大学计算机基础教程（AIGC+WPS融合）（微课版） 课件第八章 洞悉科技趋势：新一代信息技术与信创产业认知

第8章洞悉科技趋势：新一代信息技术与信创产业认知大学计算机基础教程（AIGC+WPS融合）AIGC工业和信息化精品系列教材——人工智能技术科技改变未来云计算8.28.18.38.48.5大数据物联网与5G虚拟现实和增强现实人工智能前沿8.6信息技术应用创新产业8.1.1云计算的概念云计算技术是硬件技术和网络技术发展到一定阶段出现的新的技术模型，是实现云计算模式所需的所有技术的总称。分布式计算技术、虚拟化技术、网络技术、服务器技术、数据中心技术等都属于云计算技术的范畴，同时云计算技术包括新出现的Hadoop、HPCC（高性能计算集群）、Storm、Spark等技术。云计算技术的出现意味着计算能力也可作为一种通过互联网进行流通的商品。云计算是国家战略性新兴产业，是基于互联网服务的增加、使用和交付模式。通常，云计算通过互联网来提供动态、易扩展的虚拟化资源，是传统计算机和网络技术融合发展的产物。云计算技术作为一项应用范围广、对产业影响深远的技术，正逐步向信息产业等领域渗透。相关产业的结构模式、技术模式和产品销售模式等都将会随着云计算技术的变化发生深刻的改变，进而影响人们的工作和生活。8.1.2云计算的服务模式简单来说，就是服务商建立一个由多台服务器组成的、强大的计算中心，将这些服务器作为一个资源池，用户只要付费，就能够通过网络使用资源池中一部分资源，在此基础上部署和运行各种软件，执行各种运算，使用结束后，这部分资源就会回到公共的资源池，由其他用户使用，如图所示。基础设施即服务基础设施即服务（IaaS）是把基础设施作为一种服务提供的云计算服务模式。这里的基础设施主要包括服务器、存储设备和网络设备等。8.1.2云计算的服务模式平台即服务平台即服务（，PaaS）是把服务器平台作为一种服务提供的商业模式。相较于IaaS，PaaS提供的是一个更高层次的、更为抽象的开发平台，它能提供一个包括软件开发、测试、部署和托管所需的基础设施和工具的虚拟开发环境，使得开发人员无须关心底层的基础设施和操作系统，专注于应用程序的开发和部署。但同时，PaaS对于底层基础设施的控制权较低，同时在灵活性上也不如IaaS。8.1.2云计算的服务模式软件即服务在SaaS模式下，软件应用程序由云服务提供商托管和管理，在云端的服务器上运行。用户可以通过各种终端设备上的Web浏览器或专门的客户端应用程序来访问和使用这些应用程序。用户只需要支付订阅费用或按需付费，即可使用云端提供的软件服务，如图所示。软件即服务（，SaaS）是通过互联网提供软件应用程序，用户可以通过网络访问和使用这些应用程序的云计算服务模式。8.1.3云计算的部署方式社区云是介于公有云与私有云之间的部署模式，是指多个具有相同行业属性、相同合规要求、相同业务需求的组织或机构，共建、共享、共管的专属云平台。混合云是将公有云与私有云有机融合的复合型部署模式，两类云平台保持独立架构体系，通过专用网络、加密通道实现数据互通、业务协同、资源联动，兼具公有云的弹性优势与私有云的安全优势，是目前中大型企业主流的部署方案。私有云是为单一组织、企业或机构专属搭建的云计算部署模式，所有云基础设施、算力与存储资源仅供该主体内部使用，不对外公开共享。公有云是由专业云服务商统一搭建、集中运维，面向社会公众、各类企业及个人开放共享的云计算部署模式。公有云私有云混合云社区云040302018.1.4云计算的典型应用云医疗云医疗是指在云计算等新技术的基础上，结合医疗技术，使用云计算来创建医疗健康服务云平台，实现医疗资源的共享和医疗范围的扩大。