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人类2.0:在硅谷探索科技未来 作者:皮埃罗∙斯加鲁菲 美国)

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谁是物联网领域下一个黑马

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但是,物联网只能在系列条件都具备时才会发生:操作系统、硬件平台以及更多的互联网地址,这些都在过去十多年里逐渐变成了现实。2003年,瑞典计算机科学研究所的亚当·邓克尔斯(Adam Dunkels)为物联网设计了一个名为Contiki的开源操作系统。2005年,一个国际性团队在意大利伊夫雷亚(Ivrea)的互动设计研究所研发出了Arduino硬件平台,它让智能物体变得可操作起来,也是创客们钟爱的开源平台,借助Arduino开发板,创客们通过简单的代码程序就可以实现一些常用电子设备的运行功能。互联网协议(IP)是识别连接到网络物体的协议网,到2000年,原来的IPv4(1981年开始运行)开始变得越来越有局限性,不足以处理越来越多的连接到物联网的物体,最终,2006年,新一代IPv6协议诞生,网络地址空间大大扩展,其网络地址多到足以给地球表面上每一个原子分配一个网络地址。

谁是下一个黑马

很多开源的故事都可以回溯到2004年的乌班图(ubuntu),一款基于linux的免费开源桌面PC操作系统,由于它的目标是为一般用户提供一个最新的、完全基于自由软件的操作系统,在个人电脑和智能手机领域很受欢迎。它是Debian(广义上指的是致力于创建开源操作系统的合作组织及其作品)的“后代”。

为什么物联网是这个时代最大的机遇

电池问题是困扰世界的一大难题,自锂电池于1991年被发明以来,它的充电效率每年都会提升5%~10%。遗憾的是,我们的需求增长远快于此,而且锂电池本身的尺寸也没有大幅度缩小。我们需要更轻的相机、更轻的智能手机、更轻的笔记本电脑……与此同时,这些智能电子装备昼夜待机很是耗电,我们又不想背一个又大又重的电池,该怎么办呢?

2014年,英特尔购买了将无线充电功能集成到Skylake处理器的许可证。这一年,一家名为Powermat的创业公司的表现也很抢眼。Powermat由以色列企业家Ran Poliakine在2007年创立,它采用特斯拉的想法,用感应充电的技术实现相近物体之间的电能传输。2009年,Powermat发布了一种装备,可以实现远程为智能手机充电,之后,该公司跟世界电池领域最知名的品牌金霸王Duracell成立了合资企业。2014年,这家合资企业重新设计的产品被湾区200多家星巴克咖啡店采用,为顾客提供无线手机充电。

2014年,GSMA估计,大概52%的蜂窝M2M(机器对机器)连接是在发展中国家。2015年,麦肯锡的一项研究——《发掘物联网潜力》——也显示,2015~2025年,物联网40%的价值会在发展中国家体现出来。

这种安全问题确实棘手,目前有些公司采用的策略跟医生防止感染很相似,即检查到系统入侵信号后,立即切断已“感染”的设备,避免它们继续“感染”其他连接的装置。比如,亚特兰大的Luma公司销售一种Wi-Fi路由器,能够检查家中网络的拥堵之处并查明“感染”;芬兰的F-Secure Sense公司销售一种安全监测器,安置在家庭路由器和它连接的装置之间,检查网络中可能出现的“感染”;ForeScout,最初是2000年创立于以色列的公司,主要的产品就是帮助人们整理分类接入网络的各种装置,在这个过程中发现伪装成正常装备的“渗入者”。

这样的例子还有很多,我每天都在想物联网可能带来的应用,我相信硅谷的人每天也都在想可能的应用。尤其对传统制造业来说,不管是制造厨房用品还是浴室用品,不管是制造家具还是制造机器零件……让物体变“智能”的应用都是离得最近的机会。

