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在ICT歷史上，每一次產(chǎn)業(yè)升級都以計算技術(shù)與設(shè)備的革新為主要信號，也不斷融匯新的通信、交互、感知技術(shù)，創(chuàng)造全新的終端能力與應(yīng)用體系。

智能硬件蓬勃興起激發(fā)智能機(jī)發(fā)展新活力

2017年，以智能手機(jī)為突破點(diǎn)的移動互聯(lián)網(wǎng)歷經(jīng)十年，步入巔峰。今年一季度，全球移動用戶數(shù)已達(dá)76億，較去年平穩(wěn)增長4個百分點(diǎn)。全球聯(lián)網(wǎng)智能硬件已達(dá)80億臺，人均擁有量為1.1部，未來5年將快速增長到1.5部。目前，終端市場出現(xiàn)了換擋空白，青黃不接。2016年至2017年上半年，全球智能手機(jī)市場增長過緩，沒有出現(xiàn)復(fù)蘇跡象。

與此同時，移動互聯(lián)網(wǎng)市場發(fā)展亦遵循安迪-比爾定律（硬件提高的性能，會很快被軟件消耗掉），軟件（移動應(yīng)用）與硬件（智能手機(jī)）交替出現(xiàn)技術(shù)瓶頸，也交替刺激著另一端的市場發(fā)展。近兩年來，全球主要應(yīng)用程序商店的APP總量和下載次數(shù)均呈現(xiàn)增長放緩，較多新增應(yīng)用依托HTML5技術(shù)，以更輕量化的方式發(fā)展，導(dǎo)致“軟件吃硬件”所帶來的換機(jī)動力減弱，而4G代通信制式升級的換機(jī)紅利也基本耗盡。預(yù)估2017年智能手機(jī)全球市場增長率仍將保持在3%左右，與2016年基本持平，待印度等新興市場初步飽和后，將轉(zhuǎn)入負(fù)增長。自2015年起，蓬勃興起的智能硬件具有再次激活智能手機(jī)發(fā)展活力，優(yōu)化終端產(chǎn)能結(jié)構(gòu)，促進(jìn)人工智能技術(shù)等新興技術(shù)成熟，加速信息消費(fèi)發(fā)展進(jìn)程的重要作用。

人工智能“反哺”智能硬件實(shí)現(xiàn)真智能

反觀之，人工智能技術(shù)又成為幫助智能硬件產(chǎn)品形成真正智能能力的新技術(shù)動力。近日，中國信息通信研究院兩化融合研究所集成電路與軟件部主任李婷在接受飛象網(wǎng)采訪時表示，人工智能“反哺”智能硬件體現(xiàn)在三方面：一是改變信息的獲取方式，形成多維數(shù)據(jù)池，開拓新的應(yīng)用場景和終端形態(tài)。語音識別與圖像識別等感知智能技術(shù)發(fā)展趨于成熟，傳統(tǒng)的無法長時間進(jìn)行鍵盤輸入、屏幕關(guān)注的場景中均可以使用語音識別、手勢識別進(jìn)行操作，極大拓展了家電、汽車、無人機(jī)、消費(fèi)領(lǐng)域機(jī)器人的使用時長，也可以開展大量基于圖像和語音的應(yīng)用設(shè)計，如輔助駕駛、食品標(biāo)注、安保防爆等。

其次是改變信息的認(rèn)知方式，幫助使用者完成任務(wù)和豐富經(jīng)驗(yàn)。在處理經(jīng)濟(jì)行為、社會行為和情感表達(dá)等問題上，人工智能與以人為節(jié)點(diǎn)的綜合數(shù)據(jù)集結(jié)合，能夠借助先驗(yàn)邏輯解決現(xiàn)階段人工智能訓(xùn)練中邏輯機(jī)理不明的問題。