因为云计算技术的运用与医疗技术的结合，云医疗提高了医疗机构的效率，极大地方便了居民就医。云安全云安全是云计算技术的重要分支，广泛应用于反病毒领域。云安全技术可以通过网状的大量客户端对网络中软件的异常行为进行监测，获取互联网中木马和恶意程序的最新信息，自动分析和处理信息，并将解决方案发送到每一个客户端。云存储云存储是一种新兴的网络存储技术，可将储存资源放到“云”上供用户存取。云存储通过集群应用、网络技术或分布式文件系统等功能将网络中大量不同类型的存储设备集合起来协同工作，共同对外提供数据存储和业务访问功能。通过云存储，用户可以在任何时间、任何地点，将任何可联网的装置连接到“云”上存取数据。云教育云教育就是教育信息化的一种发展。具体来说，云教育可以将所需要的任何教育硬件资源虚拟化，然后将其上传到互联网中，向教育机构、学生和老师提供方便、快捷的平台。云金融云金融是指利用云计算的模型，将信息、金融和服务等功能分散到互联网“云”中，旨在为银行、保险和基金等金融机构提供互联网处理和运行服务，同时共享互联网资源，从而解决现有问题并达到高效率、低成本的目的。云计算8.28.18.38.48.5大数据物联网与5G虚拟现实和增强现实人工智能前沿8.6信息技术应用创新产业8.2.1大数据的概念大数据是指无法在一定时间范围内用常规软件工具进行捕捉、管理、处理的数据集合。对大数据进行分析不仅需要采用集群的方法获得强大的数据分析能力，还需研究面向大数据的新数据分析算法。针对大数据进行分析的大数据技术，则指的是为了传送、存储、分析和应用大数据而采用的软件和硬件技术，也可将其看作面向数据的高性能计算系统。从技术层面来看，大数据与云计算的关系密不可分，大数据必须采用分布式架构对海量数据进行分布式数据挖掘，这使它必须依托云计算的分布式处理、分布式数据库、云存储和虚拟化技术。8.2.2大数据处理的流程01数据的抽取和集成是大数据处理的第一步，从抽取的数据中提取关系和实体，经过关联和聚合等操作，按照统一定义的格式对数据进行存储。02数据分析是大数据处理的核心步骤，在决策支持、商业智能、推荐系统、预测系统中应用广泛，在获取原始数据后，将数据导入一个集中的大型分布式数据库或分布式存储集群，进行一些基本的预处理工作后，根据需求开始对原始数据进行分析，如数据挖掘、机器学习、数据统计等。03在完成数据的分析后，需要使用合适的、便于理解的展示方式将正确的数据处理结果展示给终端用户。其中，可视化和人机交互是数据解释的主要技术。数据抽取与集成数据分析数据解释与展现8.2.3大数据的典型应用互联网是大数据应用较成熟、较贴近大众的领域，核心应用为个性化服务、精准推送、网络舆情治理等。互联网与新媒体应用互联网是大数据应用较成熟、较贴近大众的领域，核心应用为个性化服务、精准推送、网络舆情治理等。医疗健康应用大数据在医疗行业的应用主要覆盖临床辅助诊断、健康管理、公共卫生防控、医药研发等场景。金融行业应用金融行业数据丰富、风控要求高，是大数据商业化核心落地场景，主要应用于风险管控、征信服务、精准营销、智能交易四大领域。工业与物流应用大数据可以赋能工业、物流产业数字化升级，助其实现提质、增效、降本等。交通与智慧城市应用大数据在交通领域的应用也十分广泛，核心用于智慧出行、路况预测、交通管控、城市治理，有效缓解城市交通拥堵，优化公共资源配置。零售与商业应用大数据在零售与商业应用领域中的核心应用表现为精准营销、用户运营、供应链优化、智慧门店管理。云计算8.28.18.38.48.5大数据物联网与5G虚拟现实和增强现实人工智能前沿8.6信息技术应用创新产业8.3.1物联网的定义物联网是互联网、传统电信网等信息的承载体，是让所有能行使独立功能的普通物品实现互联互通的网络。