與非網(wǎng)6月16日訊 近日,,中國科學(xué)院院士,、中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所研究員、復(fù)旦大學(xué)教授褚君浩院士以“第四次工業(yè)革命和智能時代”的主題發(fā)布了報告,。
褚君浩院士從“第四次工業(yè)革命,、迎接智能時代、培育創(chuàng)新能力”等多個方面,分享第四次工業(yè)革命的驅(qū)動力,、特征和態(tài)勢,,討論智能化復(fù)雜體系的核心技術(shù)以及探討智能時代背景下的應(yīng)對措施。褚君浩院士站在科技領(lǐng)域最前沿的分享引起了在場聽眾的極大興趣,,在了解工業(yè)變革和智能未來的同時,,也增強了科技強國、實現(xiàn)中國夢的信心,?;顒釉谛氯A社現(xiàn)場云平臺同步直播。
褚君浩,,中國科學(xué)院院士,,中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所研究員,復(fù)旦大學(xué)教授,,《紅外與毫米波學(xué)報》主編,,中科院學(xué)部主席團成員,曾任第十,、十一屆全國人大代表,,上海市政府參事、上海市科協(xié)副主席,。
褚君浩院士長期從事紅外光電子和半導(dǎo)體物理研究,。獲得國家自然科學(xué)獎三次、部委級自然科學(xué)獎或科技進步獎12次,。2014年評為十佳全國優(yōu)秀科技工作者,,2017年獲首屆全國創(chuàng)新爭先獎?wù)拢?017年評為“光榮與力量”感動上海年度人物“。
褚君浩院士從第四次工業(yè)革命,、迎接智能時代,、培育創(chuàng)新能力三方面,分享第四次工業(yè)革命的驅(qū)動力,、特征和態(tài)勢,,討論智能化復(fù)雜體系的核心技術(shù)以及探討智能時代背景下的應(yīng)對措施。下文為報告整理而成:
第一次工業(yè)革命起源于英國,,以機械化為特征,。第二次工業(yè)革命,以電氣化為特征,。第三次工業(yè)革命,以信息化為特征?,F(xiàn)階段,,正值第四次工業(yè)革命,此次工業(yè)革命具有以下三個特征:信息科學(xué)技術(shù)在物理、數(shù)學(xué),、生物基礎(chǔ)上進一步提升,;多領(lǐng)域涌現(xiàn)發(fā)明和發(fā)現(xiàn),多軌并行,、交叉推動,;信息科學(xué)技術(shù)和多領(lǐng)域科學(xué)技術(shù)深度融合,將信息滲透到各個領(lǐng)域,,以信息技術(shù)提升能級,。
新工業(yè)革命的技術(shù)態(tài)勢主要體現(xiàn)在六個方面:第一,智能化分布式新能源系統(tǒng),、能源互聯(lián)網(wǎng),;第二,智能化復(fù)雜體系,、人工智能,、智慧城市;第三,,智能化制造技術(shù),、先進材料、極端制造,;第四,,智能化診斷、修復(fù)技術(shù),、智慧醫(yī)療,;第五,傳統(tǒng)工業(yè)的智能化升級,;第六,,互聯(lián)網(wǎng)、傳感器,、物聯(lián)網(wǎng),、大數(shù)據(jù)。
迎接智能時代
智能時代的核心是智能化系統(tǒng),,智能化系統(tǒng)有”三大支柱“——動態(tài)感知,、智慧識別、自動反應(yīng),。
動態(tài)感知可以看作智能化系統(tǒng)的”五官“,,由于二維碼、條形碼并非動態(tài),,所以智能化系統(tǒng)需要依靠傳感器,,達成動態(tài)感知,;智慧識別可以看作智能化系統(tǒng)的”腦子“。智慧識別需要依靠大數(shù)據(jù)分析,,而大數(shù)據(jù)分析主要體現(xiàn)在兩個方面,,一個是文本大數(shù)據(jù),另一個則是物理大數(shù)據(jù),;對于自動反應(yīng)而言,,現(xiàn)有的基礎(chǔ)信息平臺,如互聯(lián)網(wǎng),、物聯(lián)網(wǎng),、集成電路、芯片技術(shù),、通信技術(shù),,可以極大程度地提高智能化系統(tǒng)的自動反應(yīng)能力。
智能系統(tǒng)可實現(xiàn)在某個特定區(qū)域內(nèi),,實施多個行為,。隨著區(qū)域越來越大,行為越來越多,,智能系統(tǒng)的智能程度便越來越高,。
以智慧城市為例,智能系統(tǒng)建立在互聯(lián)網(wǎng),、物聯(lián)網(wǎng),、大數(shù)據(jù)、云計算的基礎(chǔ)信息化技術(shù)上,,故智慧城市至少應(yīng)該有四層架構(gòu):感知層,、互聯(lián)層、分析層,、反應(yīng)層,。智能系統(tǒng)在城市綜合管理、 交通物流貿(mào)易,、能源環(huán)境安全,、醫(yī)療文化教育和城市社區(qū)安居五大方面得到廣泛應(yīng)用。
實現(xiàn)智能化的兩個核心技術(shù)
