物聯(lián)網(wǎng)帶我們進(jìn)入“智慧生活”

　　主講人 中國(guó)工程院副院長(zhǎng) 潘云鶴

　　壇主小傳　　潘云鶴，1946年11月生，浙江杭州人。中國(guó)工程院黨組副書記、常務(wù)副院長(zhǎng)，中國(guó)工程院院士。長(zhǎng)期從事人工智能研究，是中國(guó)智能CAD和計(jì)算機(jī)美術(shù)領(lǐng)域的開拓者之一，將人工智能引入計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和CAD技術(shù)，并研制成功了輕紡花型、圖案創(chuàng)作等多個(gè)新穎實(shí)用的智能CAD/CAM系統(tǒng)，產(chǎn)生了顯著經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。曾獲得國(guó)家、省、部級(jí)科技進(jìn)步獎(jiǎng)12項(xiàng)。

　　核心提示

　　物聯(lián)網(wǎng)被稱為繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后，世界信息產(chǎn)業(yè)的第三次浪潮。進(jìn)入物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，智能醫(yī)療、環(huán)境監(jiān)控、智能電梯、動(dòng)物標(biāo)識(shí)、電子錢包、智能電網(wǎng)等都將慢慢滲透應(yīng)用到我們生活的各個(gè)領(lǐng)域。有專家預(yù)測(cè)，10年內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)就可能大規(guī)模普及，發(fā)展成為一個(gè)上萬(wàn)億元規(guī)模的高科技市場(chǎng)，其產(chǎn)業(yè)要比互聯(lián)網(wǎng)大30倍。屆時(shí)，很多以前只在科幻片中出現(xiàn)的場(chǎng)景，將成為人們現(xiàn)實(shí)生活的一部分。

　　去年8月溫家寶總理考察無(wú)錫物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展后，在今年3月份的《政府工作報(bào)告》中就明確提出：“加快物聯(lián)網(wǎng)的研發(fā)應(yīng)用。加大對(duì)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的投入和政策支持”。眼下，國(guó)內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度之快是“很少見的”，各有關(guān)高等院校和科研院所在加緊科技研究，國(guó)家發(fā)改委、工信部、工程院在進(jìn)行相關(guān)規(guī)劃，各路商家企業(yè)也都在著手或準(zhǔn)備投資物聯(lián)網(wǎng)。

　　物聯(lián)網(wǎng)尚無(wú)統(tǒng)一定義

　　把任何物品通過(guò)信息傳感設(shè)備(比如說(shuō)RFID射頻標(biāo)識(shí)器，常用于超市掃描商品價(jià)格)和互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái)，進(jìn)行信息交往和通信，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)這些物品智能化的識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理，物聯(lián)網(wǎng)可看作是互聯(lián)網(wǎng)的延伸……這是目前比較常見的關(guān)于“物聯(lián)網(wǎng)”的定義。

　　在這一概念下，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)結(jié)構(gòu)分為感知層→網(wǎng)絡(luò)層→應(yīng)用層，通過(guò)將互聯(lián)網(wǎng)和傳感設(shè)備聯(lián)系起來(lái)，感知物體的移動(dòng)、定位和識(shí)別，人和人、人和物就通過(guò)這一網(wǎng)絡(luò)來(lái)聯(lián)系。

　　不過(guò)，我有不同的看法。

　　事實(shí)上，從1999年“物聯(lián)網(wǎng)”概念初步被提出，一直到2005年國(guó)際電信聯(lián)盟一份有關(guān)物聯(lián)網(wǎng)的報(bào)告引發(fā)全世界大范圍的關(guān)注，盡管很多專家已對(duì)物聯(lián)網(wǎng)有初步的認(rèn)識(shí)，卻又一致公認(rèn)，到現(xiàn)在對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)還沒(méi)有統(tǒng)一明確的定義。

　　不同行業(yè)，如通信行業(yè)和控制、計(jì)算機(jī)行業(yè)、傳感器行業(yè)等，都從各自的角度提出了有關(guān)物聯(lián)網(wǎng)的概念，且相互之間很不同?？梢杂么笙蟮膱D形打比方，這個(gè)大象就是物聯(lián)網(wǎng)，不同行業(yè)從不同的“部位”，也就是自己的行業(yè)角度得出不同的結(jié)論，就好比“盲人摸象”，只及一處，看不到全貌。而通過(guò)10年的概念發(fā)展，我認(rèn)為可以用“C3SD”來(lái)總括物聯(lián)網(wǎng)，也就是包含通訊系統(tǒng)、感知系統(tǒng)、計(jì)算系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)海等五大技術(shù)支撐系統(tǒng)共同組成了“物聯(lián)網(wǎng)”的含義。

