物聯網的概念至少可以追溯到20世紀90年代,當無線射頻識別(RFID)技術和GPS導航開始應用於物流、車輛管理的時候。如今,“感測器革命”和雲服務的逐漸成熟決定了物聯網已是大勢所趨,目前的“攔路虎”主要是標準混亂、電池問題以及安全隱患,這也催生了一大批活躍的創新者,他們正嘗試奈米技術充電、輻射波乃至超電波充電等。
物物互聯的“美好模樣”為什麼物聯網是這個時代最大的機遇
幾乎每次連線概念的革命都帶來了巨大的機遇。20世紀80年代,我們用網路連線計算機;90年代,我們用全球資訊網連線不同網頁的知識;21世紀,我們用諸如Facebook的社交媒體來連線人。數年前,由於網際網路連線的物體的數量已經超過了連線人的數量,一段新的歷史和一個新的時代(物聯網時代)由此開端。思科公司的一項研究預測,截至2025年,將有1 000億個裝置之間是互相連線的,每一個裝置上都配置了大量的感測器。毫無疑問,21世紀,我們最大的機遇將是物體之間的互聯,這會帶來新一波的應用發明浪潮。
我已經迫不及待地想看到物物互聯了,現在,幾乎每天我都會因為物體之間不能溝通並執行簡單的任務而沮喪,相信大家也會有很多類似“最想要的應用”。比如,我在中國出差時因為頻繁換酒店,會犯一些小錯誤,有時我會在淋浴時不小心開了冷水,或忘了自己的房間到底在哪裡,這在“智慧”物體的世界裡是不可能發生的。理想的情形應該是這樣的:我只要帶著房卡走近電梯,電梯就會自動識別出我和我的房間號,它會自動開啟並跟我打招呼說:“你好,皮埃羅,你現在想要去你的房間嗎?”它會帶我到正確的樓層,並在開啟門時提醒我“向右一直走”或“就在您左面”,而當我靠近房間時,房間門應該可以自動識別出我身上的房卡,自動開啟並歡迎我,整個房間裡的裝置都應該“知道”客人來了,燈和空調會自動開啟,電視會問“請問您想看什麼節目”?這些並不是什麼科幻場景,實現這些所需的技術已經有了,我只是希望儘快在酒店看到它。
再比如,很多時候在超市付款花的時間比找東西還多,如果收款機突然出故障了,即便你想用現金付款,超市也沒法賣給你。基於物聯網的應用能夠輕鬆解決這些支付問題,如果我有一個電子錢包,當我帶著很多東西從超市門走出的時候,這些東西能自動跟我的錢包“講話”:“嘿,我們的價格分別是……”然後我的電子錢包收到資訊後能跟超市收銀臺“講話”:“嘿,我現在付款了。”這意味著每次你購物時,付款流程都會被自動化。說到電子支付,中國的支付寶和微信支付實際上早已領先美國。但是,目前的電子支付仍然還是“史前時期”,物聯網時代的電子支付應該是你連智慧手機都不需要,什麼都不需要做,一切都在物體之間自動完成。支付始於你的電子錢包跟超市裡物體上的RFID/NFC感測器之間的自動交流,結束於收銀完成後你在郵箱裡收到電子收據和發票。購物將被簡化為,你到超市選好你想要的東西,然後直接帶出來。
這樣的例子還有很多,我每天都在想物聯網可能帶來的應用,我相信矽谷的人每天也都在想可能的應用。尤其對傳統制造業來說,不管是製造廚房用品還是浴室用品,不管是製造傢俱還是製造機器零件……讓物體變“智慧”的應用都是離得最近的機會。
總之,物聯網可以將人、建築、汽車、道路等全部連線起來,我們將生活在一個“智慧”的物體為我們提供“智慧”服務的時代。當我們談論大資料的時候,物聯網的到來才是資料真正的大爆發,我們將生活在一個“超級飽和”的資料世界裡。
物聯網憑什麼
物聯網的理念由來已久,並不是最近的新發明。1991年,馬克·維瑟(Mark Weiser)在美國科學雜誌上發表了一篇名為《21世紀計算機》的文章,其中首次提出了“普適計算”(普適計算意味著不用去為了使用計算機而尋找一臺計算機,無論走到哪裡,無論什麼時間,都可以根據需要獲得計算能力,普適計算的顯著目標之一是使得計算機裝置可以感知周圍的環境變化,從而根據環境的變化做出自動的基於使用者需要或者設定的行為)的概念,這其實就是對物聯網下計算能力的描述,保羅·薩福(Paul Saffo)1997年就發表了名為《感測器:下一個資訊科技創新浪潮》的文章。