同样在2015年,国际Wi-Fi联盟(Wi-Fi Alliance)披露了下一个“Wi-Fi认证”服务,即“无线感知”(Wi-Fi Aware)。通过这项技术,智能设备能够在连接建立之前就探测到周围兼容设备(比如智能手机)的存在,并且可以直接跟这些设备交流应用程序上的信息。2016年,Wi-Fi联盟又发布了新标准Wi-Fi HaLow,称其传输距离是传统Wi-Fi的两倍,耗能也有所降低。之前,由于Wi-Fi应用于物联网的最大问题是耗能,很多厂商都不会在无法安装高容量电池却需要长时间工作的设备上使用Wi-Fi,Wi-Fi联盟一直试图通过降低耗能来成为新标准制定者。

我认为在开源硬件跟家庭自动化之间有着令人兴奋的进步。比如Raspberry Pi(中文译名为树莓派),它是一个信用卡大小的“卡片电脑”(Single-board Computer,单板机),2012年由英国剑桥某实验室研发并发布,最初是为学生计算机编程教育而设计的。2015年,PINE64,一款只比智能手机稍微大一点的64位单板计算机诞生,官方将其称为世界上第一款15美元的平板、IoT设备、游戏机、笔记本电脑……而且,它在设计上还可以跟开放式家庭自动化总线OpenHAB标准兼容。OpenHAB全称为Open Home Automation Bus,该标准旨在为家庭自动化构建提供一个通用的集成平台,是德国的凯·克任滋(Kai Kreuzer)为了让“智能”物体彼此对话而设计的(2010年)。

物联网的安全问题要怎么解决?2015年,一群黑客对世界最大的电子玩具生产商伟易达(VTech)的袭击已经让超过六百万的儿童的个人数据曝光,如果同样的黑客袭击伟易达制造出来的“智能玩具”会怎样?因为智能玩具跟家长的数据乃至家中很多其他装置都是连接的,意味着黑客只要破解一个装置,就会对你家中的一切了如指掌。中国已经发生了类似的犯罪,黑客们通过儿童戴的智能手表,轻松掌握了家长的电话、住址等很多信息,只要篡改软件,就可以轻松地带走孩子并误导家长。

物联网的理念由来已久,并不是最近的新发明。1991年,马克·维瑟(Mark Weiser)在美国科学杂志上发表了一篇名为《21世纪计算机》的文章,其中首次提出了“普适计算”(普适计算意味着不用去为了使用计算机而寻找一台计算机,无论走到哪里,无论什么时间,都可以根据需要获得计算能力,普适计算的显著目标之一是使得计算机设备可以感知周围的环境变化,从而根据环境的变化做出自动的基于用户需要或者设定的行为)的概念,这其实就是对物联网下计算能力的描述,保罗·萨福(Paul Saffo)1997年就发表了名为《传感器:下一个信息技术创新浪潮》的文章。

另外,物联网会产生海量的数据,问题是,谁来做“数据分析”?怎么做?跟智能手机、平板电脑和笔记本电脑一样,所有这些智能装置都需要固件(存储在存储器而非软件中的指令)更新,传统上做这些更新工作的都是后端机器,当大量的智能硬件都有这个需求时,谁又能胜任这一工作?答案只能是“在云端”,所以,云服务当然也可以用于物联网服务,且软件的组成部分和硬件组成部分是一样重要的。

2016年,物联网软件公司Evrythng(没错,名字就是这样写的)签下了这个领域最大的合同,它跟艾利丹尼森公司计划在未来3年内合作发明智能的衣服和鞋子,将它们连接到云端,自然也能跟智能手机沟通,比如,当你找不到自己喜欢的T恤衫时,就可以让手机帮你找出来。

2016年,旧金山的一家塔吉特(Target)超市举行了智能家居展,展出了多项物联网应用和装备,但对大多数人来说,找到一款真正有用的,想要购买的东西却不多。比如,用智能手机上的应用打开咖啡机而不是亲自按下按钮,这谈不上多有革命性和多能吸引消费者。

值得庆幸的是,这些巨头公司愿意创建制造商和程序员之间的虚拟社区,所以,现在我们可以使用一些免费的软件。比如,2016年,IBM将它大数据平台的产品Streams转换成一个叫作Quarks的开源软件,主要为智能硬件的制造商以及相关应用提供开发服务。

