第648期【齐悦读—线上共读—透视新科技】《人机共舞》
(通讯员 邓辉)
讲座题目:透视新科技——人机共舞
主 持 人:胜 春
做客嘉宾:刘 琨,中移物联网公司高级工程师。
邓志吉,大华技术股份公司中央研究院高级工程师。
讲座时间:2025年3月17日~3月23日
(备注:讲座视频可循环播放)
透视新科技——人机共舞
讲座内容:
各位好,欢迎收看我们今天的《透视新科技》节目,我是主持人胜春。今天我们要说一说物联网,很多人都知道互联网给我们带来了传递信息的便利,物联网会给我们带来什么呢?我们可以想象一下,过去很多科幻片当中的那些场景,在我们生活当中就会真实地发生,物联网是怎么做到的?我们通过短片来进入今天的节目。20世纪90年代,仓储物流等行业引入了当时正在快速发展的计算机技术与网络技术,这两项技术的应用虽然迅速提高了整个行业的运行效率,但科研人员认为依然可以有巨大提升空间。提升方式就是让机器设备直接执行网络传来的指令,而不再通过人工中转传递信息,这样就实现了物与物的连接,奠定了当今物联网的基本架构。之后随着传感器技术、信息识别技术等相关技术的发展完善,物联网终于从理论走向现实,那么物联网是如何发展完善的?未来将如何影响我们的生活?我们今天请来的两位嘉宾,一位是中移物联网有限公司的高级工程师刘琨,另外一位是浙江大华技术股份有限公司中央研究院的高级工程师邓志吉。首先两位给我们做一下解释,物联网到底是什么?它跟互联网之间有没有关系?
实际上物联网,它是互联网的一种延伸,互联网应该是在上世纪60年代的时候,然后出现在大家的生活当中的,它实际上注重的是信息的交换,信息背后更多的是人和人,所以互联网主要是服务于我们以人为主的这样子的场景。比如说我们聊天、发邮件,这都是互联网的。这是互联网型的场景。物联网它实际上是互联网的一个延伸,它是把物和物的连接,物和人的连接加入到了整体的连接里面来,比如说我们会有这种智能音箱和电视的连接,然后我们的汽车和公路信息的整体的交互,这些都是典型的物联网的场景,这个实际上对于物联网和互联网,它本质的区别是在它整体的范围上还是有很大的一个区别。其实物和物的连接,它除了让这两个东西连接在一起以外,它所传递的信息也在物联网时代有了新的定义。在物联网时代,我们其实是去控制它以及去感受它,比如说我们智能音箱控制空调这种很典型的场景,如果天气热,我回家之前提前把空调打开,我们当前家里面的温度是否适宜,这种东西就是属于互联网里面的感知,我能感受到的信息是环境信息,所信息内容也是发生了巨大的变化。以前我们在物和物连接的时候,定义的这个物,它是一个狭义的物,但是在物联网时代我们定义的物,其实是一个广义的物,人其实也是物联网中的一个环节,我们所说的话,我们自己的状态,我们的健康状态,它都是物联网其中的一个信息,信息关节,所以在万物互联时代的时候,所有的东西都是可以连入互联网当中的。以当前的技术状态来说,万物互联和物联网是可以画成等号的。
物与物的连接,就像刚才我们讲到的,可能和大家生活最相关的,比如说我们住的环境下,家里面的智能家居,它实际上很多都是用物和物的连接。比如我们这个家里面,如果我要用手机来控制冰箱,控制空调,它实际上都是用手机这个物来控制家里面的家居的这些物,它实现物和物的连接。另外物和人的连接,比如说我们的穿戴式设备,大家现在都比较喜欢运动,会戴一些比如智能手环、智能手表,它实际上就是通过这种物和人的连接,把心率,你的步频,整个的都监测下来,然后把这些信息反馈给你,实现物和人的信息的交互,这实际上都是我们现在在万物互联下这种比较典型的这些场景。大家平常接触得不多,但是在工业产线上会出现物和物之间的大规模的信息交换,比如说像我们大家熟知的这种它整个的货仓,它实际上整个是无人值守的,完全是靠小的机器人的车来进行分拣,货物的运送,里面这个效率实际上是非常高的。这些小车运动速度也很快,完全是靠自己物和物的交互,物和货架的交互实现的,所以说实际上物联网或者万物互联,为我们生活或者说我们整个的产业提供了很大的一个想象的一个空间。
互联网是怎么发展起来的呢?实际上物联网的发展是很多人就是为了追求生活的便捷,或者让自己变得更懒然后出现的。最早的时候实际上是在1991年的时候,当时是在剑桥大学,一个叫作特鲁伊的一个计算机实验室。当时物联网最早的时候,是因为这些计算机研究人员,他们是喜欢喝咖啡,但是他们的研究室在二楼,咖啡机在一楼,他们在想有没有什么办法,我能把咖啡煮熟了之后告诉我,我再下楼去取咖啡,不用来回来看了。总盯着它。对,所以他们就做了一个拿个摄像头放在这个咖啡壶旁边,然后每隔三秒钟拍个照片,上传到二楼的这个电脑上面,当看到这个咖啡好了,然后他们下来去取咖啡,这个实际上是最早的物联网的原型。后来他们又把这个项目放在了这个叫作X window的开源的社区上面去,然后逐渐地就有很多人在这个基础下去贡献一些新的想法,然后慢慢就衍生出来物联网。这是最早互联网发展的起源,您刚才说(1991年),经过这么多年,今天的物联网跟当时的区别能说说吗?