實現(xiàn)智能化需要兩個核心的技術(shù),,一個是通過傳感器芯片實現(xiàn)的實時感知技術(shù),。另一個是通過模型和通過大數(shù)據(jù)的分析實現(xiàn)的智慧分析系統(tǒng)。
傳感器,,作為一種器件,,它可以把光、聲,、熱,、電子,、生物信號變成電信號。傳感器領(lǐng)域非常重視基礎(chǔ)研究,,緣于基礎(chǔ)研究可以提供方法、手段,、模型,、理論。針對不同運動形式的器件,,需要發(fā)現(xiàn)其規(guī)律,,進而在技術(shù)上提高、實現(xiàn),,從而做成傳感器,。
以光電傳感器為例,智能時代背景的下光電傳感器,,需具有以下幾個器件:少光子,、單光子、光子數(shù)的可分辨的紅外探測器,;超大規(guī)模焦平面列陣器件,;不同波段光電器件;多波段融合光電器件,;室溫工作紅外焦平面器件,;新型讀出方式焦平面器件。我們要清楚材料器件的物理結(jié)構(gòu),,并能精細描述和控制,,從而提升技術(shù)水平并達成創(chuàng)新。
傳感器是智能化系統(tǒng)中重要的核心技術(shù),,發(fā)展高性能的傳感器芯片非常重要,,要以更低的成本,實現(xiàn)更快的速度,,更智能化的應(yīng)用,。有了好的傳感器,就能握緊核心技術(shù),,再通過互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù),,把傳感信息傳遞出去加以分析,進而實現(xiàn)傳感器的多功能集成化,、無線通信化,、柔性化、微型化,。
智慧分析系統(tǒng)的核心技術(shù),,就是智慧分析,、模型分析、大數(shù)據(jù)分析?,F(xiàn)階段,,我們處于一個”波動“的世界中,每種波都有其頻率,、強度,、相位、偏振,。人們會先將獲取到的波譜特征存入數(shù)據(jù)庫,,之后將測量到的波譜與數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進行對比,繼而進行分析和判斷,。
新工業(yè)革命對制造業(yè)的影響
基礎(chǔ)研究是歷次工業(yè)革命的”科學(xué)源泉“,,其在歷次工業(yè)革命中得以發(fā)展?;A(chǔ)研究將推動第四次工業(yè)革命發(fā)展,,在智能時代背景中催生出新發(fā)現(xiàn)、新技術(shù),。
工業(yè)革命總是與科技革命相伴而生,,制造業(yè)也逐漸從傳統(tǒng)邁向智能化時代。隨著工業(yè)機器人,、3D打印,、數(shù)字化工廠取代了傳統(tǒng)的人工,使得勞動力成本占總成本的比例不斷減小,,導(dǎo)致我國很多制造行業(yè)面臨生存危機,,但其也促進了人工智能機器人的發(fā)展。
未來,,網(wǎng)絡(luò)共享的經(jīng)濟模式會衍生出分布生產(chǎn)模式,,如智慧工廠和互聯(lián)網(wǎng)工廠。制造業(yè)轉(zhuǎn)化的趨勢,,有以下五點:驅(qū)動力由依靠資源和投資,,轉(zhuǎn)變?yōu)橐揽考夹g(shù)進步;生產(chǎn)能力由依靠擴張,,轉(zhuǎn)變?yōu)橐揽考夹g(shù)能力的積累,;由生產(chǎn)型制造,轉(zhuǎn)變?yōu)榉?wù)型制造,;制造業(yè)的價值鏈向高端發(fā)展,;由擠壓環(huán)境,轉(zhuǎn)變?yōu)閷Νh(huán)境友好,。
在新工業(yè)革命的應(yīng)對措施方面,。首先,,應(yīng)該做好推進新工業(yè)革命的頂層設(shè)計。其次,,要積極投資新工業(yè)革命需要的重要基礎(chǔ)設(shè)施,,包括宏觀的新基建,以及各省,、市,、鄉(xiāng)、鎮(zhèn)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),。再次,要培育創(chuàng)新環(huán)境,,推動技術(shù)創(chuàng)新浪潮,。構(gòu)建未來產(chǎn)業(yè)的培育體系,引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新,。最后,,推動適應(yīng)新工業(yè)革命需要的機制、體制建設(shè),。其中,,有四個方面的工作需要加強,第一,,加強科學(xué)規(guī)律和核心技術(shù),、產(chǎn)業(yè)發(fā)展的三部曲。第二,,加強實驗室成果的中試研發(fā),,企業(yè)要提早介入,政府要分擔(dān)風(fēng)險,。第三,,切實加強產(chǎn)學(xué)研合作,建立產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合實驗室,、聯(lián)合研發(fā)中心,,政府要引導(dǎo)支持。第四,,要提高企業(yè)的自主創(chuàng)新意識,,增強自主創(chuàng)新能力。