但是,物聯網只能在系列條件都具備時才會發生:作業系統、硬體平臺以及更多的網際網路地址,這些都在過去十多年裡逐漸變成了現實。2003年,瑞典計算機科學研究所的亞當·鄧克爾斯(Adam Dunkels)為物聯網設計了一個名為Contiki的開源作業系統。2005年,一個國際性團隊在義大利伊夫雷亞(Ivrea)的互動設計研究所研發出了Arduino硬體平臺,它讓智慧物體變得可操作起來,也是創客們鍾愛的開源平臺,藉助Arduino開發板,創客們透過簡單的程式碼程式就可以實現一些常用電子裝置的執行功能。網際網路協議(IP)是識別連線到網路物體的協議網,到2000年,原來的IPv4(1981年開始執行)開始變得越來越有侷限性,不足以處理越來越多的連線到物聯網的物體,最終,2006年,新一代IPv6協議誕生,網路地址空間大大擴充套件,其網路地址多到足以給地球表面上每一個原子分配一個網路地址。
為什麼物聯網直到最近兩年才“大熱”?答案是“感測器”。很多人問我矽谷出現“下一件大事”是什麼的時候,我經常糾正說,會是“下一件小事”。因為,目前在技術世界裡悄無聲息地發生的革命是“感測器革命”,感測器正變得越來越便宜、越來越輕、越來越小以及越來越強大,我們可以將每一件物體都裝上感測器。細想一下,一塊石頭和一個生物的區別就是感官,生物可以“感受”周圍環境並對其做出反應,石頭不能。當我們將感測器置於物體之內,某種程度上我們就給了它一種生命,它們就變成了一種“生物”,可以自我感知和行動了。
近年來,晶片生產商紛紛開始設計和生產容納無線連線物體需要的所有感測器和晶片的電路板。2015年,英特爾引入了“居里模組”,該模組在一個很小的地方容納了一個感測器集線器,一個微處理器以及一個藍芽連線裝備。
同時,“雲”的發展和成熟允許這些安裝了感測器的物體彼此溝通,“雲”可以將這些物體感知到的資料組織成一個生態系統。這兩樣技術的突破和發展加速了物聯網的爆發。在一個實時記錄大海里所有感測器的網站[1]上可以看到,2015年,海洋裡已經有了750 000個高科技感測器,大約45 000個正實時向計算機提供資料,平均每秒都會產生15億個資料。再回想一下,20世紀80年代的感測器又大又貴,很可能也不防水,當時的計算機根本沒有能力處理海量的資料,現在,這一切都不是問題了。
硬體和軟體總是聯絡緊密。現在關於物聯網的頭條新聞總是關於智慧裝備等硬體,但這些裝備如果只是停留在彼此只能直接交換資訊的階段,未來它們很難良好共存。我們需要的是物體之間的“社交生活”,比如,一個裝置可以釋出房間的溫度,傳到雲上之後,所有基於房間的溫度而運作的裝置都可以使用這個資訊,一個裝置可以傳遞前門有人進入的資訊,房間內所有基於“有人進入”而運作的裝置都將可以迅速響應和準備。
因此,為物聯網設計各種應用就顯得很重要,我們需要為探測感測器和它們產生的實時測量資料提供各種軟體,並能讓這些資料在雲上“廣播”,即之前提到的,房間內所有的智慧裝置應該形成一個生態系統,一個能夠合作共存的系統。
另外,物聯網會產生海量的資料,問題是,誰來做“資料分析”?怎麼做?跟智慧手機、平板電腦和膝上型電腦一樣,所有這些智慧裝置都需要韌體(儲存在儲存器而非軟體中的指令)更新,傳統上做這些更新工作的都是後端機器,當大量的智慧硬體都有這個需求時,誰又能勝任這一工作?答案只能是“在雲端”,所以,雲服務當然也可以用於物聯網服務,且軟體的組成部分和硬體組成部分是一樣重要的。
