2020年/11月/11-15日 深圳会展中心
“改变世界的新兴科技”主题论坛(二)
新闻来源:w88top优德官网推荐组委会 发布日期:2020-11-13

  “改变世界的新兴科技”主题论坛

  时间:2020年11月12日13:30--17:20

  地点:深圳会展中心5楼簕杜鹃厅

  实录内容:

  主持人:大家下午好,这里是“2020中国高新技术论坛”——“改变世界的新兴科技”下午场,欢迎各位光临,今天下午将围绕三个话题邀请13位嘉宾进行讨论,这些话题分别是:“颠覆未来的通信技术”,“生命科学的加速与突破”以及“太空经济与民用航天”。

  首先进入第一个演讲主题——“颠覆未来的通信技术”。5G通信技术方兴未艾,而6G乃至未来通信技术的研究与探讨却已经摆上了台面。接下来我要讲出有影响力的警句,未来谁先占领6G网络的制高点,谁就能率先开启万物互联的新时代,大家可能觉得熟悉,几年前我们说5G的时候也是这样说的,5G和6G可以说是这个时代绕不开的话题,四位嘉宾将就此分享他们的观点。第一位演讲嘉宾,是中国工程院院士,北京邮电大学教授,网络与交换技术国家重点实验室主任张平先生。张平先生长期致力于移动通信理论研究和技术创新,为我国自主技术成为国际主流做出了基础性的贡献。他也是2016年国家科技进步特等奖的获得者。今天,张平先生演讲的主题是《6G发展愿景与挑战》,大家掌声有请!

张平 中国工程院院士

  张平:大家下午好,非常高兴又一次来到美丽的深圳,跟大家一块共享非常有颠覆性的题目,6G和5G,我们不用去特别的关注,我今天跟大家分享的是一个方法论的问题,今天的题目是讲颠覆性的技术,6G存在什么颠覆性技术,不管怎么样它是通信,未来对于通信的颠覆性技术是什么?可能从一个方法论的角度需要了解一下。国家的发展变化从2G跟随做一些碎片化的创新,到3G突破做一个整体的创新,4G并跑,5G做了一些主导的工作,6G的话对我们来说是很好的又一次机会。我们在这里面可以看到我们面临国际上,国际上对6G进行研究,全世界比如说ITU成立6G的工作组,提出我们的三大通信目标和七大需求场景,芬兰虽然是小国家,在2019年也提出6G服务要求无缝覆盖,像日本,美国,韩国等等都提出了,中国也成立6G研发推进工作组和总体专家组,也设立一些国家的项目来做空间地海一体化的覆盖。

  我们可以看出来不管研究什么东西,我们需要有一套自己的方法,我们需要一个自己解决这个问题的方法,全球对这个问题的研究有设定的技术路线,但是有没有更其他的路线或者怎么自己来做,这样的话我们可以看出来这样的挑战是非常巨大的,我们面临的一些演进的技术路线,我们可以看到现在在网上炒得纷纷扬扬的太赫兹,这是对大家很好的科普知识,大家知道太赫兹是什么东西,太赫兹还有可见光,OEM,卫星互联网等等,大家都在做了,但是这里面我们可能需要看到我们有一些基础性的制造跟不上,所以在这里面我们有没有其他的想法,比如说做一些颠覆性的创新技术,在这里面我们有一些方法论的创新,我们对它的技术体系进行创新,这样我们可以看到从5G到6G的发展,实际上是一个真正的进入无人区,我们需要新的创新范式。

  几个颠覆性创新技术的大类,我们总结一下,现在国际上大家都在看,比如说网络来看,AI至简网络,柔性网络,还有新的编码方式,新的调制多址,还有网络覆盖,泛在连接还有Tbps,多元智能体泛在感知,我们从1G到4G,如果追求是一个速率的提高,我们到了5G的话,不光是速率提高,实体企业发展的话把它速率继续提高的同时,这个坐标还是通信的速率又增加两个维度,增加了高可靠低时延的通信,对我们的实体的工业进行支撑,还有大规模的机器通信。如果未来要继续发展的话,就不能说把这个面做得再大一点,我们可能需要新的维度,这个新的维度在哪里?速率是我们追求的目标,另外一个成为空间地海,如果过去只是在陆地做通信,我们现在是空天地海一体化都要考虑,同时又增加一些智能的处理,所以整个来讲我们不光是提高信息速率,又要拓展通信空间,完善通信智慧,研究智能,通信与人类未来的相互关系的新体制,6G应该站在这样的角度探讨。站在这个角度上我们虽然提出我们在5G以前就是人机物的连接,可以看到第一个就是UC,一个C;到了4G以后就加了计算,到了5G我们加了物,我们叫做UC3,未来会不会向另外一个C进行延伸,这个跟人类的社会相通,人类社会的进步就是体能体力再到智能,通过工具和材料的利用,再到我们自己智能的利用,这是一个相辅相成的关系。所以我在这里把它叫做UCX,人类会跟我们的网络一块发展,这可能需要进一步研究的事情。我们从逻辑上来讲,如果我们要支撑这样的网络,我们大概看看用数字描述我们的6G的话,4G是很小的空间。5G又把它变成更大了,变成三个场景,到6G的话有一个更大的场景,我们都是上千倍的提高。

  提高的问题在哪里?我们要研究一下我们的痛点,过去为了提高速率,或者提高系统的性能,我们都是用复杂度换取性能,来增加效益的,结果使得我们做一些堆砌,我们做5G的时候要向后兼容,我们把芯片做得很累,大家要考虑散热的效能要考虑绿色,可持续发展等等一大堆,如果现在做6G,刚刚说的现象叠加上去可能我们1纳米也不够,现在面临的问题就是有没有一个办法来解决我们现在面临的痛点。我们可以看到过去的理论基础基于相融的信息论,是基于一个语法,在相融的信息论基础上,这是构成我们现在通信的基础,也是现在信息发展的基础,但是我们实际上对深度挖的话还有另外两个,一是语义,二是语法,这个还没有上升到信息论的角度,我们举个简单的例子可以看到语义可以进一步压缩的话,我们把一个很长的数据串传过去的话就用一句话表示,可能就是1000和10的关系,这个语义如果对这个进行压缩会很好。从这一点可以看到人类对事物的认知三个阶段,一是语法的基础,我们相融的话给出很好的诠释,通过模型和统计意义的表征,按照语法的信息论解决现在存在的问题,但是我觉得不光如此,我们还有语义,语用,为什么语用有用?未来的机器与机器的进化,一个延伸可以胜千言万语,人与人的交流可能用一个很长的语法就很困难,可能我们传一个眼神很快就知道,比如说TCPIP建立连接也需要三个过程,我们连接如果是眼神的传递可能会给为我们省去很多的麻烦。我们的语义对它的熵如何定义也很困难,大家不要听我讲得很轻松,但是我们做起来很困难,如果我们能够对它进行量化,我们有没有一个跟人机物的互联,这个意识会不会体现在里面,人的意识跟网络共同演变,这是未来的发展方向。

  我们也有意识和网络的意识,有广义的意识和侠义的意识。网络的意识和网络的智能怎么发展,网络的智能造就网络的意识,网络的意识引导网络的智能,我们能够通过网络具有高度的智能化可以帮助人类了解世界和人类自己,代替人类做出一些优美的决策,这里面我们可能需要去对我们的网络把它的复杂度进行认知,比如说我们的随机网络,过去在统计意义上做的,将来可能是复杂网络,复杂网络不是靠统计的模型能够做,可能是数据推动的模型,而是人工智能来对它进行推进它的演进,这样的话可能有一些复杂系统的描述目的,比如说它满足小世界的效应,幂律,再进一步引入系统的墒,我们通过熵减朝着有序的发展,指导未来的复杂网络的构建和优化,将来的网络我们现在还是统计意义上的,未来可能会发生比较大的变革。大家做的熵减过程,通过时间的演进,空间的演进以及空时的演进,增加熵减的可能性,使得知道我们对未来的系统进行设计,使得我们的系统从一个混乱的状态变成很有序的状态。过去经历了三个时代,物理发现的时代,我们只是利用电磁波,最后发展到通信网络的时代,人类在网络外面从无到有实现网络化的信息传输。相融信息论是理论的基础,未来可能人类在网络里面从无到有实行智能演进,这个时候我们提出一个问题我们到底需要什么样的理论,跟大家一块讲讲我们的三大跃升,放在时间长点上我们没有1G2G3G,我们只是在1G到4G,利用传统的通信,到了5G通过认知通过我们对环境的认知场景的变化做一些异构协同的方式,未来6G也许可能不只是6G,还有未来的发展一定是智慧,而且这种智慧是泛在,智能,简约的,一定是朝着简约的方向发展,现在的网络做的东西已经比较沉重了,我们可能负担不起,我们需要考虑的问题就是如何能够在我们现有的状态下能够去充分完成我们人类使命。真正达到人类的进化,从我们的体力体能再到智能方向的发展,这也是我们跟自然界共存的趋势。也发表一些论文,大家有兴趣可以看看。谢谢大家。

  主持人:感谢张平先生的精彩演讲。必须要说今天下午的第一场演讲的内容足以让我们打起十二分的精神,在张平先生对于6G进行了这样的一番积聚逻辑性也是脑洞大开的介绍,首先他认为从5G到6G我们已经进入了无人区,来自方法论的创新同时要具备足够的颠覆性,6G方面张平先生分享两个重要的特征:一是从5G的面到6G的体,也谈到我们会有全新的通信对象,就是意识,当意识成为新的通信对象的时候,我们就要把人,机,物的连接的上面再加入一个全新的字叫做0,接下来张平先生介绍6G面临的痛点,当复杂度换取性能增益的技术路线是我们既有的经验,需要在6G方面被颠覆的时候我们能够做到的就是利用眼神和表情,也就是语义实现机器与机器之间的语义交流,通过语义熵与人机物进行互联。张平先生又为我们分享6G的关键词,网络意识与网络智能,而要实现这一点要推进复杂网络,他给出的方式就是引入系统熵指导这样的复杂网络的构建和优化,而最终他能够形成这样的特征就是意识与网络的融合,听完这一切以后我有一个感觉,是不是未来网络它真的能够发展出独立的意识,情感和意义,成为人之外的第二智慧体呢?也许这样的一个畅想在未来能够留给我们足够的思考空间。我们再次掌声向张平先生这样看似平淡但却奇妙无穷的分享表示热烈的感谢。下一位演讲嘉宾是中国移动集团首席专家,6G总监刘光毅先生。和张平先生一样,刘光毅先生也是2016年国家科技进步特等奖的获得者。他一直致力于研究中国通信网络的关键技术,并推进了通信技术的产业化进程。今天,刘光毅先生演讲主题是《6G:数字孪生,智慧泛在》,掌声欢迎!

刘光毅 中国移动集团首席专家, 6G总监

  刘光毅:尊敬的各位来宾非常荣幸今天能够在这里跟大家一起分享我们对未来的一些思考,特别是在刚才主持人提到未来我们是不是有可能构造一个人的一个分身在我们网络世界里面,后面我希望通过我们的展望能够给大家带来一些思考。

  随着5G从去年开始的大规模应用我们看到5G将会给整个,包括AI,大数据,人工智能,云计算等等这些技术进一步的加速发展,由此会带来整个社会逐步走向数字化。从我们的角度来看走向数字化会带来什么样的变化?这是我们今天思考的问题。我们相信如果十年之后我们整个世界每一个物体会有一个数字化的对应存在在于网络空间中,我们可以基于所有的数字化物体去构造一个所谓的数字孪生的世界,它和我们的物理世界是平行的世界我们把它叫做“数字孪生”,基于这个数字孪生世界可以对物理世界进行很好的未来预测,可以对未来进行干预,我们期待未来我们可以实现对世界发展趋势的预测以及对于它的改变和提前的干预,由此保证整个社会的运营,每个事务的发展都在正常的轨迹上。这样的情况下,我们相信整个社会的治理效率,日常工作的效率,娱乐的质量,我们人的生命质量等等都会得到一个翻天覆地的变化。

  在这样的环境下,我们可以大胆地想像,未来会有什么事情发生在我们身边?未来会有什么样的新的应用,新的模式出现在我们的生活和工作当中?这个地方我们也是展开了大胆的假设和想像,我们看到将来会有非常有意思的应用场景将会出现在我们生活当中,让我们的工作,生产,生命质量乃至于我们自身的娱乐质量当中都会带来带来质的飞跃。为此我们可以和大家分享一下,对未来十年之后这个社会它的一些形态进行大胆的展望:

  第一,孪生体域网,我们通过人体可穿戴的设备,包括各种传感器,包括我们植入人体的传感器甚至我们说的纳米机器人等等,我们可以对人体的数据和信息进行全量采集,基于这些数据我们完全可以对人进行一个数字化的建模。基于这个数字化的建模之后,我们可以做很多的事情,本质上来说我们希望实现人的数字化,人的数字化有什么用?其实有很多,包括我们现在所关注的新冠病毒的机理研究,手术的助理,将来医生做手术不仅仅要看身边的简单的病例,我们会有一个全息投影来动态展示整个病人在整个手术过程中可能的一些状况,由此辅助我们进行更好的手术操作。当然我们还可以进行器官的研究等等,其实还有一个更重要的就像主持人提到的,我们期待未来6G时代,可能不一定让人不死,但是我们可以在某种意义上让我们的精神可以永远存在,也就是说我们未来的网络可以更好的去观测观察每个人日常的行为,推理,判断甚至学习你的记忆存储你的记忆,由此可以模仿你的行为方式,逻辑推理,情感,即使有一天人的身体没有了,但是如果我们不把这个数字化的人从网络空间删除掉就会永远存在,可以模仿你的行为代替你去行使你的财产支配权,甚至陪伴你的家人,我想这也是一个非常有意思的发展方向。

