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概述
調(diào)研大綱

當(dāng)前技術(shù)創(chuàng)新、市場(chǎng)需求增長(zhǎng)以及政策支持與引導(dǎo)成為語(yǔ)義通信市場(chǎng)發(fā)展的主要驅(qū)動(dòng)力量,然而,市場(chǎng)發(fā)展也面臨諸多挑戰(zhàn),技術(shù)上在語(yǔ)義信息表征、通信度量及系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)方面存在難題,數(shù)據(jù)隱私與安全問(wèn)題凸顯,行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的缺失也阻礙了市場(chǎng)的規(guī)模化和規(guī)范化發(fā)展。

一、驅(qū)動(dòng)因素?

1、技術(shù)創(chuàng)新推動(dòng)?

人工智能與深度學(xué)習(xí)技術(shù)的飛速發(fā)展,為語(yǔ)義通信提供了強(qiáng)大的技術(shù)支撐。在語(yǔ)義信息提取環(huán)節(jié),深度學(xué)習(xí)算法能夠?qū)A康奈谋?、圖像、語(yǔ)音等數(shù)據(jù)進(jìn)行深度分析,精準(zhǔn)提取其中的關(guān)鍵語(yǔ)義特征。如基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(CNN)的圖像語(yǔ)義提取技術(shù),能夠識(shí)別圖像中的物體、場(chǎng)景等語(yǔ)義元素,比傳統(tǒng)方法具有更高的準(zhǔn)確率和效率。?

在語(yǔ)義編碼與傳輸方面,新技術(shù)實(shí)現(xiàn)了更高效的信息處理。例如,基于 Transformer 架構(gòu)的語(yǔ)義編碼器,能夠捕捉長(zhǎng)序列數(shù)據(jù)中的語(yǔ)義依賴(lài)關(guān)系,有效提升語(yǔ)義編碼的準(zhǔn)確性和壓縮率,減少傳輸數(shù)據(jù)量。同時(shí),通過(guò)引入強(qiáng)化學(xué)習(xí)等技術(shù),語(yǔ)義通信系統(tǒng)能夠根據(jù)信道狀態(tài)和業(yè)務(wù)需求,自適應(yīng)地調(diào)整編碼和傳輸策略,提高通信的可靠性和效率。?

此外,量子計(jì)算、區(qū)塊鏈等新興技術(shù)與語(yǔ)義通信的融合探索也為其發(fā)展帶來(lái)新機(jī)遇。量子計(jì)算有望提升語(yǔ)義通信中的計(jì)算速度和加密安全性;區(qū)塊鏈技術(shù)則可用于構(gòu)建可信的語(yǔ)義通信網(wǎng)絡(luò),確保語(yǔ)義信息的完整性和不可篡改,為語(yǔ)義通信在金融、醫(yī)療等對(duì)數(shù)據(jù)安全要求高的領(lǐng)域應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。?

2、市場(chǎng)需求增長(zhǎng)?

隨著各行業(yè)智能化進(jìn)程加速,對(duì)語(yǔ)義通信的需求呈現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)。在智能交通領(lǐng)域,車(chē)聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展需要車(chē)輛與車(chē)輛(V2V)、車(chē)輛與基礎(chǔ)設(shè)施(V2I)之間進(jìn)行高效、準(zhǔn)確的語(yǔ)義通信。例如,自動(dòng)駕駛汽車(chē)依靠語(yǔ)義通信獲取實(shí)時(shí)路況、交通信號(hào)等語(yǔ)義信息,做出合理的駕駛決策,保障行車(chē)安全和交通流暢。?

在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中,生產(chǎn)設(shè)備之間的協(xié)同工作依賴(lài)于語(yǔ)義通信實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的信息交互。不同廠家、不同型號(hào)的設(shè)備通過(guò)共享的語(yǔ)義知識(shí)庫(kù),能夠準(zhǔn)確理解彼此發(fā)送的控制指令、狀態(tài)信息等,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)流程的自動(dòng)化和智能化,提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。?

消費(fèi)電子領(lǐng)域,智能語(yǔ)音助手、智能家居等產(chǎn)品的普及,使得用戶對(duì)人機(jī)交互的自然性和智能化要求不斷提高。語(yǔ)義通信技術(shù)使設(shè)備能夠理解用戶的自然語(yǔ)言指令,實(shí)現(xiàn)更便捷、人性化的交互體驗(yàn),滿足用戶對(duì)智能生活的需求。?

3、政策支持與引導(dǎo)?

國(guó)家高度重視通信技術(shù)與人工智能的發(fā)展,出臺(tái)了一系列政策支持語(yǔ)義通信產(chǎn)業(yè)?!?ldquo;十四五” 數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃》中明確提出,要加快 5G、人工智能等新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),推動(dòng)通信技術(shù)與各行業(yè)深度融合,為語(yǔ)義通信在產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型中的應(yīng)用提供了政策保障。?

