什么是6G AIaaS?
6G AI 即服务(AIaaS):6G 移动新网络提供泛在的智能服务。6G AI 即服务是通过网络(包括 6G 核心网、6G 无线接入网和 6G 终端)内的连接、计算、数据、模型等资源和功能,构建分布式的高效、节能、安全的 AI服务(包括 AI 模型训练、推理、部署等)和开放生态。
6G 将为 AI 相关业务和应用提供高效的端到端支持,将分布式智能体智能地连接起来,以便在各行各业大规模部署 AI。AI 业务和应用既包括为 6G 网络自身性能优化提供的智能能力,即 AI4NET(AI for Network),如利用端到端 AI 实现空口和网络的定制优化和自动化运维,提供满足多样化需求的最佳解决方案;也包括向第三方业务提供的智能能力,即 NET4AI (Network for AI),如通过6G 网元将具有的原生集成通信、计算和感知能力,加速云上集中智能向深度边缘泛在智能演进,为 AI 提供分布式学习基础设施。
6G AI 服务主要面对高实时性能、高安全隐私或低综合能耗等需求,在网络内进行 AI 训练或推理,提供适应不同应用场景的智能能力。6G 网络作为原生智能架构,通过网络内的通信、计算、数据集、基础模型等资源和功能,具备大规模分布式 AI 的高效训练或推理能力,为用户提供无所不在的高性能 AI 服务,同时降低由于超大规模 AI 模型相关的训练和部署导致的通信和计算开销,提供一个低碳节能的开放生态。
6G AIaaS 典型场景
AI 场景是指 AI 技术或 AI 资源要素发生作用的场合和情境。它可有不同的维度划分方式,例如:地理区域、环境特征、领域行业等。6G AIaaS 典型场景是 6G 网络AI 发生作用的典型场合和情境,包括但不限于工业、农业、生活、教育、医疗等不同行业和领域。
智慧城市
城市是一个囊括住房、交通、卫生、公用事业、土地使用、商品生产等系统的庞大而复杂的实体。智慧城市将从城市生命、城市健康、城市发展、城市幸福等领域出发,促进城市的各个系统数字化,智能化。政府部门,企业,相关组织甚至个人得以更便捷更高效地参与城市的生产生活。5G 网络的部署为城市中个体和组织的互联提供较大的带宽,较强接入能力,物联网终端或传感器以此散落到城市中的部分角落。一些独立的智能系统开始在城市中萌芽,例如智能应急调度系统,智能市政照明,智能燃气抄表等,然而这些系统和部分数据等基本不互通,其 AI 模型亦没有共享的意愿。这些 AI 系统虽然对城市有一定的优化作用,但随着城市的继续发展,这种优化将到达瓶颈。城市中的各个部分或系统是相互交叉,相互渗透的。6G 网络将为城市的各个部分或系统提供相互交互的通道,为城市时刻生产的数据提供存储之处,也为这些数据提
供处理它们的算力。基于 6G 网络的 AIaaS 也以此对城市的各个领域发挥作用。
智慧家庭
家庭住宅环境是人类生活的主要活动场所,每个人平均下来可能有近一半以上的时间在居家环境中度过。智慧家庭是以居家住宅类型的环境为平台,将通信、检测等技术相结合起来,形成一个高效的居家事务的管理与更加舒适和智能的生活体验。目前,越来越多的智能网络设备已经开始渗透入居家生活当中,而家庭环境的智能性现在主要体现在被动的控制与检测,如通过人的语音或用手机操作对家用电器进行控制,或者通过视频监控设备进行监控。随着社会与技术的进步,人们对居家生活的智能性也提出更高的要求,在需要更广泛的交互式、主动式的服务同时,也需要及时、准确和智能化的服务,从而我们的居家生活也不断地向更加便利、安全,具有好的隐私性以及舒适性等发展,极大地改进生活体验。
AI 技术无疑是居家智能化的重要技术和巨大推力,这使得在 6G 时代网络 AI 会在居家生活中具有非常广阔的应用场景。网络 AI 的技术将会被用于家居控制,安防监控和行为监控,居家健康服务和家庭娱乐等各个方面。而在 6G 的智慧家庭的智能性,主要体现在利用人工智能的技术,可以通过对人的生活模式、喜好等进行智能化的分析与了解,并作用于每个人的生活中,就像一位智能化的管家一样。这要求人工智能技术有长期不断学习、准确理解人类行为模式的能力。而在其他不同的应用方面,对于 AI 的服务与网络计算的要求也有所不同。如对于居家电器等的一般控制,与家庭健康的日常检测,对于通信的及时性与 AI 的计算力要求相对不是很高。然而在与安全与突发健康时间有关的,如陌生人闯入、老人突然跌倒等,一方面要求 AI 技术可以准确捕捉到相关时间,另一方面也要求及时通信告知与响应。而对于家庭娱乐的一些应用,特别是虚拟现实等技术的家庭化,对 AI 的算力以及通信能力都会有较高的要求。与此同时,在智慧家庭场景中,家庭既有的网络设备应该被充分利用来实现居家的智能化,这样也可以降低家庭购买专用设备的开销,从而更加经济地让智能生活走进每个人的家庭。