  第二,超能交通。交通拥堵是现在所有大城市的通病,我们每天深受其苦,未来我们希望能够解决这样的社会问题。最近我们看到丰田已经发布它的个人飞行汽车的计划,去年进博会看到美国公司看到推出会飞的汽车交通工具,未来我们看到有更多的新奇交通工具出现,飞行汽车,个人飞行车,自动驾驶,海空两用的飞机,大巴等等,这样的话未来人的出行将不再局限于我们自己开车或者传统的公共交通工具,我们老百姓可以有一些选择的立体式交通模式,这样将会从传统的枯燥的交通过程中彻底解放出来,我们可以在交通的过程当中进行愉悦的享受,这样极大改善我们在日常生活中交通方面的困扰。

  第三,通感互联,刚刚张老师提到0,虽然我不确定将来能不能把0传递出去,但是我相信6G时代我们人和人之间能够传递的内容更加丰富,现在从2G到5G能传递的是什么?我们的声音,文字,图片,视频,将来我们能不能传递更多的东西?当然可以,触觉,嗅觉,味觉甚至我们说将来的情感,是不是我们都可以去传递?我们说未来的网络我们希望它是一个通感互联的网络,而不仅仅是信息交互的网络。有了这样的能力以后将会带来很多学习的革命,效率的极大提升,生产的革命,以至于带来个很多我们意想不到的新的一些应用场景。

  第四,全息通信,我相信在很多的科幻电影里面我们看到了,我们也期待6G时代能够真正普及起来走入我们日常的生活。将来可能通过这样的方式可以极大简化差旅和交通的成本,也许为了今天的15分钟演讲可能在北京的会议室里面进行这样的演讲,没有必要在北京飞五六个小时到这里,这样可以为未来的无论是会议还是未来的设计制造等等都会带来非常全新的改变,带来革命性的变化。

  第五,更进一步的智慧生产,在数字孪生世界大的背景下,我们相信整个生产需求是可以动态预测,我们可以通过这种方式实现定制化的生产,大幅缩短整个生产的过程,生产的周期,以至于我们的产品流通的环节可以大幅减少,让我们产品的质量变得更加高。另一方面我们也可以把生产拓展到更多的空间里面,比如说水下的生产,太空的生产等等,还有一个就是我们可以通过纳米机器人,对整个生产的物体,产品进行它的全生命周期质量的监控,通过这些监控我们可以提前去进行对它的状态进行预测,对它的故障,事故提前进行预测,进行预测性的维护和干预,提升用户的使用体验。

  为了实现我们刚刚说的新的应用,其实我们需要网络具备足够的能力支撑他们对网络所提出的能力要求,所以在这些方面我相信未来的网络应该具备很多新的特征,这些特征将会支撑我们去满足我们前面所讲到的场景下的应用,比如说柔性网络,至简网络,智慧内生,安全内生,数字孪生的应用等等,通过这些应用推动整个产业的可持续发展,也会满足未来社会发展的需求同时给我们带来新的市场机会。

  特征一:按需服务,现在的网络,每个用户都是在被动接受服务,未来的网络我们希望它是一个主动服务的网络,它可以实时感知用户的需求,根据用户的需求动态配置网络的资源,网络的处理能力,带宽等等,更好保证用户的业务体验。未来我们也希望这个网络它也可以让用户自己去定义业务,而不仅仅是用传统的互联网公司或者运营商提供业务,我们用户也可以提供业务,这些可能都是未来我们需要去具备的新的形式和形态。

  特征二:至简网络,越往前走包袱越来越重,特别是面临未来6G的时代,我们需要考虑空天地海一体化,我们希望将来的核心网是完全统一的网络,我们不同的场景的支持,可能只是一个模式的差异,我们通过这种统一的核心网,我们希望实现业务在不同的环境下不同的业务场景下的无缝切换,来保证用户的体验在随时随地可以得到保证。我们可以通过简化的协议设计支撑我们希望我们的目标。

  特征三:柔性网络,所谓的柔性是IT,CT,DT技术进一步融合的必然发展趋势,也就是我们期待未来的6G网络应该是一个可以端到端软件定义的网络,它可以实现网络的处理能力,网络的容量,按需的弹性伸缩,由此最大化利用我们硬件的资源实现成本的节省,同时更快速实现对业务的响应和业务的部署。

  特征四:智慧内生,AI的能力我们已经看到它的魅力,已经在5G的网络里面开始有相应的应用,6G时代我们希望把AI设计成整个移动通信网络的神经系统,会带来更好的AI能力的提供和应用,带来网络效益的极大提升。我们可以通过智慧的平台把网络AI平台输出第三方合作伙伴用,可以把外部AI能力引入到我们网络里面用,这就是所谓的内生AI的特征。

  特征五:数字孪生,其实我们前面提到2030年整个社会会走向数字孪生,我们通过这个数字孪生我们可以去预测网源发生的故障,我们可以对它的状态进行必要的干预避免故障和事故的发生,让网络处于健康的状态,完全避免人工的干预,进而实现网络的无人化运维,大幅度网络未来的运维成本。同时也可以实现新功能的快速演进,我们可以只需要在数字网络里面做必要的验证和迭代,优化,形成完善的方案之后再把它安装到物理网络里面,这样也会大大缩短网络演进新功能引入的时间,大幅提升网络演进的效率。

  特征六:安全内生,我们希望未来安全可以做成网络的免疫系统,不仅仅可以提供网络的安全,还可以提供数据的安全,客户业务的安全,通过协同实现自我的免疫和安全策略的自我进化和演进,在AI的驱动下,大数据的驱动下实现内生的安全目标。

  当然整个6G前面提到很多,很炫酷的应用场景,这些应用场景需要我们通过未来十年的时间把它变成技术,方案,标准,产品,最终才能够走向我们真正的应用。为此我们想其实面向未来6G的工作,我们说它的目标是2030年左右实现大规模商用,现在还有大概十年的时间,未来十年时间我们需要脚踏实地,像张老师刚刚讲的我们也需要仰望星空,既把美好的理念推向应用, 同时也可以解决行业发展的问题,通过这些能够真正地解决我们整个所需要的数字孪生发展的驱动。

  中国移动是从2018年开始6G的研究,目前我们把我们的研究从过去的应用研究扩展到应用基础研究,我们加强和产学研用的联合攻关,我们相信只有把基础理论的研究,应用基础的研究和真正的产业能够结合起来,这样的创新才是更有活力,更有效率的,目前我们很多大学建立革命性的技术研究,同时我们也相信无论从1G,2G,3G,4G还是5G来看,整个移动通信发展的选择是国际化,只有国际化,全球化才能实现整个我们市场规模的最大化,由此带来整个设备,特别是终端芯片元器件价格的最低,才能帮助我们加速全球的普及和推广,才能够让我们保证用户业务的无处不在和用户业务的延续性的保证,所以我们将继续围绕我们所参与的国际主流的组织,包括ITU,GTI等等,联合国内外的运营商,研究机构等等共同加速6G的未来发展,为此我们也期待着和业界的各位同仁共同携手共会6G的美好新蓝图。

  主持人:感谢刘光毅先生的精彩演讲。如果张平先生为6G画一个宏大的蓝图,刘光毅先生在这个蓝图指出一个具体的时间点就是2030年,他判断这是6G商用的元年。对于这一年的应用场景的畅想刘光毅先生为我们谈及五点,同时也对于6G网络技术的特征进行了构想,相信各位最感兴趣恐怕还是他应用场景中关于人的数字化,刘光毅先生谈到网络模仿人的精神,这是不是意味着永生呢?这又是一个饶有兴趣的话题,不过可以肯定的,2030年的时候中国移动的6G商务套餐恐怕应该不便宜,各位还需要努力工作为自己的永生做好物质准备,我们再次掌声向刘光毅先生表示感谢。刘光毅先生说我们既要仰望星空也要脚踏实地,首先我们请出中国联通研究院5G智库主任胡博主任作为中国联通5G消息终端领域牵头人,胡博先生在移动通信技术,5G终端,eSIM创新领域进行了大量的开创性工作,今天他演讲的主题是:《5G数字新基建赋能内循环高质量发展》。掌声欢迎!

胡博 中国联通研究院5G智库主任

  胡博:各位领导各位嘉宾大家下午好,很荣幸今天受邀在w88top优德官网推荐这样一个技术的平台和大家一起分享交流,共同讨论改变世界的新兴科技。刚才张院士,刘博士对6G和未来通信做了非常精彩的畅想,我们作为运营商也跟大家分享一下关于5G我们现在的实践是什么样的,总书记也提出来加快国内大循环为主体,国际国内双循环互相促进的发展格局。作为运营商我们的服务对象也是类似的,就是以服务内需为主,同时联通全球各地,今天就跟大家报告一下关于5G赋能高质量发展的思考。今年可以说是5G商用发展的元年,今年也是很不平凡的一年,疫情导致生产生活的剧变,中国也好世界也好5G的建设并没有因为疫情而停止,反而按下一个快进键,8月份5G用户1.1亿,刚刚刘副部长公布了数据显示5G的用户已经到了1.8亿,已经是非常快的增长幅度,中国已经建了70万的基站,这个数字已经远远超过其他地区的总和状态,跟4G基站已经是等同的比例。

  5G的能力大家可以看到,传统提到三大场景,不光是通信能力的提升,主要是有三块:一是通信用户体验速率,从100M到1G的提升,同时还有低时延,1毫秒的时延,连接的密度数从一万每平方公里提升到100万平方公里的连接密度,当然刚刚张院士提到,周围的雷达图可以看到三大场景不是同时存在的场景,未来可能6G会是各个方向进行同时突破的演进方向。过去,我们其实更多是人去感受2G,3G,4G,人去感受通信能力的提升给我们带来多媒体丰富的体验,但是从4G到5G可能有很多的看不到的连接,5G也是开拓了消费市场新的格局,比如说像云游戏,直播,可穿戴,出行终端里面的互联网+泛终端的形式也是别出心裁,会是越来越多样化的情况。GIC的报告来看,今年上个月的数据应该是有500款5G的终端已经面世了,年初这个数字还是190,发展速度还是相当快的。大多数是智能手机45%,25%的CPE,近期我们观测到有大量的其他品类我们以前没有接触的5G终端,包括移动热点5%,笔记本1.5%,模组相当于是一个万能的模块,任何设备我们的售卖机,汽车,机器人,无人机加上模组之后就是一个5G的终端。电子产品的5G化趋势已经非常明显,这个也响应了全会提到拉动内需全面促进消费的举措。5G不仅是赋能消费拉动消费和内需,还能够赋能产业链的升级以及现在提到的比较热的数字化转型,主要是三方面:一是新型的无线技术和网络结构,可以大幅提升通信效率和通信的质量。二是网络切片,边缘计算这一类运营技术的提升,IT和CT的融合为行业用户提供零差异化的连接能力,推生服务能力的提升。三是高速率低时延包括高可靠的数据通信,对于像制造业,矿山,交通传统的行业来说,可以有一些新的场景去挖掘,比如说矿山的远程驾驶,制造业的机械臂的连接等等,对这些行业实现新的场景,因为连接成为可能,为他们输出一些新的应用场景。

  其实还是要提一下标准,标准驱动其实是通信技术演进的特点,1G—4G来看,运营商,设备厂商主导标准的演进,5G其实有更多的制造业,电力,汽车等等各个行业的伙伴加入到标准的制定,5G不仅是反映消费通信的需求也反映行业通信整体多样化的需求,5G分为三个大版本:R15,R16,R17,我们现在体验的是25的标准,R16的标准是今年6月份冻结,主要是面向emBB增强的特性,(IC就是独立主网最终的目标,目前还是会在这个基础上进行完善,R17更加会在能力的精细化,业务外延化,这几个方向去发展,要提一下网络切片和边缘计算,我们知道一张运营商的网络,刚刚刘博士提到网络的一张大网满足智慧的操作,各种智慧的响应,其实是需要一个端到端的服务保障,但是如果面向不同行业的话需要运营商对这张网络做一个比较精细化的规划和部署,包括实时的资源分配,比如说坐飞机的都等藏商务舱,经济舱,会把网络按照服务质量进行网络的划分和切割,这个是一个逻辑上的概念。同时,进行业务数据的隔离,其实它是端到端的,终端侧涉及到芯片,操作应用,无线侧涉及到物理资源,传输侧涉及到光传输的隧道,还有核心网侧涉及到资源的分配,隔离以及不同的QS的控制,会通过端到端的编排系统串联起来形成一个切片,比如说用在电力切片,无人驾驶,远程驾驶切片,实现低时延的灵敏高可靠的控制,比如说面向手机游戏的玩家,就可以提供一个更灵敏带宽更高的游戏体验。

  边缘计算理论上将云资源下沉到网络和接近终端的边缘,算力的下沉和部署可以是随着应用跟用户的需求位置进行部署的。比如说我们的演唱会,今天的会场就可以部署一个边缘计算的节点,距离它比较近的边缘计算节点,在这个节定上部署一些交互性的应用在上面,5G也是服务化的网络,工业上工厂的用户就近部署形成低时延通信的交互,既是效率的要求也是安全方面的要求,包括数据不出园区的考虑。

  5G的标准其实刚刚提到,反映各个行业的需求,它和大数据,云计算控制技术等等这一系列的技术群组形成网络型的基础设施,如果比作人的话,其实它是向泛在化智能化的方向发展的,它分为三个体系,用人工智能大的框架去划分的话,分为感知系统,也就是说我们看到什么,听到什么,思考系统,决策系统觉得这个事情该不该做,是yes还是no,执行系统就是到底要去交付去抵达去精准控制等等,对于消费互联网来说可能我们以前更多已经体验了视频,多媒体现在直播等等,可能更多是从1—N的跃迁,产业互联网就是从0到1再到N的升级,对于感知和思考还有执行系统都是如此,其实以决策系统为例,5G可以让一个分散的决策,逐渐延伸到学习型的决策系统,著名的投资人也非常同意这样的原则,集体的决策是优于分散或者个体的决策,5G就让这一类的决策通过连接,网络的编排,能够互相借鉴互相学习,形成更为精准的决策体系。对于落地的应用而言,对于从运营商的角度来看,5G刚刚提到为数字化转型提供升级和赋能,它主要的模式就是5G像网络平台终端叠加专业技术,专业技术就是像传感,控制,显示等等这一类技术,再加上行业的合作伙伴在不同的行业里面,挖掘新的场景,像教育,医疗,新媒体,交通。

