,減少人力投入,提高生產(chǎn)效益。
隨著WSN技術(shù)的不斷發(fā)展,其與物聯(lián)網(wǎng)的協(xié)同融合還將進(jìn)一步擴(kuò)展。
在數(shù)據(jù)收集和監(jiān)控層面,WSN中眾多傳感器的軌跡將數(shù)據(jù)無線傳輸到中央系統(tǒng)或其他設(shè)備,可以支持在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和數(shù)據(jù)分析。數(shù)據(jù)聚合技術(shù)的發(fā)展,可以將來自多個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)聚合起來,然后將其發(fā)送到中央系統(tǒng)。先進(jìn)的數(shù)據(jù)處理算法和邊緣計(jì)算進(jìn)一步增強(qiáng)了物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的性能和響應(yīng)能力。
大規(guī)模部署的可擴(kuò)展性也將進(jìn)一步加強(qiáng)??蓴U(kuò)展的WSN允許在廣闊的區(qū)域部署許多傳感器,擴(kuò)展到農(nóng)業(yè)、智能城市或環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域的廣泛覆蓋。
在能源效率方面,通過提高傳感器的能源效率進(jìn)而提高電池電量,節(jié)能機(jī)制和節(jié)能通信協(xié)議則能延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)的使用壽命。
AIoT、趨勢(shì)三柔性集成電路實(shí)現(xiàn)物品級(jí)智能的材料創(chuàng)新
半導(dǎo)體層面的創(chuàng)新在推動(dòng)智能化硬件創(chuàng)新中扮演著至關(guān)重要的角色。
比如,第三代半導(dǎo)體材料如碳化硅(SiC)和氮化鎵(GaN)以更低的能耗和更高的功率密度,支持高速開關(guān)與高頻通信,為高效傳感器和執(zhí)行器奠定了硬件基礎(chǔ)。而隨著物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備在多場(chǎng)景和多形態(tài)中的廣泛應(yīng)用,柔性集成電路也展現(xiàn)出顛覆性的技術(shù)潛力。
柔性集成電路可以貼合于不平整的表面,并在柔性材料上集成傳感、存儲(chǔ)、通信等功能,使其能夠深入那些傳統(tǒng)電子無法適應(yīng)的應(yīng)用環(huán)境。隨著工藝流程的不斷優(yōu)化、印刷電子技術(shù)的升級(jí),柔性材料的大規(guī)模制造成本正在快速下降,這意味著在更廣泛的普通物品中,也能嵌入低成本的柔性芯片,實(shí)現(xiàn)智能化升級(jí),為“萬(wàn)物智能”提供了更加靈活、高效、貼合場(chǎng)景的解決方案。
AIoT、本文小結(jié)
從5G到6G,世界從萬(wàn)物互聯(lián)邁向萬(wàn)物智聯(lián)。同時(shí),物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及半導(dǎo)體層面的創(chuàng)新,再加上與AI大模型的結(jié)合,這些前沿技術(shù)之間的交叉融合,不斷碰撞出新的應(yīng)用火花,也讓物理世界和數(shù)字世界的交互更加實(shí)時(shí)、立體且豐富。這些都是技術(shù)創(chuàng)新為人類展開的層層想象。