简单地说，物联网就是把所有能行使独立功能的物品，通过信息传感设备与互联网连接起来，进行信息交换，以实现智能化识别和管理。在物联网上，每个人都可以应用电子标签将真实物品与网络连接，利用物联网的中心计算机对机器、设备、人员进行集中管理和控制，也可以对家庭设备、汽车进行遥控，以及搜索位置、防止物品被盗等，通过各种物品数据的连接，最终聚集成物品大数据，从而实现物物相联。8.3.25G与物联网的融合随着5G的落地应用，物联网的发展将获得更为全面的支撑。以工业物联网为例，5G可在以下3方面助力工业物联网的发展。5G对于促进工业物联网的落地应用也有非常积极的意义，一方面，5G可以支撑更多的物联网设备；另一方面，也能够保障这些设备之间安全、可靠地通信。促进工业物联网的全面落地5G将在很大程度上促进工业物联网的智能化发展，涉及云计算、大数据等技术体系的部署，借助5G的支撑，人工智能将在数据和算力两方面得到更为有效的保障。当然，智能化也是工业物联网最终的目标之一。促进工业物联网的智能化5G在很大程度上考虑了物联网的需求，包括高速率、低时延高可靠、低功耗大连接等特征。在5G的支持下，工业物联网的应用边界将得到拓展，促使物联网可以应用在更多的场景下。对于场景覆盖面较大的企业如物流企业等，5G带来的变化更为明显。拓展工业物联网的应用边界8.3.3物联网的典型应用智能家居是常见的物联网应用场景，核心是通过物联网技术将家居设备联网联动，实现家居环境的自动化、智能化管控，提升居住舒适度与安全性。

智能家居应用物联网赋能传统农业转型升级，催生精准农业、智慧农业模式。

智慧农业应用工业物联网是智能制造的核心支撑，也是物联网的常见应用领域，核心实现设备互联、状态感知、智能管控、提质降本，推动传统工业从人工值守、经验判断生产模式转向智能自动化的生产模式。

智能工业应用物联网与医疗融合，其核心是实现健康动态监测、远程诊疗、医疗设备智能管理、药品溯源。

智慧医疗应用0403020105在智能交通、智慧物流领域，物联网主要用于对车辆、道路、货物、设施的全面联网，实现交通与物流体系的智能化调度、可视化管控。智慧城市是物联网规模化综合应用的典型场景，通过城市各类基础设施、公共设备的全面联网，可实现城市治理的精细化、智能化、高效化。

交通与城市治理8.3.46G愿景展望6G即第6代移动通信技术，是5G之后新一代通信体系，目前全球正处于6G技术预研与试验阶段。6G峰值速率高、端到端时延低、定位精度高，融合通信、感知、算力与人工智能，目标是打造空天地海全域网络，推动网络从万物互联迈向万物智联。中国工程院院士邬贺铨表示，6G的应用将扩展到卫星通信和低空无人机领域，支持人工智能的下沉，推动智能终端、算力、智能网联车等领域的创新。他认为，人工智能的产业应用加速后，6G将催生多个万亿元规模产业，智能网联车、卫星互联网和低空无人机等都将是一个新的应用场景。依托6G强大的技术能力，在未来，各类应用场景将迎来全新发展。智慧交通可实现车路协同、全息自动驾驶与厘米级精准定位；沉浸式扩展现实（XR）技术将落地全息通话、裸眼3D等功能，丰富社交与娱乐形式。智慧医疗能够开展远程全息手术、实时健康监护，打破地域带来的就医限制。同时，空天海洋领域可搭建卫星互联网、无人机集群与深海通信体系，为极地、远洋及深空探索提供有力的保障。总之，6G是未来数字社会发展的重要基础设施。云计算8.28.18.38.48.5大数据物联网与5G虚拟现实和增强现实人工智能前沿8.6信息技术应用创新产业8.4.1认识关键词虚拟现实是一种通过计算机生成的全景环境，使用户完全置身于模拟的虚拟世界中。