  比如说文娱领域,5G的直播,全息的影像,其实是会推动网络媒体,数字化媒体向全媒体全场景全连通的演进趋势发展,在工业制造方面比如说以港口码头的远程吊装为例,是实现了无人化,自动化,无线化的操作,包括工业互联网的数据采集可以实现云化,泛在化的采集和信息的处理。包括智慧医疗,智慧交通,院前的数据传输,院内设备协同,包括院间的远程会诊等等,实现医院资源之间的协同。交通就是像车路协同,全面性的监测实时的数据加上V2X指导汽车的智慧化编排以及包括未来的辅助驾驶,无人驾驶和远程驾驶包括自动驾驶。

  以工业互联网为例,工业互联网是5G和行业赋能实体经济非常典型的一个实例,也是一个重要的载体,5G赋能实体经济的载体。主要是为了重构生产体系和为工业企业现运作的新的模式,我们知道深圳现在不光是有最先进的5G设备厂商,5G的终端厂商,物联网,互联网厂商也有像工业互联网的最新实践,像妈湾的智慧港利用龙门吊控制龙门吊的吊装,以及5G的产业基地不同的工厂在实践,像熄灯工厂。提供高可靠的网络保障,5G面向垂直行业是异构融合的网络,再加上它的应用又涉及到云资源,意味着它的暴露面会增加,所以说面向不同的行业安全需求在不同的网络架构下,提供一个安全可靠的多样化的安全的网络,这是未来的发展方向。同时和量子科技以及空天地一体化也是一个方向,量子科技可以用量子密码分发技术在5G的接入网侧,尤其是面向工业企业,电网做分发,空间一体化未来也会提供高可靠性的网络保障。

  还有一个发展趋势就是eSIM和IOE,也会间接赋能5G终端大规模的铺开,我们知道一个电子设备开通通信功能,其实是需要运营商在后台的网络IT系统包括前端做大量的端到端的开通以后,那是一个非常复杂的系统,国内的运营商包括国际的运营商已经在智能手表上面部署eSIM的技术,无需使用传统的SIM卡就可以使用。未来IOE终端,不光是平板和可穿戴的终端,包括工业领域的终端等等都将会部署泛在的通信的eSIM技术。

  还有就是5G时代第一个应用就是大规模的应用应该是5G消息,也这是在保护用户隐私的前提下为用户提供无论是点对点还是商户对个人的,还是机器对个人的多媒体通信的能力,今年上半年三家运营商共同发布了5G消息的白皮书,并且在系统包括应用侧协同生态合作伙伴共同推进整个5G消息的生态,未来我们看到5G消息不光在2C领域更多是在2B领域能够形成不光是提供更好的用户体验,而且还是提供了一个商业的闭环逻辑。可能未来几个发展方向,我们在这里面做一个简单的展望:一是和AI智能化的匹配,图像识别等技术为5G消息里面的聊天机器人进行智能化的处理。二是泛在化的趋势,三是基于切片和定制化的服务质量高可靠的保障。总的来说,通信发展到5G时代包括未来的6G,其实是技术跟需求双轮驱动的状态,而需求可能不光是来自人的通信,未来来自不同产业不同的应用通信,上一次刘部长提到5G的应用创新,应用的发展至关重要,包括5G终端的发展也是至关重要,运营商也会适当地进行适度的超前建设,同时也提到尊重5G产品重塑的客观规律,赋能模式,5G产品+技术+行业+场景等等,最后垂直行业的协同和各界的科技创新形成良好的生态,在此也是希望和各个生态合作伙伴一起在整个科技创新非常重要的今天和大家一起联通千家万户,联通千行百业,大家构建5G时代新的生态新的创新生态,共享科技创新的发展红利,谢谢各位。

  主持人:感谢胡博先生的精彩演讲。张平先生谈的未来,刘光毅先生谈的是十年后,胡博先生是拉到现在,基础设施正在向智能化和泛在化演进,因此产业的升级和数字化转型无论是需求和模式都已经非常的清晰了,同时胡博先生也为我们分享5G时代第一个大规模应用5G消息目前的状况,我们也要再次掌声向胡博先生表示感谢。

侯胜利 思科大中华区副总裁

  下面我会请出本环节的压轴演讲嘉宾,思科大中华区副总裁候胜利先生。侯胜利先生在IT行业,尤其是计算机及网络通信领域,有着20多年丰富的从业经历,曾经参与和主持过多项大型网络通讯工程。也是中国高新技术论坛的老朋友,今天他演讲的主题是:《5G时代网络创新与展望》,掌声欢迎!

  候胜利:非常感谢今天能有机会跟各位专家和各位同仁去分享一下,因为刚才各位院士也好博士也好其实讲了很多6G,5G的发展方向,大的趋势以及5G和6G给我们的工作和生活娱乐在各个方面所带来的一些变化,各种应用的场景。我们反过头看这些新的场景,新的业务应用,在后面其实就需要一个基础的架构来帮助我们的客户去实现他们所需要的方式。所以在这里面,我今天是从三个角度来看的:

  行业趋势我不想谈太多,大家可以看到在今天各个运营商他们的业务在不断地发展,在今天还是以我们个人的业务去给运营商提供比较多的业务经济价值,但是随着技术的不断发展和新的应用出现,其实基础电信的业务,也就是各种各样的应用场景,这些在2025年的时候应该会超过一半以上的运营商收入会来自于这些企业的,行业的各种各样的应用。刚才各位专家都谈到了各种5G应用场景,各种不同的5G应用场景,对我们后端的网络提出了新的要求或者新的变化,它会需要有一个比较高的速度,比如说在5G当中,我们举个例子:你需要去实现自动驾驶或者辅助的驾驶,在这种情况下,你的车所需要的数据传输和数据处理的时间,往返,也就是从自动驾驶的平台到车往还应该在五毫秒以内,真正留给数据传输的时间就是一个毫秒,需要我们的网络是非常高的速度,同时也需要网络非常低的延迟,它能够把数据快速地传递。

  同时,如果我们想实现大连的物联网接入或者其他的方式接入,需要的网络有更多的吞吐量,能够同时去并发处理更多的连接。这样的一些变化就会使得我们的网络跟今天的传统网络有一个非常大的变化,在这里面其实我们想从这两张图可以看到,4G网络和5G网络承载网络的相同和不同的点。在上面是一个典型的4G的承载网络,从下面的终端需要的数据,通过前传,回传的网络可以一直到省的中心,是非常长的传输时间。但是到5G的时候,如果我们想实现快速,实时,低延迟的处理,也就是说这些处理的信息或者这些数据都不能在省的中心,会到各个地市,甚至再往前到你的区域数据中心或者是边缘的处理结构。有做快速的处理。同时在这个网络当中,整个的网络会有比较高的处理带宽,也就是说今天我们会看到随着CPU的不断革新,大家可以看到在今天,整个网络当中其实100G已经成为一个主流,再往上走我们的核心骨干网络是往400G,800G,1.6T变化,让我们有更好更大的带宽支持越来越多的网络的设备或者是网络的应用。

  我们希望这些新的业务和新的应用能够快速地部署,刚才大家讲网络的切片,有各种不同的应用场景,今天我们希望所有的配置,我们不能够再像以前一样,我们提前配置去分发,而它是可以根据你业务的需求,就是我看到的是什么样的业务,在我的网络当中可以动态去做调整,满足你的业务处理能力,这些都是我们今天5G网络和以前传统的4G网络的不同。整个的网络基础的结构,就会有这四个比较大的变化:一是以前从运营商的角度来看针对于不同的业务,不同的应用,它可能会有独立的主网或者独立的网络,今天我们更多是把不同的网络融合在一起,无论是有线还是无线,或是不同的业务应用,他们都会在一个统一,混合,大容量,高带宽的网络当中满足客户的需要。二是根据我们客户的不同业务需求,整个网络会有越来越多的云化的转变,其实大家可以看到在今天其实电信运营商的网络会逐渐地IT化,从以前运营商提供基础的网络传输服务,网络的连接服务,而变成现在它会再进一步提供了很多的SaaS服务,PaaS服务,会有很多的业务应用会在运营商的网络当中能够支持,能够提供。在整个的网络当中,它的计算能力不断提升,可以让我们根据我业务的需要,在我的汇聚节点或者在我的服务节点,在不同的节点都可以去提供你的相应计算能力,比如说我们刚刚看到的智慧的港口,或者说其他的车联网业务的应用,所有的处理都需要在你的网络接入的节点去做处理的功能,而不是把数据传递到它的云的中心去,或者他的地市中心去做处理,也就是说会在整个网络的各个层面都有一些智能处理的能力来保证我业务快速的部署。

  这些要求使得我们整个网络,今天会从云到端能够实现端到端对这些网络,智能的支持和要求。所以在这里面大家可以看到,最下面是网络IT承载的网络,可能是骨干网络,回传网络,前传网络,再往上各个区域有你的数据中心,你的数据中心是有本地,区域的,大家可以看到我们很多的电信运营商在改造或者是重新建造智能的城域网络会把数据中心放到城市的边缘节点,能够提供快速的支持。这两点其实都是物理层的,再往后走这些全部都是在逻辑层上管理的,在整个网络当中我们会有一个基础的,比如说基于物理平台上面,也就是说逻辑我去设计各种各样的数据中心,逻辑设计这样的网络,根据你各个不同的业务需求和业务的应用去给你做应用的切片或者是服务的切片,在这里面这些业务应用不仅仅是我可以去构建自己的数据中心也好或者是业务也好,还会把我们客户或者用户的数据中心也可以纳管进来,也就是根据你的业务需要,我在不同的地点给你提供计算的能力,服务的能力,从而保证你整体业务能够快速部署和快速实施。

  这是思科自己端到端的5G产品的应用解决方案,思科是不做接入或者是5G的终端像手机这样的产品,思科更多是从我的网络来看,在IT的承载网络有各种各样的路由器或者网络的设备去接入,再网上层数据层方面,软件定义的网络,今天5G的网络全部都是通过软件定义的方式,可以定义成软件定义的数据中心,软件定义的局域网络,通过不同的方式把你整个的5G的核心骨干网络会有一个非常好的灵活的定义。因为在5G的网络当中肯定有不同的跨平台,跨厂商的产品,再往上走有一个cisco平台支持多厂家的软件定义的网络,在这个平台上会有一个统一的运营调度维护的方式,无论这里面是数据中心的资源还是广域网络的资源还是带宽的资源,会通过中心NSO的平台做统一调度和管理,我们想通过这样的方式实现端到端的应用。

  通过这样的方式我们整个的5G骨干网络是向软件定义的方式来进行演进的,其实我们会把整个5G的网络或者是电信运营商的网络跟企业的网络做一个融合,我们最近在谈的或者最近几年谈的IBM基于意图的网络,我们会希望从电信运营商的角度来看也是基于意图可以跟你的企业网络进行端到端的整合,根据你业务的策略,从客户端到运营商的端点给你调度一些资源,调度带宽调度各种各样的方式满足业务的需求。从以前的烟囱,物理,一个一个的网络会变成什么?变成一个统一的平台,构建城域骨干网络的平台,把其他各种各样的业务和应用融合在一起,这样的话可以看到整个的运营商来看,无论是大的还是中小城市,会采取这样的方式是5G,云网融合的智能城域网架构。右边红色和绿色的线,如果它需要更多的后端资源服务的话,后面会有城域网络或者有IDC的数据中心提供更多的计算资源,处理资源,如果它需要更多在小的区域之间的带宽或者是处理资源的话,可以增加红线不同的模块,这样使得你的城域网络是非常方便的,非常灵活的,无论是在纵向还是在它的横向都可以做一个很好的处理方式。这是我们跟国内的几个大的运营商合作构建智能网络的架构的网络目标,在这里面我们会有几种不同的模式,有全新的去构造的,基于软件定义的城域网络,也有在目前的现有网络当中进行升级,会提供一些部分的改造,来满足客户的需要。

  它的好处就是我可以让我们整个的电信城域网络会变得更加简便,它有更好的带宽,扩充起来更加方便。在这里我们看一个实例,这是某一个城市做的,右边是4G和5G  BBU的资源池,左边是思科的智能城域网在前端的节点,六台设备,两个是做核心的节点,很方便地去跟各个区域的模块进行构建,让你的城域网络一个模块一个模块平滑逻辑的实现。其实在这里面我做一个最后的小结:

  在5G时代,思科在做一些什么样的工作?一是高性能的产品,会有更高的处理能力满足客户的需求,二是如果我们要做这些切片也好或者做一些其他的方式,大家可以看到新的技术,思科是这些技术的发明者和创造者,我们也会在国内和国际上跟中国移动等等其他的方式做的标准制定,也会有很好的产品能够快速地支持满足业务的需求。同时大家看到针对于5G的商用承载网络,思科在全球有很多,包括国内,国外有很多的合作案例,这些是今天我提供给大家的介绍,最后用昨天我们在国务院国家发展论坛上我们总裁的一个演讲题目做最后的总结,也就是说“我们在今天的情况下,我们有更多的沟通,更多的交流,才能够让我们双方合作共赢”谢谢大家。

  主持人:感谢侯胜利先生的精彩演讲!在刚才的演讲中候胜利先生为我们介绍5G与4G在承载网架构方面的异同,同时为我们分享5G的软件化演进以及5G云网融合智能城域网架构,分享思科在智能城域网方面的案例,可以说以上这些都是属于5G的基础性技术动作,在这场庞大的5G革命中有很多让人激情四射的内容,但是刚才候胜利先生所讲的这些,也许他们是最不被大众所关注的,但是却至关重要,我们要掌声向他这篇技术性很强的分享致以谢意。

  接下来我们会进入今天下午的第二个主题:“生命科学的加速与突破”。生物技术的发展已经越过创新爆发的临界点,当然这是非常大的结论,生命科学领域涌现出越来越多的革命性突破。那么,未来的生命科学领域将拥有怎样的游戏规则,改变人类生存的世界?这场疫情又将在其中扮演怎样的角色?在这个环节中6位嘉宾将发表他们的观点。第一位分享嘉宾是中国科学院院士,中国科学院神经科学研究所研究员,中国科学院生物物理研究所研究员郭爱克先生。郭爱克院士多年从事视觉信息加工,学习记忆认知和计算神经科学研究,他对果蝇的研究在业界素负盛名,并担任多项国家重大科研项目的首席科学家。今天他演讲的主题是《大脑“记忆印迹”的新探索》。大家掌声有请!

