蔡依萍，華辰燁，袁慶達

（上海對外經(jīng)貿(mào)大學(xué)，上海 201619）

全真互聯(lián)是一種將多種終端和形式相結(jié)合的技術(shù)集合，旨在通過數(shù)實融合創(chuàng)新模式來實現(xiàn)對真實世界的全面感知、連接和交互[1]。它融合了網(wǎng)絡(luò)通信、物聯(lián)網(wǎng)、虛擬現(xiàn)實、區(qū)塊鏈和人工智能等多種新技術(shù)集成數(shù)據(jù)、內(nèi)容、應(yīng)用場景和社交形式，使用戶能夠?qū)崟r在線制作和編輯內(nèi)容。其主要發(fā)展特征包括全真體驗、無限連接、自由協(xié)同及數(shù)實融合，這些特征是全真互聯(lián)不斷發(fā)展的基石[2]。AI 還可以通過智能化的算法和模型來優(yōu)化全真互聯(lián)系統(tǒng)的性能，并不斷進行學(xué)習(xí)和進化，以應(yīng)對不斷變化的環(huán)境和需求。因此，AI 在全真互聯(lián)實現(xiàn)過程中的作用不可或缺，為全真互聯(lián)的成功發(fā)展提供了強有力的支持。

1 全真互聯(lián)所需的人工智能技術(shù)

1.1 機器學(xué)習(xí)（ML）

機器學(xué)習(xí)是指不需要直接指導(dǎo)，即可利用數(shù)據(jù)的數(shù)學(xué)模型來幫助計算機學(xué)習(xí)的過程。機器學(xué)習(xí)技術(shù)正朝著技術(shù)趨勢方向與計算體系方向飛速發(fā)展，未來將朝向即興學(xué)習(xí)、社會機器學(xué)習(xí)等技術(shù)層面演進。機器學(xué)習(xí)通過實現(xiàn)智能決策、個性化和自動化，在構(gòu)建全真互聯(lián)世界的過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用。機器學(xué)習(xí)可幫助實現(xiàn)個性化，其可被訓(xùn)練來分析用戶數(shù)據(jù)和行為，從而在全真互聯(lián)內(nèi)創(chuàng)造出高度個性化的體驗。這可能包括對虛擬商品或服務(wù)的推薦、個性化的內(nèi)容或定制的用戶界面。也可幫助進行智能代理、進行預(yù)測性分析、實現(xiàn)自動化等等。

1.2 自然語言處理技術(shù)（NLP）

處理自然語言的關(guān)鍵是要讓計算機“理解”自然語言，而自然語言指英語等人類語言，而不是指計算機語言的形式語言。NLP 框架被設(shè)計為有效地處理文本數(shù)據(jù)，使機器能夠直接理解非結(jié)構(gòu)化文本[3]。在全真互聯(lián)世界里，人與人、人與物的交互大多通過自然語言的形式，而讓計算機理解這些自然語言，并對這些語言做出相應(yīng)的反應(yīng)，需要自然語言處理技術(shù)。甚至可解決全真互聯(lián)的一大問題即跨所有語言的即時翻譯，對視覺障礙人士的圖像識別、分解自然語言如英語，將其轉(zhuǎn)換為機器可讀的格式，從而可做到無差別對話，保障每個人享受全真互聯(lián)的權(quán)益。

1.3 計算機視覺技術(shù)（CV）

計算機視覺技術(shù)又稱為圖像理解，是通過計算機進行人類視覺觀察與分析圖像的視覺過程，旨在使計算機和系統(tǒng)能夠從數(shù)字圖像、視頻和其他視覺輸入中獲得高水平的理解[4]。全真互聯(lián)需要三維世界的立體呈現(xiàn)，人工智能對圖像的處理與呈現(xiàn)如今在二維層面已經(jīng)可以完成，而三維立體的打造需要更高標準的計算機視覺技術(shù)。而計算機視覺框架的搭建在模擬城市建設(shè)、虛擬場景布置中有極大的作用。

1.4 數(shù)字孿生（DT）

作為數(shù)字化的現(xiàn)實世界實體，DT 能夠同步經(jīng)營性資產(chǎn)、流程和系統(tǒng)及常規(guī)操作（如監(jiān)控、可視化、分析和預(yù)測）與現(xiàn)實世界。DT 位于現(xiàn)實世界和虛擬世界通過物聯(lián)網(wǎng)連接的中心，因此現(xiàn)實世界中的任何變化都會被反映在數(shù)字表示中。由于這些獨特的特性，DT 是虛擬世界的基本構(gòu)建模塊之一，并且通過創(chuàng)建現(xiàn)實世界的精確副本（包括結(jié)構(gòu)和功能）作為用戶進入和享受虛擬世界服務(wù)的入口。利用人工智能技術(shù)，DT 可以提高系統(tǒng)性能，簡化流程，最大程度地降低維護成本并優(yōu)化業(yè)務(wù)和生產(chǎn)。全真互聯(lián)所需的人工智能技術(shù)如圖1 所示。