　　生活中升起的一朵“云”

　　水流速度的變化會(huì)產(chǎn)生浪。信息流也是這樣，信息流的劇烈變化會(huì)產(chǎn)生大浪。而這個(gè)大浪對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)的發(fā)展，有非常重要的影響。盡管尚無(wú)明確統(tǒng)一的概念，發(fā)展也處于初步階段，但物聯(lián)網(wǎng)正在成為繼印刷、廣播、電視、互聯(lián)網(wǎng)等五大技術(shù)時(shí)代之后，推動(dòng)人類歷史上第三次信息流形成的大浪潮。

　　物聯(lián)網(wǎng)就像是生活中升起的一朵“云”，自動(dòng)照看著你的工作和生活，而這“云”里面包含了云計(jì)算、云識(shí)別等各種模式，它可以代替人，或者協(xié)助人進(jìn)行判斷和管理。

　　“云計(jì)算”概念是由Google（谷歌）提出的，這是一個(gè)美麗的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用模式。狹義云計(jì)算是指IT基礎(chǔ)設(shè)施的交付和使用模式，廣義云計(jì)算是指服務(wù)的交付和使用模式，涵蓋通過(guò)網(wǎng)絡(luò)以按需、易擴(kuò)展的方式獲得所需的服務(wù)。這種服務(wù)可以是IT和軟件、互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的，也可以是任意其他的服務(wù)，它具有超大規(guī)模、虛擬化、可靠安全等獨(dú)特功效。

　　“云”用戶不需購(gòu)買昂貴的大型計(jì)算機(jī)或服務(wù)器群，而代之以租用。因?yàn)槊恳粋€(gè)用戶去購(gòu)買服務(wù)器，買的時(shí)候花費(fèi)很大，但是實(shí)際使用到的功能只有買來(lái)計(jì)算機(jī)的5%到20%，雖然有一部分時(shí)間在運(yùn)行，而實(shí)際上大部分時(shí)間都用不了那么多。另外，每個(gè)單位中心服務(wù)器都是按峰值需求配置的，是可以錯(cuò)開使用的。因此租用“云”服務(wù)器可充分利用公共資源，節(jié)約自己的開支。

　　“云”用戶也不須購(gòu)買所用軟件，同樣可代之以租用。這非常符合互聯(lián)網(wǎng)上的“軟件即服務(wù)”，也就是SaaS（Software as a Service）理念，SaaS的用戶和供應(yīng)商可以實(shí)現(xiàn)雙贏。

　　同時(shí)，由于計(jì)算機(jī)硬軟件在不斷升級(jí)，而且病毒猖狂，使用與維護(hù)均需要大量的人力與空間，而“云”用戶就省去這些麻煩，只需要提供信用卡即可在租用的機(jī)器上運(yùn)轉(zhuǎn)起來(lái)。

　　正因?yàn)樵朴?jì)算存在這些優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在的IT巨頭紛紛宣傳與布局云計(jì)算。搞得比較早的除了谷歌還有亞馬遜，IBM也在大力推廣云計(jì)算。除了商家很努力，各個(gè)國(guó)家的政府也很支持，像美國(guó)、日本等等。中國(guó)當(dāng)然在這個(gè)領(lǐng)域也不會(huì)落后。2008年，我們聯(lián)手IBM在無(wú)錫建立了第一個(gè)云計(jì)算中心，然后在北京、南京都分別建了云計(jì)算中心。2009年，廣東、成都等地也開始建設(shè)云計(jì)算中心。

　　數(shù)據(jù)海安全有“隱憂”

　　物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，將是一個(gè)“數(shù)據(jù)為王”的時(shí)代。在這個(gè)時(shí)代，可以把一切的物質(zhì)進(jìn)行數(shù)字化、信息化，比如說(shuō)物品的位置、大小乃至物質(zhì)的生命成長(zhǎng)過(guò)程，都可以通過(guò)傳感器網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)化為信息進(jìn)行儲(chǔ)存，人們?cè)偻ㄟ^(guò)信息的重組、融合，對(duì)事物進(jìn)行識(shí)別、控制。

　　而無(wú)疑，這一涵蓋天地萬(wàn)物的信息收集，轉(zhuǎn)化成數(shù)字進(jìn)行的儲(chǔ)存是非?！昂Ａ俊钡?，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了我們現(xiàn)在理解的“數(shù)據(jù)庫(kù)”的容量。這一海量數(shù)據(jù)，也就是我上面所說(shuō)的物聯(lián)網(wǎng)五大技術(shù)支撐系統(tǒng)的“數(shù)據(jù)?！保瑪?shù)據(jù)的收集和分析將至關(guān)重要。