郭爱克 中国科学院院士,中国科学院神经科学研究所研究员,中国科学院大学生命科学学院荣誉讲席教授

  郭爱克:各位在座的嘉宾,非常荣幸在这和大家谈谈最近的脑科学的一些进展,我本人是从事脑科学研究的工作者,大家都知道我们经常会谈论什么东西就忘了,什么什么东西就找不到了,这都是大脑的记性问题,忘性问题,为什么有的人记性很好?为什么我们会忘?这是脑科学当中最大的问题,脑科学面临的问题就是人类怎么记住,怎么预测,怎么做抉择,今天想跟大家分享一下最近国际上关于记忆研究的一些重要进展。

  我们人类大脑是零星的家园,它集智慧直达成,集大成之智慧,什么是脑科学?脑科学是探索智慧本质,及其规律的大科学领域,它不是小科学,什么是类脑智能呢?我们讲类脑智能和人工智能略微有点差别,类脑就是要受脑启发的智能,就是求所,在原理上类脑,在行为上似人的道法自然的智能。

  我们人类大脑是非常宏大的,宇宙最复杂的智能系统,有诗人讲脑比天恢弘,若将两相并,脑中有天空,君亦在其中。人类经过了漫长的演化,大脑的体积,大脑的细胞数,大脑的重量,从鱼一直到人类大脑非常重要的进化过程。我们人类大脑有多大?有多么复杂?它有100亿的神经元,1000亿的神经胶质细胞,它们加起来是10倍于现在的银河系,100万亿的突触连接,脑是非常复杂的,大脑脑神经纤维总长度18万公里,可绕地球4周。(大脑当中它的重要组成部分是细胞到神经元,神经元是非常复杂的结构,但是它有三部分组成,这是它的树突,手心是包体,臂就是轴突,大脑当中有很多有趣的故事。大脑跟神经元之间并不是原生相同的,他们靠得很近,靠着纳米尺度的连接,但是中间有空隙,这个空隙是纳米尺度的,1纳米,正是因为这个纳米尺度的空隙,正是因为大脑之间的信息流通,才形成我们现在多种功能的可塑性。这是简要的结构,有突触后的神经元,突触后的神经元。大脑还有一种结构叫做电突触,两个神经元之间他们可以有物质交换,有信息交流。回忆起来我们国家两千多年前伟大的诗人屈原有一个天问,他问了173个问题,在那个时间人们是无法回答的,但是屈原当时的年代也没有问到,我们中国在探讨宇宙的时候,我们有一个天问一号,这是非常大智慧的计划,大脑在之前1619年德国的天文学家开开普勒曾讲宇宙是和谐的,而且我们现在也知道大脑在演奏一个,从天问现在到脑问,美国科学杂志125周年的时候,2005年发表125个科学问题,其中有很多与脑科学有关的,就是我今天讲的主题,智力,记忆是怎么存储又怎么回忆的?

  诺贝尔奖获得者kandel而说记忆是让我觉得不可思议的,试想一下,你可以随意回想起在遥远的过去所发生的事情。我有一次跟我的同事在日本开会的时候我和我的同事几乎搞了一天半的时间,我们想不起这个科学家的名字,但是突然一瞬间这个名字就出来了,这就告诉我们大脑的记忆是什么机制,我们为什么找不到它?后来我们又突然找到它。什么是记忆呢?一般说来记忆就是利用过去为现在或将来服务的能力,在一定意义上讲人类大脑就是演化和选择的历史留下的记忆,记忆告诉我们,你是谁,你从哪里来,你到哪里去,所以铭刻过去,梦想未来,这就是人生。在记忆研究当中,著名的科学家巴浦洛夫大家一定知道,记忆可以留痕吗?无希腊的哲学家讲一个人不可能第二次跳入同一个河流当中,也是讲的不可逆,没有人可以第二次跳入同一个河流,时间不可以反演,记忆可以留痕吗?记忆藏在哪里?可以找到它吗?所以研究记忆当中,可以追溯到古希腊的柏拉图,20世纪科学家开始定义什么叫做认知记忆,他认为经过一段刺激当中在大脑当中发生的物理变化,这个变化可以回忆起过去。但是怎么研究?美国有一个科学家拉施里花了30多年的时间拼命想找记忆,最后他找不到大脑哪个脑区负责特定的记忆,最后得出结论大脑的记忆是分布式的,各个部分都参与这个记忆,你损害的程度与你损害的程度有害,没有一个特定的部位,后来把的学生说两个神经元之间共同兴奋连接就会加强,我们把它叫做赫伯学习律。

  我想讲最近的重要进展,哺乳动物有一个海马区是智慧的源泉,那里编码空间位置等等找到了记忆的印迹,这就是它找到了小老鼠巩固记忆的区域,粉红色找到自己印记的痕迹,科学家沿着这个思路做了很多的深入研究,现在怎么定义?对于过去的经验和经历离线持续的神经表征,但是印迹还不是记忆,它给记忆的回忆提供了物理条件,它们做了很多的工作,比如说如何把一个负责印记记忆细胞毁损这个记忆会丧失,如果没有外部数的条件下,印迹细胞可以生成新的记忆,我们把这个叫做虚假记忆,这都是最近人们做到的,比如说记忆可以无中生有,这个研究使我们认识到以前争论很多的人类大脑有没有祖母细胞,这是一群概念细胞构成的祖母细胞,如果只是一个细胞,你在大海中捞不到这个细胞的。什么细胞可以有印迹呢?有的神经元它的轴突长了很多的结构,我们叫做树突肌,如果在条件比较好的情况下,会密集生长,如果条件不好在黑暗中生活就不行,我们中国学者在研究这方面,在国际上曾经是很领先的,上海脑所的老所长张香同曾经是国际上第一个认识到树突和树突肌在脑功能当中的作用,这些记忆的主要表现是什么?记忆的研究表明细胞损毁了,应该损害记忆,如果对这个细胞加以兴奋可能会生成新的记忆,记忆形成是靠竞争实现的,哪些细胞具有竞争性强的,它记忆强,这些研究会告诉我们大脑当中印迹目前来讲在深入研究,这些事实也告诉我们,早期人们想从宏观的程度了解印迹记忆的话,没有做到是因为他们没有在细胞水平和分支水平。现在国际上研究印迹细胞的学者,原来是得诺贝尔奖是免疫学得劲的,现在他在印迹研究当中在国际上是很领先的,是利根川进,他有一个讨论,脑科学和类脑的研究本身来讲是互补的,是双赢的,一方面脑科学可以给研究印迹细胞的研究提供它的研究思路,构造他们的深度学习网络等等的研究,反过来他们也会给脑科学提供新的实验事实来证明这个问题,记忆的问题是很吸引人的,无论是对认知科学,脑科学等等我觉得都是非常重要的。

  我们国家现在对脑科学和记忆的研究是非常重视的,最后我有一个结束语,就是记忆的研究关乎我们每个人或者将来你都要老,我们问人类怎么样才能够排除老年痴呆的定时炸弹,70,80岁自己忘了,这个定时炸弹怎么排除?期待记忆科学能够做出他们的贡献,谢谢大家。

  主持人:感谢郭爱克先生的精彩演讲。脑科学实在是一门很特殊的学问,更加接近哲学的范畴也接近于诗意和文学的范畴,今天郭爱克先生为我们极具诗意化的表述,我想会在各位的记忆中留下鲜明的记忆,我们掌声向郭院士表示感谢。

  下一位演讲嘉宾是,中国科学院深圳先进技术研究院能量代谢与生殖研究中心首席科学家,中国科学院外籍院士,美国科学院外籍院士约翰·罗杰·斯彼克曼先生。约翰先生长期致力于生命科学研究,从2011年至今,他已经在中国全职工作将近十年,入选国家“千人计划”长期项目,2018年他成为英国皇家学会会士。斯彼克曼先生有一个特别的经历,曾担任苏格兰政府肥胖学特别委员会委员,今天他演讲的主题是也与此有关:《个性化的运动干预减肥》掌声有请!

约翰·罗杰·斯彼克曼 中国科学院深圳先进技术研究院能量代谢与生殖研究中心首席科学家

  约翰·罗杰·斯彼克曼:非常感谢邀请我来到这里,有这个机会做这个演讲,给大家分享一下我们在做的这方面研究以及它未来的进展方向。大家都知道今年疫情的情况,历史上其实还有更严重的一场疫情,一直都在进行,并不仅仅是我要讲的新冠疫情,而是肥胖症的大流行,新冠疫情会消退,但是肥胖症仍然会继续恶化下去,世界卫生组织已经验证这一点,这是人类社会面临最大的健康问题。随着人类数量目前增长不是很快,但是肥胖者增长的非常快,在中国肥胖真的是一个问题?肥胖者占的比例很小,但是数量很大,确实中国比例很小,只有不到13%,在美国则是45%—50%,但是中国总人口更多,今天肥胖者的数量已经超过美国肥胖者的数量,这个问题是非常严重,而且并不会自然消退,只会变得越来越糟。中国学龄儿童的超重和肥胖的趋势就是不停地在一年比一年增加。

  今年是肥胖超重的儿童就是未来肥胖超重的成人,大家也可以判断这样的趋势将走向何方。简单地说就是他不停地蔓延的健康问题,如果我们不去加以处理的话,它将会成为非常多的并发症,并不仅仅对中国人群带来非常大的危害,对于经济也会有影响,我们必须要行动起来。用科学的方法解决这个公众健康的肥胖症问题,我们知道肥胖症的原因,每天吃的这些食物,食物的摄取要么通过休息的时候把它消耗掉,或者是通过在锻炼的时候消耗掉它所转化成的能量,如果我们没有这么做的话,它就会变成脂肪被身体储存下来,肥胖的问题其实是能源平衡的问题,也就是能量的摄入和消耗没有达成一个平衡,如果我们所摄入的卡路里是这么多,另一方面减少了参与运动,参与活动的能量消化的话,不可避免的结局就是将会把这个能量,它是守恒的,摄入没有消耗掉就会在身上体现出来,也就是说要解决肥胖症的问题要么从左边的能源摄入这一块着手,要不就是从右边的能量消耗这一块。

  如果这个问题这么清楚了,大家如此清楚了解它的话,要解决它也很容易,听起来好像真的很容易,但是事实上有很多的减肥行业,大家都知道这个市场是巨大的,都在鼓励人们去吃更少的卡路里摄入更少,多运动,但是很有意思的一点就是很多人都会去在网上参与这些类似的签到项目或者买了卡健身,但是肥胖症的蔓延却还在继续,尽管大家有这么多的所谓有效的措施,却阻止不了肥胖症继续蔓延的趋势,这是怎么回事?为什么科学道理上应当有效的办法没有实际的效果,如果要针对肥胖症字一些什么的话,运动并不是直接可以采取的灵丹妙药,运动不一定是减肥的好方法,有人说你无法摆脱坏的饮食习惯,你没有办法通过运动的方式去解决掉这个坏的饮食习惯所带来的问题,大家可以这么去算一下,比如说麦当劳的薯条所带来的热量摄入如果你要通过跑步的方式消耗掉需要跑六公里,也就是说如果不改变饮食摄入你绝对跑不过你吃进去的食物。

  这是个人化的例子,他们是如何做运动,以及他们体重调节之间的关系是如此不明显。去年12月我去了柬埔寨度假,参与一场暴走假期,一般来说我每天的步数是六千步左右,这张表格当中,左边标尺是我每天的步数,横坐标是那几天,中间的部分是我的暴走假期,前后是正常生活的状态,我的平时活动量是6000步不到,假期活动量是15000步,大家可以想像一下在我暴走假期结束之后,我的身体会怎么样去处理这种活动量的急剧降低?接下来看我的体重变化。其实在假期当中我运动量这么大确并没有减重反而增量了两公斤。再给大家看另外一个例子,完全是跟刚才的例子相反,这是三月份从英国回到中国,那个时候我需要经历一个隔离期,我是做了一个跟以前完全相同方式的对照,在进行隔离之前每天差不多六千步的步数,结束之后也是六千步左右,但是隔离期的时候每天只有300步,我的活动量降到原本平均量的二十分之一,我的活动量急剧降低是不是我的体重也增加?实际上下降了一公斤,怎么回事?如果我们刚刚说能量摄入和消耗的公式是正确的,为什么运动量大了反而体重还增加?运动量少了减少了?因为我们运动量和摄入其实是具有相关性的,简单说就是我走路越多的时候,我的大脑当中就已经有这样的联系,我必须要吃的更多。所以结局就是不能跟人简单地说你去做运动吧,这样的话就可以帮你减重,实际上这是做不到的。

