英特爾研究院：讓計算消失

　　在英特爾中國研究院,一個10立方米大的全封閉的玻璃房里,一個年輕男人正在拼命抽煙。玻璃房內的空調和空氣凈化器,可以模擬各種環(huán)境下的溫濕度。這是一個“空氣實驗艙”實驗,可以人為在短時間內把艙內的空氣顆粒物從0提升到上千,再降到0。

　　隔著玻璃,他的老板姜小凡和其他幾個同事正緊張注視著面前的儀表盤。他們正在試驗一款新型傳感器的性能表現(xiàn)。要在pm2.5濃度達到測試要求后,盡快把自愿冒險的戰(zhàn)友從這種“自殺行動”中解救出來。

　　這是中國英特爾物聯(lián)技術研究院(物研院)成立后的首批研究項目之一。

　　姜小凡和他的團隊所在的中國英特爾物聯(lián)技術研究院(物研院),是英特爾中國研究院聯(lián)合中科院自動化所和北京政府去年成立的,專門做物聯(lián)網方面的研究;它的使命之一就是孵化出一些高新技術產業(yè),特別是可以為國計民生帶來實質性改變的創(chuàng)新項目。

　　這款正在進行測試的物聯(lián)網式空氣監(jiān)測與服務平臺,英文名為“Pervasive Air-Quality Monitoring”,簡稱PAM;基于現(xiàn)在流行的云平臺,通過互聯(lián)網與云端數(shù)據(jù)分析引擎相結合,可以提供實時實地的空氣質量數(shù)據(jù)。

　　這種方式,通過手持移動終端,實時匯集很多不精準的小數(shù)據(jù),然后通過機器學習和大數(shù)據(jù)的手段在云端做數(shù)據(jù)糾正?；谠贫似脚_的強大優(yōu)勢,結合手機上的GPS定位系統(tǒng),空氣監(jiān)測儀能夠發(fā)現(xiàn)身邊的空氣質量污染源位置,從而獲得更為精準的空氣質量值。

　　“物聯(lián)”小氣候

　　某種程度上,物聯(lián)網式空氣監(jiān)測與服務平臺的誕生是一個偶然。

　　事情源起于2013年,北京初春,某個早晨,霧霾籠罩,英特爾中國研究院首席架構師姜小凡走進停車場,快速鉆進車里。他一邊慶幸自己躲開了窗外的糟糕空氣,一邊聽著收音機里關于空氣中PM2.5指數(shù)的播報,突然他意識到,自己并不知道車里的PM2.5是多少,也許更糟……

　　一般人無法預知的空氣質量問題,在姜小凡眼里有了不同的意義。他發(fā)現(xiàn),手機上查找公共數(shù)據(jù)并不能反映身邊的現(xiàn)實情況,而市場上的測試儀器都非常昂貴,人們也許需要一種更便攜、更精確的PM2.5傳感器,來知道車內或者辦公室的空氣質量。

　　定制隨身的天氣數(shù)據(jù),聽起來簡單,實現(xiàn)起來卻不容易。

　　姜小凡的研究方向包括移動與嵌入式系統(tǒng)、無線傳感器網絡、能源使用監(jiān)視與控制,以及分布式系統(tǒng)。他剛剛加盟英特爾中國研究院不到一年,在此之前,他曾在美國谷歌、Xilinx、Arch Rock(現(xiàn)屬Cisco公司)和People Power等公司工作。但還沒有機會參與到與現(xiàn)實生活距離如此接近的研究項目中。

　　姜小凡認為,借鑒“Network of Workstations(工作站網絡)”模式的無線傳感網絡——通過大量低廉設備構建測量數(shù)據(jù)網絡,將比用少量昂貴但精確的設備測量結果更加全面、準確。這一理念得到了英特爾物聯(lián)院內部的極大重視。

　　工業(yè)研究院的經費一般來自公司或產品部門,英特爾研究院也不例外,中國研究院的經費也是由公司統(tǒng)一提供資金支持的。這就決定了英特爾研究院可以在產品部門的要求之外,對研究項目進行客觀、誠實的技術評估。

　　不過在英特爾中國研究院內部,即便是姜小凡這樣剛入職一年的“新人”,也有機會提出前沿的研究項目,對這個很“物聯(lián)網”的研究項目,在“不需領導批準”的綠燈下,進行一些試探性的實驗。

　　賈冀是姜小凡招的第一個團隊成員,他想法很多,負責PAM項目硬件方面的工作。在得到英特爾的offer后毅然放棄合肥的工作來到了物研院。之后加入的程云是做機器學習的,也正好是PAM團隊需要的人。他的同學李修兩個月后也入伙,很快,經過精心遴選的PAM項目團隊組成了。

　　他們中間,既有優(yōu)秀的硬件與嵌入式系統(tǒng)工程師,也有人工智能和機器學習的專家,還有負責數(shù)據(jù)展示和可視化技術的軟件工程師,以及負責硬件傳感器和前端設計的工程師。

　　吸引他們的除了“想一起辦成一件事”的理由,還包括英特爾中國研究院為專業(yè)人士和管理性人才設計的“人才雙軌制”,這意味著,只要級別相同,無論是在薪資待遇上,還是在公司戰(zhàn)略制定的參與上,技術人員與管理人員都是平等的。

　　不僅所有研究員包括研究院院長都使用同樣大小的工位,在同一間辦公室里工作。在專業(yè)技術軌道與經營管理軌道上,研究人員和管理人員將獲得的待遇、地位、晉升等機會都是同等的。