我已经迫不及待地想看到物物互联了,现在,几乎每天我都会因为物体之间不能沟通并执行简单的任务而沮丧,相信大家也会有很多类似“最想要的应用”。比如,我在中国出差时因为频繁换酒店,会犯一些小错误,有时我会在淋浴时不小心开了冷水,或忘了自己的房间到底在哪里,这在“智能”物体的世界里是不可能发生的。理想的情形应该是这样的:我只要带着房卡走近电梯,电梯就会自动识别出我和我的房间号,它会自动打开并跟我打招呼说:“你好,皮埃罗,你现在想要去你的房间吗?”它会带我到正确的楼层,并在打开门时提醒我“向右一直走”或“就在您左面”,而当我靠近房间时,房间门应该可以自动识别出我身上的房卡,自动打开并欢迎我,整个房间里的装置都应该“知道”客人来了,灯和空调会自动打开,电视会问“请问您想看什么节目”?这些并不是什么科幻场景,实现这些所需的技术已经有了,我只是希望尽快在酒店看到它。

目前,物联网领域还没有出现远胜于其他领域的创业者,很难说谁是下一个黑马。正在投资物联网的“老公司”们都是各有青睐。英特尔投资了Arrayant、WebAction(Striim)和Ossia,思科投资了Ayla、Jasper、ParStream、Evrythng、iControl、Worldsensing和Sensity Systems。谷歌最有名的投资当然是Nest,其他也有不少。唯一能与几个大公司竞争的是全球电力设备巨头通用电气旗下的子公司通用资本(GE Ventures),它先后投资了OnRamp Wireless、Mocana、Quirky、APX Labs、Clearpath Robotics以及FlexGen Power Systems。

总体来说,目前可以彼此沟通的物体数量还太少,当未来越来越多的东西可以加入“对话”行列时,我们就可以宣称真正的物联网大爆发到来了。

近年来,芯片生产商纷纷开始设计和生产容纳无线连接物体需要的所有传感器和芯片的电路板。2015年,英特尔引入了“居里模块”,该模块在一个很小的地方容纳了一个传感器集线器,一个微处理器以及一个蓝牙连接装备。

物联网领域确实已经有了越来越多的进步和尝试,但它还没有真正到来,我们现在看到的物联网应用还非常局限。

为什么物联网直到最近两年才“大热”?答案是“传感器”。很多人问我硅谷出现“下一件大事”是什么的时候,我经常纠正说,会是“下一件小事”。因为,目前在技术世界里悄无声息地发生的革命是“传感器革命”,传感器正变得越来越便宜、越来越轻、越来越小以及越来越强大,我们可以将每一件物体都装上传感器。细想一下,一块石头和一个生物的区别就是感官,生物可以“感受”周围环境并对其做出反应,石头不能。当我们将传感器置于物体之内,某种程度上我们就给了它一种生命,它们就变成了一种“生物”,可以自我感知和行动了。

总之,物联网可以将人、建筑、汽车、道路等全部连接起来,我们将生活在一个“智能”的物体为我们提供“智能”服务的时代。当我们谈论大数据的时候,物联网的到来才是数据真正的大爆发,我们将生活在一个“超级饱和”的数据世界里。

另外,OpenHAB跟ROS也兼容,ROS是吴恩达领导的研究团队2005年在斯坦福发明的机器人操作系统,这一系统在Willow Garage公司得到了进一步的完善。ROS也是开源的,它提供了一整套的软件工具来构建机器人应用(http://www.ros.org/ ROS)。比如,ROS可以用于家庭助理机器人,很大程度上也就是物联网的一部分。你可以在家门口设置一个运动探测器,当它检测到有人来访时,房间内的机器人会自动在ROS上识别这个人的身份,如果是可信任、被允许的访客,它会打开房间的灯,打开门迎接客人,并主动问:“您需要咖啡吗?”如果答案是肯定的,它再迅速让咖啡机准备好咖啡。在这整个流程里,运动探测器、机器人和咖啡机则通过OpenHAB交流,就好像你我日常用英语交流一样。