目前,為機器對機器(M2M)的溝通提供公共雲服務的基礎設施已漸趨成熟,主要得益於物聯網平臺供應商的“機器雲”技術解決方案。這樣的企業有Jasper Technologies[2016年2月,思科宣佈以14億美元收購物聯網平臺供應商Jasper Technologies,Jasper專注於新興物聯網生命週期管理領域,提供物聯網解決方案部署的自動操作和管理功能,2004年在加利福尼亞的聖塔克拉利塔市由傑汗吉·穆罕默德(Jahangir Mohammed)創立],來自倫敦的Pachube公司(Pachube幫助人們在世界範圍內連線和共享來自物體、裝置、建築和環境的感應裝置實時資料,並且建立標籤),已被美國PTC公司收購的Axeda公司(Axeda專注於機器雲端技術),以及美國明尼阿波利斯的Spark公司(專注於物聯網系統開發的Spark可以為物聯網業內人士及業餘愛好者提供全套支撐裝備,幫助他們製造智慧硬體。該公司的雲服務“SparkCloud”則可以使所有這些裝置連線到網際網路並彼此溝通)。
來自舊金山的SeeControl公司(2015年被Autodesk收購)為創客們提供一個基於雲的平臺,透過連線世界上的智慧感測器和裝備,幫助創客們創造機器對機器(M2M)的應用。其他可用來連線(無線)感測器到雲端的裝備來自西班牙的創業公司Libelium,也是世界範圍內物聯網實踐的開拓者;來自以色列的Seebo和來自芝加哥的Konekt更多將賭注押到了GSM(全球移動通訊系統)上而不是Wi-Fi(無線保真)或藍芽;來自紐約的Temboo正跟Arduino合作來生產內建Wi-Fi的晶片,值得注意的是,Seebo的主要客戶似乎都是玩具生產商,很可能我們會在成人體驗到互聯互通的應用之前,先看到孩子們玩著互聯互通的玩具。
因為物聯網的大趨勢,過去幾年裡,所有提供雲服務的大公司都迅速改變了宣傳策略,宣稱它們的雲可以提供物聯網服務。如果你在網頁上搜索“物聯網和雲”,你第一眼看到的名字就是亞馬遜、SalesForce、IBM、甲骨文、谷歌以及微軟,當然,對亞馬遜的Kinesis平臺(實時處理和分析各種來源的大量資料流),谷歌的Cloud Dataflow平臺(超大規模雲分析系統,同樣可實時處理海量資料),微軟的Azure雲服務等來說,它們有能力將雲服務擴充套件到能處理成千上萬的裝備提供的資料也不難理解。
值得慶幸的是,這些巨頭公司願意創建制造商和程式設計師之間的虛擬社群,所以,現在我們可以使用一些免費的軟體。比如,2016年,IBM將它大資料平臺的產品Streams轉換成一個叫作Quarks的開源軟體,主要為智慧硬體的製造商以及相關應用提供開發服務。
三大“攔路虎”是什麼在阻礙物聯網運用的全面實現
物聯網領域確實已經有了越來越多的進步和嘗試,但它還沒有真正到來,我們現在看到的物聯網應用還非常侷限。
作為美國智慧家居的代表公司Nest(已被谷歌收購)以及智慧門鎖公司August都發明瞭可以跟智慧手機和瀏覽器“對話”的裝置,但它們目前其實還並不能跟其他物體“對話”。
2016年,舊金山的一家塔吉特(Target)超市舉行了智慧家居展,展出了多項物聯網應用和裝備,但對大多數人來說,找到一款真正有用的,想要購買的東西卻不多。比如,用智慧手機上的應用開啟咖啡機而不是親自按下按鈕,這談不上多有革命性和多能吸引消費者。
當然也有不少值得關注的進展。2015年,斯坦福大學的研究員阿素託史·薩克塞納(Ashutosh Saxena)在矽谷的紅木城建立了可以讓整個房間都自動化的“物體的大腦”,或者說,創造了一個“機器人的家”:房間裡裝了成百上千的感測器和可以學習人類生活習慣的智慧物體,他的研究或可改變智慧家居。
2016年,物聯網軟體公司Evrythng(沒錯,名字就是這樣寫的)簽下了這個領域最大的合同,它跟艾利丹尼森公司計劃在未來3年內合作發明智慧的衣服和鞋子,將它們連線到雲端,自然也能跟智慧手機溝通,比如,當你找不到自己喜歡的T恤衫時,就可以讓手機幫你找出來。
