人類自古以來就不懈追求提升速度，為此不斷改進(jìn)和使用車輛、船只、飛機、飛船等各種工具。進(jìn)入現(xiàn)代信息社會之后，人類在致力于提高有形世界中的運動速度的同時，也在不斷提升虛擬網(wǎng)絡(luò)世界的計算速度和信息傳輸速度。隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，各類智能終端日益走進(jìn)人們的生產(chǎn)和生活，其中是模仿人類外觀和行為的人形機器人備受矚目，其創(chuàng)新與進(jìn)步一直是人們關(guān)注的一大焦點。

　　2024年，中國科技創(chuàng)新繼續(xù)在“提升速度”方面取得一系列重大成就，日益深刻地改變著人們的生產(chǎn)和生活方式，潛移默化地變革著整個社會的發(fā)展面貌。

　　

　　高鐵：

　　時速提至350公里

　　為邁向400公里做好準(zhǔn)備

　　超4.6萬公里綿長里程的高速鐵路，跨越河山，把神州大地上的一座座城市“串”起來，使天涯咫尺、千里為鄰成為生動的現(xiàn)實，在一定程度上變革了人們的時空觀念，也成為“中國制造”的亮麗名片和“中國速度”的突出代表。

　　今年，中國高鐵在原有速度基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提速。從6月15日零時起，全國鐵路實行了新的列車運行規(guī)劃。根據(jù)新規(guī)劃，武漢站至廣州站的高鐵按照時速350公里高標(biāo)運營，最短僅需要3小時17分，較之前縮短23分鐘。北京西站、武漢站至廣州南站之間最快旅行時間分別為7小時16分、3小時17分，分別壓縮22分、23分；長沙南站至廣州南站間最快旅行時間為1小時59分，壓縮了19分鐘。速度提升、單程運行時間減少，可以加大開行密度，提升運力，提高鐵路運行效率，進(jìn)而降低單位運行成本。

　　在中國高鐵進(jìn)一步提速的同時，國家“十四五”規(guī)劃確定的重大科研項目“CR450科技創(chuàng)新工程”也在緊鑼密鼓地推進(jìn)并取得重大成果。“CR450”即為具有時速450公里試驗速度和時速400公里商業(yè)運營速度的高速動車組列車。2024年5月，承擔(dān)“CR450科技創(chuàng)新工程”動車組頂層設(shè)計、關(guān)鍵系統(tǒng)研發(fā)和高速科學(xué)試驗等工作的團(tuán)隊獲得“中國青年五四獎?wù)隆薄＿@是共青團(tuán)中央、全國青聯(lián)授予中國優(yōu)秀青年的最高榮譽。

　　該團(tuán)隊接到“CR450科技創(chuàng)新工程”任務(wù)后進(jìn)行了反復(fù)調(diào)研論證，明確了頂層技術(shù)指標(biāo)，分解了科技攻關(guān)方向，共開展了100余項仿真試驗和70余項地面試驗，攻克一系列關(guān)鍵核心技術(shù)。比如，為降低列車運行遇到的空氣阻力，團(tuán)隊采用了轉(zhuǎn)向架區(qū)域全包覆結(jié)構(gòu)設(shè)計，將整個轉(zhuǎn)向架腔完全包覆了起來。為了讓列車速度提升后停得住、停得穩(wěn)、停得準(zhǔn)，團(tuán)隊通過創(chuàng)新減輕列車體重、采用多階制動、增加黏著系數(shù)、縮短制動響應(yīng)時間等多種技術(shù)手段。

　　在福廈高鐵福清至泉州區(qū)段舉行的“CR450”高速動車組的性能驗證試驗中，試驗列車單列時速最高達(dá)453公里、相對交會時速達(dá)891公里，各項指標(biāo)表現(xiàn)良好。這標(biāo)志著“CR450”高速動車組研制取得階段性成果，為“CR450科技創(chuàng)新工程”的順利實施打下了堅實基礎(chǔ)。“CR450”高速動車組投入運行之后，旅客的搭乘體驗將進(jìn)一步提升，以京滬高鐵為例，“CR450”將使北京到上海之間的旅行時間將從4個多小時縮短至約2.5小時。

　　算力：

　　總規(guī)模居世界第二

　　超算最高48.79億億次每秒

　　根據(jù)近日發(fā)布的《中國綜合算力指數(shù)報告（2024）》（以下簡稱《報告》），中國算力規(guī)模位居世界第二；智能算力快速增長，同比增速超過65%。算力存力方面，總量達(dá)到1200EB，年增長率達(dá)20%。

