目前，“空间智能”（Spatial Intelligence）已成为人工智能技术发展与应用的新热点。以OpenAI公司于2024年5月发布的GPT-4o模型为标志，人工智能的发展或将从以探索技术边界为主的“上半场”快速过渡到以明确应用范围、构建产品形态为主的“下半场”。在这一背景下，作为结合多模态大模型、虚拟现实和先进传感器技术的综合性技术，空间智能展现出了更具实践意义、更易于理解的应用潜力，其行业影响也日益显著。
一、空间智能：基本概念与应用范围
在人工智能（AI）领域，空间智能通常指能够观察、理解三维空间，并在三维空间中自主采取行动的智慧能力。美国哈佛大学教授霍华德· 加德纳认为空间智能是人类大脑的技能之一，它涵盖了通过视觉实现空间判断和场景可视化的能力。他定义空间智能为人类的一种计算能力，用于解决导航问题、从不同角度和空间可视化物体、识别人脸或场景，以及观察和识别场景细节的能力或心智技能。在上述定义的基础上，本文认为空间智能应具备场景感知、任务规划和自主实施三个方面的能力。首先，空间智能通过感知三维环境中的各种信息和条件，包括物体位置、形状、运动状态以及环境变化等，来理解和把握周围场景的情况。其次，基于对三维空间、空间内主体及其关系的感知，空间智能能够具体设计出实现特定任务的策略和路径，例如确定最优路径、与其他智能体进行协作等。最后，在具体硬件的支持下，空间智能能够执行规划好的任务并根据需要适时调整策略，以达成预定的目标和效果。这三个方面共同构成了空间智能在各种应用场景中的核心能力。
空间智能与其他领域技术的深度融合将对该领域的发展产生变革性的影响。空间智能技术可以通过提升自主导航、环境感知、群体协作和人机交互能力，使得机器人能够在各种复杂环境下自主执行任务，无论是工业生产、军事作战还是服务行业，都能显著提升工作的效率和质量。在军事领域，空间智能技术通过增强自主导航、环境感知、目标识别和自主作战能力，使得军事机器人和无人系统能够在复杂和敌对环境中独立执行任务。这些技术不仅增强了战场指挥官的决策支持能力，还推动了军事作战模式向更智能、更自动化的方向发展。同时，空间智能技术的应用也促进了军事资源的有效配置和管理，为国防安全提供了全新的战略优势和应对能力。在智慧城市建设方面，空间智能技术通过赋能实时监测和数据分析，为智能交通管理、环境监测与管理、智能建筑与能源管理以及城市规划与管理提供了全面优化的手段，为智慧城市的建设和可持续发展提供重要保障。
二、空间智能的关键技术：现状与挑战
空间智能涉及的基础关键技术主要包括增强现实技术、多模态技术和先进传感器技术。增强现实技术作为一种促使虚拟信息世界和真实世界结合在一起的技术，对于空间智能至关重要。由于机器“理解”的世界与人类所能理解的世界必然存在差异，因此，将机器眼中的世界“翻译”成为人类所能理解的世界，并据此展开推理，便需要依赖于基于三维建模的增强现实技术。目前，增强现实技术已有实际应用产品，例如苹果推出的头戴式电子设备Vision Pro，以及随之推出的“空间计算”（Spatial Computing）技术，但由于其成本高、便携性较差，这些技术目前难以普及。
多模态大模型是指能够同时处理文本、图片、音频和视频等多模态信息的人工智能模型，目前主流的多模态模型大多以谷歌在2017年发布的Transformer为基础。考虑到人类在认知三维世界时，依赖视觉、听觉等感知能力共同形成的空间感知能力，空间智能技术的发展自然离不开多模态技术的支持。
在可预见的未来，空间智能技术也将包括先进传感器技术。人类认识三维世界时必然依赖触觉，即人类由触觉传感器将物体表面的软硬、温度高低等信息传递给神经系统，再由大脑进行信息处理。这些信息同听觉、视觉一起构成了人类认识世界的基础，同时也是空间智能技术的组成部分之一。然而，面向多模态大模型的传感器技术，特别是触觉传感器技术比较落后，有学者呼吁加强相关研究。因此，基于先进传感器技术研发的多模态大模型可能将成为空间智能技术的进一步发展方向。
在科技日新月异的今天，人们对于智能的理解与追求也在不断深化。其中，空间智能与时空智慧作为两大核心领域，其融合不仅为我们提供了更广阔的认识世界的视角，更在推动社会进步、创新发展中发挥着重要作用。
首先，我们来探讨空间智能的内涵。空间智能是指个体对空间环境的感知、理解和运用能力，包括空间定位、空间关系理解、空间想象力等方面。这种智能在诸多领域都有广泛应用，如建筑设计、地理信息系统、机器人导航等。空间智能的提升有助于我们更好地把握空间布局，优化空间利用，实现空间价值的最大化。
而时空智慧则强调对时间与空间相互关系的深刻理解和运用。它不仅仅关注空间的静态结构，更强调时间与空间之间的动态联系。时空智慧能够帮助我们理解事物在时间维度上的变化和发展，以及这种变化对空间结构的影响。在历史学、地理学、社会学等领域，时空智慧都发挥着不可或缺的作用。
空间智能与时空智慧的融合，为我们提供了一个全新的认识世界的框架。这种融合不仅有助于我们更深入地理解空间与时间的相互关系，还能够推动科技创新和产业发展。例如，在智能交通领域，通过融合空间智能和时空智慧，我们可以实现更精准的车辆定位、更高效的路径规划，从而提升交通系统的整体运行效率。
此外，空间智能与时空智慧的融合也对个人发展具有重要意义。在信息时代，我们面临着海量的信息和数据，如何从中提取有价值的信息、把握事物的发展趋势，成为了个人成长的关键。通过提升空间智能和时空智慧，我们可以更好地把握事物的空间布局和时间脉络，从而做出更明智的决策和判断。
然而，空间智能与时空智慧的融合并非易事。它需要我们具备跨学科的知识储备和思维方式，能够将不同领域的知识进行有机融合。同时，我们还需要具备敏锐的观察力和分析能力，能够从复杂的数据和信息中提炼出有价值的规律和趋势。
未来，随着世界科技创新创意发展和社会的不断进步，空间智能与时空智慧的融合将发挥更加重要的作用。我们有理由相信，在这种融合的趋势下，我们将能够开启智慧新纪元，创造出更加美好的未来。
创造可以遇见的未来，空间智能与时空智慧的融合是智能发展的必然趋势。通过深入理解并运用这两种智能，我们不仅能够更好地认识世界、把握机遇，还能够推动科技创新和社会发展，为人类社会的进步贡献自己的力量。