利用虚拟现实设备，用户可以身临其境地感受和探索虚拟世界，与虚拟环境中的对象和场景进行互动。通常，虚拟现实技术包括头部追踪、手部追踪、运动追踪等功能，以提供更真实的体验。增强现实则是一种将虚拟信息叠加到真实世界中的技术。通过增强现实设备，用户可以看到现实世界的实时视图，并在视图中叠加虚拟图像、文字、音频等信息。增强现实技术通过位置追踪、物体识别等功能，将虚拟和现实世界融合在一起，为用提供更丰富、更实用的交互体验。8.4.2虚拟现实与增强现实的异同点相同点沉浸式体验两者都致力于为用户提供沉浸式体验，使用户仿佛置身于一个全新的环境中。无论是虚拟现实还是增强现实，都能通过先进的技术手段，让用户感受到一种超越现实的体验，仿佛自己已成为虚拟世界的一部分。交互性用户都可以与虚拟环境中的对象进行交互，提高用户体验的参与度和趣味性。在虚拟现实中，用户可以通过手柄、头部追踪等设备与虚拟世界进行互动；而在增强现实中，用户则可以通过点击屏幕、手势识别等方式与虚拟内容进行交互。8.4.2虚拟现实与增强现实的异同点不同点环境感知虚拟现实创造了一个完全虚拟的环境，用户佩戴上虚拟现实设备后，将完全沉浸于这个由计算机生成的虚拟世界中，无法感知到现实世界。这种环境为用户提供了一个完全隔离的空间，让用户可以全身心地投入虚拟体验。增强现实则是将虚拟元素叠加到现实世界中，用户可以同时感知到现实和虚拟环境。这种技术允许用户在保持与现实世界联系的同时，还能与虚拟元素进行互动，为用户提供了更加灵活、多样的体验方式。应用场景虚拟现实在游戏、电影、教育和医疗等领域应用更为广泛。例如，在游戏领域，虚拟现实技术可以为玩家提供身临其境的游戏体验；在教育领域，虚拟现实技术可以帮助学生更加直观地理解复杂的概念和知识。增强现实则在购物、教育、医疗、建筑和零售等领域展现其独特价值。例如，在购物领域，增强现实技术可以让消费者在家中试穿衣物、查看商品信息等；在建筑领域，增强现实技术可以帮助设计师更直观地展示设计方案。交互方式虚拟现实用户通常通过与手柄、键盘等设备进行交互。这些设备允许用户在虚拟环境中进行各种操作，如移动、旋转、选择等，从而实现对虚拟世界的控制。增强现实用户则通过点击屏幕、手势识别等操作与虚拟内容互动。这种交互方式更加直观和自然，使用户能够更加轻松地与虚拟内容进行互动。设备和体验虚拟现实通常需要佩戴头戴式显示器、手柄等设备。这些设备通过传感器跟踪用户的头部和手部动作，将用户的动作实时反馈到虚拟环境中。用户一旦戴上虚拟现实设备，就会完全沉浸于虚拟世界，仿佛置身于一个全新的空间。增强现实则通常通过智能手机、平板计算机或增强现实眼镜等设备实现。用户可以在现实世界中直接使用这些设备来查看和与虚拟内容进行互动，无须佩戴复杂的设备。这种便捷性使增强现实技术更加易于普及和应用。8.4.3虚拟现实与增强现实的典型应用虚拟现实的应用虚拟现实技术为玩家打开了通往全新游戏世界的大门。戴上虚拟现实头盔，玩家仿佛置身于游戏场景中，享受沉浸式游戏体验。（1）游戏娱乐在教育领域，虚拟现实技术可以模拟复杂的手术过程，让学生身临其境地观察和学习；还可以再现历史场景，让学生亲身体验历史的变迁；更能带学生遨游太空，探索宇宙的奥秘。（2）教育培训虚拟现实技术在医疗健康领域的应用同样广泛。医生可以利用虚拟现实技术进行手术模拟训练，提高手术技巧和应对突发情况的能力。同时，虚拟现实还可用于疼痛管理，通过虚拟环境分散患者的注意力，减轻疼痛感。（3）医疗健康在工业设计领域，设计师可以利用虚拟现实技术进行产品原型设计，提前验证产品的外观、功能和用户体验，不仅提高了设计效率，还降低了开发成本。