原標(biāo)題：未來產(chǎn)業(yè)，如何破局未來？

來源：光明日報

原標(biāo)題：未來產(chǎn)業(yè)，如何破局未來？

來源：光明日報

【學(xué)者洞見】

編者按

今年的《政府工作報告》提出，建立未來產(chǎn)業(yè)投入增長機制，培育生物制造、量子科技、具身智能、6G等未來產(chǎn)業(yè)。

大力發(fā)展未來產(chǎn)業(yè)，是引領(lǐng)科技進步、帶動產(chǎn)業(yè)升級、培育新質(zhì)生產(chǎn)力的戰(zhàn)略選擇。當(dāng)前，我國未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢如何？尚有哪些關(guān)鍵瓶頸亟待突破？又將呈現(xiàn)怎樣的發(fā)展格局？本期邀請相關(guān)學(xué)者和專家，談?wù)勊麄儗ξ磥懋a(chǎn)業(yè)的觀察和思考。

具身智能：“長出手腳”的智能體

講述人：北京通用人工智能研究院機器人實驗室研究員 張澤宇

在今年的央視春晚舞臺上，人形機器人靈活舞動，展現(xiàn)出令人驚嘆的協(xié)調(diào)性。就在不久前，“具身智能”首次被寫入《政府工作報告》，迅速成為科技界和產(chǎn)業(yè)界熱議的話題?！熬呱碇悄堋笨刹鸾鉃椤熬呱?智能”。“智能”是智能體在物理與社會環(huán)境中完成任務(wù)過程中表現(xiàn)出來的各種現(xiàn)象，“具身智能”就是使用身體各個部位完成物理任務(wù)的現(xiàn)象。這一概念，正推動人工智能從“會思考”向“能行動”躍遷，賦予機器更強的感知、理解與執(zhí)行能力，讓智能體真正“長出手腳”，走進現(xiàn)實世界。

早在2022年，北京通用人工智能研究院創(chuàng)立之初就戰(zhàn)略布局具身智能這一方向，整合研究院七大實驗室協(xié)同攻關(guān)，開展面向通用人工智能的研究。在創(chuàng)院之初有幸加入其中的我，作為從業(yè)者見證了中國具身智能從概念萌芽到技術(shù)突破的關(guān)鍵躍遷。

2015年AlphaGo戰(zhàn)勝了人類圍棋職業(yè)棋手，刷新了大眾對人工智能的認(rèn)知，那時人們認(rèn)為AlphaGo就是人工智能。近年來，大語言模型的興起，如當(dāng)下火爆的DeepSeek，大家又認(rèn)為這代表了人工智能。但實際上，這都只是人工智能的一部分。當(dāng)下熱門的“具身智能”又將大眾的目光牽引到了另一個方向，但其實它并不是一個全新的概念。早在1980年前后，鑒于經(jīng)典人工智能的局限性，學(xué)術(shù)界提出了具身智能的概念，旨在突破傳統(tǒng)符號處理范式的束縛，更深入地探索智能體與真實物理世界的動態(tài)交互。經(jīng)典人工智能主要關(guān)注高層次的計算與推理任務(wù)，如象棋、定理證明等，對感知、運動、操作等細粒度任務(wù)的研究比較有限。這些任務(wù)通常需要與復(fù)雜且動態(tài)的現(xiàn)實環(huán)境進行交互，而這一點正是傳統(tǒng)方法的短板。而具身智能的興起就是為了彌補這一短板，讓人工智能具備一個人的基本能力，讓不同具身的身體都能展現(xiàn)更多智能的現(xiàn)象，讓人工智能走向通用。

盡管發(fā)展迅速，具身智能仍面臨多重技術(shù)的挑戰(zhàn)。人的一個動作，看似簡單，實則復(fù)雜。當(dāng)你伸手去接一個即將落地的杯子時，大腦會在毫秒之間完成一系列計算：判斷杯子的運動軌跡、調(diào)整手臂的力度、協(xié)調(diào)手指的張合。這一切，對于機器人來說是極其復(fù)雜的挑戰(zhàn)。其困難不僅源于當(dāng)下機器人缺乏靈活操縱各類物體的能力，也由于機器人硬件結(jié)構(gòu)的限制。人類軀體的運動控制通過肌肉的牽引，而機器人當(dāng)下大多依賴剛性電機，難以模擬精細力度的調(diào)節(jié)，也缺乏柔性的緩沖。另一方面，機器人過去執(zhí)行任務(wù)往往依賴預(yù)設(shè)的程序，面對陌生環(huán)境就會“犯傻”，這就限制了機器人在更廣闊場景中的應(yīng)用。

