首個5G遠(yuǎn)程手術(shù)成功，一文了解5G應(yīng)用方向

　　一、醫(yī)療行業(yè)“打響5G應(yīng)用第一槍”

　　眾所周知，5G已經(jīng)成為一個全球熱議的話題。2019年是公認(rèn)的5G商用元年，除了年初各家手機(jī)制造商攜5G手機(jī)亮相世界移動通信大會、5G手機(jī)助力兩會新聞直播等新聞頻出，5G在VR/AR、醫(yī)療等領(lǐng)域的落地應(yīng)用也各自開花，都被宣稱是“打響5G應(yīng)用第一槍”。

　　今年年初，華為聯(lián)合中國聯(lián)通福建省分公司、福建醫(yī)科大學(xué)孟超肝膽醫(yī)院、蘇州康多機(jī)器人有限公司在福建中國聯(lián)通東南研究院實(shí)施世界首例5G遠(yuǎn)程外科手術(shù)動物實(shí)驗(yàn)。這次手術(shù)操作端放置在中國聯(lián)通東南研究院內(nèi)，通過5G技術(shù)實(shí)時傳輸操作信號，遠(yuǎn)程操控手術(shù)機(jī)器人兩端的控制鏈路、2路視頻鏈路，為50公里外孟超肝膽醫(yī)院的實(shí)驗(yàn)動物進(jìn)行遠(yuǎn)程肝小葉切除手術(shù)。手術(shù)全程用時約60分鐘，操作延遲極低。手術(shù)創(chuàng)面整齊，全程不見一絲血跡，術(shù)后實(shí)驗(yàn)動物的生命體征平穩(wěn)。

　　隨后，相隔不過兩個月，利用5G給人類患者成功進(jìn)行遠(yuǎn)程手術(shù)的案例接二連三地出現(xiàn)，成為最近的熱點(diǎn)新聞。今年3月，深圳市人民醫(yī)院肝膽外科接治了該市一例復(fù)雜肝臟腫瘤患者，由于病情危重，手術(shù)難度較高，特向中國醫(yī)師協(xié)會智慧醫(yī)療專業(yè)委員會主任委員、中國工程院院士、北京清華長庚醫(yī)院執(zhí)行院長、國際知名肝膽外科專家董家鴻求助手術(shù)策略制訂及手術(shù)現(xiàn)場指導(dǎo)。3月12日，董家鴻院長在北京市西城區(qū)某5G新媒體中心，通過5G網(wǎng)絡(luò)傳輸高清手術(shù)影像，同時連線清華大學(xué)附屬北京清華長庚醫(yī)院與相距2200多公里的深圳市人民醫(yī)院。他通過混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)，與術(shù)者進(jìn)行了術(shù)前方案討論，并在兩臺異地手術(shù)進(jìn)程中，進(jìn)行穿插實(shí)時遠(yuǎn)程技術(shù)指導(dǎo)。

　　除了利用5G+MR的多中心協(xié)同手術(shù)模式開啟了全球首試，最近，中國移動攜手華為公司助力中國人民解放軍總醫(yī)院，成功完成了全國首例基于5G的遠(yuǎn)程人體手術(shù)——帕金森病"腦起搏器"植入手術(shù)。位于海南的神經(jīng)外科專家凌至培主任，通過中國移動5G網(wǎng)絡(luò)實(shí)時傳輸?shù)母咔瀹嬅?，跨越?000公里，遠(yuǎn)程操控手術(shù)器械，成功為身在中國人民解放軍總醫(yī)院的一位患者完成了“腦起搏器”植入手術(shù)。這次5G遠(yuǎn)程手術(shù)耗時近3個小時，患者四肢震顫、肌肉僵硬，在“腦起搏器”刺激下立即得到緩解，而且術(shù)中磁共振掃描見腦內(nèi)電極植入位置精確，達(dá)到手術(shù)預(yù)期效果。目前，病人術(shù)后狀態(tài)良好。

　　這以上的遠(yuǎn)程手術(shù)成功案例，都得益于5G大帶寬、低延遲的特點(diǎn)。正如Intel 5G先進(jìn)技術(shù)總經(jīng)理Robert Topol此前所觀察到的，在醫(yī)療產(chǎn)業(yè)方面，5G技術(shù)將在人體外的應(yīng)用先行落地。遠(yuǎn)距照護(hù)、遠(yuǎn)距會診、患者定位以及遠(yuǎn)距手術(shù)示范教學(xué)等非侵入式的應(yīng)用方式，都將是5G無線傳輸技術(shù)商轉(zhuǎn)后，最先嘉惠的應(yīng)用情境。

