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今年春節(jié)期間，中國原創(chuàng)科幻電影《流浪地球2》熱映，片中層出不窮的“硬科技”元素讓觀眾大呼過癮。氣勢恢宏的行星發(fā)動機(jī)、洞悉一切的量子計(jì)算機(jī)、穿越天際的太空電梯、逼真的數(shù)字生命、馳騁的工程機(jī)械……人工智能在這部電影中刷足了存在感，呈現(xiàn)出未來科學(xué)技術(shù)的可能圖景。今天這篇文章，小編就為您細(xì)數(shù)一下影片中的人工智能技術(shù)，enjoy~
（正文3300字，閱讀時(shí)間7-9分鐘）
01 外骨骼機(jī)器人
《流浪地球2》中多次出現(xiàn)的“外骨骼”近年來正逐步開啟商業(yè)化，并獲得了工信部的支持。
▲圖源《流浪地球2》
隨著感知計(jì)算技術(shù)和傳感系統(tǒng)發(fā)展日益成熟，機(jī)器人研發(fā)方向從人機(jī)協(xié)作逐步邁向人機(jī)融合，逐漸成為人類身體的一部分。
今年1月18日，工業(yè)和信息化部等十七部門印發(fā)了關(guān)于“機(jī)器人+”應(yīng)用行動實(shí)施方案的通知。其中也明確提到了對發(fā)展外骨骼機(jī)器人的支持。與電影中稍有不同的是，工信部此番實(shí)施方案將外骨骼機(jī)器人的發(fā)展放在養(yǎng)老服務(wù)方面。此前曾有行業(yè)媒體預(yù)計(jì)，2025年中國外骨骼機(jī)器人行業(yè)市場規(guī)模將達(dá)到105億元，期間年復(fù)合增長率為98.5% ， C端市場將增長最為迅猛。其中，中老年人群又是眾多企業(yè)的重點(diǎn)人群。
也許在不久的將來，機(jī)械外骨骼會最先在殘疾人和老弱群體中大量應(yīng)用，更好地增進(jìn)人類福祉。
02 行星發(fā)動機(jī)
影片中，人類計(jì)劃給地球安裝上萬座巨大的行星發(fā)動機(jī)，推動地球開啟“流浪之旅”，這些發(fā)動機(jī)依靠重核聚變產(chǎn)生的巨大能量。長期研究核聚變能源的中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院等離子體物理研究所副研究員王騰介紹，核聚變反應(yīng)是將兩個(gè)原子核重新結(jié)合，生成一個(gè)較重的原子核的過程，其間能夠產(chǎn)生巨大的能量，“利用這一能量推動地球，原理上是說得通的 ?！?br /> 然而實(shí)現(xiàn)重核聚變絕非易事，重核聚變是采用硅等元素作為聚變原料，這樣的聚變首先要克服原子核之間的靜電斥力，越重的原子核所帶電荷越多，越難以產(chǎn)生聚變 ?！拔覀儺?dāng)前廣泛研究的可控核聚變均采用輕核聚變。”王騰說人工智能素材，其聚變原料氘和氚是自然中最輕元素——?dú)涞膬蓚€(gè)同位素，相較重核聚變而言更容易實(shí)現(xiàn) 。
▲行星發(fā)動機(jī) ，圖源《流浪地球2》
03 量子計(jì)算機(jī)
電影中，貫穿全劇的靈魂的智能量子計(jì)算機(jī)550系列讓人驚嘆。它不僅可以實(shí)現(xiàn)全球復(fù)雜計(jì)算資源的融合與調(diào)度（滿足數(shù)萬臺發(fā)動機(jī)協(xié)同運(yùn)作），輔助行星發(fā)動機(jī)的工程建設(shè)，進(jìn)行組網(wǎng)協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)；還支撐著“數(shù)字生命計(jì)劃”所需的巨量算力，可以實(shí)現(xiàn)人類的意識上傳，從而擁有與某個(gè)具體的人相似的知識和思維，實(shí)現(xiàn)真正意義上的人機(jī)融合。