智赋工业
工业生产的全生命周期业务流程主要涵盖产品的前期设计、生产制造、运输、运维、仓储以及用户交付等。6G AIaaS 具有广泛覆盖、密集连接、极速传输等一系列特点,在未来场景下,可以智赋工业,为工业生产提供AI 数据、AI 训练、AI 推理、AI 验证等服务,支持其朝向数字化、网络化、智能化的方向加速转型。
智赋农业
农业包括种植业、林业、畜牧业、渔业、副业五种产业形式 , 当今世界农业的发展需求是提高土地产出率、农业劳动生产率、农产品商品率和国际市场竞争力。农民和农业组织为此不断地追求科学化、自动化、精准化,学界和产业界因此逐渐尝试将 AI 技术应用到农业生产活动中。
传统基于单体 AI 的农业智能自动化系统构建成本极高,体现在搭建数据采集网络,购买租用算力基础设施,聘用 AI 工程师训练 AI 模型。农民 / 农业组织是成本极度敏感的个体。除却巨型农业组织或企业,大部分农民或农业组织不具有相应的经济实力,造成模型通用性差,农业AI 的模型种类也不多。针对单一的农业问题,企业也因为其系统的独立性,无法与其他企业共享,不得不大量重复投入。
基于 6G 网络的 AIaaS 平台允许农民或农业组织以较低成本租用运营商已有基础设施,例如算力节点和 6G通感一体网络中的数据收集节点;还能通过 AIaaS 平台与遥远的农业生产实体共享 AI 模型;农民或农业组织也可通过 AIaaS 与高校等研究机构合作,农民提供试验环境,研究机构提供 AI 人才,双方共享研究成果。AIaaS将从数据收集到模型生成,极大地降低了农业 AI 实施成本。降低的 AI 实施成本终将更多追求精准化自动化的农民和组织统合到 6G 网络中,6G 网络的其他单元也能藉此更深度地参与农业生产活动。更多的数据,更多的场景也会带来更丰富的模型,AIaaS 平台本身也将有相对应的增长。
精准医疗
未来,智慧医疗在时间维度上,涉及到各类疾病的预防、预判、诊治、推理、监控、临床手术、病患护理
和疫苗药物研制等全生命周期的诸多环节。智慧医疗在地域维度上,涉及到集中式各级医院、分布式各级社区和家庭医疗场景。智慧医疗在专业维度上,涉及到跨不同的医疗学科之间的知识经验信息的融合利用。
智慧医疗总体愿景是:使得个体能够以更低成本、更便捷高效方式获得对自身健康平安的更好呵护、治愈和保障。6G新系统不仅能够更好地支撑智慧医疗相关的海量信息传输和同步,更能直接为医疗信息的处理和决策赋能。医疗关乎个体的生命健康安全,因此预判、诊疗动作结果的准确性、可靠性显得很重要。传统基于单体 AI的预判诊疗执行方式,由于受到 AI 模型算法成熟度和病例数据样本的限制,预判诊疗动作结果的准确性、可靠性、实时性等指标还不是很理想。通过基于 6G 网络 AI,各个地理分散的医疗机构个体医者,能够更广泛地互联,汇聚利用更多的 AI 模型算法和病例数据样本,高速传输同步医生和患者的相关信息,加深联邦学习和群体学习,从而不断迭代提升预判诊疗动作结果的准确性、可靠性、实时性,增强个体对智慧医疗前景的信赖。智慧医疗还能够基于 6G 网络 AI,实现对各种医疗资源的更合理规划和优化分配使用,极大减轻医患者的体力心理压力,避免“看病难”“排队难”“过度医疗”等弊端问题。
此外,对某些疾病预判和诊疗结果的隐私保护,也是非常重要的;通过 6G 网络 AI 分布式技术,可以更好地保护个体医疗信息隐私。
普智教育
未来的教育,将依托 6G 网络和 AIaaS 智能内生能力,在消除教育鸿沟,提高教育手段方面实现质的飞跃。在2030 年代实现普智教育。
面向基础教育方面,城市与乡村之间,以及不同地区之间的教育差距历来是一个难以逾越鸿沟,其中最重
要的是师资与实验设备的差距。在 2030 年代 6G 网络广域覆盖的基础上,依托 AR/VR 等智能交互技术,AIaaS将让教学名师和教学仪器设备“真实”的走进每一个课堂中。即使在偏远的乡村,学生可以与教学名师实时互动,操作实验设备,达到身临其境的学习。6G AIaaS 还可以在课堂上实时的分析每个学生的学习状态,一方面监督促进学生学习;另一方面,针对不同学生的状态与兴趣,智能的安排个性化的学习课程与学习进度,依托智能分析实现个性化教育。
