积极推动触觉互联网健康发展
2021年08月26日 09:24 来源:《中国社会科学报》2021年8月26日第2238期 作者:阙天舒 王子玥

  编者按:新科技的不断涌现对人类社会的影响越发深远,互联网日益成为科技与社会的重要基础设施。与新科技的融合过程中,互联网自身也在不断发展,演化出触觉互联网等新形态。在互联网使人类不断走向数字社会的过程中,某种互联网权力也应运而生。以互联网为基石和纽带,网络世界与现实世界在走向融合之时,也带来了许多衍生问题。本版两篇文章分别聚焦触觉互联网和互联网权力,探索未来互联网健康发展的可行性。

  随着5G、人工智能、触觉感知等新兴技术的融合发展,触觉互联网正成为互联网的下一个演进阶段。国际电信联盟将触觉互联网定义为一种超低延迟与极高可用性、可靠性、安全性相结合的网络基础设施。相较于传统互联网传输图片、文本、音频和视频等信息内容,触觉互联网则演进为“传输技能”的网络,即以“实时感知”和“同步动作(或控制)”为其基本特征。触觉互联网通过以触觉捕捉、触觉信息编码、传递和触觉重现为主的传输路径,对物体或对象进行远程控制、诊断和服务,并实现毫秒级响应的触觉交互。然而,触觉互联网在发展过程中对基础设施建设、数据安全风险及伦理隐患提出了新的要求和挑战。对此,本文基于触觉互联网的应用现状与趋势,剖析了当前制约触觉互联网发展的瓶颈和制约因素,并提出相应的推进路径。

  应用广泛

  纵观移动网络的发展历史,从固定互联网到移动互联网,从人际互联网到物际互联网,从智能互联网到触觉互联网,互联网的发展经历了一次次重要演进,而用户的应用需求是互联网演进和升级换代的根本动力。当前,触觉互联网在公共卫生、远程教育、工业自动化及智能制造等领域产生了广泛的应用需求。有研究人员认为,未来触觉互联网有望彻底改变现有企业的运营模式,推动服务全球化的发展。

  第一,触觉互联网在公共卫生领域的应用。触觉互联网在公共卫生领域的潜在应用包括远程诊断、远程手术及医疗保健。触觉互联网不仅能够解决由于地理位置限制致使病人无法得到及时救助的弊端,而且得益于触觉互联网超低延时的特性,医生只需要通过操控远程设备或远程机器人,获取由触觉数据编码后形成的信息,同步感知病人的状况和细微变化,使随时随地远程诊断、远程手术成为可能,从而能够更加精确地诊断患者病情,减轻患者疼痛。比如,在对传染性疾病的检测中,医生可以基于触觉互联网控制采样机器人进行远程采样,在采样过程中系统会对力度、精准度进行实时反馈,既可以提升医护人员的检测效率,减少其暴露风险,也可减少被检测者的某些不适感。此外,触觉互联网在医疗保健领域中的应用也将以更低廉的成本,提供更有效的预防护理。一方面,治疗师可以基于触觉特性来及时纠正患者的康复运动,提供量身定制的健康建议,并预测潜在的健康问题。另一方面,触觉互联网可以帮助残障人士实现更加灵活的行动。比如,斯坦福大学研制出的具有超强灵敏度的人造皮肤、哈佛大学生物仿生工程研究所开发出的一款柔性下肢外骨骼产品,都是通过模拟皮肤的不同类型的神经,并将这些电子信息转化为大脑可理解的信号,使佩戴者产生一种类似于“肌肉感觉”或本体感觉,赋予其更真实的触感。

  第二,触觉互联网在智能驾驶领域的应用。触觉互联网在智能驾驶领域的应用正在加速发展。通过触觉互联网赋能汽车,不仅有助于车辆形成更完备的感应系统,提高对视、听、触觉等信息感应以及车辆之间的协同,而且也能潜在提高交通效率和安全性。目前,带有主动触觉反馈功能的人机交互已成为智能驾驶的主流解决方案。比如,智能辅助驾驶功能可以有下面两类用途。一是通过在车辆内部显示器增加触觉反馈效果,以提醒驾驶员是否成功操作车内系统,从而减少驾驶员因误触系统而分心驾驶的风险,提升驾驶员的态势感知能力。二是在方向盘中嵌入触觉安全辅助系统。有研究人员使用简易模拟装置发明了防盲点触觉告警系统,当发现车辆侧方有碰撞风险时,方向盘的轮边会自动震颤,并提醒驾驶员安全驾驶。此外,在自动驾驶应用领域中,通过触觉互联网可以实现驾驶员的远程接管。触觉互联网能够为远程驾驶员实时反馈踏板、方向盘、背部、臀部等触感及视听觉信息,远程驾驶员可以以此掌握实时驾驶状况,及时做出应对驾驶动作,对车辆进行有效接管,保证车辆行驶安全。