（5）工业设计。虚拟现实技术为房地产行业带来了革新。购房者可以在未建成的房产中进行虚拟参观，提前感受房屋的布局、空间感和装修风格。（4）房地产8.4.3虚拟现实与增强现实的典型应用增强现实的应用零售增强现实技术为零售行业带来了全新的购物体验。消费者可以在购物时通过增强现实技术预览商品效果，如试穿衣服、试用化妆品等。这种虚拟试穿试用方式不仅方便了消费者，还提高了购物的满意度和成交率。1教育在教育领域，增强现实技术提供了增强的视觉辅助工具。例如，将虚拟的解剖结构叠加到真实的人体模型上，帮助学生更直观地理解复杂的人体结构。这种教学方式既生动有趣，又提高了教学效果。2医疗增强现实技术在医疗领域的应用同样广泛。在手术过程中，增强现实技术可以提供实时信息，辅助医生进行精准操作。同时，它还可用于医疗设备的维护和培训等领域，提高医疗设备的可靠性和使用效率。3建筑建筑师可以使用增强现实技术在现实环境中叠加虚拟建筑模型，以便更好地进行设计和规划。这种直观的设计方式不仅提高了设计效率，还降低了设计错误率。4娱乐增强现实游戏可以将虚拟角色放置在现实世界中，玩家可以通过手机屏幕与这些角色互动。这种创新的娱乐方式为玩家带来了全新的游戏体验，也为娱乐行业带来了新的发展机遇。5云计算8.28.18.38.48.5大数据物联网与5G虚拟现实和增强现实人工智能前沿8.6信息技术应用创新产业8.5.1世界模型世界模型（worldmodel）是指人工智能通过海量学习真实世界数据，抽象出物理世界、社会场景、事物关联规则的通用智能模型。该模型能够自主认知世界基本规律，包括物体运动规则、物理力学逻辑、人类行为习惯、场景交互逻辑、因果推导关系等，具备对未知场景的推理、预测与模拟能力。世界模型是当前人工智能领域的核心前沿概念，是大模型技术迭代升级的重要方向，也是通用人工智能落地的关键基础，其主要具备以下主要特征。1．多模态融合认知世界模型打破了单一数据模态的局限，可以统一学习文本、图像、音频、视频、传感器数据、空间坐标、运动轨迹等多维度信息，实现对真实场景的全方位、立体化认知，贴合人类感知世界的方式。2．具备物理与因果常识世界模型最核心的特质是掌握真实世界的底层规则。世界模型通过海量真实场景数据训练，可以习得基础物理常识。3．强预测与推演能力世界模型具备强大的时序推演与未来预测能力，可以基于当前场景状态，预判事物的后续发展变化，模拟未来多步结果。4．场景泛化能力极强传统模型高度依赖专项数据训练，场景迁移性差，针对陌生场景极易出现错误输出。世界模型学习的是通用世界规律而非单一场景样本，具备极强的泛化能力，能够适配从未见过的全新场景，自主适配环境变化，完成复杂场景的认知与任务处理。8.5.2具身智能与智能机器人智能机器人智能机器人是指在传统机器人的基础上，融合了人工智能技术的机器人，它一般具备环境感知、自主决策、强化学习和人机交互等能力，例如，能够自动驶向货位、运送货物的物流机器人就是典型的智能机器人，如图所示。换句话说，智能机器人是机器人的高级形态，它通过人工智能实现从“自动化”到“智能化”的跨越，二者的关系类似于“手机”与“智能手机”的关系，后者的智能功能更显著。8.5.2具身智能与智能机器人智能机器人具有三大核心要素，分别是感知、思维和行为，这是智能机器人能够高效、准确地完成各种复杂任务的关键。感知智能机器人的感知能力是其与外界环境互动的起点。这一要素依赖于各种先进的传感器，它们如同智能机器人的眼睛、耳朵和皮肤，能够捕捉外部环境的信息。常见的传感器有以下4类。视觉传感器。01听觉传感器。02触觉传感器。03其他传感器。048.5.2具身智能与智能机器人思维智能机器人的思维体现了其决策和推理能力。