来自旧金山的SeeControl公司(2015年被Autodesk收购)为创客们提供一个基于云的平台,通过连接世界上的智能传感器和装备,帮助创客们创造机器对机器(M2M)的应用。其他可用来连接(无线)传感器到云端的装备来自西班牙的创业公司Libelium,也是世界范围内物联网实践的开拓者;来自以色列的Seebo和来自芝加哥的Konekt更多将赌注押到了GSM(全球移动通信系统)上而不是Wi-Fi(无线保真)或蓝牙;来自纽约的Temboo正跟Arduino合作来生产内置Wi-Fi的芯片,值得注意的是,Seebo的主要客户似乎都是玩具生产商,很可能我们会在成人体验到互联互通的应用之前,先看到孩子们玩着互联互通的玩具。

由于电池的局限,目前的物联网应用大多都跟用电的设备有关(即那些需要插上电源插座才能运行的设备)。比如,2016年,亚马逊开始销售“智能”打印机,当它没有墨水的时候,可以自动加墨,销售“智能”洗衣机,当忘加洗衣液或洗衣液比较少的时候,可以自动添加。短期之内,如24M(位于波士顿)这样的创业公司正试图发明更好、更便宜的锂离子电池。

当然也有不少值得关注的进展。2015年,斯坦福大学的研究员阿素托史·萨克塞纳(Ashutosh Saxena)在硅谷的红木城创建了可以让整个房间都自动化的“物体的大脑”,或者说,创造了一个“机器人的家”:房间里装了成百上千的传感器和可以学习人类生活习惯的智能物体,他的研究或可改变智能家居。

一如既往,大公司们都在等着看到底哪项无线充电技术可以占优势。三个大的联盟各有自己支持的标准,第一个无线充电联盟(Wireless Power Consortium,WPC)推出的无线充电标准是“Qi”,该标准的支持者包括三星、LG、索尼、黑莓、HTC和诺基亚;第一个充电联盟电源事物联盟(PMA)的主要支持者有Powermat、AT&T、WiTricity、谷歌以及金霸王电池;第三个无线充电联盟为无线电力联盟(Alliance for Wireless Power),2015年,A4WP和PMA两大无线充电技术联盟合并,新联盟更名为AirFuel Alliance,这家拥有近200家会员企业的联盟在寻找统一标准上往前迈了一步。

目前,我对电池的主要希望都寄托在了纳米技术上,比如,以色列的创业公司StoreDoT,正在研究“超级电容器”,可以跟特斯拉和松下的电池匹配,但只需几分钟就能充满电,而不是像原来那样需要几个小时。

专注于设计的软件公司Autodesk 2015年用1亿美元成立了一个专门的基金会,旨在为物联网创业者服务。虽然总部位于加州,但Autodesk不一定非要投靠硅谷的创业者。过去5年业内被资本发现的最好的物联网创业公司是法国创业企业Sigfox(2014年,三星发布了开放平台ARTIK,并收购了硅谷帕洛阿尔托的创业公司Smart Things,紧接着收购了法国创业公司Sigfox,该公司的目标是建立一个能够取代传统移动网络的低功耗物联网专用网络),再往前才是来自美国洛杉矶地区的Telogis和科罗拉多州的Tendril。硅谷目前唯一的重大成功(“成功”=“拿到大量投资”)是被思科收购的Jasper Technologies。当然硅谷不乏很多“早期尝试者”,比如帕洛阿尔托已开了第一家专注物联网产品的商店。

