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智能生活与未来通信技术前瞻
发布日期:2022-09-21 来源:上海市科学学研究所

  一、传感器应用丰富智能数字生活

  

  随着传感器的制造成本不断下降、计算能力不断提高,其应用场景愈加丰富,为人们的生活带来了更好的使用感和更多的乐趣。《蓝色风向标》一书的民生板块中列举了两个智能数字生活场景。

  

  一是智能服装,在服装原有保温和美化的基础上,从功能化向智能化发展,使得数码产品与衣服的界限越来越模糊。电子产品能完美地“隐藏”在服装里,而未来的服装将成为真正的“个人智能便携式高科技装备”,集目前所有电子设备功能于一体,成为可穿戴设备的“终极形态”。目前,针对一些特殊需求的人群有不少成功的应用案例,比如具有湿度感应的传感器用于婴儿尿布上;具有定位功能的传感器用于高龄人群的鞋子上,具有生理检测功能的传感器用于慢病人群的贴身背心上。除了上述在衣服上叠加传感器的应用产品,还可以采用将导电纱编织进整件衣服或其中某一部位的解决方案。例如,面向运动员的智能运动衣,能够在比赛过程中记录运动员肌肉激活度、运动姿态、心率和呼吸频率、水肿情况,支撑其运动训练、伤病治疗、康复评估等方面。此外,还有一些用于在特殊环境中作业人员的智能服装,比如宇航员、消防员、极地探险队员等,在不断改变服装材料的基础上,借助于传感器能够更好地帮助他们完成任务或保护自身。

  

  二是沉浸式娱乐,是人们娱乐体验与数字世界深度融合,也是元宇宙的应用场景之一。随着技术和设备的不断发展和加持,我们的真实世界与虚拟场景不断冲撞,改变了我们与数字世界观察和互动的方式。比如,我们可以在异地同步感受正在发生的事,仿佛如临现场。演唱会、音乐会、展览和体育赛事等已有提供此类互动体验服务的事例,实现近距离、无死角的互动。近期,全球领先的交互式实时3D内容创作和运营平台Unity公司,正式宣布将与世界领先的现场音乐体验制作公司Insomniac Events展开合作,共同打造互动式沉浸在线音乐会。沉浸式娱乐的技术不算新,但随时设备、内容、转换技术的不断提升,会不断趋近于身临其境。

  

  二、科学守卫“舌尖上的安全”

  

  疫情居家期间,关于食品安全、健康膳食的话题引发热议,科技也在其发挥了重要的作用。比如,为了让大家“吃得放心”,将区块链技术运用于农业和食品的安全溯源中,充分发挥其分布式存储、点对点传输、共识、加密等特点,让这些农产品和食品供应链条变得更为透明,降低在供应过程中的各种风险。又如,餐桌上的肉,也有了很多新产品,在新鲜肉类产品之外还增加了植物肉和洁净肉的选择。一是植物肉,国内肯德基、麦当劳、汉堡王、赛百味等品牌都推出过相关的产品,一般是用豌豆蛋白或大豆蛋白为底,在口感和口味上制成与真肉几近相同的素肉。二是洁净肉,是利用动物干细胞制造出的“人造肉”,从活的鸡鸭鱼牛羊猪身上采集干细胞,然后在工业容器中制造出来的肉,外观、口感类似于传统肉,且拥有同样的分子结构。不过,目前,成熟的、面世的产品较少,值得期待。

  

  三、未来通信无可限“量”

  

  随着科技的发展,通信技术呈现出宽频化、大容量、远距离、高保密、数字化、智能化、综合化的趋势,简单来说就是实现“无处不达、无所不包、绝对安全”的愿景目标。目前来说,随着智能终端的快速发展,无线数据流量急剧增加,预计到2030年及以后,5G将不能完全满足未来无线数据流量快速增长的需求,员迫切希望通过6G技术来解决,同时将人类社会重塑成一个无处不在的智能移动社会。然而,传统通信方式建立在加密算法或加密技术基础上,如果计算力足够强大,破解加密算法就有被窃听风险。相比传统的通信方式,量子通信以超高的安全性成为未来通信发展的另一大方向。

  

  量子技术,具体到量子通信这方面,这两年,世界各国的布局和行动还是比较多的,比如美国的“国家量子行动计划”和“量子网络基础设施法案”、欧盟的“量子宣言旗舰计划”、日本“量子技术创新战略”等等。2021年末,兰德公司发布研究报告《量子技术的商业和军事应用及时间表》,报告概述了量子技术的现状及其潜在的商业和军事应用,以及对国家安全的的重大影响,列出了量子技术应用的时间表。同期还发布了《中美量子技术产业评估》报告,量化评估了中美两国量子技术的科学研究、政府活动、私营行业活动和技术成就,认为中国在量子通信技术能力方面领先。纵观全球,我国量子通信技术研发和产业化创新成果走在世界前列。从建成全球首个规模化量子通信网络“合肥城域量子通信试验示范网”,到世界首条量子保密通信骨干线路一“京沪干线”正式开通,再到世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”完成三大科学实验任务、建立人类历史上首次洲际量子保密通信,我国实现了“三步走”战略的一路领跑。

  

  (作者:赵越,副研究员,博士,就职于上海市科学学研究所产业创新研究室,常年作为核心研究力量参与上海市技术预见、产业竞争分析、战略规划课题的研究工作,长期跟踪人工智能、城市民生、生物医药等领域技术发展。)