新春长知识 | 细数《流浪地球2》里的人工智能！

今年春节期间，中国原创科幻电影《流浪地球2》热映，片中层出不穷的“硬科技”元素让观众大呼过瘾。气势恢宏的行星发动机、洞悉一切的量子计算机、穿越天际的太空电梯、逼真的数字生命、驰骋的工程机械……人工智能在这部电影中刷足了存在感，呈现出未来科学技术的可能图景。

今天这篇文章，小编就为您细数一下影片中的人工智能技术，enjoy~

（正文3300字，阅读时间7-9分钟）

01 外骨骼机器人

《流浪地球2》中多次出现的“外骨骼”近年来正逐步开启商业化，并获得了工信部的支持。

▲图源《流浪地球2》

随着感知计算技术和传感系统发展日益成熟，机器人研发方向从人机协作逐步迈向人机融合，逐渐成为人类身体的一部分。

今年1月18日，工业和信息化部等十七部门印发了关于“机器人+”应用行动实施方案的通知。其中也明确提到了对发展外骨骼机器人的支持。与电影中稍有不同的是，工信部此番实施方案将外骨骼机器人的发展放在养老服务方面。此前曾有行业媒体预计，2025年中国外骨骼机器人行业市场规模将达到105亿元，期间年复合增长率为98.5%，C端市场将增长最为迅猛。其中，中老年人群又是众多企业的重点关注人群。

也许在不久的将来，机械外骨骼会最先在残疾人和老弱群体中大量应用，更好地增进人类福祉。

02 行星发动机

影片中，人类计划给地球安装上万座巨大的行星发动机，推动地球开启“流浪之旅”，这些发动机依靠重核聚变产生的巨大能量。长期研究核聚变能源的中科院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所副研究员王腾介绍，核聚变反应是将两个原子核重新结合，生成一个较重的原子核的过程，其间能够产生巨大的能量，“利用这一能量推动地球，原理上是说得通的。”

然而实现重核聚变绝非易事，重核聚变是采用硅等元素作为聚变原料，这样的聚变首先要克服原子核之间的静电斥力，越重的原子核所带电荷越多，越难以产生聚变。“我们当前广泛研究的可控核聚变均采用轻核聚变。”王腾说，其聚变原料氘和氚是自然中最轻元素——氢的两个同位素，相较重核聚变而言更容易实现。

▲行星发动机，图源《流浪地球2》

03 量子计算机

电影中，贯穿全剧的灵魂的智能量子计算机550系列让人惊叹。它不仅可以实现全球复杂计算资源的融合与调度（满足数万台发动机协同运作），辅助行星发动机的工程建设，进行组网协调运转；还支撑着“数字生命计划”所需的巨量算力，可以实现人类的意识上传，从而拥有与某个具体的人相似的知识和思维，实现真正意义上的人机融合。

▲量子计算机550W，图源《流浪地球2》

据介绍，学术界把量子计算发展分为“实现量子计算优越性”“实现专用的量子模拟机”“构建可编程通用量子计算机”三个阶段。近年来，量子科学研究领域在国内外均取得了一些突破性的进展。目前国内外量子计算机研发已实现第一阶段目标。达到第二阶段目标是当前学术界主要的研究任务，距离科幻电影中所呈现的应用至少还需要10年到15年左右的时间。

04 太空电梯

电影中，高耸入云、连接天地的太空电梯运行场景视觉效果燃爆了。按照设想，太空电梯将通过缆绳连接地面和空间站，成为一个太空运输基础设施。其概念提出可以追溯到1960年。1975年，科学家就对太空电梯进行了第一次工程分析，结果证明所需电梯缆绳材料的比强度，是当时任何材料都无法实现的。比强度是指材料的强度和密度之比，按照目前的估计，太空电梯的缆绳材料的比强度应该至少是钢铁的50倍。