  第三,触觉互联网在工业自动化及智能制造领域的应用。由触觉互联网驱动的高质量、超低延迟和高可靠性触觉反馈将助推工业自动化及智能制造的深化转型,加速实现各个环节的互联互通。目前,触觉互联网已成为支撑智能制造建设与发展的关键引擎。一方面,触觉互联网能够增强工业流程的自动化及对智能机器的远程控制,从而增加选择生产设施地点的灵活性,提升生产效率。另一方面,触觉互联网也能使工厂设备维护、维修模式全面升级。在大型企业的生产场景中,经常会涉及跨工厂、跨地域设备维护、远程问题定位等场景,这些都是触觉互联网的用武之地。并且,触觉互联网的应用既可以提升运行维护效率、降低成本,同时也可以优化资源、保障工人安全。比如,高度定制产品的高效制造、高风险区域的远程采矿及从工业厂房到飞机的远程检查、维护和维修等,都可以通过触觉互联网高质量的触觉交互技术,实现更协调高效的作业。

  第四,触觉互联网在远程教育领域的应用。触觉互联网将为远程教育提供触觉交互的教学模式创新。远程教育改变了传统教学方式,但在音乐、体育、美术等技能学习课程中,教师由于无法感知学生在技能训练中的力度及实际学习情况,学习效果往往无法达到最佳。而在触觉互联网的支持下,教师可以实现“技能传输”的教学模式创新。比如,在钢琴技能课程中,教师可以通过触觉传感器实时感受到学生的按击效果,而学生也可以实时感受到远程教师的正确指法按击。可以预计,随着智能制造的加速运用、虚拟现实技术的不断普及以及触觉互联网的快速发展,未来的学习模式将立足于一个开放、即时、虚拟、互动的环境中,教学模式也将出现课堂教学走向智能化、学生学习趋向自主化、学习场景日益多元化的趋势发展。触觉互联网在教育中的应用,将为远程学习和远程教学带来新的定义和体验。

  面临挑战

  触觉互联网拥有广阔的发展前景,但在实践应用中却往往受到极大限制。从当前的网络条件来看,技术、架构、协议等都较难满足触觉互联网在性能、可靠性和可用性方面的高需求。同时,触觉互联网在实现人机交互过程中,会涉及海量的数据传输,这不仅对触觉数据处理提出了极高要求,而且相关的数据安全问题及伦理隐患也将凸显。

  第一,触觉互联网对基础设施提出技术性要求。触觉互联网应用涉及的关键基础设施,主要为触觉传感器设计、触觉数据编码及多模态信息同步。由于触觉互联网对互联网的时延性、可靠性、系统架构等提出了非常高的要求,现有的基础设施在技术上和概念上都不足以支持触觉互联网的实践应用。首先,触觉传感器在捕捉完整的触觉信息中需要充分考虑灵敏度、响应范围、响应时间、空间分辨率、温度依赖等多方面因素,而现有的触觉传感器大多只是检测力、温度、气体等方面。其次,在触觉数据编码及传递过程中,往往对触觉、听觉、视觉等感官信息的传输有高质量、高精确性的要求,这对网络高带宽、低延时的要求颇具挑战,且不同的应用场景对触觉信息的灵敏度要求也不同。而且,当前由于网络带宽和网络传输协议的局限性,常常存在显著的时间延迟,从而大幅度降低了触觉信息交互网络的应用性能及服务水平。最后,由于听觉、视觉和触觉各维度信息在检测和编码过程中的处理速率不同,可能导致多维信息不同步的问题。如何解决使用硬件或软件技术实现多维度感官数据同步的问题,使用户有更好的沉浸体验感,是触觉网络技术发展的重要内容。

  第二,触觉互联网对数据隐私保护提出安全性要求。触觉互联网在实现人机交互及数据传输过程中,不仅涉及传统移动互联网所传输的文本信息内容,而且又叠加了可传递的感官信息,那么与之相伴的是触觉互联网需要防护的用户数据也就变得更多。触觉互联网在一些场景应用中对数据安全的系数要求极高,一旦部分数据遭到恶意攻击或泄露破坏,很有可能带来严重灾难。比如,触觉互联网在远程医疗的应用过程中,需要大量收集与人类体征有关的数据。这些数据往往涉及个人隐私且是极其敏感的医疗数据,倘若这些数据在触觉采集、处理和反馈过程中遭到恶意攻击、破坏和泄露,势必对医患双方的隐私及健康安全、医疗机构的声誉构成严重威胁,甚至会引致社会负面影响。此外,触觉互联网与5G、物联网、人工智能等技术的深度融合所带来应用场景的多样性及开放性,意味着触觉互联网的安全机制除满足基本数据安全外,还需为不同业务场景提供差异化的安全服务。触觉互联网要在保护用户隐私的同时,提供支持“开放性”的安全能力。