再比如,很多时候在超市付款花的时间比找东西还多,如果收款机突然出故障了,即便你想用现金付款,超市也没法卖给你。基于物联网的应用能够轻松解决这些支付问题,如果我有一个电子钱包,当我带着很多东西从超市门走出的时候,这些东西能自动跟我的钱包“讲话”:“嘿,我们的价格分别是……”然后我的电子钱包收到信息后能跟超市收银台“讲话”:“嘿,我现在付款了。”这意味着每次你购物时,付款流程都会被自动化。说到电子支付,中国的支付宝和微信支付实际上早已领先美国。但是,目前的电子支付仍然还是“史前时期”,物联网时代的电子支付应该是你连智能手机都不需要,什么都不需要做,一切都在物体之间自动完成。支付始于你的电子钱包跟超市里物体上的RFID/NFC传感器之间的自动交流,结束于收银完成后你在邮箱里收到电子收据和发票。购物将被简化为,你到超市选好你想要的东西,然后直接带出来。

之所以存在安全隐患还有一个非常简单的原因:将物品和应用变得“智能”的公司,通常本来就在生产这些物品和应用,但它们原来的制作过程有着强大的惯性,要改变通常要花很长时间。

物联网标准领域的竞争非常激烈,很难预测到底谁会赢得控制权。大公司们已经形成了财团、抱团竞争,比如,美国电信巨头AT&T、思科、IBM、英特尔和通用电气共同成立的工业互联网联盟(Industrial Internet Consortium,IIC)财团。再比如,三星、博通、戴尔宣布成立的“开放互联联盟”(Open Interconnect Consortium)。但是,有一个公司显然目前拥有很大的优势:2014年,大约1.2亿种的智能家居装备和大约2 000万辆的汽车都配置了高通芯片,高通芯片还被用于很多可穿戴设备中。高通用的“标准”是AllJoyn [AllJoyn由高通创新中心(Qualcomm Innovation Center)的开源项目开发,主要用于通过Wi-Fi或蓝牙技术近距离无线传输,程序员可以很方便地编写出搜索附近设备的应用程序,并且无论对方的品牌、类别、系统是什么都可以在无须云环境的情况下连接]。

苹果公司的实力也不容小觑,它在2014年发布了智能家居平台HomeKit,2015年5月,宣布首批支持其平台的智能家居设备在6月上市。

物联网接下来会有两个大的发展方向。第一个发展方向是“没有互联网的物联网”,为什么我们连接两个物体时一定需要网络呢?因为“物体”本身的进步极小或者说根本没有什么进步,传感器这样的物体可以将数据传送到云端,也意味着数据处理是发生在云端,不是在物体本身的。尽管如此,早晚会有人意识到,互联网有时候其实是个问题,而不是解决方案。

手机被发明后,尺寸在20多年里一直是越来越小,直到最近数年,智能手机的屏幕反而越来越大。人们很快就会明白,不仅是屏幕大带来的体验好,更重要的是电池的续航能力:如今的大屏智能手机仍然用的是锂电池,但尺寸几乎是几年前的2倍。这也是锂电池的价格近几年来很难降下来的原因。

三大“拦路虎”

发展中国家会首先大面积应用

第二个发展方向与第一个正好相反,是“万物互联”,大公司们正计划为这个星球上的每个人提供全球网络连接,比如Facebook的Internet.org会使用无人机和卫星星座,谷歌的Project Loon会使用氦气球,高通的OneWeb同样会使用卫星星座(预计2018年发射)。

真正的创新来自“开源”

这个领域短期内能赚钱的是那些能为物体的沟通以及用户控制提供平台的企业,但是,当我们把海量的物体连接起来以后,我们就需要很多应用来做具体有用的事情。所以,我比较感兴趣的创业者像Neura,由以色列工程师们2013年在硅谷创建的,这个公司在物联网上应用了一点人工智能,其技术可让用户使用的设备实现数据共享和连通,例如闹钟可以通知咖啡机主人已醒,让其开始冲泡早晨咖啡等。也就是说,Neura的技术能够让物体学习用户的习惯,然后记住并为主人打造个性化的服务,这里的“物体”可以成为用户行为的一部分,我认为这比很多企业只是单纯地连接物体要有趣得多。2016年1月,Neura获得了1 100万美元A轮融资。

