模式识别与人工智能
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模式识别与人工智能  2023, Vol. 36 Issue (11): 967-986    DOI: 10.16451/j.cnki.issn1003-6059.202311001
通信与多模态感知联觉机理和智能融合 最新目录| 下期目录| 过刊浏览| 高级检索 |
机器联觉:通信与多模态感知的智能融合
程翔1, 张浩天1, 李思江1, 黄子蔚1, 杨宗辉1, 高诗简2, 白露3,4, 张嘉楠1, 郑心湖5, 杨柳青5,6,7
1.北京大学 电子学院 北京 100871;
2.Samsung Semiconductor, Samsung SoC Research and Development Lab, San Diego, CA 92121, USA;
3.山东省工业技术研究院 济南 250100;
4.山东大学 山东大学-南洋理工大学人工智能国际联合研究院 济南 250101;
5.香港科技大学(广州) 智能交通学域 广州 511455;
6.香港科技大学(广州) 物联网学域 广州 511455;
7.香港科技大学 电子及计算机工程学系 香港 999077
Synesthesia of Machines Towards Intelligent Multi-modal Sensing-Communication Integration
CHENG Xiang1, ZHANG Haotian1, LI Sijiang1, HUANG Ziwei1, YANG Zonghui1, GAO Shijian2, BAI Lu3,4, ZHANG Jia'nan1, ZHENG Xinhu5, YANG Liuqing5,6,7
1. School of Electronics, Peking University, Beijing 100871;
2. Samsung Semiconductor, Samsung SoC Research and Deve-lopment Lab, San Diego, CA 92121, USA;
3. Shandong Research Institute of Industrial Technology, Jinan 250100;
4. Joint SDU-NTU Centre for Artificial Intelligence Research, Shangdong University, Jinan 250101;
5. Intelligent Transportation Thrust, The Hong Kong University of Science and Technology(Guangzhou), Guangzhou 511455;
6. Internet of Things Thrust, The Hong Kong University of Science and Technology(Guangzhou), Guangzhou 511455;
7. Department of Electronic and Computer Engineering, The Hong Kong University of Science and Technology, Hong Kong 999077

全文: PDF (2844 KB)   HTML (1 KB) 
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摘要 通信感知一体化技术局限于雷达感知与通信在频谱和硬件层面上的共享,不足以提升新兴应用场景中通信与感知的性能.在涵盖海量多模态感知和通信数据的场景中,通信感知一体化技术应向考虑多模态感知的方向进行范式演进,即通信与多模态感知的智能融合.受人类联觉现象启发,文中系统化建立并论述通信和多模态感知智能融合的范式——机器联觉.首先,总结机器联觉3种典型工作模式:唤起模式、增强模式、合作模式,系统全面给出通信和多模态感知之间相互辅助增强的目的与方式.然后,介绍机器联觉研究的数据基础(通信与多模态感知智能融合仿真数据集)和理论基础(通信与多模态感知联觉机理).最后,综述当前机器联觉的研究现状,并展望未来的研究方向.
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程翔
张浩天
李思江
黄子蔚
杨宗辉
高诗简
白露
张嘉楠
郑心湖
杨柳青
关键词 机器联觉(SoM)通信感知一体化多模态感知人工神经网络机器联觉机理    
Abstract:Integrated sensing and communications(ISAC) technique is limited to the sharing of radar sensing and communications at the spectrum and hardware levels, and it fails to enhance the performance of communication and sensing in future emerging application scenarios. In scenarios involving massive multi-modal sensing and communication data, ISAC should evolve towards the incorporation of multi-modal sensing, specifically intelligent multi-modal sensing-communication integration. Inspired by human synesthesia, a paradigm for intelligent multi-modal sensing-communication integration, synesthesia of machines(SoM), is systematically established and discussed in this paper. Firstly, three typical operational modes of SoM , SoM-evoke, SoM-enhance and SoM-concert, are systematically summarized, and thus the purposes and methods of the mutual assistance and enhancement between communications and multi-modal sensing are given comprehensively. Then, the data foundation of SoM research, mixed multi-modal sensing and communication(M3SC) simulation dataset, and the theoretical foundation of SoM research, SoM mechanism, are also discussed. Finally, the current research status of SoM is reviewed and future research directions are prospected.
Key wordsSynesthesia of Machines(SoM)    Integrated Sensing and Communications    Multi-modal Sensing    Artificial Neural Networks    Synesthesia of Machine Mechanism   
收稿日期: 2023-10-10     
ZTFLH: TN92  
基金资助:国家重点研发计划项目(No.2020AAA0108101)、国家自然科学基金项目(No.62125101,62341101,62001018,62301011,62373315,U23A20339,62371273)、新基石科学基金会科学探索奖、山东省自然科学基金项目(No.ZR2023YQ058)、第九届青年人才托举工程项目(No.2023QNRC001)、泰山学者工程、广州市科技计划项目(No.2023A03J0011,2023A03J06831)、广东省普通高校重点科研项目(No.2023ZDZX1037)资助
通讯作者: 程 翔,博士,教授,主要研究方向为基于数据驱动的智慧网络和网联智能.E-mail:xiangcheng@pku.edu.cn.   
作者简介: 张浩天,博士研究生,主要研究方向为多模态感知辅助的通信系统传输方案设计.E-mail:haotianzhang@stu.pku.edu.cn.李思江,博士研究生,主要研究方向为网联条件下多移动智能体的协同定位感知与智能.E-mail:pkulsj@pku.edu.cn.黄子蔚,博士研究生,主要研究方向为复杂高速移动场景下的无线通信信道的测量与建模.E-mail:ziweihuang@pku.edu.cn.杨宗辉,博士研究生,主要研究方向为无线通信、通信感知一体化.E-mail:yzh22@stu.pku.edu.cn.高诗简,博士,高级工程师,主要研究方向为无线通信、统计信号处理.E-mail:gao00379@umn.edu.白 露,博士,研究员,主要研究方向为6G无线通信网络信道测量与建模研究.E-mail:lubai@sdu.edu.cn. 张嘉楠,博士,助教,主要研究方向为网络理论、网联智能.E-mail:zhangjianan@pku.edu.cn.郑心湖,博士,助理教授,主要研究方向为多模态感知、多智能体协同感知、网联智能.E-mail:xinhuzheng@ust.hk.杨柳青,博士,教授,主要研究方向为无线通信网络、多智能体系统、通讯感知一体化等.E-mail:lqyang@ust.hk.
引用本文:   
程翔, 张浩天, 李思江, 黄子蔚, 杨宗辉, 高诗简, 白露, 张嘉楠, 郑心湖, 杨柳青. 机器联觉:通信与多模态感知的智能融合[J]. 模式识别与人工智能, 2023, 36(11): 967-986. CHENG Xiang, ZHANG Haotian, LI Sijiang, HUANG Ziwei, YANG Zonghui, GAO Shijian, BAI Lu, ZHANG Jia'nan, ZHENG Xinhu, YANG Liuqing. Synesthesia of Machines Towards Intelligent Multi-modal Sensing-Communication Integration. Pattern Recognition and Artificial Intelligence, 2023, 36(11): 967-986.
链接本文:  
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