邊緣計(jì)算：軍事物聯(lián)網(wǎng)的“掘金者”

士兵身上和武器上配備的網(wǎng)絡(luò)化傳感設(shè)備越來(lái)越多

　　近年來(lái)，隨著各種類型的機(jī)器人進(jìn)入軍隊(duì)服役，軍事物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展開始進(jìn)入快車道。曾經(jīng)只在科幻電影中看到的場(chǎng)景，正加速變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)——機(jī)器人不再只是一種武器或運(yùn)輸工具，而是逐漸成為軍隊(duì)編制的組成部分，與人類士兵聯(lián)合執(zhí)行任務(wù)。與此同時(shí)，這也導(dǎo)致戰(zhàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)出現(xiàn)爆發(fā)性增長(zhǎng)，對(duì)數(shù)據(jù)處理能力的壓力驟增。那么，這些戰(zhàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)究竟由誰(shuí)來(lái)具體處理呢?

　　新時(shí)代的“神經(jīng)末梢”

　　在物聯(lián)網(wǎng)的世界里，每個(gè)設(shè)備都有自己的網(wǎng)絡(luò)地址。預(yù)計(jì)到2020年，全球?qū)⒂谐^(guò)500億的終端與設(shè)備連接物聯(lián)網(wǎng)，到2025年更會(huì)突破千億大關(guān)。然而，隨著各類設(shè)備大規(guī)模接入物聯(lián)網(wǎng)，在終端設(shè)備上產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)也對(duì)數(shù)據(jù)的高效處理提出了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。云計(jì)算不失為一種應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)的有效方式。

　　不過(guò)，如果未來(lái)軍事物聯(lián)網(wǎng)的所有數(shù)據(jù)都依靠云數(shù)據(jù)中心統(tǒng)一處理，計(jì)算設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)帶寬勢(shì)必不堪重負(fù)，尤其是在瞬息萬(wàn)變的戰(zhàn)場(chǎng)上，一秒鐘的耽誤都可能意味著失敗。同時(shí)，云計(jì)算也會(huì)帶來(lái)規(guī)模龐大的能源消耗，未來(lái)我們很有可能“填不飽”云計(jì)算在能量需求上的“巨大胃口”。其實(shí)，物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代大部分嵌入式小型設(shè)備都具備一定的基礎(chǔ)信息處理能力，如果能在靠近數(shù)據(jù)源頭的位置進(jìn)行數(shù)據(jù)的計(jì)算、存儲(chǔ)與應(yīng)用，就能“就近”向附近的終端、傳感器和用戶提供各類通訊以及計(jì)算服務(wù)，這就是“邊緣計(jì)算”。

　　如果把云計(jì)算比作物聯(lián)網(wǎng)的“智慧大腦”，邊緣計(jì)算更像是物聯(lián)網(wǎng)的“神經(jīng)末梢”。這就好比人的手掌碰到了火焰會(huì)立刻下意識(shí)的縮回，然后大腦才感知手碰到了火并產(chǎn)生后續(xù)反應(yīng)，邊緣計(jì)算起到的作用恰恰就是這種“下意識(shí)”的存在。

　　技術(shù)發(fā)展的“燃爆點(diǎn)”

　　曾幾何時(shí)，人們對(duì)于構(gòu)建邊緣計(jì)算這種物聯(lián)網(wǎng)“神經(jīng)末梢”的構(gòu)想還處于紙上談兵階段，如今隨著智能手機(jī)、可穿戴設(shè)備等各類邊緣計(jì)算設(shè)備的大規(guī)模涌入，邊緣計(jì)算也日益成為新技術(shù)發(fā)展的“燃爆點(diǎn)”，正加速改變著我們的日常生活。

