人工智能企业路由器

智能互融:借助5G、人工智能和云技术,释放机遇2019年12月智能互融|白皮书TomMorrod研究分析执行总监JulianWatson首席研究分析师ShenWang高级顾问IHSMarkit|TitleofReport2019IHSMarkit.
版权所有22019年12月10日目录前言3智能互融3定义智能互融3智能互融的构成要素5人工智能的发展6人工智能在云端,还是在边缘8全球5G的发展95G定义9网络切片将与5GSANR一起降临105G世界,已经来临!
11AI在5G中的扮演的角色12人机交互的变化本质12数码助理设备的兴起12智能手机的持久效用13借助5G、人工智能和云技术,释放机遇14界定机遇14智能互融的机遇与挑战16消费者机会:智能手机和家庭16视频监控机会17汽车机会17工厂机会18关于5G挑战的说明18结论:开发智能互融生态系统19IHSMarkit|TitleofReport2019IHSMarkit.
版权所有32019年12月10日智能互融借助5G、人工智能和云技术,释放机遇JulianWatson,首席研究分析师前言智能互融是指:设备、建筑物、计算机和人获得知识和技能的能力.
它们根据所获得的这些知识和技能,进行决策和改变其行为的能力.
设备、建筑物、计算机和人之间的互联和协作,在传播这些知识和技能中所扮演的角色智能互融通过人工智能、互联(包括5G)、云和边缘以及物联网的协作来实现.
这些不断发展的技术将互相合作,为消费者创造新的沉浸式体验,解决挑战并为企业和产业创造机遇.
例如,5G将大大加快云数据的提取速度,从而削减存储的必要性.
物联网将产出大量的数据流;人工智能将产生能够改善客户体验的洞见.
边缘技术将为各种应用提供快速的反应,这些应用需要对物理变化做出实时反应.
这个领域里的各种玩家需要进行创造性和协作性的思考,来理解和预测其客户的未来需求.
他们的思考更多地受到消费者体验和企业及产业所需结果的"拉动",而不是产品和服务的"推动".
这种思考将导致产品设计的变化,并激发全新的商业模式.
智能互融定义智能互融《牛津英语词典》把智能定义为"获得和应用知识和技能的能力".
它对智能的三个定义说明,不只是人,也包括设备、建筑物和计算机,能够拥有这样的知识和技能.
拥有或者显示智能,尤其是高水平的智能.
(设备或建筑物)能够针对不同的情形和过去的经验,改变其状态或行动.
(计算机终端)植入一个微处理器,拥有自己的处理能力.
互融是指:连接或相互连接的状态.
(计算)平台、系统和应用相互连接的能力因此,"智能互融"这个术语意味着:设备、建筑物、计算机和人获得知识和技能的能力.
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版权所有42019年12月10日它们根据所获得的这些知识和技能,进行决策和改变其行为的能力.
(设备或建筑物)能够针对不同的情形和过去的经验,改变其状态或行动.
智能的程度和类型多种多样.
人在孩提的时候,通过和其他小孩、大人和物理世界互动来发展智能.
例如,一个小孩触摸灯泡的时候,会烫痛并缩回他的手.
他学到,他的手感受到的痛是灯泡太热引起的.
他不会再次触碰灯泡了.
再举一个例子.
一个建筑物里的烟雾传感器,探测到了烟雾,自动启动了公共广播系统的广播,要求办公室员工逃离建筑物,并自动向当地消防部门报警,让其赶赴现场.
办公室员工于是清空了整个建筑物.
他们之所以这样做,是因为他们从过往经验中懂得,烟雾的出现可能意味着建筑物失火,而火灾会伤害他们的身体.
在这个例子里,一个设备(烟雾传感器)的智能把知识分发给办公室员工,办公室员工从而做出相应的反应.
消防人员赶赴现场,锁定失火之处,并灭火.
他们告诉建筑设施主管,火灾由一个锅炉过热爆炸而引起.
