細數《流浪地球2》里的人工智能！ _太空電影

今年春節期間，中國原創科幻電影《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。氣勢恢宏的行星發動機、洞悉一切的量子計算機、穿越天際的太空電梯、逼真的數字生命、馳騁的工程機械……人工智能在這部電影中刷足了存在感，呈現出未來科學技術的可能圖景。今天這篇文章，小編就為您細數一下影片中的人工智能技術，enjoy~
（正文3300字，閱讀時間7-9分鐘）
01 外骨骼機器人
《流浪地球2》中多次出現的“外骨骼”近年來正逐步開啟商業化，并獲得了工信部的支持。
▲圖源《流浪地球2》
隨著感知計算技術和傳感系統發展日益成熟，機器人研發方向從人機協作逐步邁向人機融合，逐漸成為人類身體的一部分。
今年1月18日，工業和信息化部等十七部門印發了關于“機器人+”應用行動實施方案的通知。其中也明確提到了對發展外骨骼機器人的支持。與電影中稍有不同的是，工信部此番實施方案將外骨骼機器人的發展放在養老服務方面。此前曾有行業媒體預計，2025年中國外骨骼機器人行業市場規模將達到105億元，期間年復合增長率為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的重點人群。
也許在不久的將來，機械外骨骼會最先在殘疾人和老弱群體中大量應用，更好地增進人類福祉。
02 行星發動機
影片中，人類計劃給地球安裝上萬座巨大的行星發動機，推動地球開啟“流浪之旅”，這些發動機依靠重核聚變產生的巨大能量。長期研究核聚變能源的中科院合肥物質科學研究院等離子體物理研究所副研究員王騰介紹，核聚變反應是將兩個原子核重新結合，生成一個較重的原子核的過程，其間能夠產生巨大的能量，“利用這一能量推動地球，原理上是說得通的。”
然而實現重核聚變絕非易事，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，越難以產生聚變。“我們當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——氫的兩個同位素，相較重核聚變而言更容易實現。
▲行星發動機，圖源《流浪地球2》
03 量子計算機
電影中，貫穿全劇的靈魂的智能量子計算機550系列讓人驚嘆。它不僅可以實現全球復雜計算資源的融合與調度（滿足數萬臺發動機協同運作），輔助行星發動機的工程建設，進行組網協調運轉；還支撐著“數字生命計劃”所需的巨量算力，可以實現人類的意識上傳，從而擁有與某個具體的人相似的知識和思維，實現真正意義上的人機融合。
▲量子計算機550W，圖源《流浪地球2》
據介紹，學術界把量子計算發展分為“實現量子計算優越性”“實現專用的量子模擬機”“構建可編程通用量子計算機”三個階段。近年來，量子科學研究領域在國內外均取得了一些突破性的進展。目前國內外量子計算機研發已實現第一階段目標。達到第二階段目標是當前學術界主要的研究任務，距離科幻電影中所呈現的應用至少還需要10年到15年左右的時間。
04 太空電梯
電影中，高聳入云、連接天地的太空電梯運行場景視覺效果燃爆了。按照設想，太空電梯將通過纜繩連接地面和空間站，成為一個太空運輸基礎設施。其概念提出可以追溯到1960年。1975年，科學家就對太空電梯進行了第一次工程分析，結果證明所需電梯纜繩材料的比強度，是當時任何材料都無法實現的。比強度是指材料的強度和密度之比，按照目前的估計，太空電梯的纜繩材料的比強度應該至少是鋼鐵的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目，擬耗資100億美元，打造一個纜繩長約9.6萬公里的升降機，可以穿過大氣層在地表和太空中運送物資和人。按照計劃，大林組的太空電梯將在2025年左右動工，纜繩預計在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，完成纜繩的建設后，將用大約1年的時間建設宇宙空間站，最快在2050年投入運行。
▲太空電梯，圖源《流浪地球2》

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05 智能機器狗
影片中的機器狗笨笨，可愛、機智又忠誠，可謂圈粉無數。機器狗笨笨分類為四足機器人，可以說是與現實非常接近的技術了，目前國內外有很多公司都在研制，比如著名的波士頓動力，還有國內的優必選、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，還能作為巡檢機器人在各種惡劣的環境中工作。有些已經進入量產階段，只是要達到電影里那么智能，還需要些時間。
▲智能機器狗，圖源《流浪地球2》
06 多地形智能應急救援平臺
【細數《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、可變形的UEG地球聯合政府機械設備，這些設備均出自中國工程機械行業龍頭徐工集團。影片中擁有四條支腿的多地形智能應急救援平臺——徐工ET120，又稱“鋼鐵螳螂” 。18個液壓油缸，能支持它在山地、沼澤、隧道等復雜地形中如履平地，搭載不同工作機具，實現滅火、伐木、切割、打樁等多種作業功能，適用于雪崩、地震、滑坡、堰塞湖等災后搶險救援，甚至在4500米高海拔、零下40攝氏度的極限環境下也能勝任。
▲徐工ET120，又稱“鋼鐵螳螂”，圖源徐工集團
07 工業移動機器人
在《流浪地球2》電影中，不同形態的機器人存在于電影的各個場景，保障著龐大體系的穩定連續高效運轉：帶有機械臂的巡檢機器人自主操作監測指標，保障空間站人員生命安全。地球聯合政府會議廳，機器人駐守一旁輔助人類科學決策；北京航天中心數據中心，巡檢機器人支撐著海量數據平穩運作；行星發動機機庫中人工智能素材，移動機器人有條不紊地搬運傳送著物料。
▲左右滑動看圖，圖源《流浪地球2》
而電影所應用的工業移動機器人（AMR），已經在當下工業生產生活中被廣泛應用，這些移動機器人皆來自優艾智合機器人實際產品矩陣。當前，移動機器人正成為先進成熟的生產力，在各個行業深度場景中迸發出巨大的價值。正如在《流浪地球2》所建構的未來世界當中，移動機器人自主執行一系列任務，將人類從繁重枯燥的工作中解放出來，讓人類更好地守護和捍衛家園。
08 數字生命
影片中的數字生命計劃最早是由一群人工智能科學家提出，它將人的意識植入到機器中，并依靠超強算力的量子計算機，實現了“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據上傳到了550W上，進行了數字化，但是因為量子計算機550A的算力有限，所以丫丫僅有2分鐘的生命。直到后來550A進化到550W，才賦予了丫丫完整的一生。
▲圖源《流浪地球2》
現在的技術，已經在嘗試將人類或動物大腦和計算機相連，建立一種不依賴于常規大腦信息輸出的通路——即腦機接口。比如意念打字、缸中之腦等，都多次引發熱議。馬斯克也表示已經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、人聲修復
影片中，由于故事時間跨度40年，電影運用面部捕捉及AI技術——基于開源算法二次開發的方案，用目標演員的海量素材訓練AI，再通過藝術家的手動修復，來替換拍攝素材，給演員“換臉”，實現了人物年齡上的跨越。
除上文中提到的AI圖像修復，在網絡上更為人熟知的是利用AI對李雪健老師的聲音進行修復。李雪健老師之前由于聲帶受損，發聲很吃力，很難清晰咬字。電影利用了AI技術對李雪健老師的原聲進行了修復，我們才能聽到李雪健老師的發言鏗鏘有力、擲地有聲，令人動容。
▲圖源《流浪地球2》
如劉慈欣老師所言，科幻是在科學的基礎上展開想象，但科學的想象力遠比科幻瘋狂。
本文到此結束，希望對大家有所幫助。

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細數《流浪地球2》里的人工智能！