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技术大咖乌镇话创新未来
2018-01-22   审核人:   (浏览次数:)

编者按:

第四届世界互联网大会于2017年12月3日在乌镇开幕。会议围绕数字经济、前沿技术、互联网与社会、网络空间治理、交流合作五大板块,精心设置了分享经济、人工智能、互联网精准扶贫、未成年人网络保护、数字丝绸之路、国际合作等20个分论坛。其中,“前沿技术领域科学家高峰对话”论坛聚焦前沿技术对人类生活及产业发展带来的变革和创新引领作用。中国工程院院士吴建平、中国工程院院士李培根、中国科学院院士郭华东、中国科学院院士陈和生等出席并做主题演讲,论坛还举行两场主题为“前沿信息技术如何推动基础研究的突破和发展”和“前沿技术带来的产业和社会变革”高峰对话环节。撷取该论坛中部分嘉宾的观点,与读者分享。

技术大咖乌镇话创新未来

吴建平:要在互联网的核心技术上进行创新

吴建平

中国工程院院士,清华大学计算机系主任,网络科学与网络空间研究院院长

互联网是网络空间的基础,云计算、物联网、智慧城市、大数据、人工智能等新兴技术属于通用性的前沿技术。在通用的支撑技术之上,应用在某一个行业、某一个领域属于应用性的前沿技术。在通用的支撑技术之下,最底层的技术,我们称之为基础性的前沿技术。虽然,计算系统、芯片、操作系统等基础性技术常常不为人讨论,但基础性的前沿技术是占有非常重要的地位。

互联网核心技术是互联网的体系结构。互联网的体系结构(The architecture of the Internet)是互联网各部分的组成和相互关系,其中在互联网的层次结构中最核心的是网络层和传输层,特别是网络层,它是连接所有网络的核心所在。

网络层有三个最重要的要素。第一,传输格式。互联网传输是按照统一的传输格式传输,如果用不同的传输格式,则会导致不在同一个空间。如果经过转换,速度会变慢,效率也会降低。IPv4是早期传输格式的定义,由于早期的传输格式不能满足未来的发展要求,所以就出现了新的格式——IPv6。

第二,技术路线。分为有连接、无连接两种。目前,互联网所使用的是无连接技术路线,无连接技术路线决定了现在互联网传输的高效性。

第三,路由控制。路由控制是互联网最核心的技术。它要在传输格式和转换方式相对稳定的情况下,满足互联网发展、应用发展以及通信发展的需求,实现全网最优。这对于公用互联网是很难实现的,公用互联网是实现各个应用之间的平衡,而非追求极端。SDN技术便是解决路由控制的一项技术,即如何在传输格式不变,存储转换方式不变,给用户以特殊的路径,选择优先路径。

互联网体系结构不断发展,互联网技术不断完善。从20世纪80年代开始,IPv4协议一直沿用至今。90年代初期IPv6协议设计并开始大规模使用。尤其近些年来,IPv6下一代互联网的发展达到了一个非常高的速度。IETF(The Internet Engineering Task Force)在2016年年底也发布了重要的声明:从2016年11月份开始,新的协议标准不要求必须支持IPv4,但要求必须支持Pv6。这传递出的信号是:IPv4会被互联网放弃,IPv6才是未来网络建设的唯一的协议标准。早期核心技术解决都是基于IPv4协议,而未来,核心技术将通过IPv6协议解决。

李培根:机器如何从数据中学习

李培根

中国工程院院士,华中科技大学教授

中国正在推进新一代的人工智能,新一代人工智能最大的特点是从数据中学习、从数据提取知识。人工智能应用到制造业急需解决的问题是,如何利用群体智能,即如何将碎片化数据收集,并投入到实际设计和生产阶段。