許多科研機構(gòu)都在致力于解決以上與具身智能相關(guān)的技術(shù)瓶頸，我目前所在的機器人實驗室，正在以“邁向通用人工智能”為目標(biāo)，開展系列研究工作。比如，我們正在自主研發(fā)能用于不同機器人構(gòu)型的全身運動規(guī)劃算法，也就是服務(wù)于不同“身體”的具身智能，它可以是輪式人形機器人或者是雙足人形機器人，甚至可以是飛行機械臂。此外，我們聯(lián)合自然語言處理和計算機視覺實驗室，共同推出了支持多種機器人本體的具身智能仿真平臺TongVerse，用以采集和生成大規(guī)模機器人“具身—場景”交互數(shù)據(jù)，支撐具身智能模型理解場景和身體的交互，賦能智能體在現(xiàn)實環(huán)境中完成復(fù)雜任務(wù)的能力。同時，我們也正在與產(chǎn)業(yè)界積極合作，共同推動具身智能從科研成果到產(chǎn)業(yè)落地。

機器人與人類的協(xié)作是個雙向奔赴的過程，具身智能體如何有機融入現(xiàn)有的生產(chǎn)、生活流程，人類如何與具身智能體高效合作，都值得我們思考。盡管前路仍有諸多挑戰(zhàn)，但我們堅信具身智能將重塑社會結(jié)構(gòu)，成為人類生活的智能伙伴，并在智能制造、醫(yī)療康復(fù)、家庭服務(wù)等領(lǐng)域迎來廣泛應(yīng)用。在不久的未來，機器人或許將走進千家萬戶，成為提升人類福祉的重要力量。屆時，人工智能將不再只是“會聊天的大腦”，而是“長出手腳”的智能體，真正融入現(xiàn)實場景。

6G：有望催生多個萬億級產(chǎn)業(yè)

講述人：紫金山實驗室普適通信研究中心主任助理、高級工程師 曹 陽

醫(yī)生遠程操縱手術(shù)機器人，為幾百公里外患者完成高精度手術(shù)，時延不超過6毫秒；下載一部高清電影只需要1秒鐘；空天地海全域覆蓋，無論在深海潛水還是沙漠探險，都將擁有穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)……6G技術(shù)的發(fā)展，讓這些場景逐步成為現(xiàn)實。

6G，即第六代移動通信技術(shù)，具有傳輸速率高、?通信時延低、覆蓋范圍廣、可靠性與安全性更高等特點，具備感知和智能化能力，將支持更多新興應(yīng)用場景。

6G和5G的區(qū)別是什么？對大眾來說，最直觀的感覺是“網(wǎng)速”將提升1至2個數(shù)量級，6G的峰值傳輸速率預(yù)計比5G提升10到100倍，能夠達到100G比特/秒~1T比特/秒，網(wǎng)絡(luò)可靠性顯著提升，支持更大規(guī)模終端的接入。除了“繼承”，還有“顛覆”，6G信號不僅能傳輸數(shù)據(jù)，還能夠感知環(huán)境信息和人體信息，通過與計算、AI、大數(shù)據(jù)等技術(shù)深度融合，提供一體化移動信息服務(wù)，推動“萬物智聯(lián)”的發(fā)展。6G還將進一步支撐各行各業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，尤其是在工業(yè)領(lǐng)域。目前，5G在功耗、成本、上行傳輸能力等方面仍存在局限，6G技術(shù)的進步有望解決這些問題。

坐地鐵或高鐵時，大家常會遇到手機信號斷斷續(xù)續(xù)、連接不上網(wǎng)絡(luò)的情況。這背后的原因是，從2G網(wǎng)到5G網(wǎng)，都采用了蜂窩組網(wǎng)的架構(gòu)。構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)覆蓋的各通信基地臺的信號覆蓋呈六邊形，一個個網(wǎng)格如同蜂巢，便形象地稱之為“蜂窩組網(wǎng)”。我們每個人的手機都處于蜂巢的覆蓋范圍內(nèi)，但隨著高速移動，手機會頻繁地從一個“蜂巢”切換到另一個“蜂巢”導(dǎo)致信號中斷。并且當(dāng)手機移動到“蜂巢”邊緣，由于存在其他臨近“蜂巢”的信號干擾，通信質(zhì)量就會受到影響。

