【人工智能】中国工程院院士张平 - 6G技术预计将在人工智能、确定性时延和通感一体化等方面实现突破

　　数字化浪潮下，通信技术如同血脉贯穿现代社会的每个角落。随着5G技术在全球铺开，我们将目光投向未来——6G技术将如何重塑世界？

　　在这一领域，中国工程院院士，北京邮电大学教授、网络与交换技术全国重点实验室主任、国家5G及6G总体专家组专家张平，以其深厚的学术底蕴和前瞻性视野，成为我们探索未来通信技术发展的关键人物。

　　作为移动通信领域的权威专家，张平院士长期致力于移动通信理论研究和技术创新，为中国自主技术跻身国际主流作出基础性贡献。他的研究成果填补了相关领域的国内空白，也为他赢得了国家科学技术进步奖特等奖、一等奖和多项国家技术发明奖和科学技术进步奖。

　　不久前，我国自主搭建的国际首个通信与智能融合的6G外场试验网，验证了4G、5G链路具备6G传输能力的可行性，标志着我国在6G通信领域的研究和实践进入新阶段。该项目便是由张平院士率领团队完成的。

　　最近，张平院士接受了《每日经济新闻》记者（以下简称NBD）专访。在采访中，张平肯定了我国5G建设取得的成果，不过他也指出，5G技术虽然造成了带宽的明显提升，但在应用深度方面并未完全达到预期。面对这些挑战，6G技术被寄予厚望，预计将在人工智能、确定性时延和通感一体化等方面实现突破，引领我们进入一个智能化、泛在化的新纪元。

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人工智能与通信技术融合

是6G技术研究重要内容

　　NBD：您如何评价当前5G技术的全球部署情况，它为6G技术的发展奠基了怎样的条件？

　　张平：全球5G技术的部署在几年前就启动了，各国纷纷响应，尤其是工业化国家，我国在其中表现尤为突出。当前我国在全球部署的5G基站数量占比超过60%，且已积累了数亿用户，大家也明显感知到5G技术的便利性。

　　在讨论5G时，一定要提及4G。在4G时代，技术主要针对的是人与人之间的通信，简而言之，带宽越宽越好。可是随着5G的到来，我们发现仅仅针对人的通信已经不够了，因此5G转变为支持物与物之间、人与物之间的通信。可是经过一段时期的发展，5G在广连接、低时延和高可靠性方面的表现并未达到刚开始的向往，尤其是在固按时延技术方面的突破尚未达到预期水平。因此，在制造业等领域，5G的表现其实不尽如人意。人们认为5G相较于4G并没有实现重大突破，也木有为用户造成质的变化。

　　尽管用户享受到了更宽的带宽，但并没有出现新的“杀手级”应用。例如，我们曾预期5G的“杀手级”应用可能发生在AR和VR领域，但由于手机等终端设备的制约，需要佩戴大型眼镜或头罩才能体验动态虚拟影像，而当前尚未出现特别便利的终端设备。因此，总体而言，5G技术仍在发展之中，并未如预期那样发生“杀手级”应用，对工业等领域造成革命性的影响，这也是我们要发展6G技术的原因。

　　在6G技术的发展早期，我们就充分认识到了5G的不足。例如，除了通信技术外，我们还需要发展感知技术，实现通感一体化。同时，我们也需要重视固按时延等技术，从网络层面创新。另外，6G还要引入人工智能技术，通过通信技术能够使人工智能更加泛在，这些都是我们未来发展的方向。因此，与5G相比，6G将朝着更加智能化的方向发展。如果说4G仅针对人与人之间的通信，5G是实现人、机、物之间的通信，那么6G将使智能更加泛在，这在概念上的区别还是比较大的。