  光运动并不是减重的好方式,但是看看这个实验,这项实验是10—15年之前所做的,30个人在监督之下进行12周的运动,监督之下是什么意思?就是做实验的实验员是在关注这些30个人,确保每个人没有作弊,这个过程当中一直去记录他们的体重,大家可以看到这里每一项都是30个人,每个柱子代表他们体重减重还是增加,平均减重3.6公斤,还是有人像我一样吃得越多体重反而增加了,因为他们运动的越多,吃的也就越多。从而让他们的体重反而增加了,但是绝大多数的实验当中其他的人通过多锻炼,吃得少改变了饮食习惯还是减掉很多的体重和脂肪。所以问题就不再是说运动是无效的,这种说法也不全面,而是说在不同的人身上能够起效的情况不一样,哪些人可以从运动当中受益?大家对这个问题的第一反应肯定是回答,可能是基因在起作用,基因在影响着,我们看看每个人的基因组成也许可以做一个预测,这个人能不能通过运动达成减肥的目的。但是这个问题首先你要知道哪个基因,这个基因具体的变异存在哪几种可能性,也就是说还要去研究你的家族,父亲,母亲看看他们对于运动究竟怎么样这样才能设定对照组,简单一点就是用动物模型来做。这些小鼠的实验结果和人怎么样,它的曲线趋势跟人类实验当中是一样的,绝大多数是可以运动减重的,但是总有少量运动越多吃得反而更多,从而会增重。身边是雌性下面是雄性,结合在一起看看他们的子嗣,他们父辈是这样的,子辈是怎么样的,43%对热量摄取缺乏的反映是遗传决定的,意味着43%好像还可以,50%以下,好像我们有办法对它做什么的,但是其实是很大的问题。这就告诉我们确实有遗传因素,但是并不确定是哪个基因,也就是说可能有人会知道基因决定了我很难通过运动减肥,然而我不知道究竟是哪个基因,我只知道这个结论。也就是说这个遗传学的研究目前并没有多大的实际价值,它没有办法告诉我们究竟能够通过什么样的方法进行减肥,所以我们必须要做得更好,于是在我们深圳先进技术研究院我们在做什么样的研究?首先是通过监督的方式去关注人们的运动,不仅仅是关注他们的减重。同时也去标记与减肥相关的遗传基因和减肥非遗传标记,把这些都结合起来就可以获得一个综合性的观察,来了解遗传变异和非遗传性的表型变异,两者结合在一起决定了这个人他的减肥效果和所应当适用的减肥方案,从而我们可以为他个人量身定制减肥处方,这样我们就不会武断地说运动减肥是没有效的,因为你有可能碰到一个情况,就是有些人跟我一样减肥无效,有些人非常有效,是因人而异的,这就是今天所讲的主要内容,在屏幕上面给大家展示了我的联系方式,大家可以给我发邮件或者发微信。对这片领域的任何人可以联系我。

  主持人:感谢约翰·罗杰·斯彼克曼先生的精彩演讲。接下来我要请出的演讲嘉宾是大数医达创始人兼CEO,复星集团首席人工智能科学家邓侃先生。2015年邓侃先生创办北京大数医达科技有限公司,致力于把深度学习和知识图谱技术,应用到医疗健康领域。2020年大数医达入选中国社科院“人工智能医疗创新示范企业”。今天邓侃先生演讲的主题是《智能微诊所》,大家掌声欢迎!

邓侃 大数医达创始人兼CEO,复星集团首席人工智能科学家

  邓侃:今天非常荣幸能够听到院士们的演讲,前面郭院士讲到记忆的痕迹,今天我的主题分两个部分:一是如何克隆好医生的大脑,二是怎么把它物化,产品为智能微诊所。我们知道整个医疗行业里面最大的问题是缺乏好医生,而且好医生的分布是极端不均衡,比如说也一次全球的疫情严重暴露这个挑战,山东省支持湖北9批医生,上海市十几批,以至于上海自己闹空城计,我们的好医生实在是太缺乏了,怎么办?两个办法:一是我们扩大我们医学院的招生,但是这个成本高,见效慢。二是人工智能克隆医生的大脑,在短时间之内低成本大规模地复制至少副主任水平的医生,这就是我们的使命。我们要让智能诊所像星巴克一样遍布全国各地,虽然你不能说它的水平非常高,但是至少它能够保持一致相当不错的水平,这就是智能微诊所的使命。

  大家会问一个问题,星巴克能够保证它的品质一致性,体现在两个方面:一是它的除菌,基本上是自动化的除菌,以至于他的烘焙师不需要太大的技能,二是整个供应链的标准化和品质管理,但是看病很大的问题是个体差异性,怎么办呢?我们说虽然每个人的病情和体质不一样的,但是看病的方法论是一致的,用计算机的话是算法是一致的。我们以算法以临床路径为汽车的底加上各种各样的医疗设备和算法,形成一个完整的智能微诊所的体系。

  第一步我们先解决国家卫健委规定的300多种常见病,范围小,难度相对比较低。产品上来讲整个系统分三个部分:一是监管端,因为我们把这么多微诊所,这么多“星巴克”,怎么让它每个分店品质一致,西雅图的总部很重要,它要监控每个星巴克每个机器的运转情况,所以才能保证品质,我们要有非常严密基于大数据,实时,智能的监管端。二是医护端,它的使命是什么?对医护的水平要求更低,更自动化,更智能化。三是服务端,是患者拿到的东西,这三个端可以和什么东西对比?滴滴打车,滴滴打车的产品也是三样,乘客端,司机端,还有滴滴总部有一个大屏幕,这是监控端。人工智能在任何行业里面的落地我猜都是这三个。这里面最难做的是真正?是医护端,临床端,首先就是医生工作室,你就打开滴滴的司机端,里面最主要的功能是什么?是导航,以至于司机不需要记路,告诉你前边路口左转,医护端最重要的是临床看病的导航,告诉医生下一步该做什么样的检查,化验,开什么样的诊断结果,开什么样的处方,一步一步地告诉医生该怎么操作,这是他最重要的职能。居民端患者端类似于滴滴打车的乘客端,解决的问题是及时的去汇报我的病情是好一点还是更糟一点了,我今天有没有吃药,吃完以后有什么反应,这是患者端最大的用途就是及时和医生进行交流。整个这套加起来换一个角度来看是什么?就是一个操作系统,这是医疗保健的操作系统,下面是各种系统的接入,我们不仅有症状,化验,影像,还会有基因测序,肠道菌群,就是多元异构数据的整合。

  有了数据以后就要实现各种数据之间的互联互通互操作以及标准化和结构化,为了进行数据的融通再处理,再加上各种标准化结构化之后就有了操作系统的隔断层,上面就会滋长出各种各样的应用。我们刚刚讲的三个端,医生端,监控端和患者端,最难做的就是医生端。我们要求做到什么地步?在一个偏远地区一个医生一个护士就可以看300多种常见病,这个事情怎么做到?我们把它整个过程分解为一步一步的小步,就变成一个基本标准化的操作流程,这是第一步。第二步我们通过物联网技术,IOT的技术把各种数据直接的接入到中央的操作系统,不需要医生操作,降低医生操作的难度。第三步就是类似于滴滴司机端,每一步告诉你下一步该做什么,当然这个医生也可以自由发挥,但是自由发挥会提示你,红的是你必须改,橙色我强烈建议你好好看看,否则会被扣分,黄色是我建议你稍微小心一点,这是临床导航,这个是最难的事情。还延伸出和利用药,哪些药是疗效比较好,同时价格比较便宜,同时又医保,这个地方会做得非常细。即便说你的智能微诊所做得再好,我们仍然还要托底,万一前线的医生搞错怎么办?我们需要远程会诊,远程火力支援。远程火力支援还不行,万一脑卒中怎么办?我们要迅速把患者从一线拉到三甲医院,中心城市,我们把这一整套系统包括系统微诊所包括和远端三甲医院的联系,线上线下的联系合在一起称之为“智能微诊所体系”。

  今年的疫情对我们是挑战,同时对我们也是机会,我们不仅给了两千多家的基层诊所做了微诊所,同时为江苏省上上下下各地400多家医院做了系统,同时我们还给监狱做了很多的微诊所,监狱里面也缺医生。核心技术就是四条,客观来讲是非常前沿的技术。一是我们所有做的生物学习的人都知道,最核心的问题是我们需要训练数据,我们在中国享受中国的人口红利,我们一个小公司不怎么大,但是我们现在已经处理过8亿份电子病例,我们的竞争对手,学习的榜样美国的谷歌公司,我相信他们连一个亿都不会有,最多几千万,但是我们处理过八亿份门诊,住院,体检相关的病例数据。这是我们的巨大优势,训练数据量非常大。二是数据拿到之后第二件事情怎么办?病例里面有很多的是自然语言段落,要做标准化和结构化,把一段病例拆解为一串,我们称之为“真实世界的临床路径”,有了这个东西非常关键,为什么?当我们看到一份病例的时候,我们能够知道你后面开的药处方,你的药和诊断结果是不是一致,诊断结果和化验指标是不是一致?有了这个东西能够做诊断和治疗的质量控制,横向比较同病的病例之间,会发现同样的一种病这个人只花三百那个人花了三千块钱,横向比较我们很容易发现费用控制怎么做。所以第二步是关键性的问题,怎么做病例的标准化和结构化,把一份病例转换成一串真实世界的临床路径。这样一来的话我的八亿份病例在我眼里就不是八亿份病例,而是八亿份真实世界的临床路径,我把它拍到一张纸上你得到一个地图,我们用专业术语“医学知识图谱”,点和点之间网状边的关系。这个地图非常先进,为什么?一般情况下,知识图谱点和点之间边的关系静态的值是固定的,但是医学的环境之下,它的权重是动态的,所以我们一不小心就走到世界的前沿技术上来,那个点也不是单点,医学里面有一个症候群,好几个点要么组合在一起发生作用,缺一个就不工作,症候群是一个点的组合,是超点,我们一不小心就走到最前沿了。

  有了这个地图之后怎么办?我们可以做CDSS,就是在地图里面走迷宫一样,从起点找到最合理的路径走到终点,我们拿到这套系统和真实世界里面的真实医生进行比较,我们发现对于300多种常见病,我们的水平达到什么地步?达到了副主任医师的水平,而且持续的好,我们不会疲劳,我们没有情绪,我们不会闹医患矛盾,非常稳定,今天时间有限我就长话短说。我们的使命是挖掘海量病例,从中学习克隆人类医生大脑的,以至于我们极具扩大好医生的缺乏。

  主持人:感谢邓侃先生的精彩演讲!谢谢邓侃先生,因为后面还有嘉宾需要赶飞机,所以接下来我会加快论坛的节奏,也请各位嘉宾在演讲的时候注意把握好时间。下一位演讲嘉宾是华大基因首席市场官赵立见先生。在新冠疫情肆虐之时,华大的火眼实验室发挥了非常重要的作用,今天他要演讲的主题也与此有关:《火眼点亮全球——华大全球科技抗疫的工程化范式》,大家掌声欢迎!

赵立见 华大基因股份有限公司首席市场官

  赵立见:非常荣幸代表华大基因向各位专家汇报一下我们在全球抗疫的工程化范式,火眼点亮全球。首先从这一次疫情来说,从17年前的非典到今天的新冠,人类最大的进步是什么?是我们确定病原体的时间大幅缩短,从17年的非典用了半年的时间,到今年疫情的判读是两周时间,是因为有了华大自主研发的高通量测序仪器,使我们可以在短期内确定一个未知的病原体,我们是否在面对一种疾病?错,我们面对的是一种疫情,疾病和疫情最大的区别是什么?如果解决疾病靠的是临床医学,需要医生和医药包括医疗器械,如果是疫情,除了这些之外,它更需要公共卫生的体系,需要确定传染源,需要切断传播途径,这是疫和病最大的区别,不考虑社会的组织动员能力,来评估一切是毫无意义可言。疫情的早期没有药,我们如何来对抗新发的传染病?大家看到这都是各地一夜之间变成空城,我们看到实际上是抗击疫情的众志成城。中国的抗疫在全球的疫情里面表现极其亮眼,我们中国抗疫成功的原因有哪些?一是我们用宏基因组测序首先确定病原体,这是我们最大的成功之处,我们用大规模的核酸检测去确定了疫感人群和感染的患者,从而为整个人群的防护起到巨大的帮助作用。三是政府强大的社会组织和动员能力,这一次疫情发挥及其重要的作用,与此同时我们从高通量测序坚定病原体等四位一体的支撑使疫情得以有效的防控。

  早期有人说我们缺的是核酸检测试剂吗?错,我们缺的是核酸检测的能力,放之全球为什么那么多国家不具备这种能力?是因为在此之前没有这种需要,新冠疫情是我们第一次超大规模的使用分子检测技术,为什么华大具备这样的能力?是因为2020汪建董事长用十天时间建成国内第一个日检测通量超过上万例的火眼实验室,有了火眼实验室的横空出世使得武汉疫情的防控得以快速地提升,这是华大在这一次疫情防控发挥的巨大作用。有人会说火眼实验室需要一个主体建设,当我们没有一个合适的场所的时候,我们怎么样来解决?通过肇州桥和线粒体的结构给了我们一些创造的灵感,因为我们管理的是空气并不是空气的容器,与此同时我们想要实现的是负压,只要能解决这个问题,我们就可以建立一个新型的实验室,随之我们就创造了火眼实验室,这个实验室不需要凭空建造一个基地,它的最大优点可以实现快速安装,可以折叠运输,尤其是海外疫情爆发的时候,我可以快速将一组实验室送到海外,实验室里面可以正负压的有效转换,这是火眼实验室建设的最大优点。

  从一个五万通量的火眼实验室的建成,到出报告最快需要多长时间?深圳的罗湖给出答案,这是我们在罗湖建的九个仓位的火眼实验室,从决策到出第一份报告仅仅用38个小时,在此之前我们在加蓬用七天的时间建成日检测通量1万的实验室,在沙特建成日通量1万的实验室,这是北京大兴区当时最高通量的火眼实验室用了六天的时间16个日筛查通量高达十万。这次香港疫情的爆发华大基因跟国家核酸检测的医疗队共同联手为港府做了百万的筛查。这一次青岛的疫情里,华大基因的火眼实验室用四天检测超百万例的人群筛查,与此同时在埃塞俄比亚也建立了工厂,实现了当地进行新冠核算试剂的生产。有人会说我没有一个合适的场地建怎么办?华大推出硬气膜版,而且实现模块化的管理模式,可以在六个小时内完成实验室的整体搭建,改建包括试验设备的安装和调试,这就是我们为这一次新冠建立的气膜实验室,已经在过去半年多的时间已经在全国多个国家进行布置,这个模式受到中央电视台在内多家媒体的报道,并且登上学习强国的平台,由此可见火眼实验室在全球的应用得到了大家的广泛认可。并且在今年7月份的时候,火眼实验室入选了《自然》最佳的科学图。这是华大推出的车载式的火眼实验室,我们推出华翔,可以抽拉式,还有华瑞的实验室,这两个实验室已经申请了专利,并且基本上可以实现单车每天可检测4000—6000人份。华大输出的不仅仅是实验室,更多是整体的解决方案,从实验室的规划到设备的装配,专业人员的培训以及实验室认证等一系列的工作可以全面提供。背后依靠的是我们过硬的产品解决方案,无论是核酸检测试剂盒以及我们的自动化的样本制备的系统等等,我们的产品也获得包括中国,美国,日本等多个国家的质量体系的认证,我们的实验室也同样获得相应的资质,华大一直全球输出的质量体系,也对本次新冠疫情起到了巨大的帮助作用,我们在全球建立的华大自主研发的质量管理体系,也为本次新冠疫情的防控起到了巨大的帮助作用。