面向行业智能教育方面,基于 6G AIaaS 内生智能能力,利用 XR、数字孪生、智能交互等技术,构建面向各行各业的教学与实践环境。将贵重、复杂、庞大的行业装备,如航空航天、芯片制造、医疗器械、交通运输等行业的装备,展现在行业教育的虚拟实践环境中。学生的实际操作动作和设计作品,通过 6G 网络和智能内生的能力,智能分析反馈操作行为结果,针对设计作品分析其优点与缺点,不断提高学生的设计能力,切实提升行业尖端技术的教育水平。
教师可以使用 AI 系统浏览学生的论文,并检查语法、句子结构和抄袭,查看学生是否准确理解了他们的作业,以及他们是否正确地写下了给他们的提示。教师可以让AI 在进行自己的复习之前先通过每篇论文,而不是花费无数小时仔细浏览一页又一页的论文,让他们有更多的空闲时间与学生一对一地工作或完成其他必要的任务。
智慧能源
未来的电力系统,将包括大量分布式的基于可再生能源的发电装置,并通过大规模输配电网络将电能交付给消费者。由于大多数可再生能源本质上是动态性的,而需求也呈现高度的动态性,为了实现供需之间的平衡,必须让电力系统更加灵活。智慧能源将通过智能优化和调度分布式能源系统,实现高效的清洁能源利用,降低甚至取代化石燃料的电力。智能既体现在通过人工智能算法优化能源的生产,如通过 AI 控制光伏面板角度提升发电量、通过智能摄像头进行设备状态检测等;也体现在能源的智能分配和使用,如通过算法实现对分布式能源的生产预测、基于历史数据的负荷预测、动态需求响应的实时分析判断等。通过人工智能技术的加持,目标是实现能量在生产和消费者之间按需自由流动,最终实现整个能源系统的绿色低碳、安全稳定。6G 系统作为未来信息通信技术的新基础设施,将为智慧能源相关数据的实时传输和智能决策提供支持,实现全网智能化。
AI 模型的性能依赖于可用于模型训练的大量数据、强大的模型和推理时数据的实时可靠传输,而智慧能源的不同业务对 AI 模型的准确性、时延等可能具有不同的要求。6G AIaaS 一方面通过融合大量分布式能源生产设备或能源消费节点基于本地数据训练的模型,在保护各节点数据和隐私的前提下,提供高准确度的 AI 模型,为各个分散的能源生产节点提供更高效的配置算法,为分散的能源消费节点提供更准确的预测算法;另一方面,通过实时高速汇聚能源生产节点的状态与消费者的需求,并基于网络内的 AI 模型推理能力,为智慧能源的生产和消费提供实时的优化,实现极致高效的能源利用。
超能交通
未来,超能交通在时间维度上,涉及到高清地图下载、车辆环境感知、环境预测和路径规划等环节。超能交通在地域维度上,涉及到高速公路、城市道路、封闭区域等场景。超能交通的总体愿景是:使得智能车辆以更低的成本为用户提供安全、高效、舒适的乘车体验。6G 系统作为未来信息通信技术的新基础设施,具有超低时延高可靠传输、超强算力、精准感知等一系列特点,将为超能交通相关数据的实时传输、处理和智能决策提供支持,实现全网智能化。
在超能交通场景中,以自动驾驶为例,6G 系统可以提供基于 AI 的数据服务、AI 算力卸载服务和基于 AI 的环境预测或路径规划。其中,基于 AI 的数据服务是指 6G系统为自动驾驶车辆提供基于 AI 的环境感知结果,例如,当自动驾驶车辆存在感知盲区时,6G 系统通过传感器或无线信号采集感知数据,再通过 AI 模型推理,得到盲区环境的感知结果,反馈自动驾驶车辆,从而提升驾驶安全性。基于 AI 的算力卸载是指自动驾驶车辆将一部分 AI模型推理或训练的算力卸载到 6G 系统。例如,当车辆行驶到路况复杂路段时,自动驾驶车辆对 AI 模型推理所需算力急剧增高,造成时延无法满足需求时,车辆可以将一部分 AI 计算任务卸载到 6G 系统,从而降低了对自动驾驶车辆处理芯片的需求。
网络金融
网络金融,即通过网络技术支持全球范围内的金融服务活动,包括网络银行、网络证券、网络保险、网络信托、股票交易等。网络金融安全和网络金融监管等底层保障也重度依赖通信技术自身的安全防护能力。
网络内的连接、高性能计算、大数据传输、和泛在分布的 AI 能力赋能高频金融交易和保障交易数据的安全可靠传输,降低金融恶性交易风险。通过 6G AIaaS 提供智能数据路由和转发自适应,降低交易数据传输时延,保证金融交易的实时性,助力金融交易发展。
以上内容节选自《6G AI即服务(AIaaS)需求研究》,仅供学术分享。
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