5G+AIoT

来源:数智网《盘点5G应用场景,看5G+AIoT如何改变未来智慧生活?》、《梳理5G发展脉络剖析5G+AIoT当前生态》、《深度分析5G+AIoT当前面临挑战预测未来发展趋势

概念:

从互联网、移动互联网,走到物联网、泛在物联网,以及现在的智能物联网(AIoT),其中,AIoT可以说是AI和IoT二者的融合,将人工智能技术应用到物联网中。以人工智能、5G、云计算为主导的第四次工业革命所带来的改变,正在改变各行各业,推进智能世界加速到来。

AIoT是IoT的发展方向,IoT需要AI来提升其价值。而5G是连接AI与IoT的桥梁,其高带宽、高可靠低时延、大连接特性开拓了AIoT更广阔的应用领域。随着5G技术的飞速发展,5G 正在引领IoT标准的演进,但也要注意到,IoT标准主要解决数据传输技术问题,而AIoT关注新的IoT应用形态,强调的是服务,特别是面向物联网的后端处理及应用。

IoT解决底层连接和数据传输问题,AIoT关注的物联网的应用形态,强调应用服务,强调后端处理能力。AI和IoT相辅相成,IoT为AI提供了深度学习所需要的大量训练数据,IoT场景化互联也为AI快速落地提供了基础;AI将连接后产生的海量数据经分析、决策转换为价值,反过来指导IoT的正确应用和效率提升。

5G是将AI和IoT连接起来,成为一个可靠的高带宽、大连接、低时延的通道。通过5G将IoT提升到人工智能的层面,体现IoT的价值;同时,5G帮助AI与IoT结合,产生落地效应。

根据Gartner预测,到2020年全球IoT设备数量将达260亿件。而IHS数据显示,到2025年,全球IoT设备总量将达754亿件。MarketsandMarkets近日发布报告称,2019年全球AIoT市场规模为51亿美元。到2025年,智能技术将渗透到每个人、每个家庭、每个组织,全球58%的人口将能享有5G网络,14%的家庭拥有“机器人管家”,97%的大企业采用AI。到 2025 年中国将有4.3亿个5G连接,占全球总量的1/3,成为全球最大的5G市场。

5G三大应用场景

国际电信联盟(ITU)正式确认了5G的三大应用场景,分别是eMMB、uRLLC和mMTC。

eMBB,直译为“增强移动宽带”,就是以人为中心的应用场景,集中表现为超高的传输数据速率,广覆盖下的移动性保证等。在5G的支持下,用户可以轻松享受在线2K/4K视频以及VR/AR视频。5G的这一应用场景可以理解为充分释放移动端的大带宽数据传输的需求,对目前的移动互联网而言是一场变革很大的产业升级。

uRLLC,直译为“高可靠低时延连接”。在此场景下,连接时延要达到1ms级别,而且要支持高速移动(500KM/H)情况下的高可靠性(99.999%)连接。5G的这一场景实现,则可以释放实时性要求很高的应用领域,比如车联网、工业控制、远程医疗就是其中比较典型的应用领域。

最后是mMTC,直译为“海量物联”,5G强大的连接能力可以快速促进各垂直行业(智慧城市、智能家居、环境监测等)的深度融合。这一场景针对的是物联网高并发的问题,因为未来物联网设备连接数量(手机除外)将会达到数百亿的甚至更大的级别,目前的移动网络根本无法完成这样的连接体量。

这三大应用场景,只有一个是主要为人联网服务的,另外两个都是主要为物联网服务的。这就给5G做了一个定性:它的物联网属性要强于人联网属性。

从落地角度讲,5G刚开始的时候会在中央城市、热点地区率先做部署,在这过程中运营商因为最先接触5G,所以肯定会先布局基于5G的智能家居相关服务。家庭服务会在内容方面先做升级,比如为消费者带来AR/VR和4K高清的新体验。随着5G覆盖范围越来越广,更多家庭用户接入5G网络,到时候除了做内容升级,运营商可能还会依托于5G网络和家庭智慧大脑,做精准的千人千面内容推送,做场景化的服务延伸,打造新形态的服务模式。

例如家庭内5G下的娱乐革命,如云游戏(Cloud Gaming)与云直播的爆发与变革,家庭大屏互动的全面标配,都将带来新颖的彻底体验变革。

虽然现在5G有三大应用场景,但5G最热的应用场景是什么?3G刚开始应用的时候还没有智能手机,也没有微信;4G刚落地应用的时候,微信还无法做移动支付,也不支持视频通话;在4G网络提速降费后,抖音、快手短视频才出现。可见,所有移动互联网的业务是在移动互联网能力具备后才出现的。所以我们现在无法断定5G最热门的应用,但是各参与方都在为未来5G业务的发展做准备。