圖1 全真互聯(lián)所需的人工智能技術(shù)

2 人工智能在全真互聯(lián)中的應(yīng)用

2.1 智慧城市

近年來，智慧城市成為新時代城市發(fā)展的一個標志，網(wǎng)絡(luò)城市社區(qū)建設(shè)等為提高城市治理水平和城市服務(wù)質(zhì)量有較大幫助，而一個城市是由多個系統(tǒng)在彼此交織并相互作用的，當加入“人”與“社會”等復(fù)雜變量之后，城市就成了一個巨大的社會物理信息系統(tǒng)，而全真互聯(lián)可以為兼容并推廣這些社會物理信息系統(tǒng)的下一代人工智能城市模式造勢[5]。而全真互聯(lián)智慧城市的建設(shè)需要借助數(shù)字孿生、通信、AI 這些基本能力，達到人-機-網(wǎng)-城全面一體化，這種城市系統(tǒng)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，需提升城市系統(tǒng)的模擬計算能力，構(gòu)建全新的數(shù)字城市接入模式，通過對人-機-網(wǎng)-城的全面互聯(lián)，讓市民和利益相關(guān)方以多方式參與到城市運行的決策過程中，用人的智慧彌補機器的智能，將人的智慧與人工智能結(jié)合，達成更好的城市建設(shè)。

在物理世界和全真互聯(lián)中實現(xiàn)智慧城市的不同技術(shù)中，人工智能對于實現(xiàn)智能服務(wù)的自動化和智能化顯示出巨大的意義。通過混合智能運輸系統(tǒng)（ITS），一個可以控制和管理城市交通的物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)，來進行不同交通服務(wù)的實際數(shù)據(jù)處理和決策，可以為用戶提供高質(zhì)量的實時服務(wù)，并降低運營和維護成本。

可持續(xù)農(nóng)業(yè)在智能綠色城市中也引起了更多的關(guān)注，而人工智能是重要的信息和通信（ICT）技術(shù)之一，它已被廣泛應(yīng)用于產(chǎn)量預(yù)測、質(zhì)量評價、病蟲害檢測等精準農(nóng)業(yè)系統(tǒng)。歸功于人工智能的技術(shù)數(shù)據(jù)分析功能，在保證數(shù)據(jù)安全的前提下，通過收集來自多個認證來源的大數(shù)據(jù)，許多行政服務(wù)可以在全真互聯(lián)中提供，包括所有的行政服務(wù)，如環(huán)境、教育、交通、文化和其他民事服務(wù)。

2.2 全真互聯(lián)游戲

游戲一直是全真互聯(lián)中的一個主要應(yīng)用，其中機器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)正在重新定義和革新游戲產(chǎn)業(yè)。在過去十年中，機器學(xué)習(xí)對視頻游戲的開發(fā)方式產(chǎn)生了巨大影響。為了構(gòu)建具有吸引力的挑戰(zhàn)和獨特故事的更真實的世界，視頻游戲開發(fā)者和工作室已經(jīng)越來越多地轉(zhuǎn)向機器學(xué)習(xí)，作為一個強大的工具集，幫助系統(tǒng)和非玩家角色（NPC）動態(tài)地、合理地響應(yīng)玩家的行動。在游戲中的決策和學(xué)習(xí)方面，一些主要的人工智能算法都被部署在不同的游戲開發(fā)任務(wù)中，可以為游戲建模、調(diào)整與定制游戲玩法、策略和控制NPC 行為提供依據(jù)。此外，許多基于學(xué)習(xí)的任務(wù)都是基于案例的推理系統(tǒng)完成的，通過對用戶的游戲性和NPC 行為進行分類，識別用戶行為，用以幫助用戶根據(jù)個人經(jīng)驗調(diào)整游戲流程。

