中科院院士褚君浩：第四次工业革命以智能化为特征，低碳技术与人工智能是关键

2月26日，“瞰见未来——2022年复旦大学管理学院新年论坛”在上海举行，来自不同领域的专家学者以“思想接力”的形式为大家呈现了一场“全天候”的思想盛宴。中国科学院院士、复旦大学光电研究院院长褚君浩围绕第四次工业革命及智能时代的技术趋势进行了精彩分享。

第四次工业革命以智能化为特征

第一次工业革命以机械化为特征，第二次工业革命以电气化为特征，第三次工业革命以信息化为特征。那么，第四次工业革命以何为特征？又有哪些驱动力？

在褚君浩看来，“我们现在处于第三次工业革命高度发展的时候，也是第四次工业革命正在酝酿，智能时代开启的时候。智能时代的特点就是智慧融入物理实体系统之中，总的趋势就是智能化。”

褚君浩指出，“我们的信息基础是互联网+、传感器、物联网、大数据、云计算以及最新出现的元宇宙，体现出明显的数字化、智能化的特征。”

在谈到背后的驱动力时，褚君浩表示，首先来自能源和环境问题。“比如，2021诺贝尔物理奖得主的研究就聚焦地球气候，阐明了大气中二氧化碳含量的增加如何导致地球表面温度升高以及地球气候要如何变化。这迫使人类寻求科学与技术上的突破。”

第二个驱动力来自于人类对更加美好生活的不断追求。譬如我们从传统的电视、到液晶大屏电视，未来可能是裸眼立体电视。

第三则是信息科学技术的高度发展为工业革命创造了条件。“我们基于物质科学新发现和微纳米器件制造新技术，基于脑科学和认知科学发展促进了高度智能化，信息技术在不断地发展，数字、物理和认知网络将实现高度融合，人类将处于无所不在的网络之中。”

智能时代有五大技术趋势

在谈到智能化时代的技术趋势时，褚君浩认为存在五个方面的技术态势：以能源互联网、分布式能源系统为代表的智能化低碳技术；以人工智能、智慧城市为代表的智能化复杂体系；以先进材料、极端制造为代表的智能化制造技术；以修复技术、智慧医疗为代表的智能化诊断技术以及传统工业的智能化升级。

褚君浩强调，其中非常重要的一个方面是低碳技术。“发展低碳技术，实现双碳目标，解决能源环境问题，实现人类可持续发展。这点至关重要。”

“目前，化石能源越来越少，而我们全球太阳能资源还是非常丰富的。笼统计算，假如太阳能利用率15%，则只需要将13万平方公里土地（大约等于我国10%的荒漠区）的太阳能转化，就可以满足全国一年的能源需求，”褚君浩表示。

褚君浩建议，现在不仅要发展太阳能技术，包括光伏、光热、光化学、光生物，要发展智能化分布式能源系统和能源互联网技术，还要进一步因地制宜地推广太阳能技术广泛应用。

褚君浩认为，第二个重要的关注点应该是人工智能与智慧城市。这里面有两个非常重要的核心技术，一个是实时感知，一个是智慧分析。

实时感知，主要依靠传感器和芯片，比如我们对地观测和探空探测，都是依靠实时感知的传感器。“此前，西昌卫星发射中心成功发射的FY4号气象卫星，在国际上首次实现地球静止轨道的大气高光谱垂直探测，可在3万6千公里对大气实现高精度温度、湿度参数的垂直结构观测，相当于对大气进行CT扫描，”褚君浩介绍到。

实时感知之后，就是如何智慧分析。“我们处在波动世界的大数据中，有机械波、电磁波、引力波，它们有频率、强度、位相、偏振等特征，对大数据的分析是非常重要的，这需要智慧分析。而智慧分析主要依靠模型分析和大数据分析以及智能芯片，”褚君浩表示。

褚君浩指出，比如某个地方的水稻产量分析，可以用无人机收集水稻的光谱，把这个光谱与数据库比对，就可以知道水稻亩产是多少了；又比如需要探测某个地方有没有铀矿，将这个地方的波谱搜集起来，和数据库进行对比，就可以定位到可能有铀矿的位置。