物联网凭什么

2014年,Danger公司联合创始人乔·布里特(Joe Britt)在加利福尼亚州洛斯拉图斯成立的Afero公司能够在没有Wi-Fi或Wi-Fi连接中断的情况下提供物联网通信的安全保障。

无线充电领域的创新者还试图用超声波为电子设备充电,这个想法的发明者是美国一位名叫梅瑞狄斯·佩里(Meredith Perry)的女孩,她也是uBeam公司的创始人,uBeam充电过程是先将电转化为超声波,然后从空中发送超音频,再在另外一端用一个电子设备捕捉超声转化回电流,接收者连接该设备实现充电。

目前,有三个主要原因是物联网发展的“拦路虎”。第一,我们没有一个占据绝对优势的行业标准,大的玩家们还在“明争暗斗”。第二,已有的电池的持续时间还不够长,即使传感器、芯片等使用的电量非常低,物联网需要的24小时在线智能装置也是非常耗电的。第三,当我们将百万级的物体全部连接起来后,我们还会遇到一个新层面的安全问题。如何保证没有其他人可以对我的家门、车门发出行动指令?又如何保证我的车跟车库之间的对话没有被非法装备劫持?

几乎每次连接概念的革命都带来了巨大的机遇。20世纪80年代,我们用网络连接计算机;90年代,我们用万维网连接不同网页的知识;21世纪,我们用诸如Facebook的社交媒体来连接人。数年前,由于互联网连接的物体的数量已经超过了连接人的数量,一段新的历史和一个新的时代(物联网时代)由此开端。思科公司的一项研究预测,截至2025年,将有1 000亿个设备之间是互相连接的,每一个设备上都配置了大量的传感器。毫无疑问,21世纪,我们最大的机遇将是物体之间的互联,这会带来新一波的应用发明浪潮。

但是,蓝牙和Wi-Fi到底是不是物联网下连接物体的正确方式还不一定。LTE(Long Term Evolution)技术被用于目前4G网络下的无线连接,为LTE制作通信芯片的专业公司也有不少,比如以色列的Altair半导体公司(2016年被索尼收购),以及总部位于巴黎的Sequans。2015年,该领域新发布了两个标准:一个是英特尔、爱立信和诺基亚发布的“窄带LTE”(Narrow Band-LTE),另一个是华为与沃达丰发布的窄带蜂窝物联网(Narrow-Band Cellular IoT)。

作为美国智能家居的代表公司Nest(已被谷歌收购)以及智能门锁公司August都发明了可以跟智能手机和浏览器“对话”的装置,但它们目前其实还并不能跟其他物体“对话”。

发展中国家的城市有足够的动力来应用物联网,这些城市承受着污染、拥挤以及随之带来的各种不健康因子,他们比发达国家更需要用物联网来高效解决各种问题。比如,物联网可以帮助发展中国家为城市中的大量老年人提供看护和紧急情况呼救,可以缓解过度拥挤的道路交通等。总之,“万物互联”带来的全球村里,物体们会创造一个更美好、更宜居的社会。

有趣的是,2015年,英特尔与开源硬件巨头Arduino联合推出了一款廉价的低功耗可穿戴设备开发板“Arduino 101”,这是开源硬件圈的一件好事,也意味着英特尔进入物联网领域时,一定会跟Arduino合作。

[1] http://m1.paperblog.com/i/203/2031190/open-data-big-data-oceanografia-marinexploreo-L-SNRI3L.jpeg.