在實時戰(zhàn)略游戲中，如《星際爭霸》，貝葉斯模型已被用于對多尺度的不確定性和多層次的抽象水平進行建模。這些概率學(xué)習(xí)模型能夠應(yīng)對反應(yīng)式單位控制，從戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)中識別目標，并根據(jù)戰(zhàn)略信息預(yù)測對手的游戲方式。為了達到類似人類的智能反應(yīng)機制，一些游戲軟件公司已經(jīng)在設(shè)計和開發(fā)階段的各種測試任務(wù)中應(yīng)用了人工智能。在一些游戲設(shè)計中，設(shè)計者的目標已經(jīng)不僅僅是讓人工智能去控制NPC 的行為，而是讓人工智能掌管整個游戲或者具備設(shè)計能力。隨著游戲的進行，人工智能可以為玩家生成隨機的地圖、關(guān)卡。例如，在英偉達展示的一種游戲開發(fā)工具中，人工智能可以在千萬段影片中學(xué)習(xí)辨別建筑物、道路等不同物體，再配合攝像頭把拍攝到的汽車、建筑物等制作組成3D場景，從而減少游戲或VR 內(nèi)容的開發(fā)時間和成本。

總而言之，人工智能與傳統(tǒng)的機器學(xué)習(xí)和創(chuàng)新的深度學(xué)習(xí)算法在許多方面對游戲體驗進行了前所未有的革命：提高了NPC 的智能性，對復(fù)雜系統(tǒng)進行建模，使游戲更加美觀和合理，進行更真實的人與NPC 的互動，降低游戲世界創(chuàng)建的成本，并為開發(fā)移動游戲提供更多的機會。

2.3 數(shù)字虛擬人

數(shù)字虛擬人是指利用計算機圖形學(xué)、動作捕捉、機器學(xué)習(xí)、色彩渲染和語言合成等信息技術(shù)創(chuàng)造出的，存在于非物理世界中的個體，其具有外形外貌、語言能力、交互能力等多重人類特征。

數(shù)字虛擬人在全真互聯(lián)中屬于擁有“生命”的存在，得益于人工智能技術(shù)的突破，虛擬人的制作得以簡化、可交互性更強，從而更快地發(fā)展。數(shù)字虛擬人建立的第一步需要進行前期的形象設(shè)計及建模。2D 數(shù)字虛擬人需要原畫等形象設(shè)計，而3D 數(shù)字虛擬人需要額外使用三維建模技術(shù)生成數(shù)字形象，信息維度增加，所需的計算量更大，無論是基于IP 或者真人設(shè)計，都需要進行面捕及身體的建模，這些在計算機視覺技術(shù)的不斷發(fā)展下會不斷提高，使得虛擬人的形象更為逼真美觀。而數(shù)字虛擬人所需的人工智能中的自然語言處理技術(shù)，將交互技術(shù)充當虛擬人的“外在”，人工智能則憑借算法等處理能力，充當虛擬人“內(nèi)在”，而NLP 交互技術(shù)影響了交互能力。數(shù)字虛擬人是否能夠做到自然交流，主要受到語音合成TTS 技術(shù)（語音表述在韻律、情感、流暢度等方面是否符合真人發(fā)聲習(xí)慣）、NLP技術(shù)（與使用者的語言交互是否順暢、是否能夠理解使用者需求）、語音識別ASR 技術(shù)（能否準確識別使用者需求）等AI 技術(shù)的共同影響。在全真互聯(lián)的世界里，虛擬偶像、虛擬客服、虛擬助手等對于所有被投射在同一個云端網(wǎng)絡(luò)中的人而言，可以成為向?qū)?，成為虛擬世界中的服務(wù)型人，是智能化趨勢下的新一代人機交互平臺。由此可見，全真互聯(lián)的重要組成部分——數(shù)字虛擬人需要人工智能的幫助以更好地發(fā)揮其作用。

2.4 醫(yī)療服務(wù)

醫(yī)療服務(wù)方面也開始運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，以降低醫(yī)療服務(wù)的成本，并擴大醫(yī)療服務(wù)的范圍。從二維環(huán)境到三維虛擬世界，全真互聯(lián)允許用戶以身臨其境的方式學(xué)習(xí)、了解、分享病人的健康狀況和醫(yī)療報告。通過VR 系統(tǒng)，人工智能在許多醫(yī)療保健和醫(yī)療領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用，例如，在提供診斷方面實現(xiàn)更高的效率，提供更快和更準確的醫(yī)療決策，提供更好的實時醫(yī)學(xué)成像，以及為醫(yī)學(xué)生支持更方便的模擬環(huán)境進行教學(xué)指導(dǎo)。在許多用于醫(yī)療保健和健康應(yīng)用和服務(wù)的可穿戴設(shè)備中，人工智能已被應(yīng)用于自動識別復(fù)雜的感官數(shù)據(jù)模型，用以支持醫(yī)生和健康專家在日常生活援助和早期健康風(fēng)險意識方面做出決策[6]。此外，基于物聯(lián)網(wǎng)的醫(yī)療服務(wù)提出了一個使用可穿戴設(shè)備的跌倒檢測系統(tǒng)，其中開發(fā)了一個具有卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（CNN）架構(gòu)的分層深度學(xué)習(xí)框架，用于協(xié)作處理本地設(shè)備和云服務(wù)器的感官數(shù)據(jù)。由于能夠與多種可穿戴設(shè)備協(xié)同工作，該系統(tǒng)不僅提高了檢測的正確率還可以有效保護數(shù)據(jù)隱私。除了CNN，循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（RNN）和長短期記憶人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（LSTM）網(wǎng)絡(luò)也被用于處理一些早期健康風(fēng)險關(guān)注的可穿戴感官數(shù)據(jù)，如跌倒檢測和心衰。