当前的物联网跟以前的物联网已经有很大的区别了,现在的物联网的应用范围更广,连接也更灵活,而且它的应用也更加智能化。我们知道十年以前,我们家里面的物联网,比如说我们的电视机,我们的空调,它都是用有线连接的,我们的网络部署在哪里,我们的设备就能安装在哪里,它是非常受限的,它是受限于我们的建筑结构。但是现在的物联网,它的连接方式越来越灵活,除了有线以外,它还有无线,像WiFi、蓝牙、3G、4G、5G这些无线的连接让我们的接入更方便,所以我们的设备可以随意地放置,所以让真正的万物互联变成了无处不在。如今的丰富多彩的物联网,需要哪些关键技术来支撑?我们来看看记者编辑的短片。物联网的发展依赖于四项关键技术,第一是感知与标识技术,它的作用是给予每个联入网络的物体一个身份,使它可以被识别;第二是信息传输技术,它的作用是将网络中具有身份的物体连接起来;第三是信息处理技术,它是采用人工智能技术,将网络中物体采集的数据进行归纳和分析,从而可以替代人工解决现实中发生的问题;第四是信息安全技术,它是整个物联网的保护伞,保证物联网不会遭到外界攻击,这四项关键技术,支撑起一个可以依靠人工智能就能正常运行的庞大网络。那么这个网络将会对我们的衣、食、住、行产生哪些影响?
物联网跟我们的生活到底有哪些关系?首先从吃,在我们生活当中有哪些具体的影响?两位给我们介绍一下。吃的方面,实际上大家可能比较关注食物的安全,是否有农药的残留,然后肉是否经过了检测,它在运输的过程中有没有发生变质?很多我们在饮食上面很关注的问题,都是可以通过物联网的技术来解决的,比如说农药残留,我们完全可以对作物在生长的过程中,实现全部的从种子到采摘整个过程的监测,然后包括它的成长的健康状态,是否发生了病虫害,这些都是可以用物联网的技术去解决。甚至现在物联网技术通过一些,比如说像光谱技术,我都可以看到上面是否有农药残留。然后在运输过程中,我们可以通过一些物联网的标签实现每一个环节的溯源,确保它在整体的运输环节过程中,然后做到可视、可管、可控,大家就可以放心安全地去做饮食了。除了能查出它的整个的生长过程以外,我们其实现在对于食品口感的要求也是在逐步提升的,然后通过物联网技术,我们能在农田里面部署大量的传感器,能控制食物的成熟度。如果我作为一个消费者,我喜欢口感生硬一点的,比如说芒果、香蕉,我可以在我下单的时候标注出来,然后我通过我的计算,它的运送时间,它的生长时间,选择一个最佳的采摘时机,监测到香蕉长到青涩的时候,就把它采摘下来,我就能吃到青香蕉了。如果我口感是希望熟一点的,我可能等它接近成熟的时候,加上我的运输时间,而采摘出最符合我口感的这种食物。
我们再说说“住”。比如说典型的智能家居的这些,这个实际上都是和我们住相关的,大家可以想象我们比如说进入到一个屋子里面来,首先我们在敲门的时候,我们传统是用猫眼来看,这个人我是否认识,现在通过物联网的技术,我完全可以坐在沙发上,通过手机看到外面的人是谁,然后用手机来控制是否给他开门。然后,我们一旦比如说需要有提前的屋子里面去通风,屋子里面去进行制冷制热的需求的时候,也是可以远程地去控制这些家居,然后在我们不在家的时候来进行相应的这种调解,回来的时候我们就可以非常舒适了,甚至可能有一些更先进的智能家居,对于这种整个的,比如说我有一些菜,我可以提前地去做一些相应的处理。比如说一些半成品,我提前通过远程控制的烤炉,什么去做一些处理,回家就可以吃到,很美味可口的饭菜了,这个实际上是在我们在居住环境过程中,物联网可以带给我们的便捷。这就是物与物的传递,给生活带来了便捷。人在家里面的大部分时间其实是在睡觉的,其实在住里面关于睡觉这一块,物联网的应用现在也是成为了一个主要的发展方向,比如说我们睡的时机要不要关窗帘,我们睡的时候通过健康的检测,智能床垫、智能手环能监测你睡觉的睡眠质量,从而来反向地引导你健康的生活。