我国在全球部署的5G基站数量占比超过60%

　　NBD：对于当前5G技术在网络覆盖和应用深度上的不足，6G技术能否解决这些问题？

　　张平：在6G技术的发展中，我们已充分认识到这些需求的变化，并有针对性地进行了新的切实需求定义。网络的发展始终以需求为首要考量。过去的切实需求主要针对人，而人的切实需求具有普遍性。我们现在面临的是机器与机器之间，或不同设备、不同工厂之间的通信，它们的切实需求各不相同。每个工厂、每种设备的通信需求及通信技术解决方案都不一样。因此，使用单一技术解决统一需求变得不再可行，供给方和需求方之间存在着矛盾。

　　这表现在需求方本身也在发生变化，过去的切实需求方主要是运营商，而现在需求方已经转变为机器和制造工厂，运营商的角色从需求方转变为供给方。这些变化需要我们通过技术手段来处理，最主要的就是要引入人工智能。将人工智能与通信技术真正融合，是未来6G技术研究的重要内容。

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未来人工智能会朝着

具身人工智能方向发展

　　NBD：您怎么看待人工智能在6G技术中的应用前景？

　　张平：我们要从两个方面来审视这一问题。一是我们把过去依赖统计概率，即信息论的要领来设计通信系统，以实现通信系统中某个模块性能最优的要领改为用现有的人工智能的技术来处理6G全面的设计问题，如机器学习、神经网络和深度学习等。这相当于将通信系统变为一个黑箱，通过模型训练来实现最佳性能，这就是方法论的转变。这种转变相对简单。

　　另一方面，还存在一个认识论上的转变。方法论的转变其实不意味着我们过去的做法是错误的。其实，根据传统方法设计的通信系统也很好。即便6G技术继续沿用传统方法，也是可行的。是否采用机器学习、数据训练等人工智能方法，本质区别不大，因为它们造成的增益没有太大不同。

　　但从认识论的视角来看，我们需要思考通信技术能为人工智能解决哪些问题。这里就涉及具身人工智能的概念，即将人工智能与人类信息系统在大脑中的传递结合起来。举个容易的案例，人类通过感知器官来感知外界，感知后进行认知，然后将认知通过神经网络传输给大脑。大脑对这些信息进行加工处理，最终将感知到的信息转化为行动。我认为将来的人工智能应该朝着具身人工智能的方向发展。

　　具身人工智能应该是类似于人类信息全面的人工智能，我们需要让机器充分掌握人类的能力，让机器也具有“意识”。人类的意识其实是一个从小培养学习的过程，最终能够对所有事情做出智能判断。机器也应该具备这种能力，因此大模型等技术也可以在其中施展作用。

　　但大模型其实是与通信完全不一样的概念，它依赖于算力堆叠，功耗很大，成本很高。机器需要大量的电能和算力来运作。而通信技术强调成本和功耗，如果考虑这些因素，产品将无法销售。

　　如果大模型能够解决对人脑神经元或脑力构造的问题，未来我们可能会更多地构建分布式的、类似于人类的智能。这种结合才会有效。而且这种结合其实不是简单地将大模型与通信技术结合起来，可能还需要做更多的工作。好比通过 物联网 技术来进行感知，通过语义提取来进行认知，提取出最佳信息，而且这种提取对通信的要求其实不高。过去，我们可能需要对通信的每个符号进行特别准确可靠的传递，但现在即便有错误也无妨，只要不把关键信息传递错即可。因此，这可能是一种更好的认知方法。

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人工智能是解决

带宽与功耗矛盾的拐点技术

　　NBD：您曾提到，6G技术将面临几大挑战，其中通信与AI的融合是关键难题，为啥？

　　张平：当前通信技术也面临一个很大的挑战，就是功耗问题。根据香农定理，随着带宽增加，功耗消耗也随之增大，二者之间存在明显的矛盾。我们既需要宽带，又需要低功耗，这在香农的理论框架内是无法解决的。我们务必想法子从认识论上把它克服。

　　克服这一矛盾的关键在于如何利用具身的人工智能。具身的人工智能是我们所找到的一个拐点技术。这种拐点技术意味着我们不能单纯追求带宽的无限扩展，而是在传输进程中，需要对我们所获得的知识先进行认知，将注意力聚焦在我们所期望的关键上。