總體來說,目前可以彼此溝通的物體數量還太少,當未來越來越多的東西可以加入“對話”行列時,我們就可以宣稱真正的物聯網大爆發到來了。
目前,有三個主要原因是物聯網發展的“攔路虎”。第一,我們沒有一個佔據絕對優勢的行業標準,大的玩家們還在“明爭暗鬥”。第二,已有的電池的持續時間還不夠長,即使感測器、晶片等使用的電量非常低,物聯網需要的24小時線上智慧裝置也是非常耗電的。第三,當我們將百萬級的物體全部連線起來後,我們還會遇到一個新層面的安全問題。如何保證沒有其他人可以對我的家門、車門發出行動指令?又如何保證我的車跟車庫之間的對話沒有被非法裝備劫持?
強者們的“標準混戰”
物聯網標準領域的競爭非常激烈,很難預測到底誰會贏得控制權。大公司們已經形成了財團、抱團競爭,比如,美國電信巨頭AT&T、思科、IBM、英特爾和通用電氣共同成立的工業網際網路聯盟(Industrial Internet Consortium,IIC)財團。再比如,三星、博通、戴爾宣佈成立的“開放互聯聯盟”(Open Interconnect Consortium)。但是,有一個公司顯然目前擁有很大的優勢:2014年,大約1.2億種的智慧家居裝備和大約2 000萬輛的汽車都配置了高通晶片,高通晶片還被用於很多可穿戴裝置中。高通用的“標準”是AllJoyn [AllJoyn由高通創新中心(Qualcomm Innovation Center)的開源專案開發,主要用於透過Wi-Fi或藍芽技術近距離無線傳輸,程式設計師可以很方便地編寫出搜尋附近裝置的應用程式,並且無論對方的品牌、類別、系統是什麼都可以在無須雲環境的情況下連線]。
蘋果公司的實力也不容小覷,它在2014年釋出了智慧家居平臺HomeKit,2015年5月,宣佈首批支援其平臺的智慧家居裝置在6月上市。
有趣的是,2015年,英特爾與開源硬體巨頭Arduino聯合推出了一款廉價的低功耗可穿戴裝置開發板“Arduino 101”,這是開源硬體圈的一件好事,也意味著英特爾進入物聯網領域時,一定會跟Arduino合作。
同樣在2015年,國際Wi-Fi聯盟(Wi-Fi Alliance)披露了下一個“Wi-Fi認證”服務,即“無線感知”(Wi-Fi Aware)。透過這項技術,智慧裝置能夠在連線建立之前就探測到周圍相容裝置(比如智慧手機)的存在,並且可以直接跟這些裝置交流應用程式上的資訊。2016年,Wi-Fi聯盟又釋出了新標準Wi-Fi HaLow,稱其傳輸距離是傳統Wi-Fi的兩倍,耗能也有所降低。之前,由於Wi-Fi應用於物聯網的最大問題是耗能,很多廠商都不會在無法安裝高容量電池卻需要長時間工作的裝置上使用Wi-Fi,Wi-Fi聯盟一直試圖透過降低耗能來成為新標準制定者。
但是,藍芽和Wi-Fi到底是不是物聯網下連線物體的正確方式還不一定。LTE(Long Term Evolution)技術被用於目前4G網路下的無線連線,為LTE製作通訊晶片的專業公司也有不少,比如以色列的Altair半導體公司(2016年被索尼收購),以及總部位於巴黎的Sequans。2015年,該領域新發布了兩個標準:一個是英特爾、愛立信和諾基亞釋出的“窄帶LTE”(Narrow Band-LTE),另一個是華為與沃達豐釋出的窄帶蜂窩物聯網(Narrow-Band Cellular IoT)。
創業者“空中取電”的奇思妙想
電池問題是困擾世界的一大難題,自鋰電池於1991年被髮明以來,它的充電效率每年都會提升5%~10%。遺憾的是,我們的需求增長遠快於此,而且鋰電池本身的尺寸也沒有大幅度縮小。我們需要更輕的相機、更輕的智慧手機、更輕的膝上型電腦……與此同時,這些智慧電子裝備晝夜待機很是耗電,我們又不想背一個又大又重的電池,該怎麼辦呢?