▲量子計(jì)算機(jī)550W，圖源《流浪地球2》
據(jù)介紹，學(xué)術(shù)界把量子計(jì)算發(fā)展分為“實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算優(yōu)越性”“實(shí)現(xiàn)專用的量子模擬機(jī)”“構(gòu)建可編程通用量子計(jì)算機(jī)”三個(gè)階段。近年來，量子科學(xué)研究領(lǐng)域在國內(nèi)外均取得了一些突破性的進(jìn)展。目前國內(nèi)外量子計(jì)算機(jī)研發(fā)已實(shí)現(xiàn)第一階段目標(biāo) 。達(dá)到第二階段目標(biāo)是當(dāng)前學(xué)術(shù)界主要的研究任務(wù)，距離科幻電影中所呈現(xiàn)的應(yīng)用至少還需要10年到15年左右的時(shí)間。
04 太空電梯
電影中，高聳入云、連接天地的太空電梯運(yùn)行場景視覺效果燃爆了。按照設(shè)想，太空電梯將通過纜繩連接地面和空間站，成為一個(gè)太空運(yùn)輸基礎(chǔ)設(shè)施。其概念提出可以追溯到1960年。1975年，科學(xué)家就對太空電梯進(jìn)行了第一次工程分析，結(jié)果證明所需電梯纜繩材料的比強(qiáng)度，是當(dāng)時(shí)任何材料都無法實(shí)現(xiàn)的。比強(qiáng)度是指材料的強(qiáng)度和密度之比，按照目前的估計(jì)，太空電梯的纜繩材料的比強(qiáng)度應(yīng)該至少是鋼鐵的50倍。
▲太空電梯，圖源《流浪地球2》
一根合格的太空電梯纜繩需要具備如下能力：首先強(qiáng)度足夠大，其次需要考慮材料在極端條件下的服役性能。目前在實(shí)際落地方面，日本大林組公司是代表之一。他們于2012年正式啟動太空電梯項(xiàng)目，擬耗資100億美元，打造一個(gè)纜繩長約9.6萬公里的升降機(jī)，可以穿過大氣層在地表和太空中運(yùn)送物資和人。按照計(jì)劃，大林組的太空電梯將在2025年左右動工，纜繩預(yù)計(jì)在2030年建造。太空電梯將從重力和離心力相互平衡的3.6萬公里處開始上升，完成纜繩的建設(shè)后，將用大約1年的時(shí)間建設(shè)宇宙空間站，最快在2050年投入運(yùn)行。
▲太空電梯，圖源《流浪地球2》

文章插圖

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05 智能機(jī)器狗
影片中的機(jī)器狗笨笨，可愛、機(jī)智又忠誠，可謂圈粉無數(shù) 。機(jī)器狗笨笨分類為四足機(jī)器人，可以說是與現(xiàn)實(shí)非常接近的技術(shù)了，目前國內(nèi)外有很多公司都在研制，比如著名的波士頓動力，還有國內(nèi)的優(yōu)必選、宇樹科技、追覓科技、云深處科技等等。它們不僅能作為寵物狗，還能作為巡檢機(jī)器人在各種惡劣的環(huán)境中工作。有些已經(jīng)進(jìn)入量產(chǎn)階段，只是要達(dá)到電影里那么智能，還需要些時(shí)間。
▲智能機(jī)器狗，圖源《流浪地球2》
06 多地形智能應(yīng)急救援平臺
【細(xì)數(shù)《流浪地球2》里的人工智能！】在《流浪地球2》中，許多可行駛、可作業(yè)、可變形的UEG地球聯(lián)合政府機(jī)械設(shè)備，這些設(shè)備均出自中國工程機(jī)械行業(yè)龍頭徐工集團(tuán) 。影片中擁有四條支腿的多地形智能應(yīng)急救援平臺——徐工ET120，又稱“鋼鐵螳螂” 。18個(gè)液壓油缸，能支持它在山地、沼澤、隧道等復(fù)雜地形中如履平地，搭載不同工作機(jī)具，實(shí)現(xiàn)滅火、伐木、切割、打樁等多種作業(yè)功能，適用于雪崩、地震、滑坡、堰塞湖等災(zāi)后搶險(xiǎn)救援，甚至在4500米高海拔、零下40攝氏度的極限環(huán)境下也能勝任。