　　好比在编码方面，我们可能不会对所有传递的符号进行天公地道的编码，对于关键和重点部分，其可靠性要求更高，确保不能犯错；而对于不重要的部分，即便犯错也无关大局。对于机器而言，其通信需求与人类完全不同，机器只需要理解机器所需的信息，而非人类明白的信息。因此，6G未来面临的主要挑战可能就在这里。

　　据我所知，运营商最关注的问题一是全面的开放性，二是怎样降低功耗。目前5G的功耗已经很大，我们提供的5G服务尚未达到功耗的峰值。假如未来AR和VR技术得到更好的发展，功耗将会更大。我们目前正在与企业合作，努力解决功耗问题。将注意力聚焦在我们真正期望的地方，这样功耗将会降低，这从理论上已经证明，它的拐点将会在6G上彰显出来。当然，这也需要产业界、运营商等各方达成共识。但总体趋势就是这样，正如我刚才所讲，矛盾就摆在那里，如果继续沿着传统通信的路线走下去是行不通的，我们务必转向，不能继续沿着香农的延长线一味做下去，因为那样会造成功耗越来越大。

未来人工智能行业市场规模将不断壮 大数据 来源：前瞻产业研究院

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5G与6G之间的界限

不再“泾渭分明”

　　NBD：6G技术的发展对5G网络的演进会有啥影响？您如何看待5G与6G之间的协同发展？

　　张平：目前5G的发展已经到了一个关键期。我刚才讲需求正在发生变化，同时，5G对人工智能的引入在6G也需要持续推进。其实，感知是人工智能的第壹步，首先感知外界，其次对其进行认知，然后再由大模型组成的大脑进行思考、学习和交互。因此，感知是最为重要的一环。过去我们只讲通信，目前我们将感知也加进来了，也就是通感一体化。

　　同时，我们需要更多地考虑确定性时延。不能仅仅告知系统时延的最小值，因为一旦在紧急情境下无法达到最小时延，系统就可能会造成严重问题。好比5G设计完成的远程手术中，如果时延从原来设定的10毫秒因为种种原因增加到20毫秒，可能会造成严峻的后果。因此，我们需要给出确定性的时延，以便根据这一时延来设计手术流程，而不能忽快忽慢。

　　另外，我们需要将人工智能并入通信技术中。现在5G也在发生变化，开始逐渐向目前讨论的6G方向发展。这种转变其实不是坏事，因为技术的演进本就是循序渐进的。移动通信肯定会继续发展。因此，5G和6G之间的界限就不再那么明确，不像4G和5G之间有一个明显的跳跃，从人与人之间的通信转变为人与物之间的通信。

　　6G可能为我们提供了一个范例，就是跟前一代的通信技术其实不是泾渭分明的。就像5G-A是6G的一种尝试，或说一种提前进行的工作，6G会在其基础上进一步完善。

　　NBD：您曾提到“如果说5G的切实需求是一个三边形，6G就是六边形”，能否详细解释一下这个比喻背后的含义？

　　张平：5G需求的三边形分别代表大带宽、广连接、高可靠性和低时延，可是具体“低时延”和“高可靠”是怎样的，其实不清楚。好比不同厂商对高可靠性的要求是不同 的，99.999%和99.99%这两者在质量或价格上存在明显不同。目前我们是用统一的解决方案来满足所有需求，这正是5G目前面临的困扰。运营商做了许多努力，例如提供定制化的服务来满足不同需求。但这实际上成本相当高且不方便。更关键的是，对于物的通信，主导权不应该是运营商，而是设备的拥有者，如工厂主，工厂主才能决定自己所需的信息网络是怎样的。

　　而6G的发展则是在原有的三角形基础上又增加了一个三角形，这个三角形就是我刚才讲的人工智能、确定性时延和通感一体化，这些新增元素就是来弥补5G的不足，让5G能更快地融入实体企业。