　　我以數(shù)字圖書館為例做一個(gè)詳細(xì)的說(shuō)明。數(shù)字圖書館對(duì)所存圖書形成一個(gè)數(shù)據(jù)海以后，可以產(chǎn)生很多新的功能。如主動(dòng)性信息服務(wù)功能，只需把你的研究?jī)?nèi)容告訴數(shù)字圖書館，它就可以就你感興趣的領(lǐng)域?yàn)槟憬⒁粋€(gè)個(gè)人圖書館，一旦數(shù)字圖書館得到這個(gè)領(lǐng)域里的新書，就會(huì)自動(dòng)送到你的信息庫(kù)里。這么一來(lái)，以前你家里存放大量書籍的空間就可以節(jié)約下來(lái)，而且可以得到最新的信息。

　　數(shù)字圖書館還可以進(jìn)行知識(shí)的挖掘與新的歸類，有利于研究和理解，也就是說(shuō)利用它不但可以搜集相關(guān)圖書，而且可以自己生成一些新的圖書。另外，數(shù)字圖書館也使閱讀模式發(fā)生很大的轉(zhuǎn)變：閱讀一本書的時(shí)候，可以由這個(gè)詞聯(lián)想到和這個(gè)詞有關(guān)的很多東西，一個(gè)文字媒體也可以轉(zhuǎn)換到其他的圖形媒體，比如視頻等，因而讀書就像是閱讀一本多媒體的百科全書。

　　除了數(shù)字圖書館，還可以創(chuàng)建更多的數(shù)據(jù)海：商業(yè)數(shù)據(jù)中心、遙感數(shù)據(jù)中心、銀行數(shù)據(jù)中心、證券數(shù)據(jù)中心、鐵路數(shù)據(jù)中心……毫無(wú)疑問(wèn)，這種“海量”，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了我們現(xiàn)在所理解的“數(shù)據(jù)庫(kù)”的容量。更重要的是，物聯(lián)網(wǎng)比之互聯(lián)網(wǎng)，其信息將更為真實(shí)、可靠和有價(jià)值。

　　值得注意的是，由于“數(shù)據(jù)?！钡倪@些特征和用途，決定它將是物聯(lián)網(wǎng)最為重要的核心信息資源，未來(lái)甚至可以影響到一個(gè)國(guó)家的宏觀決策。因此，“數(shù)據(jù)海”應(yīng)該盡量通過(guò)政府或公營(yíng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制，而不能放任壟斷大公司的采集和處理，否則將是“危險(xiǎn)的”。各地政府對(duì)這個(gè)問(wèn)題要有足夠的預(yù)見和布局。

　　為人類帶來(lái)“智慧生活”

　　物聯(lián)網(wǎng)將會(huì)深刻地改變?nèi)祟惖纳睢?

　　未來(lái)的物聯(lián)網(wǎng)將廣泛應(yīng)用在電網(wǎng)、物流、家居、醫(yī)療、農(nóng)業(yè)、國(guó)防軍事等眾多領(lǐng)域，將呈現(xiàn)廣泛感知、海量聚合、智能處理、高效流通、及時(shí)調(diào)節(jié)等特點(diǎn)。

　　★農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)。如美國(guó)加州從上世紀(jì)80年代起，建設(shè)了百余個(gè)農(nóng)業(yè)氣象站，監(jiān)測(cè)太陽(yáng)輻射、地下水、大氣溫度、大氣濕度、降雨量、風(fēng)速、土壤溫濕度等信息。通過(guò)測(cè)定不同區(qū)域的基礎(chǔ)蒸發(fā)量，并通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)布，使農(nóng)民隨時(shí)可以獲得不同地區(qū)合理灌溉農(nóng)田的建議，年節(jié)水1.3億立方米，效益達(dá)到0.65億美元。

　　★大田糧食作物。如法國(guó)2008年建立了農(nóng)業(yè)區(qū)域監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，對(duì)作物的苗情、長(zhǎng)勢(shì)信息、與作物生長(zhǎng)直接相關(guān)的環(huán)境信息進(jìn)行獲取，并將相關(guān)數(shù)據(jù)發(fā)送到農(nóng)業(yè)綜合決策網(wǎng)進(jìn)行處理，以指導(dǎo)施肥、施藥、收獲等生產(chǎn)全過(guò)程。