在这一过程中，智能机器人会利用强大的计算资源及智能算法处理和分析感知到的信息，进而做出合理的判断和决策。具体表现如下。智能机器人通过人工智能芯片和软件对收集到的数据进行快速处理，提取有用信息，为后续决策提供依据。基于数据处理结果，智能机器人会运用算法进行推理和判断，确定下一步的行动计划。智能机器人还具有不断学习和优化自身算法的能力，通过积累经验，提高在复杂环境中的应对能力。数据处理决策制订学习能力8.5.2具身智能与智能机器人行为行为是智能机器人对外界环境做出响应的最终体现。通过行为，智能机器人可以根据感知和思维的结果，执行具体的任务和操作。智能机器人通过驱动装置和控制算法，实现精确的移动和定位，完成行走、爬行、跳跃等动作，图所示的机器狗便具备非常高的运动控制能力。①

运动控制。机器人具备操作物体的能力，如抓取、搬运、组装等，以满足各种应用场景的需求。②

操作物体。智能机器人还能通过语音、表情、动作等方式与人类或其他机器人进行有效的沟通，提高协同工作效率。③

互动交流。8.5.2具身智能与智能机器人具身智能机器人的核心是智能体具备与环境交互的感知能力，以及基于感知结果进行自主规划、决策、行动、执行等一系列行为的能力。其主要特点如下。具身智能机器人能够通过传感器等硬件实时感知环境，基于这些感知信息，具身智能机器人迅速分析并做出相应的行动决策，从而不断地通过感知指导行动，再通过行动反馈继续感知环境，形成一个连续的循环过程。“感知—行动”循环12具身智能机器人的智能行为是在特定的情境下产生的，依赖于环境、任务，

以及具身智能机器人自身的状态。情境依赖34具身智能机器人具备实体的物理形态，能够与环境进行直接的物理交互。物理交互具身智能机器人能够根据环境的变化和任务的需求，动态调整行为和策略。动态适应8.5.2具身智能与智能机器人具身智能机器人具身智能是指智能体通过身体与环境的互动产生的智能行为，强调智能体的认知和行动与其在物理世界中的行动紧密相连。具身智能机器人则是基于物理实体进行感知和执行的人工智能系统，它通常以人形机器人为载体，结合人工智能技术，以适应不同的环境，理解问题、获取信息、做出决策并实现行动，图所示为宇树科技股份有限公司推出的具身智能机器人。8.5.3AI驱动的科学研究人工智能驱动科学是指利用人工智能技术来推动科学研究的创新和突破。它通过结合机器学习、深度学习、数据挖掘等人工智能算法和技术，与传统科学研究方法相结合，加速科学发现、优化实验设计、提高大规模科学数据的处理和分析效率，助推各科学领域实现更高效、更精准的科学研究。8.5.3AI驱动的科学研究人工智能驱动科学的价值人工智能驱动科学的强大数据处理与分析能力，能为科学研究带来强大的助力。它可以快速筛选海量数据，挖掘隐藏信息与规律，助力科学家在复杂问题求解上突破传统限制，无论是药物研发中对海量分子结构的筛选，还是气候预测中对众多气象因素的精准建模，都能大幅缩短研究周期、降低人力成本。同时，人工智能模型的预测功能可提前预估实验结果、模拟科学现象，为实验设计提供科学依据，减少盲目探索。而且它还能跨学科融合知识，打破学科壁垒，催生更多创新性研究思路与方法，推动整个科学领域加速发展，让人类探索未知世界的步伐更为矫健。8.5.3AI驱动的科学研究人工智能驱动科学的发展方向数据驱动发现数据驱动发现是一种基于大量数据的分析和挖掘来发现新知识、新规律和新模式的方法。它不依赖于预先设定的假设或理论，而是直接从数据中寻找潜在的信息和关系。其中主要涉及符号回归技术和知识图谱构建技术。符号回归是一种通过遗传算法或神经网络从数据中挖掘物理方程的技术。