　　目前，5G与实体企业融合最好的其实是服务业，因为这些行业信息化水平本身就高，它们有许多需求。其次是矿山行业，它们的切实需求相似，但矿山行业的应用覆盖率也不到20%，因此我们仍有许多工作要做。

　　我认为5G最主要的还是要与实体企业相融合，但目前这一目标远远没达到。原因在于我们最初是根据人的通信模式来设计机器的通信模式，这两者是完全不一样的。目前我们已经认识到了这一点，因此，在讨论6G时我们开始着手解决这个问题。同时，5G也在进行一些实验，为6G提供更好的经验。

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6G降费需更加追求

信息传输的有效性

　　NBD：对于普通消费者而言，我们谈到5G的感受就是网速比4G更快，那6G对我们普通人意味着什么？

　　张平：我认为6G对我们的影响可能会非常大。因为我们将实现智能泛在化，智能泛在化之后，我们能够使 机器人 实现真实的智能化，让 机器人 能够像人一样行动。

　　好比在养老领域，当前的少子化现象造成了许多挑战，但如果有 机器人 帮人去做不愿意做或做不了的事情，好比清理下水道，那么人的生活水平肯定会得到提升。这只是一个小的方面，6G更多的影响可能会体现在对我们生活品质的改变上。

　　当然，这肯定是个漫长的过程。人类是更愿意去写诗的，更愿意在艺术和精神层面上投入精力。我们目前已经让大型模型比人类更聪明，它们能够进行逻辑思考和逻辑推理，它们写诗甚至比人类写的更好。但这未必是我们真正期望的。从伦理角度来审视，我们的目标是让 机器人 为人类服务，而不是反过来支配人类。

　　未来对 机器人 的监察管理，务必有一套程序和治理机制，要保证其行为向善向上，不能让其随意所为。不然，我们肯定面临危险。因此，通信技术是能够阻断 机器人 随意所为的要领。

　　NBD：5G应用有“二八”定律，20%左右用于人与人之间的通信，80%左右用于物与物之间的通信，6G是否也遵循这个定律？

　　张平：我认为，如果我们从技术上消除了人与人之间、机器与机器之间的通信壁垒，那么通信应该是平等的，而非遵循“二八”原则。5G之所以只有20%用于人与人之间的通信，是因为资费问题，这是一个经济问题，很多人可能觉得用不起，因此我们需要把价格降下来。6G也在寻求降费的要领，不是一味追求更宽的带宽，而是追求信息传输的有效性。

　　我认为互联网的好处就在于，从信息角度它能够降低数字化的一些壁垒。因此，我们希望尽快打破“二八”定律，因为人们在享受 数字经济 红利方面应该是平等的。

　　NBD：能否谈谈您对未来通信技术的发展有哪些展望？

　　张平：我认为未来通信技术肯定还要继续发展。通信是现代生活、生产、科研等各领域必备的条件设施，其实不是可有可无。人类的发展过程与通信密切相关，最早的人类通过击鼓传信、烽火传信等方式传递信息，以消除不确定性。通信的核心在于“通”和“信”，即信息的传递和信息的可信度。周幽王“烽火戏诸侯”的案例表明，即便信息被传递，可是不可信，也会造成严重后果。因此，通信不只是信息的传递，更关键的是信息的准确性。通信自由流畅，会为我们造成价值。

　　未来，通信技术还将继续发展，例如在极限环境下的通信，如对太空、月球、火星甚至更远星球的通信。由于电磁波会随时间变化和距离衰减，信号会逐渐减弱，因此通信技术还需要不断进步。人类文明的发展离不开通信技术的发展，这种发展也要跟 量子通信 、智能通信等相融合。

　　我们今天的6G技术，只是试图解决通信的泛在和智能的泛在问题。但对于未来万物之间的通信，包含极限情境下的通信，只是一个开端。人类拥有充分的智慧，并且技术总是向善和向上的，因此能够解决许多当前我们还无法理解的问题。我对通信技术造成的改变持乐观态度。