  第三,触觉互联网对社会风险提出伦理性要求。在实际应用中,触觉互联网虽然能够提高人类感知世界、传递信息的能力,但同时对人类生活的介入和控制也在不断增强,更易于影响和塑造人的主观意识和对事物的认知。这也由此引发了触觉互联网在社会伦理层面的争论。首先,触觉互联网的监管层面缺乏相关法律标准体系,且存在监管技术壁垒问题。比如,触觉互联网在无人驾驶领域的应用,无论是政府监管、法律规则,还是无人驾驶的准入政策、安全标准、配套设施都尚未出台统一标准。其次,触觉互联网的普及和推广也会加剧“数据鸿沟”,扩大信息贫富差距。触觉互联网所具备的超高数据速率、更短的时延等诸多优秀特性,将激发社会各层面的创新,但由于经济等方面的差异,一些民众难以利用触觉互联网。最后,触觉互联网通过赋予机器人更多技能及感官特征,将引发关于“人利用物”还是“物控制人”的伦理性探讨。此外,从人类情感而言,触觉互联网将会把身体、感官在场感进一步真实化,使现实世界和虚拟世界的界限更加模糊。这可能使人在物理、生理和心理的感知觉层面,难以区分现实和虚拟现实,导致虚实莫辨、过度沉溺于虚拟现实等问题。

  治理路径

  技术的发展是一把“双刃剑”,触觉互联网在给人类社会带来便利的同时,也带来了新的安全问题及风险挑战。面对触觉互联网的快速发展及未来社会全面数字化、智能化的需求,我们应秉持安全和发展并行的价值理念,使技术与规则的发展联动,共同推进触觉互联网的治理。

  第一,秉承安全和发展并行的价值理念。发展是安全的基础和支撑,安全是发展的前提和保障。因此,我们在发展触觉互联网的同时,应首先牢固树立安全发展的理念,秉持安全与发展并行的核心原则应对日益复杂的网络安全态势。一方面,信息技术企业、技术社群及公民个人等主体,要自觉树立“红线”意识、强化“底线”思维,进一步提升遵纪守法、公共服务的责任义务,深化技术创新与安全理念,将法律法规与行业自律相结合。另一方面,随着网络安全形势变化不断升级,要不断加强顶层设计和政策引领,落实从技术研发到应用过程的责任制度,强化安全预警、安全教育、安全标准及其执行力度,做好触觉互联网新技术新应用的安全评估和保障工作。

  第二,探索以技术和法律为主导的风险化解机制。对于触觉互联网带来的技术性、安全性和伦理性挑战,最有效的解决之道是以技术和法律的联动引导其健康发展。一方面,应集中力量开展触觉互联网技术攻关,针对当前触觉互联网发展面临的关键薄弱环节,聚焦触觉传感器、高端通用芯片、基础设施等创新方向。另一方面,通过技术创新消除触觉互联网的负面效应,从触觉互联网技术要求、安全监测评估、管理实施指南等方面开展触觉互联网安全标准制定与研究工作,提高数据安全管理水平。同时,应加快数据流转、网络信息安全等相关法规制度的制定,努力打造宽松、有序的市场环境,为新模式新业态发展留下足够的空间。此外,触觉互联网具有战略性和前沿性,需要政府围绕创新链、产业链和价值链做好顶层布局,加大资金、人才等投入,引导产业各方协同攻关,形成重点突破、整体提升的发展格局。

  第三,构建以伦理为先导的社会规范调控体系。触觉互联网及其应用的负面影响与伦理问题日益凸显,使人们需要在技术及其产业化之外更加关注伦理领域。目前,监管模式与监管方式的转型,应成为触觉互联网技术伦理治理体系建设的当务之急。具体而言,可以从两个方面重构技术伦理的监管体系。其一,要构建一套体系严整的监管制度,通过新的制度安排强化监管机构的横向联系。值得注意的是,在汽车、医疗等触觉互联网应用发展落地领域,面临着较多法规政策障碍,需要考虑修订阻碍性的法律法规,同时可以通过“监管沙箱”“试点”等方式推动其试验与应用落地。其二,要完善监管程序及伦理规制,通过公开透明的规章、政策、标准和法律制定、审理与批准、监测及信息报告等程序,实现触觉互联网技术从基础研发到产业应用的全过程管理。总之,在推进触觉互联网治理的过程中,在应对种种风险的同时,还应实现发展与治理的平衡,既要避免规范不足导致的社会问题,也要避免过度监管阻滞技术的发展。

  当前,触觉互联网的商业化、市场化和产品化趋势日益明显,但触觉互联网应用场景的拓宽将使潜在的技术、安全和伦理风险冲击人类社会现有的价值体系和竞争格局,且现存的法律、监管制度缺陷供给等问题也会凸显。因此,在发展触觉互联网技术的同时,如何突破触觉互联网技术瓶颈、攻克落地应用难题,是亟待思考和解决的重要课题。

  (本文系教育部哲学社会科学研究重大课题攻关项目“积极参与全球治理体系改革和建设研究”(20JZD057)阶段性成果)

  (作者单位:华东政法大学政治学与公共管理学院)

责任编辑:张月英
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