　　★畜禽水產(chǎn)養(yǎng)殖。歐美大量使用RFID標(biāo)簽和動(dòng)物身體微型傳感器，對(duì)養(yǎng)牛場(chǎng)、養(yǎng)豬場(chǎng)等進(jìn)行養(yǎng)殖精細(xì)化管理。RFID標(biāo)簽用于動(dòng)物身份識(shí)別，對(duì)它們每天的飲水量、進(jìn)食量、運(yùn)動(dòng)量、健康特征、發(fā)情期等重要信息進(jìn)行記錄與遠(yuǎn)程傳輸，同時(shí)還可用于動(dòng)物疫情預(yù)警、疾病防治等精細(xì)化養(yǎng)殖管理。

　　★果園精細(xì)管理。如英特爾公司2002年在俄勒岡建立了世界上第一個(gè)葡萄園無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，傳感器節(jié)點(diǎn)被布設(shè)在葡萄園內(nèi)，每隔一分鐘檢測(cè)一次信息，以開展有效的灌溉和噴灑農(nóng)藥工作，降低成本和提高收益，效果明顯：與2004年的葡萄產(chǎn)量相比，2005到2007的產(chǎn)量逐年翻一番。

　　★農(nóng)產(chǎn)品與食品安全管理。1998～2001年，法國(guó)、德國(guó)、意大利、荷蘭、葡萄牙和西班牙聯(lián)合實(shí)施了家畜電子標(biāo)識(shí)項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)對(duì)畜肉產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程的追溯。舉例來(lái)說(shuō)，比如對(duì)養(yǎng)豬場(chǎng)的生豬，可以利用豬耳朵上的傳感設(shè)備對(duì)生豬從生產(chǎn)到屠宰、銷售等整個(gè)環(huán)節(jié)的信息進(jìn)行收集，包括豬每天吃的什么飼料，有沒(méi)有生病，品種從哪來(lái)的等等，這些信息都可以儲(chǔ)存供給消費(fèi)者識(shí)別判斷。

　　★智慧醫(yī)療。過(guò)去醫(yī)院接受一名病人，僅入院登記就需要15分鐘左右；而采用RFID醫(yī)療卡，只需2分鐘。RFID標(biāo)簽還可具有快速賬務(wù)結(jié)算的功能，經(jīng)機(jī)器識(shí)別身份后，3秒鐘辦卡機(jī)就會(huì)自動(dòng)派出一張電子就診卡，在卡上存入500元以上的備用金后，病人就可以直接持卡去就診和配藥。

　　人體佩戴的小型傳感器可收集心電、心率、腦電波、體溫、呼吸以及脈搏等各種健康相關(guān)數(shù)據(jù)，通過(guò)無(wú)線通信將數(shù)據(jù)傳給數(shù)據(jù)中心，從而達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的目的。醫(yī)生還能據(jù)此分析一個(gè)人的健康狀況，并建議其采取有針對(duì)性的預(yù)防措施。

　　無(wú)線傳感器（佩帶式、嵌入式）可使社區(qū)醫(yī)生隨時(shí)了解到他負(fù)責(zé)病人的心臟、血糖、血壓情況。傳感器網(wǎng)還可將鄉(xiāng)村醫(yī)院的CT、MRI等電子診斷結(jié)果無(wú)線傳輸至千里之外的大型醫(yī)療中心，以便專家進(jìn)行會(huì)診。將腕式RFID標(biāo)簽佩戴于工作人員和病人手腕上，可實(shí)現(xiàn)對(duì)手術(shù)病人、精神病人和智障患者等的全天實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)護(hù)。

　　在我國(guó)，不合格用藥人數(shù)占用藥人數(shù)的11%～26%，日常急救病例的10%是因用藥失誤引起的。而使用“智慧型藥柜”即可避免“吃錯(cuò)藥”事件的發(fā)生?；颊叩乃幣溆袑俚腞FID標(biāo)簽，當(dāng)吃藥時(shí)間到，智慧藥柜就會(huì)發(fā)出語(yǔ)音通知，同時(shí)藥柜上的熒屏也會(huì)播出要服用的藥品照片及名稱。

　　★影響經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)信息，可分析市場(chǎng)是否短缺、股市是否會(huì)下跌，從而幫助政府更好地調(diào)控市場(chǎng)，修改企業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)方式，對(duì)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行產(chǎn)生重大影響。