　　二、5G三大應(yīng)用場景

　　事實(shí)上，5G應(yīng)用領(lǐng)域不僅于此。不同于前幾代追求“峰值速率”，ITU定義了5G八大關(guān)鍵性能指標(biāo)，包括用戶體驗(yàn)速率、連接數(shù)密度、端到端時延、峰值速率、移動性能等。由于其具有更快速度、更多連接、更低延時、更高可靠的核心優(yōu)勢，5G主要面向三大應(yīng)用場景：eMBB(3D/超高清視頻等大流量移動寬帶業(yè)務(wù))、mMTC(大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù))、URLLC(如無人駕駛、工業(yè)自動化等需要低時延、高可靠連接的業(yè)務(wù))。5G的這三大應(yīng)用場景，可以與娛樂、交通、制造、能源、安防、家居、醫(yī)療、教育等眾多行業(yè)融合滲透，催生更多的應(yīng)用場景。業(yè)界認(rèn)為，4G是改變生活，5G改變社會，4G類似“修路”，5G則是“造城”，5G跳出了1G/2G/3G/4G主要面向人服務(wù)的范疇，更關(guān)注應(yīng)用場景的多元化，強(qiáng)調(diào)要更好地支持行業(yè)應(yīng)用和萬物互聯(lián)，5G的發(fā)展將打造跨行業(yè)的融合生態(tài)。

　　從目前全球運(yùn)營商的探索來看，典型應(yīng)用包括：超高清流媒體(云AR/VR)、車聯(lián)網(wǎng)(自動駕駛)、無人機(jī)、智能制造、安防監(jiān)控、無線寬帶等。從國內(nèi)布局來看，重點(diǎn)領(lǐng)域是VR/AR、無人機(jī)、車聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)控制與智能電網(wǎng)。

　　三、典型應(yīng)用領(lǐng)域盤點(diǎn)

　　1、超高清流媒體業(yè)務(wù)——云AR/VR

　　結(jié)合虛擬化網(wǎng)絡(luò)和邊緣計算，5G的千兆級速度和超可靠的低時延通信(URLLC)將帶來全新的沉浸式媒體體驗(yàn)，包括VR/AR、云游戲和高分辨率360度直播視頻等。消費(fèi)者將能夠隨時隨地享受這些沉浸式體驗(yàn)，而不受有線網(wǎng)絡(luò)的線纜束縛。

　　5G推動云AR/VR發(fā)展的關(guān)鍵是“高速率”，理論上5G峰值速率可以達(dá)到10Gps+，這將有效打通VR/AR方面的屏障;5G優(yōu)化云AR/VR體驗(yàn)的核心是“低延時”，5G將提供1ms空口時延，這將徹底消除VR/AR使用過程中帶來的眩暈感，提升體驗(yàn)。

　　值得注意的是，云AR/VR的應(yīng)用領(lǐng)域遠(yuǎn)不止是娛樂方面。隨著擁有成本的降低，云AR/VR的使用場景將大大擴(kuò)展，教育、醫(yī)療、車載導(dǎo)航等領(lǐng)域都可以得到運(yùn)用。

　　2、車聯(lián)網(wǎng)

　　車聯(lián)網(wǎng)需要更低延時和更高可靠性的通信網(wǎng)絡(luò)，一方面，車輛在高速運(yùn)動過程中，要實(shí)現(xiàn)碰撞預(yù)警功能，通信時延應(yīng)當(dāng)在幾ms以內(nèi);另一方面，出于安全駕駛要求，相較于普通通信，車聯(lián)網(wǎng)需要更高的可靠性，而且是能夠支持高速運(yùn)動基礎(chǔ)上的可靠性。而5G的大帶寬、移動邊緣計算、邊云協(xié)同技術(shù)可以滿足車聯(lián)網(wǎng)在高速傳輸、高可靠性、低延時方面的可靠要求。

　　車聯(lián)網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)人與車、車與車、車與環(huán)境間的實(shí)時通信，組成數(shù)據(jù)互動網(wǎng)絡(luò)，車聯(lián)網(wǎng)是自動駕駛的基礎(chǔ)。目前，實(shí)現(xiàn)自動駕駛的路線有“網(wǎng)聯(lián)化”、“智能化”和“智能化+網(wǎng)聯(lián)化”三種，后者已經(jīng)成為主流。由于中高級別自動駕駛所需要的通信技術(shù)及設(shè)施還未完善，現(xiàn)階段網(wǎng)聯(lián)化和智能化還處于各自發(fā)展或初步的協(xié)同發(fā)展階段，但融合已成趨勢。