隨著深度學(xué)習(xí)，特別是CNN 架構(gòu)在圖像處理和計算機視覺領(lǐng)域的巨大成功，近幾年來，由于與自然圖像分析相比，需要技術(shù)人員和醫(yī)學(xué)專家提供更多的專業(yè)知識，因此，深度學(xué)習(xí)在解決醫(yī)學(xué)圖像分析的各種挑戰(zhàn)性任務(wù)方面出現(xiàn)了巨大的發(fā)展。隨著人工智能作為數(shù)據(jù)分析的核心技術(shù)的使用，醫(yī)療康復(fù)訓(xùn)練和醫(yī)療診斷的應(yīng)用，如運動康復(fù)和磁共振成像神經(jīng)反饋可以在VR 環(huán)境中開發(fā)。一些醫(yī)療保健和醫(yī)療服務(wù)也可以在全真互聯(lián)中提供，醫(yī)學(xué)生可以通過在虛擬世界中參加為醫(yī)學(xué)教育而建立的互動練習(xí)課來提高手術(shù)技能，或者病人可以通過虛擬醫(yī)療中心和醫(yī)院的虛擬助手找到一些醫(yī)療服務(wù)。

2.5 其他潛在應(yīng)用

2.5.1 電子商務(wù)

對于使用價值較高的商品，如食品、日用品、服裝等，全真互聯(lián)時代帶來的影響集中在銷售渠道的變革。受限于渠道鋪設(shè)成本高、市場教育不足、技術(shù)壁壘高等原因，新零售時代的多渠道融合主要集中在線上電商與線下門店的融合，在各個細分生活場景中的渠道鋪設(shè)明顯不足。但在全真互聯(lián)時代，虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實技術(shù)將明顯拓寬營銷和銷售渠道的應(yīng)用場景。沃爾瑪上線的VR 購物體驗館使消費者可通過VR 設(shè)備實現(xiàn)云購物，其具備的3D 效果可明顯增強消費者的購物沉浸感；拉夫勞倫推出的3D 虛擬化身可解決線上購物試穿難的痛點，通過虛擬體驗更好地滿足現(xiàn)實需求。

2.5.2 崗位招聘

現(xiàn)在，許多大型科技公司創(chuàng)造性地在全真互聯(lián)中舉辦招聘會以吸引年輕人才。潛在的申請者可以通過區(qū)塊鏈輔助的認證賬戶登錄到全真互聯(lián)，然后控制代表自己的虛擬人與代表公司人力資源經(jīng)理和項目負責人的其他化身自由討論。對于招聘指導(dǎo)，申請人可以通過基于人工智能的NLP 向虛擬助手詢問或接受幫助。在這類招聘活動中，目標是為招聘者和應(yīng)聘者創(chuàng)造一個友好的環(huán)境，進行自由式的交流，應(yīng)聘者可以主動發(fā)現(xiàn)更多關(guān)于工作崗位的信息，而不是被動地接受招聘者的提問。人工智能在全真互聯(lián)中的應(yīng)用如圖2 所示。

圖2 人工智能在全真互聯(lián)中的應(yīng)用

3 結(jié)束語

本文在人工智能四大技術(shù)的基礎(chǔ)上，分析人工智能對全真互聯(lián)的實現(xiàn)過程的作用，旨在支持人工智能技術(shù)在全真互聯(lián)應(yīng)用中的發(fā)展。全真互聯(lián)作為當下對未來世界的展望，為很多現(xiàn)實難以研究的問題，如氣候變化、農(nóng)作物生長、老齡化等提供了一個平臺，將現(xiàn)實問題建模為虛擬問題來研究解決，對人類的未來發(fā)展有極大的幫助。而人工智能在其中發(fā)揮著不可替代的作用。本文的創(chuàng)新點在于國內(nèi)鮮有AI 技術(shù)與全真互聯(lián)關(guān)系的研究，包括AI 技術(shù)在全真互聯(lián)的實現(xiàn)過程的環(huán)節(jié)中突破的難題等。今后，希望我國人工智能技術(shù)可以更快地發(fā)展，為全真互聯(lián)世界打下地基，更好地迎接未來。