　　英特爾中國研究院通過舉辦各類豐富多彩的沙龍、講座和培訓活動,幫助員工取得職業(yè)成長和自我提升。在“技術領導力協(xié)會”(Tech Leadership Council,簡稱TLC)和盛名卓著的“極客俱樂部”中,通過技術組合策略討論、中國趨勢預測,以及學術研究圈子里的非正式社交活動,研究員們有機會進行跨領域的溝通,將應用到實際項目和英特爾產品中。

　　讓計算消失

　　項目進行的初期,團隊遇到了設備短缺和技術層面的困難。需要有高精度的儀器測得的數(shù)據(jù)作為ground truth,但符合要求精度的Thermo設備要10多萬元人民幣,但最終物研院還是支持項目組拿到了實驗儀器。

　　在英特爾中國研究院院長方熙之看來,他所要做的就是幫助員工掙脫束縛,鼓勵其敢于夢想、勇于創(chuàng)新。讓實驗室的產品成為造福社會的應用,這是節(jié)省開支以外,方熙之認為最值得鼓勵的地方。

　　因為同批次的傳感器在不同環(huán)境下都存在一定程度的差異,項目組討論了多套的解決方案并分別進行了實驗測試來驗證效果。

　　團隊成員用了兩個月的時間,在各種空氣條件下測試了五六種不同的設備,包括學校,公園,SOHO,公路旁。為了獲取第一手的實驗數(shù)據(jù),他們還在在海淀區(qū)的不同地方布置了10個采集點,在公園,他們被保安當成“不速之客”,在學校部署時被當作“恐怖分子”監(jiān)控著,在活動中心被誤認為是“推銷人員”。

　　為了得到用于訓練模型和驗證模型的數(shù)據(jù),對傳感器進行校準,姜小凡和他的團隊成員還搭建了文章前面提到的那個“空氣實驗艙”,于是就有了文章開頭舍身“吸毒”的場面。

　　PAM通過3G或是以太網實時把這些數(shù)據(jù)傳輸?shù)綄嶒炇业姆掌骼铩＿@些產品在實驗室、全開放的室外和封閉的室內等多種環(huán)境里,經歷了北京不同程度的霧霾,采集了很多初步數(shù)據(jù)。他們獲得了至少4個月的數(shù)據(jù),其中3個月的數(shù)據(jù)用來訓練模型,1個月的數(shù)據(jù)用來驗證模型。經過反復的思考摸索,最終實現(xiàn)了傳感器自動化的校正流程。

　　基于初步采集到的數(shù)據(jù),一個綜合很多維度的數(shù)據(jù)模型被用以“推測”空氣質量。這個結果也同時融合了特征相似的其他點的實時數(shù)據(jù)——云端的數(shù)據(jù)模型。

　　下一步,開始考慮系統(tǒng)方面的問題,包括采樣頻率,選擇CPU,以及協(xié)議上傳數(shù)據(jù)和藍牙,包括外殼的設計,內部氣流的控制等。這些技術條件都將對傳感器的精確度產生巨大影響。

　　為了激勵年輕的研究員實現(xiàn)自己的想法,研究院專門給研究員10%到20%的時間做自己感興趣的項目,并為此成立了技術領導力委員會。在名為“草根創(chuàng)新計劃”的民間組織里,有專門的資金支持研究員自己的創(chuàng)新,也有資深研究員向后輩研究員提供支持。

　　每周一早晨的“分享會”上,研究員與大家分享最新的技術資訊,討論競爭對手或者整個產業(yè)界在關注什么、合作伙伴們都在做什么。多數(shù)時候,當研究員在同事和領導面前提出想法后,當場就能得到反饋和建議。

　　在PAM項目里,姜小凡和他的團隊面也在積極與北京市環(huán)保及空氣質量等部門聯(lián)系,計劃將來布置在北京城區(qū)和郊區(qū)的電線桿上布置上千個監(jiān)測點,利用電線桿的網線與云端平臺互動,進行實時的環(huán)境監(jiān)測,“把北京道路上布置成全球最密集的空氣質量監(jiān)測點”。

　　兩個月前,在美國舉行的英特爾信息技術峰會上,英特爾首席技術官賈斯汀提出了“未來,凡計算,必互聯(lián)”的觀點。事實上,在日常生活中,計算設備的邊界越來越模糊,而計算本身則交織于人們生活的方方面面。而在享用這些功能時,人們并未意識到這些設備都在“計算”!

　　這正是未來計算的一個重要特性:計算將跨越不同的設備與形態(tài),讓人們更加自由、一致地創(chuàng)造、分享、使用內容,但卻意識不到它的存在。

　　正如“普適計算”之父、Xerox PARC研究中心的科學家 Mark Weiser教授說的那樣,“最棒的技術能夠無聲無息地融入人們的日常生活,并最終‘消失’”。這也是目前英特爾中國研究院的研究方向。

　　目前,已有企業(yè)在和姜小凡的團隊談合作,新型傳感器還能夠進行智能路徑規(guī)劃,找出A地到B地間對身體危害最小的路徑,傳回到用戶的手機、電腦上。他們的產品有望在明年上半年走向市場。正是英特爾互聯(lián)計算的愿景——無處不在的計算將使人們可以在各種設備上享受一致的計算體驗。

　　“發(fā)現(xiàn)需求是開啟一個成功項目的第一步?！边@讓學術背景的姜小凡異常興奮。他和他的年輕同事們正繼續(xù)努力,讓計算無聲無息地“消失”在人們的生活中,演變?yōu)橐环N自然習慣。