對個人來說，無非是網(wǎng)速變慢，但對精密儀器、飛行器來說，若網(wǎng)絡(luò)得不到保障，可能就會釀成大禍。2021年，我加入創(chuàng)業(yè)初期的6G關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)團隊，投入這一痛點的研究。數(shù)年后，我們面向全球發(fā)布了6G全頻譜無蜂窩無線接入網(wǎng)架構(gòu)，將大量分布式、低成本天線聯(lián)合處理，從而打破了以網(wǎng)絡(luò)為中心傳統(tǒng)蜂窩組網(wǎng)局限，形成去中心化、以用戶為中心的大規(guī)模協(xié)作能力，在峰值速率、頻譜效率、時延和可靠性等方面，均實現(xiàn)了不止一個量級的提升。從“蜂窩”到“無蜂窩”，完成了“以網(wǎng)絡(luò)為中心”到“以用戶為中心”的轉(zhuǎn)變。

一開始，我從事6G關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)工作，后來參與6G綜合試驗平臺搭建?，F(xiàn)在，隨著6G單點技術(shù)的突破，我更多做著技術(shù)應(yīng)用方面的嘗試：在大連渤海灣，6G技術(shù)大幅降低了海上風(fēng)電站的巡檢成本；南京馬拉松比賽現(xiàn)場，6G網(wǎng)絡(luò)為安防提供技術(shù)保障……

為服務(wù)國家戰(zhàn)略需求，2018年8月，江蘇省與南京市共同啟動紫金山實驗室建設(shè)，6G關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)團隊成立，開展網(wǎng)絡(luò)通信與安全領(lǐng)域的基礎(chǔ)性、前沿性研究。2019年，世界上一些國家先后啟動6G研究?？梢哉f，我國在6G技術(shù)上走的是一條從未有人走過的道路。

發(fā)布全球首個“端到端”6G綜合試驗平臺、完成世界上首個6G光子太赫茲實時無線傳輸通信實驗……這一項項“首個”都表明，我國在6G技術(shù)方面位于世界第一方陣，甚至處于領(lǐng)跑地位，已經(jīng)成為6G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)制定的重要參與方。

6G是未來產(chǎn)業(yè)，也正在賦能未來產(chǎn)業(yè)。在通信和感知方面，6G信號不僅傳輸數(shù)據(jù)，還能感知周圍環(huán)境和人體信息，可能對醫(yī)療行業(yè)產(chǎn)生重大影響；6G和雷達等傳感器結(jié)合，在車聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域也有巨大潛力；陸地移動通信與高、中、低軌道衛(wèi)星有機融合后，有望實現(xiàn)任何人、任何時間、任何地點的無縫全球覆蓋和按需接入，催生衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)、低空經(jīng)濟等領(lǐng)域，孕育出萬億級產(chǎn)業(yè)。

未來，我們將致力于解決“卡脖子”問題，讓更多6G技術(shù)走出實驗室，助力更多新興產(chǎn)業(yè)迅速崛起，為加快實現(xiàn)高水平科技自立自強作出更大貢獻。

生物制造：推動制造業(yè)高端化綠色化

講述人：中國科學(xué)院深圳先進技術(shù)研究院院長、定量合成生物學(xué)全國重點實驗室主任 劉陳立

生物制造是合成生物學(xué)的實際應(yīng)用領(lǐng)域，具有原料可再生、過程清潔高效等特征，可改變化工、醫(yī)藥、能源等傳統(tǒng)制造業(yè)對化石原料的高度依賴，推動制造業(yè)向高端化、綠色化轉(zhuǎn)型。

作為顛覆性前沿技術(shù)，合成生物正成為新質(zhì)生產(chǎn)力重要的新賽道和新業(yè)態(tài)。據(jù)研究機構(gòu)預(yù)測，到2035年，合成生物學(xué)賦能應(yīng)用將占全球制造業(yè)產(chǎn)出的1/3以上，價值接近30萬億美元。

2014年，我回國加入中國科學(xué)院深圳先進技術(shù)研究院（以下簡稱“深圳先進院”），這一路，我參與并見證了我國合成生物研究與相關(guān)產(chǎn)業(yè)從萌芽到崛起的過程。今年3月4日，我們團隊破解了腫瘤與細菌之間的“對話”機制，首次揭示了合成生物技術(shù)改造細菌抗腫瘤的關(guān)鍵原理。這項發(fā)表在學(xué)術(shù)期刊《細胞》上的成果，印證了合成生物與生物制造強大的應(yīng)用需求。