显示变革

而随着显示材料和显示技术升级,TV、PC、PAD和手机等已不再是仅有的显示终端,客厅、卧室、厨房的墙壁、梳妆台等,都能布置超薄的大型的人工智能显示屏。智能语音控制系统根据主人的命令控制播放不同的4K8K场景内容,包括生活资讯、音乐及影视内容等等,比如主人要发挥下厨艺,根据主人命令,提供详细菜谱;主人要睡觉了,智能开关拉上窗帘,智能灯泡调整灯光亮度,卧室墙面、甚至天花板上布置的显示屏或显示图层营造温馨夜光场景,遥远闪烁的“星光”,(空调)微风;主人早晨起来化妆,梳妆台人脸识别主人皮肤干湿程度,显示屏显示适合的化妆品…

智慧医疗

以实时图像、视频语音等技术为基础,可能会推动家庭智慧健康的应用,远程诊断、远程会诊、远程监护等智慧医疗服务。在远程医疗的基础上,医疗设备可持续捕获患者的生命体征、活动频率、电子病例、医学影像等电子医疗数据。5G技术下软硬件智能产品功能的延伸,可以对家庭内数据进行深度挖掘,从而更利于家庭AI大脑的系统性决策。

智能机器人

5G家庭应用中可以更多关注机器人类应用,随着材料科学、感知人工智能以及5G、云等网络技术的不断进步,将出现护理机器人、仿生机器人、社交机器人、管家机器人等形态丰富的机器人,涌现在家政、教育、健康服务业,带给人类新的生活方式。2025年,全球14%的家庭将拥有自己的机器人管家。

家庭安防

智慧安防成为试点项目中的一大亮点,也是5G场景落地的最好的试验田。5G的时代的到来,网络将拥有更稳定的信号,单位流量能传输更多的信号,安防的实时性问题将彻底迎刃而解,例如家居监控可利用5G无线实时传输高清监控视频,实现随时随地移动监控,让家庭安全保障零延迟。

AIoT的产业链、发展阶段和面临的挑战

AIoT的发展依然面临着算力、算法、平台兼容性、安全性等挑战。比如在算力方面,普通计算机的计算能力有限,利用其训练一个模型往往需要数周至数月的时间。密集和频繁地使用高速计算资源面临成本挑战。在算法方面,AI的训练所需时间是非常长的,目前仅训练一些简单的识别尚需数周时间,面对未来丰富的应用场景,有必要在算法层面予以增强。并且基础算法非常复杂,应用的企业开发者能力不足。

痛点击溃

目前的智能家居市场产品以单件形式存在,针对不同产品的智能硬件需要下载不同的APP端口来进行操作。而5G能够让“孤岛化”的智能家居产品能够实现标准统一化,让“智慧家庭”走进我们日常家居生活,通过各个品牌、各个型号能够在5G中实现兼容,构建“智慧家庭”智能生态链。智能家居的痛点在于如何合理地布线,市场上也有一些无线路由产品来实现无线衔接,不过在带宽等方面还是有不满意的地方。在5G时代,各类智能家居通过5G网络接入云端,一方面可以解决布线问题,另一方面就是语音能力,也就是智能化(AI化)的能力提升。

在平台兼容性方面,物联网本身产品碎片化,而各AI公司生态之间又缺乏协同,本地算力、网络连接能力、平台间的不兼容,要把框架里的算法部署到数量众多的物联网设备,大规模部署问题重重。在安全性方面,人工智能决策的正确性受IoT数据的精确度影响,AI的分析结果还缺乏可解释性。AIoT还存在被攻击而成为僵尸物联网的风险。

AIoT本身是一条很长的产业链,其中包括硬件/终端(占比25%),通信服务(占比10%),平台服务(占比10%),软件开发/系统集成/增值服务(55%)。可见,软件开发和系统集成业务占比较高,达55%。AIoT相对拓展了IoT原有的产业链,同时AIoT在产业链上更强调AI芯片和AI能力开发平台,因而将软件开发和系统集成业务占比进一步提高。

安全问题

5G采用的是通用硬件平台,这就带来了网络安全可靠性低的问题。5G网络可提供对海量用户访问的支持,服务器端将接收到来自海量用户的安全认证需求,这就面临针对海量用户加密方法、加密服务器性能、人工智能病毒攻击等所带来的网络安全问题。

趋势

毫无疑问,5G技术对于物联网产业来说具有重要的意义,但5G技术只是一个数据传输的“管道”,想要充分发挥它的价值,就需要应用场景进行支撑。包括水表、电表、智能门锁、车载设备等各式各样的终端设备以及智慧城市、智能工业、车联网、智慧农业等各类应用,都是5G技术的潜在应用场景。