这个需不需要我们感知设备越来越灵敏,越来越精准,比如我是一个特别喜欢穿戴设备的一个人,最近每天早上第一件事,先打开手机看我昨晚睡得怎么样?有的时候我觉得睡得挺好的,但是它的记录未必是跟我的感觉是对应的,这是出了什么问题?我觉得当前的传感技术它还有很大的发展空间,其实我们很多时候我们传感器采集到的数据,它只是一个维度而已,但是人的感觉是很丰富的。你觉得你睡得很好,它有可能是因为你的睡姿,也有可能是因为你今天太累了,但是传感器它能采集到的可能只是你的心跳、你的压力(血压)、你的运动情况。所以这种传感的丰富程度会在未来的技术发展过程中越来越丰富,从而让这个结果越来越精准。我们来说说“行”,行肯定是跟交通有关的了,两位给我们介绍一下相关的情况。在出行方面,物联网的一大的应用,就是我们目前车辆的自动化,远期来讲的话,大家追求的目标是无人驾驶。因为无人驾驶目前还在一个发展的过程,我们现在还是在谈叫作辅助驾驶的阶段。实际上通过我们车载雷达、车载的摄像头,已经可以让汽车做到对于一些,我们常见的一种鬼探头,或者说这种来不及刹车,然后它可以通过传感,然后来协助我们规避风险,去保证生命财产的安全。
另外的话,就是现在随着物联网的发展,我们现在也有通过这种叫作vtox(车联网)的网络,就是车和它车周围的,包括车和车的通信,车和人的通信,车和道路两边物的通信,我们可以提前感知到,比如说我离信号灯还有一公里,它会告诉你说你以什么样的速度通过这个路口的时候,你正好可以赶到绿灯。然后这样的话,对于整体城市的交通改善是非常好的,对于汽车来讲,它也减少了它自身的一些损耗,所以这块的话,也是物联网在车辆或者说在交通领域发展的一个非常重要的方向。其实在交通上面,我们当前最关注的问题就是两个,一个就是通畅,一个就是安全。在自动驾驶时代的时候,我们除了车子本身它能通过传感器,保证车子周围的状态信息我能采集得到,然后我能进行一些控制以外,在未来的自动驾驶系统里面,它其实道路上面的很多这种就是监控摄像头、雷达,它其实可以发现道路中的一些异常状况,比如说前面是不是有老人过马路了,我是不是要紧急地进行一个避让?前面堵车了,或者道路有一些损坏了,然后我要做一些应急的处理,所以对于安全的管理来说,我们能通过更广泛的传感器来感受到更大范围的交通安全,从而让我们的安全系数大大提升。然后在通畅的情况下,其实现在我们经常会用的一个就是百度地图,它在导航的时候,大家已经能感受到它会刻意地帮你避开拥堵路段,这就是因为我们车和车之间,它把它的整个导航的路径信息已经放到了我们的网络里面去,所以网络里面经过这种大数据的计算之后,它是可以进行一些更优的导航调度,让我们的整个拥堵指数大幅度下降。
刚才我们更关心的是跟我们日常生活有关的吃、住、行,其实从社会发展的角度来讲,工业的发展特别重要,物联网对我们的工业生产会有怎样的影响?物联网实际上对工业的提升还是非常重要的,物联网早期的时候,它最主要的服务对象实际上就是我们的工业。那个时候我们可能不叫,不像现在把所有的都叫作物联网,那个时候可能有细分的叫法,叫作工业自动化,实际上这个概念很早就有了。就是我们通过这种传感器的技术,去保证我们产线的正常的运作,然后一些异常状况的报警,现在进入到物联网时代,实际上有更多的设备可以接入到我们物联网里面来。在物联网时期,现在我们在工业上提出了一个概念叫作黑灯工厂,黑灯工厂实际上顾名思义,就是这个工厂不需要灯,我完全可以在一个没有光线的情况下,让整个的生产线去运作。它实际上就是需要靠物联网的支持,我要知道每一台机器现在运转的状况,然后装配的部件,或者说我的原料到达什么位置,下一道工序应该怎么做,然后实现完全自动化的生产,所以这个实际上是物联网在工业领域可能给工业带来的提升。目前我们的物联网,在哪些行业应用得比较广泛?