　　目前，邊緣計(jì)算主要包含應(yīng)用域、數(shù)據(jù)域、網(wǎng)絡(luò)域、設(shè)備域四個(gè)功能域。你能想象一處不起眼的路燈，就是邊緣計(jì)算的一次技術(shù)革新嗎?傳統(tǒng)路燈照明能耗巨大，能源浪費(fèi)嚴(yán)重，通過(guò)邊緣計(jì)算技術(shù)按需開關(guān)路燈，節(jié)能效率高達(dá)80%。同時(shí)，還可以在路燈上安裝用于收集路面信息、空氣質(zhì)量和噪音水平的傳感器，再通過(guò)邊緣計(jì)算對(duì)此類數(shù)據(jù)加以處理，一座智慧新城悄然而生?？梢哉f(shuō)，邊緣計(jì)算正在悄然改變我們的生活方式和工作模式。

　　在軍事物聯(lián)網(wǎng)中，邊緣計(jì)算更加大有可為。未來(lái)的武器裝備、作戰(zhàn)個(gè)體和戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境的狀態(tài)信息與特征都可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行實(shí)時(shí)感知和快速反應(yīng)，美軍研發(fā)的單兵作戰(zhàn)信息系統(tǒng)，就部分利用了邊緣計(jì)算的技術(shù)成果，可收發(fā)統(tǒng)一的戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)圖、火力計(jì)劃書、行動(dòng)計(jì)劃表等內(nèi)容，還可以接入戰(zhàn)術(shù)互聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)特定區(qū)域內(nèi)的組內(nèi)廣播和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通話。邊緣計(jì)算為每一個(gè)作戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)提供更強(qiáng)有力的“作戰(zhàn)大腦”，在未來(lái)復(fù)雜戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境中將發(fā)揮更為重要的作用。

　　深入挖掘“戰(zhàn)場(chǎng)富礦”

　　軍事物聯(lián)網(wǎng)是把各類作戰(zhàn)要素通過(guò)信息傳感手段與專用的信息網(wǎng)絡(luò)連通，進(jìn)行軍事信息交換和通信的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。通過(guò)這種技術(shù)，戰(zhàn)場(chǎng)上的所有人員與裝備都將融入基于軍事物聯(lián)網(wǎng)的聯(lián)合作戰(zhàn)體系，是實(shí)現(xiàn)人與信息化裝備結(jié)合的重要手段，因而也被譽(yù)為“一座尚未開采的軍事富礦”。從科幻大片中走來(lái)的作戰(zhàn)機(jī)器人采用的正是軍事物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，每一個(gè)戰(zhàn)斗機(jī)器人都是軍事物聯(lián)網(wǎng)上最普通不過(guò)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，如何有效指揮未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)“天羅地網(wǎng)”里的每一個(gè)小型作戰(zhàn)集群，成為軍事物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展亟待解決的重要課題。

　　隨著邊緣計(jì)算應(yīng)用于軍事物聯(lián)網(wǎng)，這類“神經(jīng)末梢”式的計(jì)算方式有望成為戰(zhàn)場(chǎng)富礦的“掘金者”。以美軍正在研制的“蜂群”無(wú)人機(jī)、無(wú)人艇和無(wú)人車輛等“群化武器”為例，此類武器的特征就是既能通過(guò)遠(yuǎn)程指揮對(duì)整個(gè)集群進(jìn)行控制，每個(gè)集群也要有自己的“領(lǐng)頭羊”進(jìn)行戰(zhàn)術(shù)分配。從這個(gè)意義上講，邊緣計(jì)算堪稱“群化武器”的神經(jīng)中樞。

　　此外，如何有效發(fā)揮各類傳感器在軍事物聯(lián)網(wǎng)中的作用，同樣是近年來(lái)的研究熱點(diǎn)。經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，美軍先后開展了收集戰(zhàn)場(chǎng)信息的“智能微塵”系統(tǒng)、遠(yuǎn)程監(jiān)視戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境的“倫巴斯”系統(tǒng)、偵聽武器平臺(tái)運(yùn)動(dòng)的“沙地直線”系統(tǒng)、專門偵收電磁信號(hào)的“狼群”系統(tǒng)等傳感系統(tǒng)的研究與應(yīng)用。邊緣計(jì)算的應(yīng)用有望進(jìn)一步提升這些傳感器的工作效能，同時(shí)實(shí)現(xiàn)更加安全保密的信息處理，為未來(lái)戰(zhàn)場(chǎng)多要素的有效感知打上一針“強(qiáng)心劑”。