　　2018年12月，工信部制定了《車聯(lián)網(wǎng)(智能網(wǎng)聯(lián)汽車)產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動計劃》，明確提出2020年要實(shí)現(xiàn)：車聯(lián)網(wǎng)用戶滲透率達(dá)到30%以上，新車駕駛輔助系統(tǒng)(L2)搭載率達(dá)到30%以上，聯(lián)網(wǎng)車載信息服務(wù)終端的新車裝配率達(dá)到60%以上。以2020年為節(jié)點(diǎn)，車聯(lián)網(wǎng)將從示范商用走向規(guī)模商用。

　　3、網(wǎng)聯(lián)無人機(jī)

　　目前，4G能夠基本滿足對帶寬和時延要求不敏感的無人機(jī)業(yè)務(wù)，但尚不支持高速率、低延時等特定場景需求，如直播、編隊、自主飛行等，而5G大規(guī)模天線、邊緣計算、網(wǎng)絡(luò)切片等技術(shù)滿足了絕大部分無人機(jī)應(yīng)用場景的通信需求，如直播、物流、巡檢安防、測繪、農(nóng)業(yè)等。

　　5G讓更多應(yīng)用場景的無人機(jī)接入低空移動通信網(wǎng)絡(luò)成為可能，而接入低空移動通信網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)聯(lián)無人機(jī)，可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備的監(jiān)視和管理、航線的規(guī)范、效率提升，促進(jìn)空域的合理利用，從而極大延展無人機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域，產(chǎn)生巨大經(jīng)濟(jì)價值。

　　4、智能制造

　　網(wǎng)絡(luò)連接是智能制造的基礎(chǔ)，打造低延時、高可靠的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施是實(shí)現(xiàn)各環(huán)節(jié)深度互聯(lián)的前提。傳統(tǒng)無線解決方案存在局限性，5G在工業(yè)領(lǐng)域所需求的速率、時延、終端連接數(shù)、可靠性、安全性等指標(biāo)上優(yōu)勢突出。

　　5、其他：機(jī)器人、遠(yuǎn)程醫(yī)療等領(lǐng)域

　　5G技術(shù)可能為機(jī)器人行業(yè)造帶來的變化：

　　1.從效率來看，機(jī)器人在5G網(wǎng)絡(luò)下接受及執(zhí)行任務(wù)指令的速度明顯更快，這對于某些需要高精度操作的工業(yè)/協(xié)作機(jī)器人、醫(yī)療機(jī)器人的能力將有重大提升;同時，家用服務(wù)機(jī)器人的反應(yīng)也會更靈敏、基于屏幕顯示內(nèi)容的機(jī)器人也會更流暢(不會卡頓)，用戶體驗(yàn)及交互感會更好。

　　2.從可靠性看，基于5G網(wǎng)絡(luò)的機(jī)器人抗干擾性更強(qiáng)，有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)、且可同時接入的終端數(shù)更多，可遠(yuǎn)程傳輸，這對于需要高可靠性的工廠作業(yè)環(huán)境、需要不同品牌同時接入的家居環(huán)境以及對于需要遠(yuǎn)程操控的場景都很適用。

　　業(yè)內(nèi)認(rèn)為，5G應(yīng)用要發(fā)揮“高速移動通信網(wǎng)絡(luò)”的特點(diǎn)，中前期，受技術(shù)及標(biāo)準(zhǔn)成熟度影響，5G最快落地應(yīng)用可能主要是2C場景，如超高清流媒體(云AR/VR、視頻、云游戲等)，5G后期，重要應(yīng)用場景可能是車聯(lián)網(wǎng)(自動駕駛)、網(wǎng)聯(lián)無人機(jī)等。不過，推廣5G技術(shù)也面臨著不少現(xiàn)實(shí)難題：

　　現(xiàn)有基站滿足不了要求，需要大量新建和改建;

　　目前設(shè)備還不成熟，造假高、能耗大，運(yùn)營成本水漲船高;

　　由于目前終端不成熟，應(yīng)用場景比較單一，盈利模式尚不明朗。

　　不過，即便面臨這么多的難題，但5G已經(jīng)成為全世界都重視的一項技術(shù)，普及5G網(wǎng)絡(luò)是大勢所趨。

　　總之，5G時代已近在咫尺。隨著技術(shù)和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的的不斷成熟和完善，結(jié)合云服務(wù)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)，5G將改變眾多傳統(tǒng)行業(yè)的面貌，在智能制造、智慧交通、智慧城市、智能農(nóng)業(yè)、遠(yuǎn)程醫(yī)療等領(lǐng)域，5G將成就我們對于未來的種種想象。