像在电力行业,物联网经过了很多年的发展,在电力行业里面,它的物联网渗入到了我们的发电、输电、配电以及用电,像电力行业里面,它有大量的这种电力设备,我们以前是需要人工去检查的、维护的。现在通过物联网的手段,我们能获取到每个设备的运行状态以及运行数据,所以能进行远程地进行一个维护,甚至于自动地维护,所以它会更加高效以及准确。在我们输电环节里面,像我们高压电线,大家都知道它是在户外的,有可能也在森林里面,你如果要去看它,特别是冬天会下雪,积雪它就有危险,树木会自然生长,生长到如果碰到这个电线,它就有可能着火,所以要安排人定期去进行户外的输电线路巡检。现在的物联网时代的发展,我们有了无人机,我们有了这种就是机器人,所以我们可以派这些无人机和机器人出去进行自动巡检,从而节省我们在这块的一个投入。并且在用电环节,以前有一个产品叫作空(气)开(关),它是用来保护安全的,现在这个产品它已经变成了叫作智能空(气)开(关),它除了能在我们断电、保护、过流,这块形成一个安全机制以外,它还能采集我们的用电数据,能感知到我们用电的电量,从而能让我们更好地去做节能,甚至于未来它可以去做电能的预测。根据我的用电习惯,预测出来我当前,比如说一个企业,我当前可能需要更大的电力了,这个时候在整个电力调度里面是可以为它进行一些特殊的调度机制,从而保证我们整个电力的高效应用的。好,说到这个话题,我们看看我们记者编辑好的短片。
2021年南方电网建立起了物联网体系,现在总控机房中几位工作人员就可以监控电网中177座变电站、281条线路。以往了解这些设备的运行情况,需要数百位工作人员前往一线一一查看,然后抄录数据向上汇报,而采用物联网技术后,电网中设备的信息都会实时传递到总控室中,不但免去大量一线工作人员的辛苦,而且信息传递更快捷,可以快速应对各种突发状况,提高了电网的可靠性。那么除了电力行业,物联网还在哪些领域广泛应用?说到物联网对工业生产的影响,我们那些熟知的传统工业,对它们的冲击或带来的便利会是什么?我们传统的产业,在物联网的加持下也是有了很大的提升,比如说我们炼钢这个行业,实际上我们传统的印象里面,还是炼钢工人,探钢水的这些镜头,实际上目前通过物联网技术,我们已经完全不需要再去做类似于以前这种高危的工作,我们完全可以通过传感器去感知这个钢炉里的温度。然后能让钢炉里的温度在最适合的时候,而不是通过人的经验,然后去把钢水处理出来,让钢的质量有大幅的提升,而且同时对它整个的成本也会有较好的降低。另外,从整个生产车间的自动化来讲,也是减少了人员,这样的话,对于生产的安全性也大幅提升了。另外的话,在咱们现在见得比较多的采矿行业,无人驾驶的矿车,然后包括井下的整体的环境的监控,井下的安防,这些都是通过物联网的技术的去监测瓦斯,监测人员是否合规,然后监测我们整体操作作业的机器是否工作正常,去保证整体的生产安全。特别是现在5G技术发展以后,对这些行业带来了更高的带宽、更低的时延,更好地去解决这些行业对于物联网传输的需求。也是近期来,在这些行业里面可以看到,各个地方都在做5G加物联网整体智能化提升。对于传统工业来说,现在它是往数字化转型,通过数字化的手段能让我们整个生产效率提升,从而让我们整个工业的经济能够大幅地快速进行一个发展。
物联网目前的发展状况,我们从国际的视角来看,我们国家现在是一个什么样的状况,已经取得了哪些成果,从未来长远的发展来看,还有哪些要突破的难关?咱们国家在物联网的发展,还是发展得比较快速的,而且也是比较靠前的,实际上我们是从物联网的各个环节来讲的话,都是有一些积累的,其中最突出的就是我们在物联网的网络建设方面。首先,就是我们是拥有了全世界单体最大的运营商的物联网的网络,另外就是我们支持的制式也是很丰富的,包括专门为物联网服务的,我们叫作窄带物联网NB-LOT,然后2G、4G、5G这些多制式的,也是可以用于我们现在物联网的连接的,实际上在网络背后的专利上面我们也是做了很多的积累。