它能够在没有明确物理模型的情况下，从大量数据中自动发现和提炼出隐藏的物理规律和方程。符号回归的应用场景覆盖了物理学、工程学、材料科学等多个领域，其核心价值在于通过数据驱动方法揭示复杂系统的内在规律。符号回归知识图谱构建是通过整合文献数据，构建领域知识网络的过程。这种技术能够将分散在大量文献中的知识点整合起来，形成一张庞大的知识网络，为研究者提供全面的领域知识和研究线索。知识图谱构建8.5.3AI驱动的科学研究物理约束人工智能物理约束人工智能是将物理定律、原理和约束条件融入人工智能大模型中，使人工智能大模型在学习和决策过程中遵循物理规律，从而提高人工智能大模型的准确性和可靠性。其中，主要涉及物理信息神经网络和等变神经网络技术。

物理信息神经网络物理信息神经网络（PINN）是一种将偏微分方程的物理方程和边界条件嵌入网络的损失函数中的神经网络技术。它能够在训练过程中考虑物理定律的约束，使得人工智能大模型在预测时能够自然满足这些物理定律。PINN被广泛应用于流体力学、电磁场仿真等领域。

等变神经网络等变神经网络是一种保持物理对称性的神经网络技术。它能够在输入发生旋转、平移等变换时保持输出的不变性，从而提升分子动力学模拟等需要保持物理对称性的应用场景的精度。8.5.3AI驱动的科学研究生成与优化生成是指利用人工智能大模型创造出新的数据、内容或解决方案；优化则是在生成的基础上，通过一定的策略和方法，对生成的结果进行改进和完善，以达到更好的效果。其中，主要涉及强化学习和扩散模型技术。强化学习通过智能体与环境交互来优化实验策略。智能体根据环境的反馈信号来调整自己的行为策略，以最大化累积奖励。强化学习01扩散模型是一种能够生成符合物理规律的分子构型的机器学习模型。它通过模拟分子在不同热力学条件下的扩散过程，生成具有特定性质的分子构型。

扩散模型02云计算8.28.18.38.48.5大数据物联网与5G虚拟现实和增强现实人工智能前沿8.6信息技术应用创新产业8.6.1信创产业的核心领域基础硬件基础软件基础硬件分为底层硬件和基础设施，其中底层硬件包括CPU、GPU等，基础设施包括PC/整机、服务器/存储设备、通信设备等。基础硬件是信息技术体系运行的物理载体，也是信创产业的底层支撑，信创产业发展聚焦硬件底层安全可控，核心目标是实现芯片架构自主设计或可控授权使用、各类信息技术硬件设备国产化研发与量产，从硬件根源上筑牢算力基础，保障信息技术底层支撑的安全性、稳定性与自主性。基础软件包括操作系统、数据库和中间件等，基础软件是衔接基础硬件与上层应用的核心纽带，是整个信息技术体系的核心中枢。信创体系下的基础软件，核心要求是与国产基础硬件实现深度适配、兼容适配，在保障系统运行高效、稳定、安全的基础上，为各类上层应用软件提供标准化、高质量的运行支撑环境。8.6.1信创产业的核心领域云平台应用软件信息安全云平台包括IaaS、PaaS和低代码平台等。云平台是整合调度基础硬件、基础软件资源的综合算力载体，是信创产业规模化落地、集约化应用的关键枢纽。信创体系下的云平台，核心目标是完成全栈国产化软硬件深度整合、统一调度与运维，向下充分释放国产硬件算力、适配国产基础软件，向上为各类行业应用、政务及企业业务提供一体化云服务、开发环境与部署能力，推动信息技术架构整体自主可控、高效运转，加速信创生态全面普及。应用软件包含ERP/OA、工业软件、协同办公、大模型应用四部分。应用软件是直接对接终端用户需求、落地信息化应用的核心载体，信创应用软件需适配国产化软硬件底层环境，在功能完整性、操作便捷性、场景适配性上满足各类使用需求。信息安全行业贯穿信创产业始终，是信创产业稳健发展的生命线，贯穿信息技术应用全流程，主要涵盖密码技术、安全芯片、安全审计、安全防护等核心领域。