三是改變智能能力和商業(yè)模式。今天的“智能”已經(jīng)升級，人們不是在已知計算邏輯的前提下讓計算機(jī)來做計算實(shí)現(xiàn)，而是通過設(shè)定方法、調(diào)試參數(shù)，來幫助計算系統(tǒng)自己尋找解決問題的規(guī)則�！叭�，今天的機(jī)器翻譯無需人類親自尋找不同語言浩瀚、細(xì)膩的語言規(guī)則，而是輸入兩種語言的對應(yīng)語料，由機(jī)器自己建立翻譯規(guī)則，輸出結(jié)果�！�

據(jù)李婷介紹，在未來2-3年中，智能硬件規(guī)模產(chǎn)品主要集中于智能手機(jī)、智能機(jī)器人、虛擬現(xiàn)實(shí)、智能家居和無人機(jī)五類產(chǎn)品。

目前來看，智能手機(jī)已經(jīng)進(jìn)入了市場深耕期。計算、存儲、顯示等上游器件成本持續(xù)上升，刺激全球先進(jìn)OEM廠商競爭加劇，紛紛加快對5G、3D攝像、全面屏等前沿領(lǐng)域投入，帶動先進(jìn)器件、模組提早商用；積極盤活移動終端側(cè)的綜合數(shù)據(jù)優(yōu)勢，采用人工智能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對手機(jī)用戶百余個指標(biāo)的行為畫像刻畫，大幅提升了線上線下的應(yīng)用分發(fā)、電子商務(wù)、消費(fèi)推薦的命中率，升華了終端內(nèi)置的日程安排、相冊導(dǎo)航、應(yīng)用搜索的能力，即將實(shí)現(xiàn)基于人臉、眼紋、3D指紋等更精準(zhǔn)識別技術(shù)的金融支付、互動操作和屏幕解鎖等功能。

智能機(jī)器人和智能家居則開始形成清晰的產(chǎn)品定位。圖像識別、語音控制等交互技術(shù)的紅利逐步轉(zhuǎn)至智能機(jī)器人與智能家居領(lǐng)域，使其開始擺脫單純的自動化、聯(lián)網(wǎng)化，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的“聽”“看”“說”“動”，特定場景下的自動化、自適應(yīng)、交互性等核心能力大幅提升。智能機(jī)器人由簡單的搬運(yùn)、生產(chǎn)等逐步擴(kuò)展至醫(yī)療、陪護(hù)、教育等更高度擬人化領(lǐng)域，智能家居開始出現(xiàn)以智能音箱等為核心控制中樞的智能化生態(tài)，新的技術(shù)推動新的產(chǎn)品定位悄然成型。

無人機(jī)和虛擬現(xiàn)實(shí)仍處于產(chǎn)品性能提升期。以智能飛控為核心的無人機(jī)平臺逐步成熟，智能避障、手勢控制、集群控制等技術(shù)使無人機(jī)功能錦上添花，并進(jìn)一步豐富無人機(jī)應(yīng)用與配套服務(wù)，產(chǎn)生新的服務(wù)需求和服務(wù)形式。但是，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的積累尚未足以支撐質(zhì)變的誕生，近眼顯示、追蹤交互、渲染處理等技術(shù)性能指標(biāo)仍需進(jìn)一步提升，應(yīng)用場景與內(nèi)容服務(wù)還相對匱乏。

白皮書深度解析促行業(yè)突破瓶頸再發(fā)展

針對以上這種種趨勢，在近日的“ICT 高層論壇2017移動智能終端峰會暨智能硬件生態(tài)大會”上，中國信通院發(fā)布了《智能硬件產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書（2017年）》（以下簡稱“白皮書”），這是在《移動智能終端暨智能硬件白皮書（2016）》基礎(chǔ)上的延續(xù)和創(chuàng)新。白皮書對智能硬件技術(shù)產(chǎn)業(yè)的總體狀況進(jìn)行了描述和闡釋，總結(jié)了國際國內(nèi)智能硬件產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新情況與新進(jìn)展，對產(chǎn)業(yè)發(fā)展的問題與挑戰(zhàn)進(jìn)行了分析和總結(jié)。