近年來，深圳先進院在探索合成生物科技和產(chǎn)業(yè)深度融合的道路上打造出了“科研—轉(zhuǎn)化—產(chǎn)業(yè)”的全鏈條模式，助力領(lǐng)域內(nèi)科研與產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)“雙向奔赴”。

2018年，深圳合成生物研究重大科技基礎(chǔ)設(shè)施項目在光明科學(xué)城率先落地。大設(shè)施由深圳市政府投資建設(shè)，深圳先進院為建設(shè)牽頭單位。2019年，深圳合成生物學(xué)創(chuàng)新研究院成立，同樣是由深圳先進院牽頭。以此為起點，深圳先進院在合成生物領(lǐng)域接連斬獲多個“全國首個”。去年7月中國生物制造領(lǐng)域首個國家級產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新平臺——國家生物制造產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心落地，今年年初定量合成生物學(xué)全國重點實驗室正式獲批。

近三年，國內(nèi)新成立的合成生物企業(yè)有近40%落戶深圳，其中近80%的企業(yè)又集中在光明區(qū)。目前，光明區(qū)集聚了2000多名合成生物領(lǐng)域?qū)I(yè)人才，超百家合成生物企業(yè)，基本覆蓋合成生物工具層、平臺層和應(yīng)用層等上中下游環(huán)節(jié)，企業(yè)總估值逾300億元。

合成生物產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的步伐不斷加快的同時，也為城市經(jīng)濟發(fā)展帶來了重大機遇。除了深圳，北京、天津、常州、上海、杭州等地也將合成生物列為發(fā)展規(guī)劃的重點關(guān)注領(lǐng)域，從不同維度加碼合成生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

盡管國內(nèi)已經(jīng)培育了大量合成生物初創(chuàng)企業(yè)，但距離成為行業(yè)龍頭還有很長一段路要走。合成生物應(yīng)用要真正落地，仍面臨政策、技術(shù)、監(jiān)管、商業(yè)化等多方面的挑戰(zhàn)。如何拓寬合成生物的應(yīng)用場景，提高科技成果轉(zhuǎn)化和產(chǎn)業(yè)化，又如何在日漸內(nèi)卷的環(huán)境中尋求一條差異化道路，是產(chǎn)業(yè)界與學(xué)術(shù)界需要共同思考的問題。

目前，我們在不斷瞄準(zhǔn)原創(chuàng)性、引領(lǐng)性研究的同時，也在積極引進和培養(yǎng)高水平青年人才，積極引導(dǎo)社會資本參與，加強國際交流合作，以構(gòu)建一個更加完善的產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈。

未來，我們將聚焦合成生物這一未來產(chǎn)業(yè)新賽道，通過加強體系化布局，發(fā)揮建制化優(yōu)勢，努力建設(shè)好全國重點實驗室和國家產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心，發(fā)揮好合成生物大設(shè)施等平臺載體作用，大力推進產(chǎn)學(xué)研協(xié)同攻關(guān)和產(chǎn)業(yè)鏈上下游聯(lián)合攻關(guān)，實現(xiàn)從源頭創(chuàng)新到技術(shù)轉(zhuǎn)化再到產(chǎn)業(yè)應(yīng)用各個層面的協(xié)同聯(lián)動，持續(xù)釋放“創(chuàng)新驅(qū)動、產(chǎn)業(yè)協(xié)同”效能，助力大灣區(qū)乃至全國生物科技和生物制造產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展。

量子科技：潛力遠超我們的想象

講述人：山東大學(xué)物理學(xué)院教授 逯 鶴

相較歐美國家，中國的量子信息研究起步較晚。我是2007年開始攻讀量子信息物理學(xué)博士學(xué)位，那時，國內(nèi)對量子信息科技的關(guān)注遠不如現(xiàn)在，量子信息中的很多概念被視為“科幻概念”。譬如，量子隱形傳態(tài)協(xié)議是量子信息科學(xué)中最具科幻色彩的概念之一，經(jīng)常被人誤解為“瞬間傳物”“超光速信息傳遞”“隔空取物”等，更有人認(rèn)為量子通信是“偽科學(xué)”。

在這無人看好的領(lǐng)域中，一批杰出的科學(xué)家創(chuàng)新拼搏，堅持推動量子信息技術(shù)的發(fā)展。經(jīng)過一段時間的努力，2010年后，中國的量子信息科技迎來了爆發(fā)式的發(fā)展。2012年，中國科學(xué)院院士、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授潘建偉團隊和奧地利安東·蔡林格團隊同時實現(xiàn)了百公里量子隱形傳態(tài)實驗，這一結(jié)果以“量子隱形傳態(tài)首次跨越百公里鴻溝”封面標(biāo)題形式發(fā)表在《自然》雜志上，正式標(biāo)志著中國踏入量子信息科技的第一梯隊。