解决目前这些大大小小的问题都需要创新,物联网真正的创新既不会来自创业者,也不会来自大公司。而是会来自开源(Open Source)。首先是开源硬件平台。开源硬件平台Arduino Uno 2005年在意大利诞生,因为没有操作系统,每次只能运行一个应用,因此也是控制每次只能做一件事情的“智能”物体的理想平台。

从技术上讲,感应技术是紧耦合的,而共振技术是松散耦合。这两种技术之外还有另一条路线,由2012年成立于湾区的公司Energous提出的另一种方案:射频电波。它可以为设备提供点对点无线电力输送。Energous的方案分发送器和接收器两端。Energous在2015年和2016年开始销售它的充电设备,并将其缩小到了一个U盘里,一端的发送器插入笔记本电脑的USB接口,用蓝牙定位可兼容设备并发送射频波;另一端的接收器设备(一个微小的接收器芯片)连接到一个智能手机或可穿戴设备上,将射频波转换为可充电的直流电。2016年,包括希亚姆·格拉科塔(Shyam Gollakota)(2015世界通信技术奖得主)在内的美国华盛顿大学的一个团队发布了一款名为PoWi-Fi(Power over Wi-Fi)的创新路由器,不仅可以无线接入互联网,还能利用无线为终端设备充电。约书亚·史密斯(Joshua Smith)在英特尔主导一个无线充电项目时听起来像个疯子,因为他的想法是利用电视的辐射波来发电。不过,现在他正跟萨亚姆·古拉卡塔的团队合作,他们“空中取电”的计划是,“捕获”电视辐射波、电脑辐射波、Wi-Fi和蓝牙辐射波等各种各样在房间里移动的能量,再把它们转化为可充电的电能,一旦这个实验获得成功,电池就将成为历史了!这项名为无源Wi-Fi(passive Wi-Fi)的技术,正由该团队创建的Jeeva Wireless公司商业化。

1902年,电气工程师和发明家尼古拉·特斯拉(Nikola Tesla)设计了用于无线输电实验的沃登克里弗塔,又称作特斯拉塔,后因资金原因被拆除。特斯拉的眼光超前了一个多世纪,2007年,美国麻省理工学院的物理学教授马林·索尔亚契奇(Marin Soljacic)发表论文证明特斯拉的梦想是完全可行的,电能完全可以在空气中传输,只不过要用磁共振这种方法。马林·索尔亚契奇试图将基于磁共振的充电技术商业化,这也是WiTricity公司的由来,这种技术具有支持远距离传输、支持多个设备同时充电、对放置位置的要求不高、可以穿越障碍等多个优点。

联合国国际电信联盟机构于2015年发布的《信息社会衡量报告》显示,发展中国家的信息社会发展仍然远远落后于发达国家,相比西方世界80%的互联网接入率,目前只有7%的发展中国家的家庭拥有互联网。不过,这恰恰可能是物联网将首先在发展中国家迅速发展的原因。要打造物联网需要无数的硬件和软件服务,很多都需要从零开始,然而,发达国家已经拥有很多提供网络服务的基础设施,要将原有的服务全部清除,重新换上互联互通的各种物体比从零开始的阻力更大。因此,我认为发展中国家会在全球首先大范围应用物联网,就像非洲第一个应用手机支付一样。

物联网需要的电池正是纳米技术有望实现的:轻便、便宜,几分钟乃至几秒钟就可以完全充好电,充一次电能使用好几个月。

强者们的“标准混战”

其次是开源互连(interconnection)技术。上文提到的OpenHAB平台是用Java语言写成的,而且是开源的,用户可以用它设置系列个性化操作,诸如“早上7点打开卫生间的暖气,7点15分打开房间里的灯”或者,“当有人按门铃的时候,在电脑监视屏上显示监控摄像机的图像,打开前门的灯并暂停音乐播放……”该平台的发明者凯·克任滋如今在领导由多个公司和独立工程师们组成的物联网项目——Eclipse IoT(http://iot.eclipse.org/)。

电池问题还会带来地缘政治学的难题,因为全世界的大部分锂产品是由四家化工企业生产的,分别是总部位于美国路易斯安那州的Albermarle、智利化工和矿业公司(Chile’s SQM)、美国费城的富美实公司(FMC Corporation)以及中国的天齐锂业。2012年,美国政府发现锂电池是如此重要的战略性资产,专门发布了“能源存储研究项目”(JCESR)。大公司们也纷纷开始了自己的电池研究项目,特斯拉和松下正在美国内华达州建立制造先进电池的工厂,特斯拉很快会开始销售Powerwall(特斯拉主打的家用电池,不仅可以给Tesla供电,而且可以供给整个家庭用电,使用来自太阳能电池板的电能)。