新锅炉被购买和安装.
这个替换的锅炉嵌入了传感器,监控天然气和水供应,温度和压力,以及互联.
传感器数据通过有线或无线技术,从那个锅炉(现在是一个物联网设备)传输到一个云网关,建筑物主管可以在她的笔记本电脑或智能手机上访问这个网关.
通过这个网关,她可以远程管理锅炉的运作,以及它如何传输信息.
例如,她可以将锅炉设置为一旦达到一定温度就自动关闭.
她也可以选择在锅炉一旦超过温度阈值的时候收到自动短信.
以上场景可以减少锅炉过热导致该建筑物发生新火灾的可能性.
但是在这个场景中,锅炉过热的原因尚未确定.
锅炉过热的可能性也没有降低.
在另一个场景中,来自嵌入式传感器的数据被传输到基于云的分析引擎.
人工智能被应用到这些数据中,并发现哪些因素组合可能导致锅炉过热爆炸.
这种洞察力可以应用于锅炉的自动化操作,包括设置的调整和自动关闭.
在这个场景中,数据从设备、锅炉流向基于云的分析引擎,而智能从云回流向设备.
在许多行业、应用程序和用例中,智能被越来越多地要求尽可能靠近数据源来应用.
未来,自主驾驶汽车将需要实时响应物理环境的变化.
物理障碍可能出现在它行驶的路径上.
自动驾驶汽车需要"看到"物理障碍物,识别它是什么(一个纸板箱或一个人),并作出相应的反应——如果它是一个人,应用中断行驶.
这是边缘智能的一个例子,通常称为边缘计算.
如前所述,智能互融一词不仅意味着设备、建筑物、计算机和人的智能,而且还意味着设备、建筑物、计算机和人之间的连接和协作在传播这些知识和技能方面的角色.
互融是指在设备、建筑物、计算机和人之间移动数据、交换知识和智能的有线或无线管道.
无线互联的前景是多样的,从802.
11(Wi-Fi)、蓝牙低能耗(BLE)和ZigBee等短程局域网技术到蜂窝广域网(WAN)技术2G、3G和4GLTE.
后一种技术4GLTE本身由若干不同的交互组成,服务于需要深度范围和较长电池寿命但带宽有限(例如NB-IoT)的应用和需要带宽的应用(LTE-Advanced).
最新进入拥挤互联空间的是5G.
正如我们稍后所讨论的,5G与前几代蜂窝技术的不同之处在于,它在一开始就被设计用于解决许多不同的技术要求、设备外形因素、应用和受众.
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版权所有52019年12月10日智能互融的构成要素在上一节人工智能中,云和边缘、互联(包括5G)和物联网被命名为智能互融的赋能者.
在本节中,我们将讨论这些和其他构成要素如何协同工作,以创建新的一波消费者、企业和产业应用和用例.
下图(变革性技术的协同效应)显示了不同的变革性技术如何协作以满足人们、企业和产业不断变化的需求.
将嵌入式处理和传感器(IoT)添加到互联中,产生了关于连接节点的状况、位置和状态的丰富数据.
云正在解决存储和大数据量分析的需求.
人工智能技术有助于管理这些数据,并从中产生有用的业务洞见.
以下示意图(从边缘到云的人工智能多样化)表明,人工智能形式的智能可以应用于云(数据中心)、产业PC的边缘网络、网关和边缘服务器以及边缘端点——物联网节点的多样性.
在这个示意图中,边缘端点(比如测量温度和湿度等属性的传感器)是数据首先生成和阐述的地方.
网络边缘/雾基础设施从边缘端点收集数据,并在将数据传输到云端进行存储和进一步分析之前对其进行进一步阐述.
左侧显示的参数(隐私和安全、延迟、能耗、处理器功率和数据通信成本)将决定人工智能解决方案的开发需求:即所需的应用程序(推理)和培训基础设施.
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版权所有62019年12月10日对于电池供电的边缘终端设备来说,能耗是一个特殊的问题.