  截止到现在化华大在海外共建设火眼实验室58个,分布17个国家(地区)每天检测的通量超过20万人份,在这一次全球的抗疫里面基本形成一个中国的名片,与此同时华大的核酸检测试剂盒已经销往180个国家(地区),由此可见工业革命以来任何行业的发展史都离不开科学发现,技术发明和产业发展这三个步骤,尤其生命科学领域,我们看到胡可发明显微镜历次的发明和创新都是沿着这个路径发展,近几年基因科技成为全球传染病防控的核心支撑,以前重大的疫情需要依靠防控措施需要进行隔离,需要疫苗,在疫苗没有产生之前,核酸检测在这一次疫情中发挥及其重要的作用。除了新冠我们是否还有其他的项目可以进行筛查?答案是有的,我们经过大人群的筛查发现新冠的人群感染率大概十万分之二到三,肿瘤的发生率是十万分之三百,还有出生缺陷的发生高达十万分五千六。我们在河南的新乡市用29天的时间完成了19万例人才的宫颈癌筛查,阳性率高达8.7%,发现48个宫颈癌,我们用孕妇的外周血研发的无创产前基因检测技术已经实现全球的引领,截止到目前华大检测超过600多万例,占到全国的三分之一,全球的五分之一,检测出来的各类严重出生缺陷高达6万多例,华大的检测技术在全球的各家公司的质量评比里面,仍然是最佳的。这项检测技术给深圳的出生缺陷防控带来非常显著的效果,在过去的九年时间,深圳的无创产前覆盖约70%的孕妇,使得唐氏综合症的活产率从最高万分之3.49,下降到万分之0.76,或产比从51.25%下降到5.54%,2019年阻断274例,活产数17例,7例无创产前阳性仍分娩,十例未作检测。去年河北省也启动全省的出生缺陷免费筛查,超过52万例,全省的覆盖也会为中国的出生缺陷提供创新的模式。截止到现在的华大的基因组学贯穿生命全周期的医学技术体系,已经覆盖到一级防控二,三级防控,同时对肿瘤,传染性疾病可以进行有效的解除,今天的基因组学跟我们现在的医学已经实现完美的结合。谢谢大家。

  主持人:感谢赵立见先生的精彩演讲!各位接下来我要请出的演讲嘉宾是碳云智能联合创始人兼首席科学家李英睿先生。李英睿先生是国内为数不多的在本科学习期间就在《nature》上以第一作者发表文章的天才式科学家。今天他演讲的主题是《基于短多肽阵列芯片的生物医药研发》,大家掌声有请!

李英睿 碳云智能联合创始人兼首席科学家

  李英睿:谢谢主持人,在疫情还没有完全稳定的期间,来参加这个高科技的会议,我相信大家都能够理解,真正让我们解决这个世界的各种各样问题,最重要的一点还是在于科技的创新。今天我其实想跟大家介绍的基本东西就是我们自主的多肽芯片检测,刚才各位前辈已经介绍到在生物的检测里很重要的分支,就是基因检测,主要是说Dna,RNA,核酸为主,还有蛋白质,蛋白质的层次的氨基酸组成就叫做多肽,蛋白质的体系实际上以前扩增的技术一直没有特别好的办法进行特别高通量的检测。现在我们进行了一种新的开发,当你把百万级别的多肽通过枚举的方式种在硅基元上面,这个东西就是用来测量一个特定的氨基酸组成的多肽的片断与蛋白质之间的相互作用的关系,就是蛋白质和蛋白质之间的相互作用关系,实际的制造工艺和半导体的硅的又结合,是可以实现高通量自动化的结果。

  在医学的检测里面免疫学里面的标准,包括大家现在可能给自己做的所谓抗体检测,那个抗体检测大部分是通过来做,抗体的检测灵敏度的程度实际上比我们做的硅基元的灵敏度差三个级别,我们对于蛋白质与蛋白质至今的检测精度还有所需要的样本浓度,就要比通常的标准差1000倍以上,就形成很特殊的对于蛋白质组学的一种使用的方法。就有几个主要的应用方向:一是全幅诊断,现在在医院做体检的时候,其实有两个大的分支,1,生化,2,免疫学的检测。生化的检测方式可以一次性做,免疫学一直以来非常孤立,我们做很多项目的时候都是一组一组来做的,刚刚我谈到硅基元可以对百万级的多肽进行检测,可以实现什么样的结构?就是它可以把现在所有的医院里面的免疫学为特征的所有检测集中在同样的芯片上,这样就可以实现大概一块钱的免疫学检测成本,对未来的所有医院里面的临床免疫学检测进行相应的替代。刚才像邓侃先生介绍的,对于我们数据里面,做过数据分析都知道,如果不同的病人因为他的病情不同,数据审核上有一定的难度,如果我们对所有的病人检测数据是在这个方向上是完全一致的话,就会是比较规整的数据,不管是对于检测的准确性包括未来数据挖掘的潜在挖掘新的信息能力都会非常多,这是第一大使用的方向。第二个使用的方向就是疫苗的开发,疫苗的开发过往主要的方向并不是特别多,除了国家做的病毒的重组疫苗以及现在辉瑞的MI疫苗,所有的疫苗里面他们有一个潜在的小小还可以再深入的部分,为什么?实际上当病毒进到我们体内引起我们身体免疫反应的时候,不是作为一个整体,中间能够被我们所有的免疫系统所识别的那个位置其实是病毒的蛋白质上面的小的片断,也就是说它跟我们这个地方所使用的芯片里面的多肽是同一个化学物质,在过去的分析里面,其实我们通常来讲并不是特别的清楚,在病毒的蛋白质上面究竟是哪个片断确确实实引起了我们身体的免疫反应,而且引起可以进行综合抗体产生的免疫反应。这个是以前不清楚的事情。

  现在我们就可以直接通过实验的方法对这样的一个信息进行精确的测定,这样的话就可以把疫苗的开发带到下一个阶段,另外就是对于过往生物医药的开发,这是非常高成本的工作,其中最难的一点就是我们如何评价药物对人体的影响,过往测量人体的评估体系,我们的临床评估体系相对来讲还是跟经典的医学一样的,其实有一种方法就是通过像在蛋白质组学的层面上讨论的话,我们可以以百万的维度来观测人体的状态,其实华大的赵立见博士讲到基因,基因对于我们每个人来讲,如果没有得肿瘤的话的基因是父母传下来,我们很难对自己的基因进行修改,但是我们的生命在过去当中,我们的身体从青春到年老,从没有疾病的健康到生病,我们的身体状态是在发生变化的,这个状态一定要有一个衡量的方式。除了当我们的身体已经产生具体的疾病,已经在临床上可以被诊断为一个疾病之前,其实我们的身体状态其实已经发生了很长一段时间的变化,但是这个变化是很难被刻划,我们现在能做的时间是通过百万级别的维度在蛋白质,在这个层面上刻划人的健康的数字化状态,这个实际上就是另外的一个分支,就可以非常有效地筛选所有对于人体产生干预的药物或者是其他的干预手段。包括刚才约翰·罗杰·斯彼克曼教授提到减脂的过程,这个过程没有疾病,减脂也可以通过状态的方式进行刻划。

  我们现在知道新冠的疫苗,打下去以后现在检测都是检测抗体的反应,你的抗体阳性代不代表现在获得对新冠的免疫力?不代表,所以实际上你的身体是不是真的打完这个疫苗以后对你要抵抗的病原体产生了对应的免疫学的作用,这个事情是可以通过测量的方法进行评估的。过去的技术手段可能因为灵敏度的原因,可能因为各方面其他的原因可能做不到,但是可能大家已经打过紧急使用的疫苗,现在有一个问题,当我们去到国外去旅行的时候,我们其实是很想知道我们是不是真的对新冠病毒已经完全的免疫,这个是一个很重要的问题。这个是可以在体系上进行非常准确的评估。还有一些大家谈到的,这个平台在医学上是属于广义的免疫学,但是免疫学的方法并不是完全只是和免疫的疾病关系,像我们很多的疾病过程当中,都会引起我们身体某些免疫特征的变化,这些变化都可以在免疫学的基础上进行反应,因为过往有灵敏度的原因我们没有办法很精确地定位。比如说糖尿病,这是代谢疾病,但是它在这里面确实还是有免疫学的变化,比如说有胰岛素耐受的问题,现在可以通过有三个数量级更精确的百万维度的多肽芯片的方法对人体进行测量,这个里面就可以比较早期的区分糖尿病的压性,还有成年所谓的二性糖尿病患者里面,有5—20%是由自身免疫性看上去很像二性糖尿病的糖尿病,实际上它的情况是自身免疫系统形成的,以前我们很难诊断的,现在我们就可以直接通过他的百万维的人体数字化的状态,来进行测量就可以把它筛选出来。

  实际上我们是非常希望除了在新型的诊断上面,我们希望所有的已经有的免疫学诊断可以均一高通量在这个平台上进行快速低成本的充分筛查,我们基本上在医学上常用447种免疫学的检查附在芯片上,只要跑一次就相当于447次已经完成了,只需要把447项数据读出来了,因为它是半导体在数据的均一性还有跨医院之间的数据可比的程度上就会有很大的差异,这个也是我们现在在工作比较重要的方向。

  像我们以前总是觉得健康和疾病区分的,其实健康和疾病没有办法区分,健康是我们没有被临床诊断疾病的时候,就像我刚刚谈到的问题,我们从青春年少到有疾病之间这个过程可不可以在中间量化以及干预呢?包括干预的时候当我们的疾病诊断性的标记还不是特别明显的时候,我们通过何种方法评估我们对健康的干预效果呢?这个也是在我们的体系里面可以实现的,比如说我们现在做的工作里面,我们可以很明显看到人随着年龄的增长,可以通过百万维多肽芯片的测量方法,人随着年龄的增长逐步衰老的过程,还可以评估出来实际的整体的年龄,不是像我们平时测体重称那样,而是身体蛋白质的身体年龄是如何一回事,你的身体在哪些方向可能会存在潜在的高风险的情况,因为它是多向的检测方法,这个时候在健康管理上,在阻止人生病这个事情上可以起到非常好的反馈机制。就像我们经常说的管住嘴迈开腿,但是人没有生病的时候不知道做这个事有没有用,我们通过科学的方法看看我最近的生活方式改进能够引起我身体的充分变化,确实降低某个具体的疾病的发展风险,这样是一个非常好的过程。这使我们未来的医学从今天的诊断,预防,治疗,干预,康复走向预测这个阶段,就是可以通过人体此时此刻的状态预测他未来发展的趋势,预测这个事情就会使得我们的医学前沿,对于我们人体的健康干预上进一步的前移,越早介入我们的生活管理里面可以使得我们人活的质量包括活的长度都可以更长一点。

  疫苗的开发我们不知道具体蛋白质是哪个片断引起哪个反应,现在为了改善这样的过程,我们实际上可以通过实验的方法直接测量出来蛋白质上哪些位置是真正具有免疫的,这样可以形成非常特殊的结构,因为现在大家打疫苗的时候可能会有各种各样的副作用,当然不是特别严重,现在的核酸疫苗理论上也存在脱靶效应,我们也不知道打出来以后会是什么情况,如果把蛋白质打多肽的话,这个安全性是非常高的,跟我们平时健身吃蛋白粉是一样的事,可以进一步因为我们对于生物学的了解,我们可以更加准确挑选出来蛋白质上确确实实可以起到疫苗作用的片断产生真正意义上的疫苗,能够减少其他的功能上的副作用情况。这个过程在以前只能通过计算机做结构预测,现在通过实验直接进行测量,这样就极大提升疫苗的开发效能。我们除了所谓的预防性疫苗开发以后,利用细胞免疫的方法开发相应的干预性产品也是非常重要的过程。还有其他的工作,像中医药比较典型的机制不是特别清楚,好像有效,但是不知如何有效的时候很难和世界上的其他标准进行归类。这个东西最主要的原因是中医药本身是因为多因子的原因,就很难把它解析出来,我们能做的就是更高维度的刻划变化,在这里面挖掘出来在人体的系统里面实际上对中医药方子进去以后引起的变化,对身体起到生物学的效应刻划出来,这样中医要在现代西方科学体系下可以完全进行现代化和理论化。包括我们可以把中医药的有效成分直接读出来,这个也是一个很重要的方向。还有像药物,因为我们刚刚谈到测量的方法是蛋白质与蛋白质的作用,药物也是作用于蛋白质上,像现在做的抗病毒的喷剂,就是筛选出来和病毒蛋白结合的多肽,把这些多肽合成出来,这种肽段不是通过高温直接通过生物的手段绑定这个病毒,使这个病毒没有办法侵染人体的细胞,这也是一个使用的方法,也可以替代一些抗体药等等上面。其实我觉得到目前我们的生物技术已经走向非常前沿的技术,我们对于人体的了解,除了对于外面的 个追各样的表像了解以外,逐步了解人体作为生物底层的操作系统如何运作的,这个事情是我们正在工作的前沿,我们把这个东西叫做数字生命,我们让它在计算机的体系下进行相应的仿真,模拟,能够去用计算机的现代发展比较好的信息学的方法处理生物学很多的问题。可能用的方向有很多,可能不能一一列举,今天我也是跟大家抛砖引玉,跟大家交流,谢谢大家。