尤其是在NB(窄带物联网)和5G的专利上面,我们有很多核心专利,这个也是我们在世界上遥遥领先的一些地方。另外的话,因为我们有巨大的市场,所以在物联网的各种应用领域,我们也是在全球领先的。通过刚才您提到的衣食住行这些领域的引领,都是带来了这些领域的很先进的整体的解决方案,但是也看到了我们其中的确也有一些地方可能还是有一些不足。比如说我们在芯片的技术上面,物联网的它的这种高精度的感知,以及它的一些中控的处理的这些芯片,实际上目前都是我们国家需要大力扶持,然后去解决的一些类似于瓶颈的这些问题。
物联网的数据的泄露就是被人获取到,破解到,这个东西也是现在非常受挑战的,因为刚才说过了,物联网的设备它更多的是用无线网络,无线网络的可获取性是比较强的,所以如何能保证我们物联网数据在这种更易获取的环境中,而不被人解析出来,这个是当前在物联网里面大家都在做研究的一个重要的安全方向。对于物联网的安全来讲的话,实际上这是目前国际上,然后大家都很关注一个问题,因为在之前也发生过,尤其是在美国这边也发生过大量的安全监控摄像头被黑客劫持之后,用于做网络安全攻击的相应的基础的设备,这种实际上是对于整个的生活安全还是带来很大的一个挑战的。近年来我国的物联网发展到底取得了哪些成果呢?我们通过短片去了解一下。近几年,我国物联网行业快速发展。首先,在应用范围上迅速扩大,已经由工业领域延伸向家居生活领域。其次,技术深度上也实现了飞跃,从只能进行机器设备间的数据交换进化到可以进行拟人化信息感知和信息交互,而且具备自我学习、处理、决策和控制的行为能力,从而推动人类社会从信息化向智能化转变,极大促进了信息、人工智能等技术的发展与产业结构调整。那么未来物联网还将如何发展?
说到物联网未来将会怎样发展,还可能会渗透到哪些领域,对我们的生活带来哪些改变?两位也帮我们畅想一下。在我们生活当中,刚才说的衣、食、住、行里面,大家其实有感受到,其实“衣”这个东西我们聊得比较少,但是今天我其实有一个非常大的感触,就是我在选衣服的时候,我并不知道我应该怎么搭配它。但是现在物联网有一个东西叫作魔镜,就是你的镜子,它加载物联网技术之后,它是可以根据当前的时尚信息来分辨出,就是说你的穿搭是否符合当前的流行,除了这块以外,其实还有就是我们在购物的时候,大家都知道(一部分)男人选衣服其实就是一个过程而已。如果能在你的搭配的时尚这一块儿,然后通过跟市场的一些信息的打通,可以进行一些我们不用自己去选,而是它给你推,推(给)你符合你气质的,符合你的内途的,你是商务的还是出去玩的,然后推送过来之后,你会更精准。这样的话,我们整个穿着上面就会更加地舒适。
我一直认为物联网它实际上能制约它服务于我们的是我们的想象力,而不是这个技术本身,是我们想到的东西都可以用这个技术去辅助来去做。比如我每天早上起来以后,你的床发现,结合你的穿戴设备发现醒了。然后窗帘自动打开,会有家政的机器人来把你今天,它觉得非常搭配你的衣服,给你送过来,然后另外同时这个早餐,已经通过自动控制的这种烤箱、微波炉都已经准备好了。我们可能每天在家在洗漱的同时,这个镜子就可以告诉你,你今天的身体状况以及你今天所需要去准备的一些事情。然后离开家的时候,我们也是通过无人驾驶的这种汽车可以带你到你想去的地方。到了办公室之后,这种工作的过程也是完全可以通过远程控制,比如说我可能在几千公里外有一个相应的矿机,但是我坐在办公室里面,通过物联网的网络就可以实时去控制这个矿机,然后完成我一天的整体的作业,再也不用像现在一样,可能处在一个高危的状态。晚上可能有更多的时间来去陪伴家人,来去实现这种亲情的交流,所以物联网可以更好地把我们的生活变得更幸福。好,感谢您收看我们这一期的《透视新科技》节目,如果你想了解我们更多节目内容,可以下载央视频收看我们往期的内容。我是胜春,咱们下期节目再见。