执行数据密集型分析工作(如培训)可以缩短设备电池寿命,并最终否定物联网/人工智能应用背后的原始投资案例.
人工智能的发展人工智能一般指的是研究如何使机器执行独立的问题解决、推理、学习、知识表示和决策的科学体系.
一台智能机器不一定要显示所有这些技能,但它必须符合一个或任何组合.
更具体地说,人工智能可以实现四大技能:感知、学习、抽象和推理.
人工智能有几种形式.
当机器需要显示特定的自学技能时,IHSMarkit隐式地将它指为人工智能的一个子集,称为"机器学习"(ML).
在这种程度上,ML是一组算法,它使机器能够通过向模式提供数据而自动发现和学习模式,而无需显式编程.
在ML的篮子里,还有神经网络(NN)和深度学习(DL)所属的一些科技和技术.
NN和DL是指试图模拟人脑结构和工作的计算模型,包括训练和推理等过程阶段.
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版权所有72019年12月10日在"训练"阶段,大量数据输入计算机的神经网络大脑.
这些数据可能与声音、图像或其他类型的信息有关.
计算机学习识别特定的对象,发现模式,并揭示如何在各种情况下识别对象.
然后在推理阶段应用所得到的训练模型,以提供基于实时输入的输出结果(例如识别特定图像).
如前所述,在人类的类比中,一个孩子学会了触摸灯泡会导致疼痛(训练),所以他避免触摸他看到的下一个灯泡(推断).
IHSMarkit指出,许多垂直行业都在积极研究人工智能在许多用例中的潜在应用,如制造和生产中的规范性预测性维护和过程控制、人机界面、视频分析和图像分析以及自主机器.
人工智能目前还处于初级阶段:我们今天刚刚进入所谓的"狭义的"或"弱"人工智能.
在这个"弱"的阶段中,人工智能比人类更"弱",或只是在有限的任务和感官上旗鼓相当或更强.
如今,大多数应用都在以下四种基本能力上达到了"弱人工智能":感知、学习、抽象和推理.
人工智能进一步发展到"通用-多模态人工智能"的更高级阶段(可与所有感官上应用的人类智能相媲美)以及更高阶段,将有赖于以下领域取得进展:规模:即时访问数千台机器和传感器,以执行复杂和细粒度的数据分析性能:具有足够的功耗,快速处理差异化的人工智能工作负载质量:通过准确可靠的模型和适当的输入数据进行结构化数据和系统训练IHSMarkit|TitleofReport2019IHSMarkit.
版权所有82019年12月10日定制:针对不同用例,灵活和可调整的解决方案——可伸缩的平台,以确保盈利的业务案例尽管如此,未来仍有一些挑战可能阻碍人工智能的发展和最终采用.
其中最重要的是数据隐私/安全和道德.
未来的各种人工智能可能比人类更聪明.
因此,可能无法预测,更不用说控制,一个智能上优于人类的智能设备的行动.
在未来,无人设备和机器人技术可能足够智能,能够做出可能对人类造成伤害的自主决定.
人工智能中的伦理问题是一个很难解决的问题,有两个相互矛盾的原因.
一方面,人工智能将在全球社会和整个产业,包括军事领域产生广泛的影响.
另一方面是文化、传统和价值观的多样性,它们在不同国家的种族和宗教中极其多样化.
换句话说,一方面,我们需要在全球的基础上解决道德和人工智能问题.
另一方面,世界上存在的差异和特殊性,甚至在定义"伦理"一词的含义时,都是一个巨大的挑战.
人工智能在云端,还是在边缘人工智能在云端,还是在边缘这个二元问题有点反问,虽然经常被提出,却没有考虑到:云和边缘架构的相互依赖性.
许多实际应用程序和用例将需要一种混合的云边缘方法.
计算是集中在云端还是边缘,将取决于每个应用程序的需求,如"从边缘到云的人工智能多样化"示意图所示,即:隐私和安全时延能耗算力数据通信成本如下图所示,云(数据中心)将执行最密集的工作负载(训练).