　　算力是數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器通過對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后實現(xiàn)結(jié)果輸出的一種能力，算力集信息計算力、網(wǎng)絡(luò)運載力和數(shù)據(jù)存儲力于一體，可以完成龐大計算任務(wù)、大大增強分析和應(yīng)用數(shù)據(jù)的能力、驅(qū)動科技創(chuàng)新和數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展，是綜合國力的重要組成部分。

　　算力分為基礎(chǔ)通用算力（由基于CPU即中央處理器芯片的服務(wù)器所提供的算力）、智能算力（基于GPU即圖形處理器、ASIC即專用集成電路、NPU即神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器等專用芯片提供的算力）和超算算力（由超級計算機等高性能計算集群所提供的算力）3種類型。今年，中國不僅繼續(xù)保持基礎(chǔ)通用算力增長勢頭，而且在智能算力和超算算力資源建設(shè)方面取得重大進(jìn)展。

　　《報告》顯示，截至2024年上半年，中國智算規(guī)模在總算力中占比已超過30%。進(jìn)入下半年，多個智能算力中心正式投產(chǎn)。比如，11月25日，中部地區(qū)最大智算中心河南空港智算中心的揭牌，首批2000P（1P約等于每秒1000萬億次浮點運算能力）算力投產(chǎn)，第二階段工程預(yù)計今年底前投用，屆時將實現(xiàn)運算峰值10000P算力規(guī)模。在超算算力方面，11月中旬，中國計算機學(xué)會高性能計算專業(yè)委員會聯(lián)合多部門共同發(fā)布了2024中國高性能計算機性能前100榜單。排名第一的超算的主機系統(tǒng)采用CPU+GPU異構(gòu)眾核架構(gòu)，CPU核數(shù)達(dá)到1597萬核，測試性能達(dá)到487.94PFLOPS（約48.79億億次每秒）。

　　網(wǎng)絡(luò)：

　　5.5G速率是5G的10倍

　　6G已悄然提上日程

　　隨著普及4G和率先開展5G大規(guī)模商用，中國網(wǎng)絡(luò)速度得到大幅提升，不僅節(jié)約了時間，提升了網(wǎng)絡(luò)效率，而且大大拓展了應(yīng)用場景，AR、VR、在線游戲等一些低時延、高帶寬、高可靠性要求的應(yīng)用走進(jìn)人們的生活。

　　根據(jù)工業(yè)和信息化部10月發(fā)布的數(shù)據(jù)，中國的家庭戶均接入帶寬已經(jīng)達(dá)到499.1Mbps/戶，同比增長14.6%；在中國固定互聯(lián)網(wǎng)寬帶接入用戶中，1000 Mbps及以上速率的用戶數(shù)量攀升至1.96億，占比提升至29.4%。在千兆寬帶用戶數(shù)量上，中國也實現(xiàn)了大幅增長。數(shù)據(jù)表明，截至2024年10月底，網(wǎng)絡(luò)運營商中國移動的千兆寬帶用戶數(shù)突破1億，這標(biāo)志著千兆寬帶的普及程度進(jìn)入到新階段。

　　在5G商用規(guī)模日益擴(kuò)大，滲透率不斷提高的同時，其升級版5.5G（也稱作5G-A即5G-Advanced）商用在今年悄然來臨。它是5G網(wǎng)絡(luò)在功能上和覆蓋上的演進(jìn)和增強，速率是其10倍，連接密度、可靠性顯著提升，能滿足更為復(fù)雜和多樣化的應(yīng)用場景需求，如自動駕駛、遠(yuǎn)程醫(yī)療、工業(yè)4.0等。

　　3月28日，中國移動在浙江杭州全球首發(fā)5G-A商用部署，公布首批100個5G-A網(wǎng)絡(luò)商用城市名單，并宣布計劃于年內(nèi)擴(kuò)展至全國超300個城市，建成全球最大規(guī)模的5G-A商用網(wǎng)絡(luò)。4月，京廣高鐵石家莊北段率先部署5G-A網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)了5G-A網(wǎng)絡(luò)在該鐵路段連續(xù)覆蓋，在全國范圍內(nèi)首次實現(xiàn)5G-A技術(shù)在高鐵場景的規(guī)模部署。8月9日，上海電信在全國首發(fā)“美好家萬兆融合套餐”，并發(fā)布5G-A套餐和寬帶躍遷計劃，5G-A網(wǎng)絡(luò)和萬兆開始逐步進(jìn)入千家萬戶。近日，北京聯(lián)通與華為公司在京發(fā)布全球首個5G-A規(guī)模立體智慧網(wǎng)，該網(wǎng)絡(luò)目前已在北京四環(huán)內(nèi)及城市副中心等區(qū)域?qū)崿F(xiàn)5G-A連續(xù)覆蓋，包括體育場館、學(xué)校、景區(qū)、地鐵、商圈及居民區(qū)等多種重點場景。在低空經(jīng)濟(jì)應(yīng)用領(lǐng)域，北京聯(lián)通與北京延慶區(qū)政府合作，在長城景區(qū)部署了業(yè)界首個5G-A萬兆天地一體規(guī)模組網(wǎng)示范，打造“5G-A低空經(jīng)濟(jì)創(chuàng)新基地”，為低空飛行游覽長城景區(qū)保駕護(hù)航。