此外，白皮書還對計算、感知、通信三大核心技術(shù)的進(jìn)展進(jìn)行了梳理總結(jié)，明確了智能技術(shù)在改造硬件從“智能”走向“智慧”的過程中的核心地位；闡述了全球智能手機(jī)、機(jī)器人、無人機(jī)、虛擬現(xiàn)實(shí)、智能家居五大規(guī)模產(chǎn)品的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢；通過分析智能硬件在電商、醫(yī)療、交通等傳統(tǒng)行業(yè)的應(yīng)用，總結(jié)出智能硬件在行業(yè)應(yīng)用中開辟新的虛擬物理空間、擴(kuò)展虛擬空間與物理空間接口、進(jìn)一步替代人類在物理空間中的勞動的三大特征。

李婷指出，白皮書同樣對我國智能硬件產(chǎn)業(yè)主要進(jìn)展進(jìn)行了及時總結(jié)，對應(yīng)于全球發(fā)展趨勢，從核心技術(shù)、規(guī)模產(chǎn)品、智能應(yīng)用三個方面概述了我國智能硬件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展進(jìn)展，總結(jié)出國內(nèi)智能硬件核心技術(shù)初具突破條件、終端產(chǎn)品即將到達(dá)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)、成熟智能硬件應(yīng)用模式已經(jīng)形成的特點(diǎn)。分析了未來面臨的問題與挑戰(zhàn)，從補(bǔ)足基礎(chǔ)智能芯片和基礎(chǔ)軟件短板、建立基于智能技術(shù)的硬件產(chǎn)業(yè)生態(tài)、打破應(yīng)用滲透壁壘、提高對硬件設(shè)備和數(shù)據(jù)安全的重視等方面對產(chǎn)業(yè)發(fā)展所面臨的問題與挑戰(zhàn)進(jìn)行分析與總結(jié)，概述了我國智能硬件產(chǎn)業(yè)發(fā)展的不足與瓶頸。

在李婷看來，智能硬件產(chǎn)業(yè)發(fā)展到如今，面臨的挑戰(zhàn)有太多，包括數(shù)據(jù)使用問題、生態(tài)營造問題，但最核心的問題還是技術(shù)問題，2015年-2017年間智能硬件滲透至社會生活的諸多角落，細(xì)分種類難以計數(shù)，形態(tài)、功能、服務(wù)的快速升級迭代，對前端器件性能不斷提出智能化、集成化、柔性化需求，使得產(chǎn)業(yè)鏈上游之爭越發(fā)關(guān)鍵，硬件門檻不降反升。這也是2015年以來，諸多試圖以服務(wù)輕優(yōu)勢步入硬件市場的探索落敗的原因，而2017年以后，因人工智能的發(fā)展，對基礎(chǔ)器件的性能需求也進(jìn)一步推高，具體包括三方面：

一是，決策智能推動計算與存儲架構(gòu)多元化發(fā)展。面對兼顧持久續(xù)航和高能效圖像影音處理能力的智能手機(jī)、無人機(jī)等消費(fèi)類終端應(yīng)用，具備低至數(shù)瓦級的功率損耗和高能效計算能力的人工智能芯片才能滿足應(yīng)用需求。面對低時延、大數(shù)據(jù)量計算任務(wù)的車載終端，實(shí)時、高吞吐量的人工智能芯片才能保證用戶的安全駕駛體驗(yàn)。而為了完成終端智能，云端高通量、并行化、密集型的數(shù)據(jù)中心計算任務(wù)也需要新一代的流計算架構(gòu)和與之匹配的存儲、I/O接口設(shè)計。在多元化需求的驅(qū)動下，智能硬件計算器件圍繞異構(gòu)綜合調(diào)度能力和AI專用計算兩方面提升，存儲器件也向高可靠性、高耐久性、更快讀寫和更大容量等方向發(fā)展。