▲太空电梯，图源《流浪地球2》

一根合格的太空电梯缆绳需要具备如下能力：首先强度足够大，其次需要考虑材料在极端条件下的服役性能。目前在实际落地方面，日本大林组公司是代表之一。他们于2012年正式启动太空电梯项目，拟耗资100亿美元，打造一个缆绳长约9.6万公里的升降机，可以穿过大气层在地表和太空中运送物资和人。按照计划，大林组的太空电梯将在2025年左右动工，缆绳预计在2030年建造。太空电梯将从重力和离心力相互平衡的3.6万公里处开始上升，完成缆绳的建设后，将用大约1年的时间建设宇宙空间站，最快在2050年投入运行。

▲太空电梯，图源《流浪地球2》

05 智能机器狗

影片中的机器狗笨笨，可爱、机智又忠诚，可谓圈粉无数。机器狗笨笨分类为四足机器人，可以说是与现实非常接近的技术了，目前国内外有很多公司都在研制，比如著名的波士顿动力，还有国内的优必选、宇树科技、追觅科技、云深处科技等等。它们不仅能作为宠物狗，还能作为巡检机器人在各种恶劣的环境中工作。有些已经进入量产阶段，只是要达到电影里那么智能，还需要些时间。

▲智能机器狗，图源《流浪地球2》

06 多地形智能应急救援平台

在《流浪地球2》中，许多可行驶、可作业、可变形的UEG地球联合政府机械设备，这些设备均出自中国工程机械行业龙头徐工集团。影片中拥有四条支腿的多地形智能应急救援平台——徐工ET120，又称“钢铁螳螂”。18个液压油缸，能支持它在山地、沼泽、隧道等复杂地形中如履平地，搭载不同工作机具，实现灭火、伐木、切割、打桩等多种作业功能，适用于雪崩、地震、滑坡、堰塞湖等灾后抢险救援，甚至在4500米高海拔、零下40摄氏度的极限环境下也能胜任。

▲徐工ET120，又称“钢铁螳螂”，图源徐工集团

07 工业移动机器人

在《流浪地球2》电影中，不同形态的机器人存在于电影的各个场景，保障着庞大体系的稳定连续高效运转：带有机械臂的巡检机器人自主操作监测指标，保障空间站人员生命安全。地球联合政府会议厅，机器人驻守一旁辅助人类科学决策；北京航天中心数据中心，巡检机器人支撑着海量数据平稳运作；行星发动机机库中，移动机器人有条不紊地搬运传送着物料。

▲图源《流浪地球2》

而电影所应用的工业移动机器人（AMR），已经在当下工业生产生活中被广泛应用，这些移动机器人皆来自优艾智合机器人实际产品矩阵。当前，移动机器人正成为先进成熟的生产力，在各个行业深度场景中迸发出巨大的价值。正如在《流浪地球2》所建构的未来世界当中，移动机器人自主执行一系列任务，将人类从繁重枯燥的工作中解放出来，让人类更好地守护和捍卫家园。

08 数字生命

影片中的数字生命计划最早是由一群人工智能科学家提出，它将人的意识植入到机器中，并依靠超强算力的量子计算机，实现了“永生”。

电影中，刘德华饰演的图恒宇将自己因车祸去世的女儿图丫丫的大脑数据上传到了550W上，进行了数字化，但是因为量子计算机550A的算力有限，所以丫丫仅有2分钟的生命。直到后来550A进化到550W，才赋予了丫丫完整的一生。

▲图源《流浪地球2》

现在的技术，已经在尝试将人类或动物大脑和计算机相连，建立一种不依赖于常规大脑信息输出的通路——即脑机接口。比如意念打字、缸中之脑等，都多次引发热议。马斯克也表示已经把自己的大脑上传到云端，还要和虚拟版的自己成为伙伴。

09 AI图像修复、人声修复

影片中，由于故事时间跨度40年，电影运用面部捕捉及AI技术——基于Deepfake开源算法二次开发的方案，用目标演员的海量素材训练AI，再通过艺术家的手动修复，来替换拍摄素材，给演员“换脸”，实现了人物年龄上的跨越。

除上文中提到的AI图像修复，在网络上更为人熟知的是利用AI对李雪健老师的声音进行修复。李雪健老师之前由于声带受损，发声很吃力，很难清晰咬字。电影利用了AI技术对李雪健老师的原声进行了修复，我们才能听到李雪健老师的发言铿锵有力、掷地有声，令人动容。

▲图源《流浪地球2》