2019年度全球工程前沿研究报告

来源:JAS自动化学报英文版

1. 工程研究前沿

1.1 Top 10 工程研究前沿发展态势

信息与电子工程领域 Top 10 工程研究前沿涉及电子科学与技术、光学工程与技术、仪器科学与技术、信息与通信工程、计算机科学与技术、控制科学与技术等学科方向。其中,“面向光互联、光计算及光传感的硅基集成光子器件”、“面向5G 的大规模天线无线传输理论与技术”、“人工微纳结构对光及电磁场的调控”基于科睿唯安高被引聚类得出;“类脑智能”来自美国、欧盟、中国等 8 个国家或地区近两年自然科学基金资助项目主题聚类分析;“新一代神经网络及其应用”基于 SciVal 主题显著度分析得出;“天地一体化组网”、“脑成像技术”、“感知 – 通信 – 计算 – 控制协同融合理论与方法”、“混合增强智能”、“量子化精密计量 / 测量技术与相关理论”由专家补充。 

(1)类脑智能 

(2)天地一体化组网 

(3)脑成像技术 

(4)感知 – 通信 – 计算 – 控制协同融合理论与方法

(5)混合增强智能

(6)面向光互联、光计算及光传感的硅基集成光子器件

(7)面向 5G 的大规模天线无线传输理论与技术

(8)人工微纳结构对光及电磁场的调控

(9)量子化精密计量 / 测量技术与相关理论

(10)新一代神经网络及其应用

1.2 Top 3 工程研究前沿重点解读

1.2.1 类脑智能

2000 年以来,发达国家相继启动神经形态计算系统研制。2017 年5 月综述论文“A Survey of Neuromorphic Computingand Neural Networks in Hardware” 统计, 从1985 年开始,神经形态技术相关的论文数量快速增长,累计 2682 篇,表明类脑系统工程技术实现是类脑智能方向发展的主力。

我国在类脑智能方面的相关研究超过 10 年。2015 年 9 月,北京市启动实施“脑科学研究”专项,“脑认知与类脑计算”作为两大任务之一,从理论基础研究、类脑计算机研制和类脑智能应用 3 个层次布局了 9 方面任务,包括:大脑结构解析平台、认知功能模拟平台、神经形态器件、类脑处理器、机器学习芯片、类脑计算机、视听感知、自主学习和自然会话。专项调动了本地区脑科学研究力量协同攻关重大共性技术,取得了重要进展,例如:清华大学施路平团队提出了类脑混合计算范式架构,开发了“天机”系列类脑芯片,成果 2019 年作为封面文章发表在《Nature》;北京大学黄铁军团队对灵长类视网膜进行高精度解析仿真,提出模拟视网膜机理的仿生视频脉冲编码模型,2018 年研制成功脉冲阵列式超速全时仿视网膜芯片,“超速”人眼千倍。国家级研究层面,2016 年以来“脑科学与类脑智能”重大科技项目实施方案正式编制,预计不久将会启动。2018 年科技部发布“科技创新 2030——新一代人工智能”重大项目指南,明确将神经形态技术和芯片列为重要研究方向。

1.2.2 天地一体化组网

针对天地一体化网络规模庞大、拓扑结构呈现立体多层次化和高度异构性、业务种类繁多的特点,设计出一套结构清晰、功能简洁、易于高效实现的网络体系结构,这是天地一体化网络技术研究需要解决的首要问题。目前世界上主要国家和地区的发展重点为:美国致力于商用天地一体化网络的大规模建设,如 Starlink 大规模制造并发射低成本低轨卫星、Google Loon 项目推进到商业化阶段;欧盟致力于卫星 – 地面网络与 5G 网络融合,重点研究与网络功能虚拟化 / 软件定义网络(SDN/NFV)的结合,H2020计划中的多个项目已建成原型;我国已设立天地一体化信息网络重大工程,启动低轨卫星网络建设计划。天地一体化组网技术研究主要围绕以下几个方向开展。

(1)地 / 海 / 空 / 天一体化的组网架构设计

(2)适用于大规模、高异构性的空间网络协议族

(3)高动态轻量级移动性切换机制

(4)多维网络资源协同管理控制技术

1.2.3 脑成像技术

我们正在亲历一场关于脑 – 智自然观的革命性转变。脑科学研究具有科学前沿和综合交叉的双重特征,脑成像技术是深入解析脑功能联结组的有效手段。近年来,脑科学基础研究发展迅猛,人工智能、脑机接口技术方兴未艾,脑科学研究已迈入黄金时期。随着脑科学研究的逐步深入,科学家在脑成像技术方面提出了更高目标,重点探索如何将脑组织结构的宏观、介观与微观有机融合,绘制脑功能连接图谱,以系统性把握脑组织的结构与功能,开发并优化光、声、电、磁遗传学等非入侵性工具应用于神经与精神疾病。脑成像技术的主要发展方向为:

高分辨率的大脑结构解析方法和技术,包括高通量三维结构、功能成像与样品处理新技术,图像数据处理分析新方法,用于实现以细胞分辨率对不同物种全脑神经元类型、联结与活动的快速定量解析;

大范围、深穿透度的在体高分辨光学成像等新技术,用于实现清醒和自由活动动物神经活动的高时空分辨率解析;

光电关联等超微成像新技术,用于实现对神经突触等亚细胞结构的超微解析和定量表征。

2. 工程开发前沿

2.1 Top 10 工程开发前沿发展态势

信息与电子工程领域 Top 10 工程开发前沿涉及电子科学与技术、光学工程与技术、仪器科学与技术、信息与通信工程、计算机科学与技术、控制科学与技术等学科方向。其中,“图像视频分析识别系统与技术”、“基于微纳电子技术的传感器开发”、“手术机器人技术”基于科睿唯安专利地图分析得出,其余 7 项为专家推荐。

(1)毫米波高速通信技术

(2)超精密仪器技术及智能化

(3)图像视频分析识别系统与技术

(4)基于微纳电子技术的传感器开发

(5)手术机器人技术

(6)高能效人工智能芯片技术

(7)基于石墨烯等纳米新材料的传感器单元及测量技术

(8)柔性可穿戴光电子器件应用技术

(9)物联网安全检测技术

(10)基于合成孔径雷达的图像处理、目标识别与特征学习

2.2  Top 3 工程开发前沿重点解读

2.2.1 毫米波高速通信技术

5G 毫米波通信系统网络设备主要包括基站(BS)和核心网(N)。BS 主要包括有源阵列天线单元(AAU)和基带单元(BBU)。其中,AAU 通常为天线、射频与基带预处理一体化集成形态,并采用大规模 MIMO 技术克服较高的路径损耗,终端主要采用分组相控阵。目前,5G 毫米波 AAU 一般采用较大规模天线阵列(如 256 根),用于提高传输速率和系统容量,其中多通道、高性能一体化射频集成技术被广泛采用。针对毫米波终端,考虑体积、能耗、成本的约束,架构一般采用较小规模的天线阵列(如 4 根),且天线和射频芯片的一体化集成以毫米波前端模组形式出现。毫米波多通道高集成度芯片成为技术攻关方向,拟在同一块芯片上集成多个射频收发通道,进而减小体积、成本和功耗,由此支持毫米波基站和终端的小型化。为提高毫米波系统性能,对封装技术提出严格要求,发展以封装天线为代表的先进技术来实现天线和射频多通道芯片的一体化集成。此外,高集成度给评估系统性能带来挑战,传统的指标测试失效,基于空口的测量技术应运而生。相应的测量标准、测量设备和测量方法正在深入研究。

2.2.2 超精密仪器技术及智能化

一个国家仪器技术的发展水平往往标志着这个国家的创新能力、科学技术发展水平及核心竞争能力。世界科技强国都是仪器强国。超精密仪器技术是构建国家测量体系、引领科学探索、实现技术创新的必备手段,也是支撑精准医疗和高端装备制造业高质量发展不可或缺的手段。超精密仪器一直引领着世界科学探索和尖端工业的发展。截至 2018 年,诺贝尔奖总数为 374 项,其中约 72% 的物理学奖、81% 的化学奖、95% 的生理学或医学奖都是借助相关尖端仪器完成的。超精密仪器呈现精密化、集成化、网络化和智能化等发展趋势。

(1)新原理仪器的研发。

(2)计量基标准技术趋向量子化。

(3)测量仪器朝着网络化、智能化方向发展。

2.2.3 图像视频分析识别系统与技术

随着智能手机和高清摄像头的普及、各类短视频网站和直播平台的爆发,越来越多视频数据需要快速准确处理和分类。根据互联网公开数据,中国智能手机数量已达 13 亿人次,视频监控摄像头已超过 2 亿个,海量视频数据的高效分析需求成为驱动图像视频分析识别技术快速发展的首要推动力。图像视频分析识别的核心技术可分为 3 个层次:

①特征提取

②目标检测、分割、识别、检索

③目标跟踪、场景理解、视频摘要、行为检测与识别、多摄像头信息融合等

第 1 层次技术较为底层,早期主要使用人工设计的特征提取算法,如方向梯度直方图(HOG)、尺度不变特征变换(SIFT)、局部二值模式(LBP)、哈尔特征(Harr)等方法;近年来,随着深度神经网络特别是卷积神经网络的发展,显式的特征提取过程已被“端到端”的神经网络取代。第 2 层次技术更多针对单幅图像分析,同样随着深度神经网络发展,上述任务大多可以在分类识别网络基础上,对部分网络结构进行修改即可实现。第 3 层次技术,需要对一路甚至多路视频进行综合分析,在单帧图像分析基础上,结合诸如空间、语音、摄像头相对位置等信息,完成更为抽象和复杂的分析识别任务。

未来智能实验室是人工智能学家与科学院相关机构联合成立的人工智能,互联网和脑科学交叉研究机构。

未来智能实验室的主要工作包括:建立AI智能系统智商评测体系,开展世界人工智能智商评测;开展互联网(城市)云脑研究计划,构建互联网(城市)云脑技术和企业图谱,为提升企业,行业与城市的智能水平服务。

  如果您对实验室的研究感兴趣,欢迎加入未来智能实验室线上平台。扫描以下二维码或点击本文左下角“阅读原文”

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.mzph.cn/news/488644.shtml

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈email:809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

python取数字第一位数_python基础:8.切片和缩进

0.前言如果可以的话,请先关注(专栏和账号),然后点赞和收藏,最后学习和进步。你的支持是我继续写下去的最大动力,个人定当倾囊而送,不负所望。谢谢!!!1.前提基…

python图像_Python图像处理库(PIL)

Python Imaging Library为您的python程序添加图像处理能力。这个库提供广泛的文件格式支持、高效的内部表示和相当强大的图像处理能力。 核心图像库是为快速访问几种基本像素格式图像设计的。它能为一般的图像处理工具提供一个可靠的基础。 这个Pythonic library可以 装载和保存…

怎么开通手机信息服务器,如何用手机建立网站

如何用手机建立网站 内容精选换一换本文以营销版网站配置为例,介绍如何通过云速建站服务快速创建一个网站。云速建站操作简单方便,只需四步,就可以轻松创建一个网站。建站流程开通网站:包括购买营销版站点、购买精美模板(可选)和安…

cmd测试cuda安装_安装:anaconda+cuda+pytorch+pycharm

每次安装都要在网上各种搜索,为了下次安装的时候简单一点,把对我安装帮助较大的链接整理了一下,整个过程仅供参考:除了pycharm,其他位置均不建议更改默认位置,建议全程可开着cmd1、anaconda安装直接下载&am…

AI会完美的执行我们设定的目标,但这不是一个好消息

来源:混沌巡洋舰导读: 科普网站quanta magazine上一篇名为 Artificial Intelligence Will Do What We Ask. That’s a Problem的文,是关于AI与人际交互时,如何满足更好的理解人类需求。该文的核心观点是:通过教机器理解…

浏览器 刷新页面后回到顶部_推荐 3 个实用的 chrome 浏览器扩展

The Great Suspender同时打开太多的网页会极大的消耗电脑系统资源。The Great Suspender 会把长时间不用的网页冻结,从而释放被这些网页占据的内存和 CPU。扩展安装完成后,会自动跳出设置界面。你可以设置「多久后自动冻结标签」,建议选择一个…

华为服务器更换主板后怎么进系统,服务器更换主板

服务器更换主板 内容精选换一换华为云帮助中心,为用户提供产品简介、价格说明、购买指南、用户指南、API参考、最佳实践、常见问题、视频帮助等技术文档,帮助您快速上手使用华为云服务。如果弹性负载均衡实例使用的证书过期或者其它原因需要更换&#xf…

圆弧半径计算图解_刀尖圆弧半径补偿G40,G41,G42 左补偿右补偿你真的能搞清楚吗...