相比之下,最广泛的推理实现将在边缘端点上执行.
许多节点(尽管不是所有节点)是专门为低总体拥有成本(TCO)用例而设计的电池操作设备.
意法半导体(STMicroelectronics)、瑞萨(Renesas)和恩智浦(NXP)正在将机器学习(ML)功能集成到新的MCU产品系列中,这些MCU(微控制单元)产品系列针对这种功率受限、低成本的物联网设备进行了优化.
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版权所有92019年12月10日图形还指向将边缘端点连接到边缘网络和边缘网络连接到云的有线或无线连接.
5G将在这里发挥越来越重要的作用.
IHSMarkit预计,在2019年底前,5G将被整合到多个物联网网关产品中,为商业和移动应用提供增强的下行和上行带宽.
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全球5G的发展5G定义5G,顾名思义,是第五代移动技术.
与前几代移动技术不同,5G从一开始就被设计为不仅满足消费者和企业的需求,而且满足行业的垂直需求.
下图显示了5G设计用于服务的3种广泛类型的用例:增强移动宽带(eMBB)、大规模机器类型通信(大规模物联网)和超可靠和低延迟通信(URLCC),后者通常也称为关键任务服务(MCS).
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版权所有102019年12月10日大规模物联网和MCS的技术要求多种多样.
像4K视频流和固定无线宽带这样的eMBB用例带宽很高.
智能计量等大规模物联网用例通常需要深度覆盖和延长电池寿命.
工业自动化,MCS用例,要求非常低的延迟和非常高的可用性.
5G的目标功能特点旨在通过与现场端点(带宽)的1-10Gbps连接来解决这些不同的用例.
1毫秒的端到端往返延迟(时延);对于低功率的机器类型设备,可实现99.
999%的可用性或10-5丢包率以及长达10年的电池寿命.
3GPP第15版推出了第一套5G标准.
由于希望尽快部署5G的各利益相关方的大力推动,5G非独立组网(NSA)NR(新空口)规范于2017年提前6个月完成.
5G独立组网(SA)NR规范也是3GPP第15版的一部分,于2018年6月完成.
今天标准的商用5G网络是基于5GNSANR的,它利用现有LTE网络,并且主要服务于eMBB用例.
解决大规模物联网和MCS需求的工作项以及一系列其他功能,如多播/广播、定位和C-V2X,将在第16版和第17版中提供,目前分别定于2020年和2021年完成.
这项标准化工作将逐步促进5G芯片组、模块和设备生态系统的扩展,并为行业垂直公司开发概念验证(POCs)铺平道路.
网络切片将与5GSANR一起出现IHSMarkit《从4G到5G演变-运营商调查(2019年)》表明,到2020年,18家领先服务提供商中约有三分之一(占全球电信业资本支出和收入的一半)将向NGSANR方向发展.
此举将为5G网络切片铺平道路.
网络切片是这样定义的:"端到端网络切片是物理网络的逻辑分区或虚拟部分,包括固定和移动、物理和虚拟,具有连接、容量(带宽)以及一些特性(如服务水平协议或SLAs),这些特性使切片对使用它的用户、程序或进程来说,看起来和运行起来都像一个物理网络.
"IHSMarkit|TitleofReport2019IHSMarkit.
版权所有112019年12月10日3GPP已经确定了超过12个网络切片需求的列表.
这些包括动态创建不同场景和设备的切片的能力,访问不同切片的能力,每个切片不会对另一个切片产生负面影响,并保证灵活性、定制和API访问.
网络切片并不是一个新概念,但是5G非常高的带宽和非常低的延迟能力使得它适用于具有严格性能要求的一系列场景.
利用5G网络切片的潜在消费者应用包括视频和广播(高级格式和分辨率–4K、UHD、360/VR沉浸式视频,以及直播事件和交互式内容)和游戏:高级多人移动游戏、虚拟现实(VR)和增强现实(AR)游戏、虚拟现实(VR)电子竞技和云游戏.