硬件和软件总是联系紧密。现在关于物联网的头条新闻总是关于智能装备等硬件,但这些装备如果只是停留在彼此只能直接交换信息的阶段,未来它们很难良好共存。我们需要的是物体之间的“社交生活”,比如,一个装置可以发布房间的温度,传到云上之后,所有基于房间的温度而运作的装置都可以使用这个信息,一个装置可以传递前门有人进入的信息,房间内所有基于“有人进入”而运作的装置都将可以迅速响应和准备。

目前,为机器对机器(M2M)的沟通提供公共云服务的基础设施已渐趋成熟,主要得益于物联网平台供应商的“机器云”技术解决方案。这样的企业有Jasper Technologies[2016年2月,思科宣布以14亿美元收购物联网平台供应商Jasper Technologies,Jasper专注于新兴物联网生命周期管理领域,提供物联网解决方案部署的自动操作和管理功能,2004年在加利福尼亚的圣塔克拉利塔市由杰汗吉·穆罕默德(Jahangir Mohammed)创立],来自伦敦的Pachube公司(Pachube帮助人们在世界范围内连接和共享来自物体、设备、建筑和环境的感应装置实时数据,并且创建标签),已被美国PTC公司收购的Axeda公司(Axeda专注于机器云端技术),以及美国明尼阿波利斯的Spark公司(专注于物联网系统开发的Spark可以为物联网业内人士及业余爱好者提供全套支撑装备,帮助他们制造智能硬件。该公司的云服务“SparkCloud”则可以使所有这些设备连接到互联网并彼此沟通)。

同时,“云”的发展和成熟允许这些安装了传感器的物体彼此沟通,“云”可以将这些物体感知到的数据组织成一个生态系统。这两样技术的突破和发展加速了物联网的爆发。在一个实时记录大海里所有传感器的网站[1]上可以看到,2015年,海洋里已经有了750 000个高科技传感器,大约45 000个正实时向计算机提供数据,平均每秒都会产生15亿个数据。再回想一下,20世纪80年代的传感器又大又贵,很可能也不防水,当时的计算机根本没有能力处理海量的数据,现在,这一切都不是问题了。

物联网需要“医生”和“警察”

因为物联网的大趋势,过去几年里,所有提供云服务的大公司都迅速改变了宣传策略,宣称它们的云可以提供物联网服务。如果你在网页上搜索“物联网和云”,你第一眼看到的名字就是亚马逊、SalesForce、IBM、甲骨文、谷歌以及微软,当然,对亚马逊的Kinesis平台(实时处理和分析各种来源的大量数据流),谷歌的Cloud Dataflow平台(超大规模云分析系统,同样可实时处理海量数据),微软的Azure云服务等来说,它们有能力将云服务扩展到能处理成千上万的装备提供的数据也不难理解。

物物互联的“美好模样”

物联网的概念至少可以追溯到20世纪90年代,当无线射频识别(RFID)技术和GPS导航开始应用于物流、车辆管理的时候。如今,“传感器革命”和云服务的逐渐成熟决定了物联网已是大势所趋,目前的“拦路虎”主要是标准混乱、电池问题以及安全隐患,这也催生了一大批活跃的创新者,他们正尝试纳米技术充电、辐射波乃至超电波充电等。

因此,为物联网设计各种应用就显得很重要,我们需要为探测传感器和它们产生的实时测量数据提供各种软件,并能让这些数据在云上“广播”,即之前提到的,房间内所有的智能装置应该形成一个生态系统,一个能够合作共存的系统。

技术的发展会让传感器在将数据传送到云端之前就能做很多分析和处理工作,然后一个问题就会凸显出来:为什么我们还要把数据传送到云端而不是直接传给那些需要数据的物体?

是什么在阻碍物联网运用的全面实现

创业者“空中取电”的奇思妙想

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