该板块以国产自主安全技术为核心，构建覆盖数据传输、存储、调用、使用的安全防护体系，保障信创环境下数据与系统的安全可控。8.6.1信创产业的核心领域信息技术应用创新综合服务网产品专业页面8.6.2信创产业的发展背景与国家战略意义信创产业的发展背景国际环境在国际环境中，有国家利用信息技术优势实施全球网络监控或信息干扰，暴露出信息技术底层依赖外部的安全隐患。此后，全球网络空间对抗加剧，关键信息基础设施成为网络攻击的重点目标，多国因网络攻击遭遇交通中断、金融紊乱、电力瘫痪等重大安全事件，凸显核心技术自主可控的极端重要性。2018年时，我国遭遇科技领域的制裁、科技“断供”等危机，一系列事件让我国深刻认识到，核心技术依赖进口如同“命脉受制于人”。长期以来，全球信息技术生态被少数国际科技巨头垄断，我国在芯片、操作系统、数据库等基础软硬件领域高度依赖进口，这种产业现状使我国信息技术产业链随时面临“断链断供”风险，严重威胁国家经济安全与产业安全。8.6.2信创产业的发展背景与国家战略意义国内环境数字化是当今社会较先进、较具穿透力的生产力，数字产业化与产业数字化已成为我国高质量发展的核心路径。金融、能源、电力、通信、交通等领域的关键信息基础设施是经济社会运行的“神经中枢”，承载着海量核心数据与关键业务。若这些核心系统长期运行在国外软硬件平台上，就如同“在别人的墙基上砌房子”，不仅存在数据泄露、系统失控的安全隐患，更难以支撑数字经济的自主、安全、可持续发展。另一方面，我国信息技术产业起步晚、底子薄，核心技术积累不足、自主创新能力薄弱，长期处于全球产业链中低端。在芯片设计制造、基础软件研发、高端服务器制造等关键领域，我国企业缺乏核心竞争力，产品性能、生态适配性与国际科技巨头存在较大差距。同时，国内信息技术产业存在“重应用、轻基础”的发展情况，产业链协同不足，难以形成自主可控的产业闭环。8.6.2信创产业的发展背景与国家战略意义为摆脱核心技术受制于人的困境，我国将信创产业上升为国家战略，逐步构建起完整的发展体系。《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》明确提出“加快数字化发展，建设数字中国”，“聚焦高端芯片、操作系统、人工智能关键算法、传感器等关键领域，加快推进基础理论、基础算法、装备材料等研发突破与迭代应用。加强通用处理器、云计算系统和软件核心技术一体化研发”；《中华人民共和国国民经济和社会发展第十五个五年规划纲要》提出“加快高水平科技自立自强引领发展新质生产力”，“聚焦战略必争领域和产业链供应链薄弱环节，采取超常规措施，全链条推动集成电路、工业母机、高端仪器、基础软件、先进材料、生物制造等重点领域关键核心技术攻关取得决定性突破”。2026年3月底，《国务院关于产业链供应链安全的规定》正式施行，这是我国首部产业链供应链安全专项行政法规，指出“推进产业链供应链数字化、智能化，提升产业链供应链安全可控水平，促进产业链供应链高质量发展”。8.6.2信创产业的发展背景与国家战略意义信创产业的国家战略意义020406080103050709保障国家数据安全与主权培育自主创新生态带动上下游产业协同发展构建开放融合的全球生态守护关键信息基础设施安全突破核心技术垄断赋能数字经济高质量发展培育新质生产力拓展国际发展空间8.6.3信创产业的发展态势与趋势信创产业市场发展现状近年来，信创产业迎来爆发式增长。根据《2026年信创产业生态图谱》，2026年信创产业规模预计突破1.8万亿元，2023—2026年复合增长率28.5%，虽较2020—2022年的