  主持人:谢谢李英睿先生,接下来下面我要请出生命科学的加速与突破主题的压轴演讲嘉宾,香港希玛国际眼科医疗集团执行总裁李肖婷女士。李肖婷女士毕业于新西兰梅西大学,她的管理理念具备包容性,融合力以及因地制宜的特色,她的演讲题目是青光眼与黄斑病的创新治疗研发。

李肖婷 香港希玛国际眼科医疗集团主席创始人

  李肖婷:主持人介绍我主讲内容由我们林顺潮教授进行讲解的,但是因为疫情的原因,他暂时没有办法从香港过来深圳,由我来暂时代表他讲解。

  首先介绍一下希玛眼科和创始人林顺潮教授,林教授是三届的港区人大代表,连续四届获得世界眼科一百强的眼科专家,他是国际眼科科学院的院士,也是亚太眼科的领军人物,他有兼顾着临床的工作,也从事着眼科的科研工作,所以他有参与到世界还有亚太各种眼科的领域,他也是做过亚太眼科的秘书长长达十年的时间,也有做过会长。在整个眼科界林医生不单单在眼科临床方面有着非常好的专业技能,同时也非常大的鼓励着眼科的医生和教授能够在眼科的科研方面有自己的见解。我们从2013年正式进入到深圳,希玛眼科其实是在2018年在香港交易所正式上市,现在的总部是在香港和深圳两地,也在过往这几年不单是在深圳也在北京,上海,昆明,珠海等地建立了自己的眼科医院。除了我们做眼科的医疗服务以外,我们是内地的首家港资的眼科医院,内地的眼科服务上获得患者的认可,多次深圳的病人满意度调查里面我们也是名列前茅,未来希玛眼科除了眼科服务以外,我们也将会在一些药物,器材,干细胞和化验室方面有一些新的拓展。

  我们除了有自己的眼科专家来自于香港,内地,海外,同时我们也有一个来自于十个国家20名成员的国际顾问团,他们其实是来自于全世界在眼科的细分领域里面,在全世界最出名的各亚专科的主要领军人物。未来希玛研究的方向将是以眼科临床的医学和视觉科学为基础,以转化研究为重点,今天我就暂时代表林医生讲几个我们的方向:

  一是旧药新用,二是创新药物,三是干细胞治疗。

  青光眼是眼科疾病当中的一种常见眼病,是因为眼压过高导致视神经损伤的致盲眼病,眼压过高就会导致视野缺失,视力下降。晚期的时候很多患者处于完全失明的状态。眼药水是目前青光眼的主要治疗方法,现在市面上比较常用的是四类青光眼的药品,对于药物治疗效果不佳的患者我们一般会采用激光或者手术的治疗,全球约有690万的患者是因为青光眼而失明的,预计2020年全球的青光眼患者数会达到7600万,第二种来自于Avastin原来研究及注册为治疗肿瘤的药物,后来用于眼科。(我们研究的是PBA的眼药水,PBA是在1996年获得了美国FDA批准为全身性药物,PBA已经证实可以修复基因突变的原发性开角型青光眼,林顺潮教授是全球首个假设PBA亦有机会对没有myocilin基因突变的青光眼有治疗效果的专家。这个就是在动物实验在兔子上做的,发现PBA能够可以减少小梁网细胞的损耗,也可以减少内的积聚物。PBA的眼药水很有可能治疗青光眼的第五种新药,它是以分子伴侣的全新药理降低眼压,这是林医生在香港中文大学其中一个研究的结果,也是在2015年获得了美国的专利,今后也是获得中国瑞士和其他国家的专利,即将进入到临床的研发阶段。另外一个眼病是和年龄相关性的黄斑病,它是已发展国家致盲的首要病因,会出现血管增生然后出血渗漏最后会致盲。大家可以看到对于AMD来说常规的治疗方法就是玻璃体内注射药物,它的局限性就是会有眼内感染和创伤的风险而且需要手术操作,需要重复注射,有很多病人是每一两个月要接受一次这样的眼内注射,传统的药物主要是这几种,主要用于全世界比较常用有这三个。全球的市场分析来看将会有也1亿7千万AMD患者,880万会因为视力受损,有200万人会因此失明,联合国预计2020年全球AMD经济消耗达到78亿元美金,2050年增长到97亿。对于AMD的药物,传统的药物分子量比较大,所以必须要透过注射来治疗,未来将研发的小分子的创新药物,具备的特质是分子量小,有可能可以透过使用眼药水达到治疗的效果。

  大家可以看到它的药物抑制的机理与传统的药物是不同的位置上,新位置的镖靶药物,这个展示是新生血管整个机理的过程。也可以看到在细胞毒性实验方面已经证明毒性相对低的。在分子实验的过程当中,能够看到这样的小分子创新药物可以达致抗血管新增的效果。这是在细胞生长和迁移实验,有机会可以用于防止黄斑病的血管增生,有效达到抑制的作用。这个是通过小鼠的实验,最上面的图通过小分子的创新药在血管增生渗漏的情况得到明显的改善,中间是通过注射的标准临床药物产生的改善效果,最上面是没有注射药物只是用激光后出现严重的血管增生和渗漏。

  如果是小分子有利于吸收,如果是使用药物的传输系统增加的药效也可以比传统的旧的方法可以增加十倍以上,未来会在从大物动物的实验逐步开展临床的研究。说一下未来对于AMD干细胞的治疗,大家可以看到现在已经有一些报道在英国是有通过胚胎干细胞组成现在黄斑区的组织,能够帮助快要失明的人重新让他们恢复到光明。但是在本身对于胚胎可能国际上有很多的争议,未来希玛眼科将会和novoherat合作,他们提取外周血提取干细胞,希望可以帮助AMD的患者,非常感谢今天大家的聆听,谢谢大家。

  主持人:感谢李肖婷女士,接下来进入今天下午的第三个主题也是最后一个主题,“太空经济与民用航天”。三位嘉宾将会进行分享。首先有请的是世界工程组织联合会(WFEO)主席,中国新一代人工智能发展战略研究院执行院长,南开大学学术委员会主任,俄罗斯宇航科学院外籍院士龚克先生。龚克先生曾因主持中国数字电视无线传输标准和微型技术试验卫星的研发等工作,他曾先后担任清华大学副校长,天津大学校长,南开大学校长,今天龚克先生演讲的主题是《应用空间技术促进可持续发展》。掌声有请!

龚克 世界工程组织联合会(WFEO)主席,中国新一代人工智能发展战略研究院执行院长,南开大学学术委员会主任 ,俄罗斯宇航科学院外籍院士

  龚克:各位专家先生们女士们大家下午好,因为这一节主题叫做民用太空经济和民用航天,我选了运用和发展地理空间技术促进可持续发展,这几年我服务于世界工程组织联合会,我们这个联合会是由一百多家世界各国的工程组织,代表我们中国的是中国科协参加这个组织,我们这个组织非常重要的使命就是配合联合国的可持续发展议程,通过工程促进可持续发展,最后想到这么一个题目。因为这些年来我们看到在全球特别是现在国际关系不好的情况下,实现可持续发展成为全球各国最大的公约数,可持续发展不仅是环境保护,是定义在经济,社会,环境三个维度上的可持续发展,围绕着中心的课题是什么?是要在实现人类福祉的时候要控制它的自然代价,有17个目标,全球共同努力的目标就是要在2030年实现17个可持续发展目标,今年7月份关于可持续发展高级别政治论坛上,我们联合会和联合国的空间全球空间信息管理委员会以及地理空间技术的工业理事会,我们共同发布一个白皮书,叫做韧性基础设施,地理空间与建筑信息联合模型,在这个里面我们就提出要推动运用地理空间技术聚焦于可持续发展。因为现在地理空间技术一般被认为是未来对世界影响最大的若干技术之一,甚至是主要的一门技术。在白皮书里面;韧性的基础设施我们认为是一种能力,就是以及时有效的方式,使得固定资产被灾害造成的迫害,进行抵御,吸收容忍和复原的能力,包括对于最基本的结构和功能的防护和恢复能力,韧性是指这样的一种能力。

  为什么迫切需要韧性的基础设施?右边最上面是列出来若干种自然的灾害,这些自然的灾害通过对基础设施的用电,用水,通信,交通运输的破坏,使得人员和 资产,经济,生活运行受到伤害。作为基础设施破坏由于自然的灾害也由于城市里面的过渡拥挤也会造成这样的问题,损失以后造成的代价有多大?根据联合国的统计,每一年造成发电和输电设备的损失达到180亿美元,每年造成家庭和企业的直接损失是3000亿美元,造成人员的直接损失是900亿美元,所以它的基础设施破坏以后代价是非常大的。如果我们建立韧性的基础设施,带来的好处将是什么?韧性基础设施的投资可以预期在未来的若干年内能够获利4200亿美元,平均一块钱的投资可以获得4个美元的获利,主要是通过减少损失。这是说到基础设施韧性的必要性。要建立韧性的基础设施光有意愿是不行的,需要技术的支撑。用于韧性基础设施的新兴技术就是第四次工业革命的重要技术,右边第四次工业革命提出来一系列的新兴技术,也就是第四次工业革命是以信息技术为带动的,但是不限于信息技术的一场多方面突破的新的工业革命,这里面包括云计算,移动技术,物联网技术,定位服务的技术等等,但是其中很多技术都可以用于韧性基础设施的建设,我们认为工业4.0的相关新兴技术是推进可持续和韧性基础设施的革命技术力量,其中非常重要的就是通过这些技术来指导韧性发展和应对气侯变化,为当地的政府赋能使其将当地的数据和空间数据集成起来,用于规划基础设施以及建设重点。这些技术对于理解基础设施在灾害中的脆弱性以及做好应对的准备,起着综合性的作用。非常重要的是建立起关于基础设施可能在自然灾害下造成损害的预测模型,从而在这个基础上构建我们的韧性基础设施。

  我们这份白皮书提出来的方案是将空间获得的基础设施获得的这些信息和地面结合起来,有一本书更新了一版,上面一版是1996年给了一个50页的单子,全球发射不完全统计的各种卫星,一共有1003颗,这说明什么?说明我们人类已经掌握了一个相对比较强大的空间的具体观测能力,加上地面的观察,我们就有可能实现一个把空间大尺度的对立观察和每个建筑,我们现在建筑建立起一个建筑信息模型把它结合起来,这样的建筑信息模型在极端的情况下可以保持物理基础设施的结构完整性,这是我们希望达到的第一个目的。二是给出智慧规划和智慧建造的策略,把它的协议规程。三是为城市基础设施及其寿命的延长来提供一个模型,同时提供空间三维的模型帮助改进设计施工和延长使用寿命以解决可持续和韧性问题。我们知道一个基础设施建设它的核心是规划,设计,运维和建造,围绕它的外面一圈是和建筑信息模型有关的相关过程,比如说归档等等,在外面一行是我们从卫星,通过遥感,雷达,激光,微波各种手段获得信息,在白皮书里面我们给出若干的应用实例,我记得我们给出大概9个例子,比如说在自然灾害城市韧性问题,这是在墨西哥实行的一个案例,它实施目标是建立起聚焦于标准化和中心化的企业级的系统,保证信息如何共享,它通过数据采集的流程化打通数据孤岛促进多部门的交流,对它的基础设施损坏测绘建立一个完整的系统,这是在墨西哥的案例。还有就是尼泊尔的案例,它发生过一次比较严重的地震,这个项目实施的目标是希望转变目前现在政府和房主建造抗震房的方式,运用技术创新减少经济和人员的损失。运用的是激光雷达和卫星遥感技术和建筑信息系统的结合,通过这个项目的实施以后改进了结构建造的工作流,同时获得了在地震期间建筑的韧性表现对它的深度观察。同时,改进工程质量和交付的及时性。

  还有一个例子是在FAROE群岛上,机械设备是靠GPS导航,为了在极端条件下机械控制的韧性和绿色化,它通过基于GNSS的控制系统,结合GIS,BIM,能源分析软件,实现位置共享三维数据的地形模型,在这个基础上进行精确的地位和实时的控制等等。

  我们中国也有非常好的案例,中国的浙江德清去年的时候获得第十九届世界地理空间论坛的地理空间世界卓越奖,它这个项目是什么项目?是陈院士的团队支持下,采用地理信息系统对德清县实现可持续发展目标进行了定量定性和定为三定相结合的评估,这一点在联合国上作为一个突出的案例,而这个德清县就是总书记提出绿水青山就是金山银山的地方,他们就率先做这个事情。这个工作是依托他们建立一个智慧城市的施工信息平台,这个平台是以基础的地理信息数据,专题的公共服务数据,智能的实时感知的数据,空间的建筑空间规划数据威核心,形成从地上到地下,平面到立体,室内到室外,二维到四维,静态到动态的数据服务内勤,这个平台有两千多项服务,包括垃圾的处理等等。这是我们中国的案例。我们在白皮书里面我们希望把这样的模型作为必要的手段加以规范,另外在数据,创新,标准方面,合作,能力,教育和公众的参与方面,在财政政策和投资方面提出我们的进一步建议。归结起来来说就是可持续发展的目标相结合有着巨大的应用和发展潜力。同样在7月的会议上,我们和中国科学院联合中国提出一个倡议,就是要建立促进可持续发展的地球大数据计划,这个计划旨在建立一个地球大数据的国际科学中心,通过这个中心来建成世界大数据的基础设施,开发地球大数据处理系统,构建先进的决策支持平台,这是先进院郭先生牵头,我们非常希望在今后的工作中可以和全球的工程界以及各个方面的利益相关者一起共同发挥科学技术杠杆作用,共建人类可持续发展的未来。

  主持人:感谢龚克先生;下一位演讲嘉宾是中国科学院院士,中国科学院上海分院院长,“墨子号”量子卫星工程常务副总设计师,卫星系统总指挥王建宇先生。王建宇先生长期从事空间光电系统,信息获取与处理技术的研究。在光电探测领域的研究中获得了多项具有国际先进水平的研究成果。今天他要演讲的主题是《空间引力波探测研究——中国“太极”探测计划》。大家掌声欢迎!