二是，感知計算依賴感知器件和終端側(cè)計算的共同進(jìn)步。新場景、新應(yīng)用下的感知智能為傳感技術(shù)發(fā)展帶來新的挑戰(zhàn)。伴隨語音識別技術(shù)的迅速成熟，智能家庭服務(wù)機(jī)器人、智能家居等智能硬件產(chǎn)品已開始通過語音交互的方式，更加直接、快捷的傳遞信息與控制命令，但實(shí)際應(yīng)用場景下嘈雜環(huán)境、遠(yuǎn)場拾音、全向收音等因素對音頻傳感產(chǎn)品的器件集成、數(shù)據(jù)融合、降噪算法等技術(shù)提出更高要求。除語音交互方式外，當(dāng)前高端智能手機(jī)、安防監(jiān)控、智能電視、智能車載設(shè)備已開始部署人臉識別、眼球追蹤、手勢識別等新型交互方式，但由于平面信息承載的特征點(diǎn)較少且唯一性弱等問題，傳統(tǒng)2D視覺感知產(chǎn)品已無法滿足各類應(yīng)用的安全性、準(zhǔn)確性要求，急需向具備3D感知能力的傳感技術(shù)方向演進(jìn)，多器件、多算法、多模塊的集成與創(chuàng)新成為傳感技術(shù)的重要發(fā)展方向。此外，VR/AR動態(tài)感知、操作手柄控制、智能機(jī)器人動作控制等采用的加速度計、陀螺儀等慣性傳感產(chǎn)品的性能還需進(jìn)一步提升。

三是，近眼顯示與交互式視覺體驗(yàn)類智能硬件對現(xiàn)有顯示技術(shù)提出巨大挑戰(zhàn)。虛擬現(xiàn)實(shí)等設(shè)備創(chuàng)新啟發(fā)意義巨大，帶動“近眼顯示”技術(shù)體系創(chuàng)新：真實(shí)的沉浸體驗(yàn)要求屏幕刷新率需達(dá)到90Hz以上；為防止眩暈、保持畫面連續(xù)性，更要求顯示器件響應(yīng)時間達(dá)到毫秒級；為實(shí)現(xiàn)更高清晰度與無顆粒感觀看體驗(yàn)，則需要單眼分辨率達(dá)到1920*1920；同時為增強(qiáng)沉浸感，也需要實(shí)現(xiàn)盡可能大的視場角；圍繞健康護(hù)眼等人因需求指標(biāo)，還需應(yīng)用針對人眼雙目視覺特性的光學(xué)鏡片、光路設(shè)計和圖像處理技術(shù)。智能汽車正在締造僅次于手機(jī)的第二大顯示市場，加快對交互式屏幕體驗(yàn)的探索：車內(nèi)多應(yīng)用部位的需求，則要求顯示屏具備柔性異型顯示功能，包括可彎折、可卷曲、可折疊等特性；車內(nèi)交互功能多樣化，則要求顯示屏具備曲面觸控、觸覺反饋、壓力感應(yīng)等功能；同時車載環(huán)境對操作的局限，也需要更自然、更準(zhǔn)確的觸控、語音、手勢、眼控技術(shù)發(fā)展。

有數(shù)據(jù)預(yù)測，預(yù)計到2018年，我國智能硬件產(chǎn)品可服務(wù)的總體市場規(guī)�？梢赃_(dá)到5000億元，到2020年可以達(dá)到萬億元的水平。面對如此龐大的市場，信通院對其后續(xù)工作的展開已然做好準(zhǔn)備，“信通院院正在加快制定5G相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，積極推動在車聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)場景優(yōu)化；做好終端入網(wǎng)服務(wù)與評估工作；積極整理各大產(chǎn)品發(fā)展中的數(shù)據(jù)、知識產(chǎn)權(quán)和安全研究，提供相關(guān)服務(wù)；依托終端聯(lián)盟，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)上下游合作。”