华中科技大学开发的智能型数控注塑机通过实时采集数据,建立机器状态和制品质量影响模型,让机器可以“记住”产出高品质制品的机器数据,从而提高制品成品率和重复精度。

群体智能不仅可以提高企业产品质量,也能节约企业能源产出。谷歌Alphabet通过管理数据中心控制系统和人工智能程序(DeepMind)将谷歌数据中心总体电力利用效率(Power Usage Effectiveness,PUE)提升15%。DeepMind通过数据中心内几千个传感器收集温度、电量、耗电率、设定值等各种数据,再将数据保存用于训练深度神经网络,继而训练关注未来平均PUE的神经网络。人工智能像是玩游戏一样,将传感器传输的值和参考值作比较再输出,从而得到理想的输出状态。这种模式如果被大规模使用,将大幅提高地球能量转换效率,帮助生产企业提高生产率。

麦肯锡发布的《展望2025:决定未来经济的12个颠覆技术》将“知识工作者自动化”列入其中。对于智能环境下的制造从业者来说,如何通过将工程知识体系转化为“工程智能”,并驱动工业体系和工程基础设施,实现人和机器的重新分工,也值得我们思考。

郭华东:科学大数据驱动的地球环境认知

郭华东

中国科学院院士,中国科学院遥感与数字地球研究所研究员

目前,围绕大数据、大数据资源、大数据经济等方面的讨论精彩纷呈,但在科研领域大数据所起到的作用与热点远不及在社会经济领域。这与科学大数据本身的特点有关。科学大数据属于大数据的一个分支,科学大数据有其自身的特点,除了海量、多元、高价值之外,还有其他数据不具备的特性。科学大数据有内部和外部两种特征,科学大数据具备不可重复性、多维性、计算复杂性等内部特征,外部特征包括大数据内涵,大数据价值,大数据更新速率,大数据获取手段,大数据研究方法或分析方法等。

经过多年研究,我认为要想在科学领域实现真正的科学发现,是离不开科学大数据的。中国科学院经过过去几年的研究积累,已经拥有38PB的地球大数据(BigEarth Data),其中包括关于生物数据、生态数据等大数据资源。BigEarth Data终极目标是建成国际性地球大数据中心,建成先进的地球大数据设施,发展成国际水平的地球大数据的平台,塑造一个可供决策支持的大平台系统。

通过科学大数据可以更清楚地认知我们所生存的环境,预测未来地球生态环境。美国科学家曾预测由于气候变暖导致海平面上升,到21世纪中叶,目前50年一遇级别的洪灾袭击沿海城市的风险将会翻倍。其中,上海将会有四千多万人民受到损失。我们通过调取BigEarthData大数据分析表明,如果假设的前提成立,损失将会更为严重。

陈和生:大科学装置与信息化互促发展

陈和生

中国科学院院士,北京正负电子对撞机国家实验室主任

大科学是基于大科学装置的研究,大科学装置可分为两类,一类是前沿研究领域专用装置,例如高能物理和核物理的加速器、天文望远镜等离子体聚变装置;第二类是多学科交叉研究平台、同步辐射光源、散裂中子源、自由电子激光等。大科学装置是国家创新体系的重要组成部分,为解决经济社会发展和国家安全中战略性、基础性和前瞻性科技问题提供强有力工具,为相关领域前沿研究和高技术发展提供支撑平台的大型设施。我国的大科学数据建设从北京正负电子对撞机开始,十八大以来对大科学装置的研究支持力度逐步加大,大科学装置已然成为综合国力的重要标志。大科学装置产生的大数据是广域化储存和处理,强有力地推动高性能计算、高速网络和海量存储的发展。科学大数据有别于其他网络数据,具有数据关联性强的特点,而且每一科学领域的大数据特点都不同,这就对数据采集、存储、查询、分析等环节提出了巨大的挑战。

信息化贯穿于大科学装置的建设、运行、科学产出全过程。它需依赖于包括网络、高性能计算、大数据及存储等信息化技术条件。同时需要协同工程环境、工程管理等信息化应用系统环境。大科学装置产生大数据,必须依靠信息化存储,传输,分析大数据来开始开展科学活动,实现科学发现。同时大科学装置也有力地推动了信息化进程。

(本文根据“第四届世界互联网大会”嘉宾演讲实录整理,未经本人审阅)

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