　　就在5G、5G-A快速向生產(chǎn)生活領(lǐng)域加速滲透之時，6G已悄然提上日程。作為電信大國，中國積極推動國際6G發(fā)展。11月中旬，在上海松江，中國IMT-2030（6G）推進(jìn)組與中國通信學(xué)會等聯(lián)合主辦了全球6G發(fā)展大會，邀請國際組織代表、國內(nèi)外通信專家、知名企業(yè)家等，共同探討面向2030年及未來的6G應(yīng)用需求、關(guān)鍵技術(shù)、試驗驗證、國際標(biāo)準(zhǔn)化等，推動6G關(guān)鍵技術(shù)及架構(gòu)成果形成全球共識，深化國際合作交流，維護(hù)全球6G統(tǒng)一生態(tài)。本次會議的召開標(biāo)志著6G技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用邁入新階段。

　　人形機器人：

　　奔跑速度最快每秒3.6米

　　潛在最高速度每秒6米

　　人形機器人是一種重要的智能體，旨在模仿人類外觀和行為，具有擬人的肢體、運動與作業(yè)技能，以及感知、學(xué)習(xí)和認(rèn)知能力。通過先進(jìn)的傳感器技術(shù)和智能系統(tǒng)，人形機器人能實現(xiàn)與環(huán)境的實時交互，并通過機器學(xué)習(xí)等技術(shù)不斷學(xué)習(xí)和適應(yīng)環(huán)境，提高自身的智能水平和自主決策能力，實現(xiàn)與環(huán)境的實時交互，特別是能高度模仿人類進(jìn)行作業(yè)、施工。

　　在人形機器人諸多運動能力中，模仿人類在不同環(huán)境下進(jìn)行穩(wěn)定奔跑被認(rèn)為是其與環(huán)境智能交互的典型場景，奔跑過程中的姿態(tài)穩(wěn)定性和速度成為衡量人形機器人先進(jìn)性的重要指標(biāo)，也是眾多人工智能領(lǐng)域?qū)＜冶绕吹闹攸c之一。在這場激烈競爭中，中國科技工作者不遑多讓，在2024年接連推出表現(xiàn)突出的多款人形機器人。

　　4月27日，北京人形機器人創(chuàng)新中心發(fā)布了全球首個純電驅(qū)擬人奔跑的全尺寸人形機器人“天工”。該款機器人身高163厘米，體重約43千克，配備每秒550萬億次操作算力、高精度的慣性測量單元和3D視覺傳感器，解決基本運動控制問題，配備了高精度的六維力傳感器，獲得精確的力量反饋。在發(fā)布會現(xiàn)場，“天工”進(jìn)行了行走、奔跑等運動展示，實現(xiàn)了每小時6千米（平均每秒約1.7米）的穩(wěn)定奔跑速度。值得一提的是，“天工”身手敏捷，即使在“盲視”情況下，也能夠平穩(wěn)通過斜坡和樓梯，能在磕絆、踏空等情況下靈活保持步態(tài)穩(wěn)定。

　　8月19日，創(chuàng)立于2023年8月的北京星動紀(jì)元科技有限公司發(fā)布人形機器人STAR1。該機器人高171厘米、體重63千克，共有55個自由度，其中包括雙腿12個自由度，雙臂14個自由度，腰部、頸部各有3個和2個自由度。STAR1隨后在甘肅玉門的丹霞地貌進(jìn)行測試，考驗其在即時天氣條件下通過碎石路、公路、草地、戈壁等不同環(huán)境的表現(xiàn)。測試表明，SATR1很好地模仿人類奔跑的姿態(tài)，在過彎、下坡、上坡、直線沖刺時均能保持平衡姿態(tài)，實時進(jìn)行加減速控制，奔跑均速達(dá)到每秒3.6米，雖然距離其潛在最高速度每秒6米仍有不小差距，但已經(jīng)是目前奔跑速度最快的人形機器人。

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