王建宇 中科院院士,中科院上海分院院长,“墨子号”量子卫星工程常务副总设计师,卫星系统总指挥

  王建宇:各位朋友,去年是给大会介绍我们国家的“墨子号”的情况,今年想介绍一下我们科学院正在进行的另外一项计划就是“太极”计划,大家知道卫星一般是国家比较有实力的时候才会去做的,应该说中国现在也到这么一个时候,尽管它可能和目前的经济还是相对比较远,但是它里面发展的技术确确实实可以为我们经济的发展做很多的贡献。大家知道引力波最早还是爱因斯坦提出来的,爱因斯坦确实非常伟大,他提出很多的东西都得到了验证,从目前来看有一个对宇宙的认识认为,我们现在能看到的只有宇宙所有东西的5%,也就是可见物质,而可能有95%在宇宙里面是暗能量暗物质,国际上的探测也是非常多,但是还是看不到。有一个预测如果我们能够把引力波和现在电磁波一样来使用的话,暗物质暗能量都能给我们看到。

  从宇宙来说,目前有四种力,其中有三种力已经统一了,引力除外,标准的物理研究的粒子模型大概有62种基本力子,有61种没有找到,引力子没有。这就是国际上对引力波的研究和寻找是大家非常热的事情。好在2016年的时候地面的引力波已经车工捕获了,也获得了诺贝尔奖,引力波和电磁波非常相似,电磁波有不同的波段,有微波,紫外,引力波也是一样的,地面能够看到的引力波是引力波里面非常小的,太空当中就可以看到引力波的主力部分。国际上现在大的机构一是LISA和LISA探路者,2015年12月3日发射,并取得了超预期的结果,并不是说在天上看到,而是为在太空看引力波做一些准备。

  中国现在也是非常努力,有不同的科学家都在提出一些,比较大的是“太极”和天琴计划,分别在2019年前后向天上发出两颗实验卫星,主要是通过这个能够看到很多在地面看不到的,比如说银河系的变化,恒星的演化等等能在太空当中发现的话就能看到,包括大家记得前段人类看到第一个黑洞的图像,实际上你看到的是外表,里面根本进不去,因为所有的光线进了黑洞以后就不出来,通过引力波可能对黑洞可以做进一步的探测和理解。包括大质量比的黑洞怎么生成的,怎么运动的,这些可以通过太空的引力波探测得到实现。引力波到底怎么探测?为什么我们现在看不到引力波?主要的原因是什么?引力波不像电磁波,引力波对我们现在可以见到的物质都是透明的,因为你只有有吸收有阻挡才能去探测这个东西,而引力波过来以后所有物质挡不住它,但是爱因斯坦做了预测,引力波出现的时候他的空间会受到弯曲的影响。所以探测引力波的唯一办法就是要看空间弯曲的变化,如果有一个引力波过来了,有两段距离,这个距离尽管两个地方原来的目标和起点都没有变化,但是它的距离也会发生微小的变化,这给科学家提供一个手段,如果我可以测出微小的变化就可以知道有没有引力波过来,引力波的探测恰恰用了电磁波的方法,用了激光干涉的办法测空间非常微小的变化。引力波是一个激光干涉仪,探测的精度是非常微小的。它有多少?星间激光干涉测距系统要百万公里测量十分之一原子尺寸变化,也就是说我如果用一个干涉仪,引力波过来以后可能会产生十的负12次方的变化,是非常小的变化。我在天上测要保证它这两个测量模块是完全自由的运动,所以不能有其他的干扰,这就是为什么人类在天上要测还非常困难的原因。

  我们要测引力波有很多的关键技术,比如说光测距系统,惯性传感器系统,无拖曳,两个测量块必须在天上完全是不受力的运动才行,包括还有卫星的其他技术。我们国家“太极”计划大概是分三步走,当时我们是在2019年发了第一颗太极一号主要对技术路线和可行性做验证,我们太极二号能不能基本核心技术能够达到可测量的地步到2024年到2025年左右到2032年能够真正把测量引力波的卫星发到太空上,和欧洲的LISA计划基本差不多的。卫星系统里面核心的就是有一个激光的干涉测量仪,上面有两个模块,这两个模块就是两个臂的反射镜,这是我们已经做完的“太极”一号的东西,附了干涉仪和装了两个非常微小的推力系统,保证卫星里面的测量模块不受到外面力的影响。这一次我们能够通过这个测到什么?我对无拖曳进行验证,组成不详细说了,测量的干涉的光都是高性能的激光器做的,能够组成一个测量平台。到目前为止我们在10Mhz—1HZ可以测到10的负9次方,上天以后确实提高了,验证很多指标地面这么多干扰的情况下,但是在空间环境可以测到。这个就是我们做的很小的测量模块,这个模块里面有一个是在天空上面完成能够漂起来的,里面受到的力,我们通过无拖曳技术或者两个非常小的推力系统,就像一个蚂蚁在推一个几百公斤重的系统,微小的干扰全部能够去掉。这就是我们整个里面的无拖曳系统的结构。

  我们还首次用了国际上用的微牛顿射频推力器,另外一个方法,这个在国际上第一次做到微牛顿量级,建立卫星的超稳超静卫星系统,再举一个简单的例子,温度的变化微小的变化对我的测量都是不行的,我们今后温度的变化是要控制在整个核心区域控制在这个水平,才不影响测量的结果。这个工作我们在2018年8月份在科学院立项,科学院也是非常努力花了一年的时间就把卫星,2019年8月31日打上天,大概在轨的微重力水平是0.1NG,超高精度温度分别率是0.1MK等等,这是我们温度测量的结果,特别是我们成功开展了对无拖曳,就是外面有力进来能够自动修回去。2019年8月31日发射以后我们通过各种测试已经成功完成我们所有要求的指标,引力参考传感器测量精度达到地球重力加速度的百亿分之一量级,微推进器推力分辨率达到亚微牛量级,为我们后面打下了基础,谢谢大家。我的报告就到这里。

  主持人:感谢王建宇先生,下面有请今天太空经济与民用航天主题的压轴演讲嘉宾,他是中国航天科工集团有限公司董事会秘书侯秀峰先生。作为中国航天科工集团公司发展商业航天的重要决策者之一,侯秀峰先生在商业航天的技术创新,商业模式创新与管理创新方面有着深入的研究和实践。他演讲的主题是《蓄商业航天之势,促太空经济发展》。掌声有请!

候秀峰 中国航天科工集团有限公司董事会

  侯秀峰:各位专家,女士们先生们大家下午好。发展航天事业建设行业强国,是我们不懈追求的航天梦,和平利用空间,发展太空经济也,是世界航天大国维护国家安全利益,推动经济社会发展的重要途径,当前,世界面临新一轮科技革命和产业变革,围绕太空产业发展的新理念,新模式不断涌现,我们有望迎来太空经济的新时代。

  近年来航空科工集团可能了一些有益的探索和实践,今天非常高兴有机会向各位简单做介绍。太空经济是人类从事全部太空活动及相关残页经济的总成,可以分为核心产业与衍生产业,太空产业战略影响力大,投入高风险高,经济带动强,主要包括以下三类:一是基础产业,即与空间基础设施建造有关的产业,包括火箭,卫星,空间站等等,地面终端设备制造以及测运控系统以及地面设施。二是应用产业,基于空间基础设施服务相关的产业,包括卫星通信,导航,遥感,空间科学探索,载人航天应用等等。三是太空资源开发产业,主要包括太空农业,太空旅游,太空制造等等。衍生产业主要指与太空活动有关的法律,金融,保险,咨询服务,教育,文化,娱乐等等。

  当前太空经济与产业发展非常活跃,具体表现在以下几个方面:一是经济规模持续扩大,2009年至2019年,全球航天经济规模由2382亿美元增长至4150亿美元,增长率为74.22%,以spaceX为代表的商业航天公司成功向外界展现了航天活动盈利的可能性,使太空旅游,卫星互联网等新业态逐渐触手可及。二是航天发射和在轨航天数的数量保持增长,2019年全球共完成102次发射,发射航天器492个,创造了历史新高。2020年我们国家完成33次发射,支撑我国基础设施空间体系加速构建,北斗导航系统已经全面建成并启动了应用。三是参与主体更加多元,吸引越来越多的国家企业甚至个人的关注,重点讲我们航天三个例子:1,资本跑步进场,2018年以来我国商业资本对航天企业的投资累计已经超过上百亿。足以体现资本市场的热。2,卫星互联网领域,银河航天为代表的多家民营企业全面进入,与政府,央企积极互动形成各方力量共同建设的格局。3,不少省市,高校甚至中小学,致力于研究商业遥感卫星,科学试验卫星和科普卫星,为产业发展注入新的火力。

  从趋势上判断,太空经济及产业发展空间广阔,近一个时期内,国内外低轨卫星互联网星座全面开启建设,成千上万颗卫星将部署在轨,商业发射服务,运营服务等需求成倍增加,太空经济活动也主要是围绕太空运输以及卫星应用开展,太空基础产业,应用产业领域的规模不断发展。面向未来太空经济覆盖范围将逐步从近地轨道向深空拓展。在这个过程中,卫星应用将与5G,人工智能,大数据,物联网等产业相融合;使应用场景更加广阔,用户更加具有针对性,太空制造,太空农业,太空医疗,太空采矿等新兴探索逐渐展开,有可能对未来的经济发展和百姓生活带来巨大的变化。

  商业航天支撑太空经济发展,当前我国航天产业正在转型升级,商业航天创新发展已经呈现出巨大的潜力,这是实现航天技术自主自强的重要途径,也是培育太空经济的重要手段,主要体现三个方面:一是营造良好氛围,商业航天实践过程中探索出的创新思维和模式,初创公司迸发出来的创业激情和勇气,监管层着力的失适度宽松环境,高度关注和支持,为太空经济发展带来了持续的动力。二是探索培育市场,优良的业绩表现要通过点滴积累而成,我国商业航天各类主体发挥市场在资源配置中的决定性作用,在以卫星导航定位,空间地理信息应用,天地互联网,物联网,商业航天发射服务为代表的若干重点方向开展卓有成效的先行先试,在不断巩固实力与口碑的同时也将有利带动太空经济发展所需的资源要素投入,为不断做大做强市场创造了许多的有利条件。三是引领创新模式,发展商业航天遵循信息化,社会化,市场化,国际化的原则,能够吸引众多有实力的机构和企业共同参与商业航天的项目当中,政产学研互有分工又互力合作的产业链条正在逐步建立,这种模式对太空经济发展所需的高层次大规模协同协作具有良好的先导示范作用。

  第三,航天科工在商业航天方面的探索与实践。航天科工作为中国航天事业的重要参与者和推动力量,致力于整合各界优质资源,参与商业航天产业发展,共同创造商业机遇和市场空间,取得了积极的成效。一是以商业化的方式打造低轨卫星的互联网,航天科工通过推进虹云工程,行云工程推动天基宽带互联网,天基窄带物联网;二是加速推进商业固体运载火箭研制和发射,航天科工发展以无依托测试,无依托发射,无依托测控,快舟固体运载火箭发展,快轴一号甲固体运载火箭成功发射9次,创造了我国同一发射工位两次任务时间间隔的最短纪律。三是不断拓展空间信息应用产业,自主研制的卫星通信应用系统,装配模块化方舱医院,抗击新冠肺炎疫情。北斗+交通的融合创新应用,构建以车辆为节点,以天地融合网络为基础的车联网系统,实现国内22个省市,35万台车在线服务,天基网络地面应用服务,构建卫星即应用的一站式数据服务平台。

  商业航天的发展也面临着一些难度,有挑战有矛盾和问题需要我们认真应对,在政策制度建设上,怎样做到解决眼前问题与政策的超前预知相结合及孤立于规范相统一,国内立法与国际条约相相接,发展方向上怎样加强商业航天发展趋势的预判,技术发展和市场前景的预测,引导不同的商业航天主体既要看清长远的主体,避免发生方向性错误。发展路径上怎样梳理和融合国有企业和民营企业的特点和专长,创新组织模式,管理模式,经营模式,培育具有中国特色的商业航天发展核心竞争力,在生产和经营链条,怎样打通堵塞,补齐短板,做到整体协调,同步推进,金融资本支持上,怎样克服初创企业融资后劲不足,投入与收益的周期不匹配等瓶颈,引导社会金融资本理性进入商业航天领域。

  打造健康的生态圈,推动产业链条良性发展,国有企业在总体牵引,技术研发,质量管控方面有持续的积累和底蕴,民营企业在管理机制,资本运作等方面有独特的禀赋,在有的技术领域还是隐形冠军,我们应该发挥各自优势,选准产业链的重点赛道,开放平台资源,构建风险共担,成果共享的产业生态。

  发展智能制造技术,提高研制生产效率与效益,商业航天更讲究效率和效益,我们可以把工业4.0实施过程中的技术,包括3D打印,在线检测,智能制造,柔性生产线等引入到商业航天的发展中来,真正做到像生产手机一样生产火箭,卫星,和像飞机航班一样发射卫星,在这个领域很多有优势的工业企业都可以纳入卫星互联网产业来共同创造价值。既要关注天基系统建设,更要用好天基系统上下工夫,我国天基系统相对来说还是比较丰富的,但是地面应用用不好,用不足的问题长期没有得到解决,所以不一定先说打卫星的事,而是先想一下把现有的系统用得更好一些,我相信民营企业在天基互联网应用服务场景开发方面有很强的实力可以大有作为,伟大的事业始于梦想,基于创新,成于实干,航天科工将认真贯彻落实习近平总书记系列指示和要求,应变局,育新机,开新局,在以国内大循环为主体,国内国际双循环相互促进的新发展格局下,把握太空经济发展机遇,努力将我国商业航天产业发展推向新高度,积极为太空经济发展蓄势谋篇,更快更好地推动商业航天发展,促进航天技术造福人类做出更大的贡献,谢谢大家。

  主持人:感谢侯秀峰先生的精彩演讲。随着候胜利先生的演讲结束,今天有22位嘉宾发表精彩的观点,相信对各位的事业有所裨益,今天的论坛到此结束,明天这里将继续讨论“创新引领未来”等相关话题,欢迎大家继续参加。谢谢!

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