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科普大佬说6G,AIamp黑客帝 [复制链接]

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8月5日,由智谱AI支持,北京市科委、中关村管委会科普专项经费资助的系列栏目“科普大佬说”第六期于AITIME开讲,本次讲座邀请了来自香港大学电气与电子工程系教授、副系主任黄凯斌老师。

黄凯斌,于新加坡国立大学获得了一级荣誉学士学位和硕士学位,于美国德克萨斯大学奥斯汀分校获得博士学位。他目前是香港大学电气与电子工程系的正教授及副系主任。他现在担任IEEETrans.onWirelessCommunication的执行编委和IEEEGreenCommunicationandNetworking的区域编辑。黄教授曾获得年教育部高等学校科学研究优秀成果奖自然科学二等奖,IEEE通信学会的BestSurveyPaper,奖,年度最佳教程论文奖,年度亚太最佳论文奖,年度亚太杰出论文奖,韩国延世大学优秀教学奖。他在IEEE期刊上发表了90多篇论文,拥有14项授权专利。他于年获得香港研究资助局的ResearchFellowship奖。他在无线电领域的工作被引用了多次。他于-年被ClarivateAnalytics评为高被引科学家并于年被选为IEEE杰出讲师。黄教授因其在多天线技术和无线功率传播的突出贡献于年当选IEEE会士(IEEEFellow)。

目前我们正处在第5代无线电通讯网络被广泛应用的时代之中,下一代就是6G。AI(人工智能)是当前最为火爆的科技领域。尽管黑客帝国是一部20年前的老电影,其中的许多黑科技依然能给6G和AI的技术开发带来很多启发。

Backgroundon“TheMatrix”

黑客帝国中的几类人物主要分为以Neo为代表的自由人类、系统中的虚拟编码Agents(负责追踪并消灭自由人类)以及每天处在睡眠状态并为机器提供能量的被奴役的人类。其中沉睡的人类每天生活在虚拟的世界之中,这令我们不禁思考:虚拟和现实的世界究竟是如何交互的呢?其实6G技术为虚拟世界和真实世界之间的联系提供了无限可能,实现虚拟世界,也是6G最主要的目的之一。下面我们介绍一下6G近些年的发展趋势。

Trend1—RiseofEdgeComputingandAI

十几年前还是云端计算的天下,而计算却在渐渐地从云端转向网络的边缘。如今联网设备数量在大幅增加,如果都采用云端计算则会产生很多问题。毕竟如今每个边缘设备都随着芯片成本的降低而日趋智能化,但是依然受限于计算资源。因此,边缘设备一般都需要连接到网络之中并利用其资源进行计算。把计算推往网络的边缘有几个好处,首先可以很接近边缘的设备,增加其计算能力;第二,这个服务可以减少数据的流量,减少网络的堵塞;第三,网络能够感知设备的位置和需要而提供也智能服务,从而支持设备和人类的交互。鉴于此,边缘AI如今成为学术和工业领域的研究热点之一。

Trend2—IntegratedCommunicationandComputing

在5G的时代,无线电通信,感知,控制,计算等领域都是独立开来的,整个网络设计思想就是把这些模块组装起来。在6G时代,科学家发现该设计思想的不足是以达到达到我们6G的要求,从而推动将这些领域整一体化的革命性设计,特别是通讯和AI的结合。这使得很多人认为6G就是5G+AI.

我们今天主要也将聊一聊6G与AI的结合。

ClassicCommunication—Shannon1.0

数学家香农(ClaudeShannon)奠定了信息通讯领域的理论基础。他希望将一串bits通过一条信道进行无错传输,并提出了上述香农公式——无错信息传输的最高速率。这一公式不仅应用于无线电通讯,还影响一切和信息相关的领域,其中也包括AI。

ImportanceofHelperandTeamwork

我们都知道珠峰登顶很困难,但是如果没有尼泊尔当地的夏尔巴人帮助登山者将装备背到山上,恐怕登山者也不会有那么充足的体力完成珠峰的登顶。由此可见,登山领域中的helper有多么的重要。

Shannon1.0-CodingKeepsBitsSafe

Helper在Shannon的公式中同样很重要。

信道中存在噪声,所以传递的bits可能会出现错误。香农在思考纠正错误并使得结果具有可靠性的方法,其理论基于两方面,分别就是helper和teamwork。

香农提出的编码技术不仅在传输当中加入多余的bits(helper),还将所有的bits串联了起来,从而给予接收机纠错的能力。

Shannon2.0—ConnectedIntelligence

香农为何想要做这些?他首先是希望保证人与人的通信是没有困难的。

人与人之间的信号传输使得你我可以理解对方。当前及未来快要到来的时代也可以称为香农2.0。这一时代,将所有拥有智慧的人和物连接起来。5G时代中,我们只关心人与人、机器与机器之间的通信。而6G时代,人与机器之间的通信也被囊括了进来。

Shannon2.0—ShannonMeetsWarrenandTuring

可以说,整个6G时代之前的无线电通讯都是香农理论在支撑。而6G技术的理论基础来自3个人的研究成果,如上图所示。除了香农,另外2人分别是AI之父Turing和机器翻译之父Weaver。这象征着通讯,AI,和语意的结合。

Shannon2.0-ANewobjective

香农1.0和香农2.0时代可以总结如下:

香农1.0是在建立一条很大的管道,使得很多bits都可以从一边传输到另一边,传输速率越大越好;香农2.0更加注重语义通信,将语义从人传递给人,甚至传递给机器。侧重点从单纯的通信转向了执行一个任务。下面我们将话题转回黑客帝国这部电影,那么它与6GAI又有什么联系呢?

1)Tactile

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