这为电信运营商提供了机会,不仅仅是将数据量货币化,还包括保证内容商和云服务商的服务水平.
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5G世界,已经来临!
但现在已经是5G世界了!
2019年见证了第一波基于标准的5G商业发布.
根据全球移动供应商协会(GSA)的数据,截至2019年10月,已有50家运营商在27个国家推出了符合3GPP的5G商业服务.
GSA还指出,109个国家的328家运营商正在投资5G.
根据IHSMarkit在2019年上半年的评估,5G部署有三种根本不同的类型:大规模、小规模和落后规模.
中国和韩国已经大规模部署了超过10000个5GNR/gNB(基站).
在澳大利亚、英国、沙特阿拉伯、瑞士、阿联酋和美国,已经有数百个5GNR/GNB的小规模战术部署.
落后者中包括阿根廷、哥伦比亚和乌拉圭等国家的运营商,这些国家的LTE还不发达,可能会被5G超越.
所有现有的5G商业部署是基于5GNSANR的;已经使用了各种不同的频谱频段.
IHSMARKIT《从4G到5G演变-运营商调查(2019年)》发现大多数现有的5GNR商业部署和服务启动,以及2019年余下的计划,将使用中频频谱(3~6GHz),特别是3.
5GHz和4.
5GHz.
这是亚太地区和欧洲、中东和非洲地区使用最广泛的频谱.
6-39GHz频谱,包括28GHz和39GHz的毫米波频段,是下一个广泛使用的频谱(例如AT&T和Verizon在美国的部署).
低于1GHz和1–3GHz的频谱是最不常用的频谱.
随着5G标准的发展和更多频谱的可用性,越来越多的运营商将在一个以上的频段中部署5G,以扩大容量和覆盖范围.
5G可能还处于起步阶段,但5G设备生态系统的发展却一直在快速推进.
根据GSA的数据,截至2019年11月中旬,共有72家供应商宣布推出183款5G设备.
这些设备至少有15种不同的外形,如智能手机、室内和室外CPE(客户终端设备)、笔记本电脑、机器人、无人机、企业路由器、物联网路由器和加密狗/适配器.
在公布的183款5G设备中,超过40款是商用的.
中国正在驱动5G几年来,中国一直在为5G商用化做准备.
2018年城市重点试点之后,今年又进行了大规模试点.
2019年11月初,中国三大移动运营商中国移动(Chinamobile)、中国电信(ChinaTelecom)和中国联通(ChinaUnicom)推出了商用5G服务,比计划提前了几个月.
IHSMarkit预计,到今年年底,这三家公司将部署约10万个5G基站,2020年将增至100万个.
到今年年底,5G将在全国50个城市普及.
中国对5GNSANR的兴趣仍然不大,宁愿直接使用没有4G作为缓冲的成熟5G网络.
当前,这三个移动运营商都将独立组网方式SANR作为移动基础设施建设的最终目标:中国移动:加快3GPPRel.
16的进度以推动支持所有用例的SANR端到端行业成熟度IHSMarkit|TitleofReport2019IHSMarkit.
版权所有122019年12月10日中国电信:规划基于云的5G网络,并专注于人工智能.
它将在40多个中国城市中升级其现有的SA和NSA5G网络,以实现基于云的SA架构.
中国联通:与中国电信共同构建和共享5G无线接入网络,以在初期阶段实现NSA网络共享,以可控的方式部署NSA,并计划在2020年第一季度向SA演进.
除了部署全球最庞大的5G网络外,中国的运营商还在与合作伙伴合作,对各种应用进行压力测试.
中国联通与北京301医院、福建医科大学合作开展5G远程手术.
2018年12月,中国移动子公司咪咕(MIGU)于2018年12月播出了第12届咪咕音乐盛典,这是全球首个使用网络切片技术播出的5G+4K音乐奖盛典.