当编写数控轨迹代码时, 一般是以刀具中心为基准。 但实际中, 刀具通常是 圆形的,刀具中心并不是刀具与加工零件接触的部分, 所以刀具中心的的轨迹应 偏离实际零件轨迹一个刀具半径的距离。 简单的将零件外形的轨迹偏移一个刀具 半…

python tensorflow多个输入_十分钟带你入门最新Python的AI库TensorFlow 2.0

去年11月,TensorFlow庆祝了它的第三个生日。多年来,它成为最受欢迎的ML 框架之一,并拥有了大量的粉丝。TensorFlow庆祝了它的第三个生日谷歌将这个框架融入Java,C ,JavaScript,最重要的是融入主要的数据科学…

人脑为何能够快速学习新知识? 用AI的视角来分析

来源:混沌巡洋舰相比机器,人脑擅长快速的跨任务学习和泛化推理, 或者说叫做卓越的元学习能力。我们说人类站立在这个迅速变化的危险世界面前,快速适应新任务的元学习能力事关生死。这种能力是目前的深度学习人工智能所完全不具备的…

lwip协议栈实现服务器端主动发送,lwip协议栈源码详解说明 - 全文

1、LWIP的结构lwip是瑞典计算机科学院(SICS)的Adam Dunkels 开发的一个小型开源的TCP/IP协议栈。实现的重点是在保持TCP协议主要功能的基础上减少对RAM 的占用。LWIP(Light weight internet protocol)的主要模块包括:配置模块、初始化模块、Nef模块、mem(memp)模块、…

中希尔排序例题代码_超全面分析十大排序算法

点击上方“零一视界”,选择“星标”公众号资源干货,第一时间送达作者 | 不该相遇在秋天责编 | 程序员小吴前言本文全长 14237 字,配有 70 张图片和动画,和你一起一步步看懂排序算法的运行过程。预计阅读时间 47 分钟,强…

eslint规范_代码规范化之Vue篇

写在前面代码规范化的重要性不在这里展开了。这一篇讲了Vue项目下如何做代码规范化的事情,主要涉及了eslint、prettier、huskylint-staged、onchange、editorConfig这几个角色。另外,虽然配置限于Vue项目,但整个思路也可以作为其他项目代码规…

人类为什么不会被人工智能取代?

来源:人机与认知实验室〔摘要〕文章旨在对人工智能的技术本质进行分析,以回应为什么人类不会被人工智能取代的问题。通过历史分析的方法,以“器官投影说”等技术哲学思想作为分析工具,回顾了人工智能技术的历程。发现在理论上&…

工作组服务器操作系统,工作组服务器操作系统

工作组服务器操作系统 内容精选换一换弹性云服务器操作系统无法正常启动时,或云服务器系统运行正常,但需要对系统进行优化,使其在最优状态下工作时,用户可以使用重装弹性云服务器的操作系统功能。重装操作系统后弹性云服务器IP地址…

270 扩展固态硬盘_游戏人的扩展坞应该是怎样?

为何现在越来越多的游戏爱好者开始使用游戏扩展坞?原因其实很简单,如今游戏笔记本也慢慢往轻薄本发展,拓展坞的加入可让笔记本实现台式机的玩机体验,通过扩展坞可以实现现在许多游戏本不具备的功能,比如外接超高清显示…

几十亿打水漂!世界最大移动通信展MWC因疫情33年来首次取消,多方损失惨重...

资料来源:新智元、AI前线物联网智库 整理发布转载请注明来源和出处北京时间2月13日早晨(今晨),世界移动通讯展(MWC)主办方GSMA正式宣布取消原定于本月24日至27日在西班牙巴塞罗那举办的MWC2020展会。这也是…

eslint vscode 自动格式化_vscode保存代码,自动按照eslint规范格式化代码设置

vscode保存代码,自动按照eslint规范格式化代码设置编辑器代码风格一致,是前端代码规范的一部分。我们现在前端绝大部分都在使用eslint,或者将要把代码改为eslint,那么此时我们怎么方便使用这个规范呢,下面我来介绍一下…

虚拟化服务器类型,虚拟化服务器类型

虚拟化服务器类型 内容精选换一换本次Ceph集群使用TaiShan服务器部署,三个Ceph节点采用三台为TaiShan 200服务器(型号2280);K8s节点两台均采用TaiShan 200服务器(型号2280)。每台服务器配备4个SAS HDD,一块用做OS盘,三块用作存储盘…

异常01

一、异常对象的产生原因和处理方式 二、异常的抛出 1 public class Demo01 {2 /*3 * Throwable:Exception、Error4 * Exception->RuntimeException5 * 异常中的关键字:throw,在方法内部,抛出异常6 * 7 * 方法中声明…