▲徐工ET120，又稱“鋼鐵螳螂”，圖源徐工集團(tuán)
07 工業(yè)移動機(jī)器人
在《流浪地球2》電影中，不同形態(tài)的機(jī)器人存在于電影的各個(gè)場景，保障著龐大體系的穩(wěn)定連續(xù)高效運(yùn)轉(zhuǎn)：帶有機(jī)械臂的巡檢機(jī)器人自主操作監(jiān)測指標(biāo)，保障空間站人員生命安全。地球聯(lián)合政府會議廳，機(jī)器人駐守一旁輔助人類科學(xué)決策；北京航天中心數(shù)據(jù)中心，巡檢機(jī)器人支撐著海量數(shù)據(jù)平穩(wěn)運(yùn)作；行星發(fā)動機(jī)機(jī)庫中人工智能素材，移動機(jī)器人有條不紊地搬運(yùn)傳送著物料。
▲左右滑動看圖，圖源《流浪地球2》
而電影所應(yīng)用的工業(yè)移動機(jī)器人（AMR），已經(jīng)在當(dāng)下工業(yè)生產(chǎn)生活中被廣泛應(yīng)用，這些移動機(jī)器人皆來自優(yōu)艾智合機(jī)器人實(shí)際產(chǎn)品矩陣。當(dāng)前，移動機(jī)器人正成為先進(jìn)成熟的生產(chǎn)力，在各個(gè)行業(yè)深度場景中迸發(fā)出巨大的價(jià)值。正如在《流浪地球2》所建構(gòu)的未來世界當(dāng)中，移動機(jī)器人自主執(zhí)行一系列任務(wù)，將人類從繁重枯燥的工作中解放出來，讓人類更好地守護(hù)和捍衛(wèi)家園。
08 數(shù)字生命
影片中的數(shù)字生命計(jì)劃最早是由一群人工智能科學(xué)家提出，它將人的意識植入到機(jī)器中，并依靠超強(qiáng)算力的量子計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)了“永生” 。
電影中，劉德華飾演的圖恒宇將自己因車禍去世的女兒圖丫丫的大腦數(shù)據(jù)上傳到了550W上，進(jìn)行了數(shù)字化，但是因?yàn)榱孔佑?jì)算機(jī)550A的算力有限，所以丫丫僅有2分鐘的生命。直到后來550A進(jìn)化到550W，才賦予了丫丫完整的一生。
▲圖源《流浪地球2》
現(xiàn)在的技術(shù) ，已經(jīng)在嘗試將人類或動物大腦和計(jì)算機(jī)相連，建立一種不依賴于常規(guī)大腦信息輸出的通路——即腦機(jī)接口。比如意念打字、缸中之腦等，都多次引發(fā)熱議。馬斯克也表示已經(jīng)把自己的大腦上傳到云端，還要和虛擬版的自己成為伙伴。
09 AI圖像修復(fù)、人聲修復(fù)
影片中，由于故事時(shí)間跨度40年，電影運(yùn)用面部捕捉及AI技術(shù)——基于開源算法二次開發(fā)的方案，用目標(biāo)演員的海量素材訓(xùn)練AI，再通過藝術(shù)家的手動修復(fù)，來替換拍攝素材，給演員“換臉”，實(shí)現(xiàn)了人物年齡上的跨越。
除上文中提到的AI圖像修復(fù)，在網(wǎng)絡(luò)上更為人熟知的是利用AI對李雪健老師的聲音進(jìn)行修復(fù) 。李雪健老師之前由于聲帶受損，發(fā)聲很吃力，很難清晰咬字。電影利用了AI技術(shù)對李雪健老師的原聲進(jìn)行了修復(fù)，我們才能聽到李雪健老師的發(fā)言鏗鏘有力、擲地有聲，令人動容。
▲圖源《流浪地球2》
如劉慈欣老師所言，科幻是在科學(xué)的基礎(chǔ)上展開想象，但科學(xué)的想象力遠(yuǎn)比科幻瘋狂。
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