當(dāng)時，我有幸參加了潘建偉院士領(lǐng)導(dǎo)的這一科研任務(wù)，在他的指導(dǎo)下，負責(zé)研制抗損耗的高亮度量子光源。當(dāng)時，百公里實驗的地點選擇在空氣質(zhì)量好的青海湖旁邊，然而，青海湖大風(fēng)、干燥的環(huán)境也對我們光源的研制提出了新的挑戰(zhàn)。早期的量子光源十分脆弱，只能在實驗室恒溫恒濕的環(huán)境下使用，室外環(huán)境很容易對量子光源產(chǎn)生擾動，致使其不能正常工作。為了解決這一問題，潘老師帶領(lǐng)我們深入調(diào)研實驗現(xiàn)場，選用海運冷藏集裝箱作為戶外實驗室，自己動手改裝了進風(fēng)、出風(fēng)和制冷量控制，打造了一個可移動的實驗室，保障實驗順利進行。

百公里隱形傳態(tài)實驗的成功，表明了星地實驗的可行性，極大鼓舞了大家的斗志。又經(jīng)過四年的探索，2016年，全球首顆量子科學(xué)實驗衛(wèi)星“墨子號”發(fā)射成功，實現(xiàn)了千公里級的量子糾纏分發(fā)和量子隱形傳態(tài)。

近年來，隨著國家重視程度的加大和越來越多科研工作者的投入，我國的量子信息科技得到迅速發(fā)展。我2017年到山東大學(xué)工作后，開始建設(shè)光量子信息實驗室。山東大學(xué)在鈮酸鋰薄膜晶圓領(lǐng)域是世界領(lǐng)先水平，鈮酸鋰是一種優(yōu)秀的非線性材料，很適合做量子光源。

于是，我便開始思考：能否在鈮酸鋰芯片上實現(xiàn)量子光源？如果可以把光源做到芯片上，光源的體積會減小至少6個數(shù)量級，成為便攜式的量子光源，并且也容易控制工作環(huán)境，應(yīng)用的場景更廣，就不需要像在青海湖實驗?zāi)菢幼鲆粋€專門的集裝箱了。

瞄準(zhǔn)這個方向，我跟學(xué)生們開始摸索鈮酸鋰薄膜上量子光源的研制方法。因為之前沒接觸過這個材料以及相應(yīng)的加工工藝，一切都要從頭開始，并且做芯片需要不少經(jīng)費，所以在開始階段我們面臨著一系列困難。但經(jīng)過后續(xù)7年的探索和發(fā)展，我們現(xiàn)在已經(jīng)可以在1厘米×1厘米的芯片上產(chǎn)生量子光源，量子光源的指標(biāo)與國際領(lǐng)先水平相當(dāng)，且在某些指標(biāo)上還達到了世界領(lǐng)先水平。如今，我們已經(jīng)開始探索芯片量子光源在光量子雷達方面的應(yīng)用了。

20年前，量子科技還是實驗室里的“冷門課題”，如今已成為國家戰(zhàn)略科技力量。量子科技的發(fā)展，離不開無數(shù)科研人員的堅持，也離不開國家的支持。國家對量子科技人才培養(yǎng)高度重視，自2021年起設(shè)立量子信息科學(xué)本科專業(yè)，第一批畢業(yè)生即將畢業(yè)，投身量子科技的發(fā)展中。

當(dāng)前，量子科技的產(chǎn)業(yè)化正在全球范圍內(nèi)加速推進，我國在量子通信、量子計算、量子精密測量等領(lǐng)域已初步形成產(chǎn)業(yè)鏈，并逐步向金融、國防、能源、醫(yī)療等行業(yè)滲透。我有幸見證了中國量子團隊從“跟跑”到“并跑”再到某些領(lǐng)域“領(lǐng)跑”的全過程，既為國家的科技領(lǐng)先感到光榮，也為自己的選擇而感到幸運。

未來，量子科技必將更加深刻地改變這個世界，它的潛力可能遠遠超過我們的想象，期待我們在這一賽道大有可為。

（項目團隊：本報記者 方莉、晉浩天、宋喜群、馮帆、蘇雁、嚴(yán)圣禾 本報通訊員 姬尊雨）

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