　　也就是說(shuō)，數(shù)據(jù)將貫穿我們生活的方方面面，信息決定著我們的行動(dòng)。

　　建言江蘇物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展

　　在用市場(chǎng)和政府兩只手運(yùn)行經(jīng)濟(jì)的時(shí)候，物聯(lián)網(wǎng)提供了“明亮的眼睛”。在此基礎(chǔ)上，人類文明的發(fā)展將會(huì)更加理性，更加精確，更加有效，更加可持續(xù)。

　　我們正處在信息流變化的一次新的大浪潮面前。我們必須抓住物聯(lián)網(wǎng)這個(gè)重大機(jī)遇，以推動(dòng)中國(guó)的新發(fā)展。

　　江蘇在物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展中已經(jīng)一馬當(dāng)先，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展空間很大，值得我們好好去做。從技術(shù)的角度，江蘇要抓好有關(guān)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)核心C3SD的科技創(chuàng)新及傳感器、通訊網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)海、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制五大產(chǎn)業(yè)，其中通訊網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)海要盡量由公共機(jī)構(gòu)掌握，以保證其安全、可靠、公正地為全局服務(wù)。

　　從經(jīng)濟(jì)的角度，江蘇要抓好物聯(lián)網(wǎng)與一、二、三產(chǎn)業(yè)的融合，促進(jìn)信息在其中的高效流通，激發(fā)各行各業(yè)的創(chuàng)新活力和促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)調(diào)整。

　　從社會(huì)發(fā)展的角度，要對(duì)物聯(lián)網(wǎng)提供的眾多微觀數(shù)據(jù)進(jìn)行宏觀化發(fā)掘、梳理和整合，為市場(chǎng)運(yùn)行、政府決策、社會(huì)科學(xué)發(fā)展提供數(shù)據(jù)和知識(shí)支撐。

　　此外，還要大力培養(yǎng)C3SD+X的綜合型創(chuàng)新人才，其中X是指工業(yè)、農(nóng)業(yè)、服務(wù)業(yè)、軍事、政治等各領(lǐng)域。只有擁有愈來(lái)愈多的綜合型創(chuàng)新人才，才能在新一輪信息化浪潮中占得先機(jī)。（根據(jù)潘云鶴院士在江蘇科協(xié)第八次代表大會(huì)上的演講整理，未經(jīng)本人審閱） 本報(bào)記者吳紅梅整理，潘云鶴照片由余萍攝

　　鏈接

　　有業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為，物聯(lián)網(wǎng)一方面可以提高經(jīng)濟(jì)效益，大大節(jié)約成本；另一方面可以為全球經(jīng)濟(jì)的復(fù)蘇提供技術(shù)動(dòng)力。因此，世界各國(guó)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)都非常重視和關(guān)注。目前，美國(guó)、加拿大、英國(guó)、德國(guó)、芬蘭、意大利、日本、韓國(guó)等都在投入巨資深入研究探索物聯(lián)網(wǎng)。

　　美國(guó)總統(tǒng)奧巴馬就職以后,在他和工商領(lǐng)袖舉行的圓桌會(huì)議上,“智慧地球”的概念被提出,其中包括美國(guó)要形成智慧型基礎(chǔ)設(shè)施“物聯(lián)網(wǎng)”,這被美國(guó)人認(rèn)為是振興經(jīng)濟(jì)、確立競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的關(guān)鍵戰(zhàn)略,奧巴馬政府對(duì)此給予積極回應(yīng)。

　　同樣對(duì)物聯(lián)網(wǎng)積極推動(dòng)的歐盟則夢(mèng)想建立“未來(lái)物聯(lián)網(wǎng)”。歐盟信息社會(huì)和媒體司2009年公布的《未來(lái)互聯(lián)網(wǎng)2020：一個(gè)業(yè)界專家組的愿景》報(bào)告指出，歐洲正面臨經(jīng)濟(jì)衰退、氣候變化、人口老齡化等諸多方面的挑戰(zhàn)，未來(lái)互聯(lián)網(wǎng)不會(huì)是萬(wàn)能靈藥，但我們堅(jiān)信，未來(lái)物聯(lián)網(wǎng)將會(huì)是這些方面以及其他方面解決方案的一部分甚至是主要部分。

　　在我國(guó)，物聯(lián)網(wǎng)已被正式列為國(guó)家戰(zhàn)略，并被納入國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃（即973計(jì)劃）。同時(shí)工信部門也表示,中國(guó)正在高度關(guān)注、重視物聯(lián)網(wǎng)的研究,工業(yè)和信息化部將會(huì)同有關(guān)部門,在新一代信息技術(shù)方面開展研究,以形成支持新一代信息技術(shù)發(fā)展的政策措施。