各地政府也紛紛出臺(tái)相關(guān)政策,鼓勵(lì)企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)開(kāi)展語(yǔ)義通信技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用示范。如深圳市發(fā)布的人工智能產(chǎn)業(yè)扶持政策,對(duì)在語(yǔ)義通信等關(guān)鍵領(lǐng)域取得技術(shù)突破的企業(yè)給予資金支持和稅收優(yōu)惠,吸引了大量創(chuàng)新資源集聚,促進(jìn)了語(yǔ)義通信產(chǎn)業(yè)生態(tài)的完善。?

此外,國(guó)家在標(biāo)準(zhǔn)制定、知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)等方面積極作為,為語(yǔ)義通信產(chǎn)業(yè)營(yíng)造良好的發(fā)展環(huán)境。相關(guān)部門(mén)組織產(chǎn)學(xué)研各方共同參與語(yǔ)義通信標(biāo)準(zhǔn)制定,推動(dòng)行業(yè)規(guī)范化發(fā)展;加強(qiáng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)力度,鼓勵(lì)企業(yè)加大研發(fā)投入,激發(fā)創(chuàng)新活力。?

二、面臨挑戰(zhàn)?

1、技術(shù)難題?

語(yǔ)義信息表征方面,目前缺乏統(tǒng)一、有效的數(shù)學(xué)模型來(lái)準(zhǔn)確描述語(yǔ)義信息。不同模態(tài)(如文本、圖像、語(yǔ)音)的語(yǔ)義信息如何進(jìn)行統(tǒng)一表征和融合,仍是研究難點(diǎn)。例如,如何將圖像中的視覺(jué)語(yǔ)義與文本中的語(yǔ)言語(yǔ)義進(jìn)行關(guān)聯(lián)和融合,以實(shí)現(xiàn)跨模態(tài)的語(yǔ)義通信,尚未得到很好解決。?

語(yǔ)義通信度量是另一個(gè)技術(shù)瓶頸。傳統(tǒng)通信基于香農(nóng)信息論的度量方法無(wú)法直接應(yīng)用于語(yǔ)義通信,需要建立新的語(yǔ)義通信度量體系,準(zhǔn)確衡量語(yǔ)義信息的傳輸效率、準(zhǔn)確性和可靠性等指標(biāo)。?

系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)也面臨挑戰(zhàn)?,F(xiàn)有語(yǔ)義通信系統(tǒng)大多基于傳統(tǒng)通信架構(gòu)進(jìn)行改進(jìn),難以充分發(fā)揮語(yǔ)義通信的優(yōu)勢(shì)。構(gòu)建面向語(yǔ)義通信的全新系統(tǒng)架構(gòu),實(shí)現(xiàn)信源與信道的深度融合、語(yǔ)義理解與通信過(guò)程的協(xié)同優(yōu)化,是亟待解決的問(wèn)題。?

2、數(shù)據(jù)隱私與安全?

語(yǔ)義通信中傳輸?shù)氖前匾x的語(yǔ)義信息,數(shù)據(jù)隱私保護(hù)至關(guān)重要。在數(shù)據(jù)采集和處理過(guò)程中,如何防止用戶隱私信息泄露是一大挑戰(zhàn)。例如,智能語(yǔ)音助手在收集用戶語(yǔ)音數(shù)據(jù)進(jìn)行語(yǔ)義分析時(shí),可能涉及用戶的個(gè)人隱私,如通話記錄、地理位置等,一旦泄露將對(duì)用戶造成嚴(yán)重影響。?

信息安全方面,語(yǔ)義通信系統(tǒng)易受到多種攻擊。如攻擊者可能篡改語(yǔ)義信息,導(dǎo)致接收端理解錯(cuò)誤,從而引發(fā)嚴(yán)重后果。在車(chē)聯(lián)網(wǎng)中,若自動(dòng)駕駛汽車(chē)接收的路況語(yǔ)義信息被篡改,可能導(dǎo)致交通事故。此外,語(yǔ)義通信系統(tǒng)的加密和解密技術(shù)也需要進(jìn)一步完善,以保障語(yǔ)義信息在傳輸和存儲(chǔ)過(guò)程中的安全性。?

3、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)缺失?

目前,語(yǔ)義通信行業(yè)缺乏統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。不同企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)在語(yǔ)義通信技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用中采用的方法和協(xié)議各不相同,導(dǎo)致產(chǎn)品和服務(wù)之間的兼容性和互操作性差。例如,不同廠家的智能客服系統(tǒng)在語(yǔ)義理解和交互協(xié)議上存在差異,難以實(shí)現(xiàn)無(wú)縫對(duì)接和協(xié)同工作,阻礙了語(yǔ)義通信市場(chǎng)的規(guī)?;l(fā)展。?

缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)還使得語(yǔ)義通信產(chǎn)品的質(zhì)量評(píng)估和檢測(cè)缺乏依據(jù),市場(chǎng)上產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊,影響用戶對(duì)語(yǔ)義通信技術(shù)的信任度和接受度,不利于行業(yè)的健康發(fā)展。

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