手機被髮明後,尺寸在20多年裡一直是越來越小,直到最近數年,智慧手機的螢幕反而越來越大。人們很快就會明白,不僅是螢幕大帶來的體驗好,更重要的是電池的續航能力:如今的大屏智慧手機仍然用的是鋰電池,但尺寸幾乎是幾年前的2倍。這也是鋰電池的價格近幾年來很難降下來的原因。
電池問題還會帶來地緣政治學的難題,因為全世界的大部分鋰產品是由四家化工企業生產的,分別是總部位於美國路易斯安那州的Albermarle、智利化工和礦業公司(Chile’s SQM)、美國費城的富美實公司(FMC Corporation)以及中國的天齊鋰業。2012年,美國政府發現鋰電池是如此重要的戰略性資產,專門釋出了“能源儲存研究專案”(JCESR)。大公司們也紛紛開始了自己的電池研究專案,特斯拉和松下正在美國內華達州建立製造先進電池的工廠,特斯拉很快會開始銷售Powerwall(特斯拉主打的家用電池,不僅可以給Tesla供電,而且可以供給整個家庭用電,使用來自太陽能電池板的電能)。
由於電池的侷限,目前的物聯網應用大多都跟用電的裝置有關(即那些需要插上電源插座才能執行的裝置)。比如,2016年,亞馬遜開始銷售“智慧”印表機,當它沒有墨水的時候,可以自動加墨,銷售“智慧”洗衣機,當忘加洗衣液或洗衣液比較少的時候,可以自動新增。短期之內,如24M(位於波士頓)這樣的創業公司正試圖發明更好、更便宜的鋰離子電池。
目前,我對電池的主要希望都寄託在了納米技術上,比如,以色列的創業公司StoreDoT,正在研究“超級電容器”,可以跟特斯拉和松下的電池匹配,但只需幾分鐘就能充滿電,而不是像原來那樣需要幾個小時。
物聯網需要的電池正是奈米技術有望實現的:輕便、便宜,幾分鐘乃至幾秒鐘就可以完全充好電,充一次電能使用好幾個月。
1902年,電氣工程師和發明家尼古拉·特斯拉(Nikola Tesla)設計了用於無線輸電實驗的沃登克里弗塔,又稱作特斯拉塔,後因資金原因被拆除。特斯拉的眼光超前了一個多世紀,2007年,美國麻省理工學院的物理學教授馬林·索爾亞契奇(Marin Soljacic)發表論文證明特斯拉的夢想是完全可行的,電能完全可以在空氣中傳輸,只不過要用磁共振這種方法。馬林·索爾亞契奇試圖將基於磁共振的充電技術商業化,這也是WiTricity公司的由來,這種技術具有支援遠距離傳輸、支援多個裝置同時充電、對放置位置的要求不高、可以穿越障礙等多個優點。
2014年,英特爾購買了將無線充電功能整合到Skylake處理器的許可證。這一年,一家名為Powermat的創業公司的表現也很搶眼。Powermat由以色列企業家Ran Poliakine在2007年創立,它採用特斯拉的想法,用感應充電的技術實現相近物體之間的電能傳輸。2009年,Powermat釋出了一種裝備,可以實現遠端為智慧手機充電,之後,該公司跟世界電池領域最知名的品牌金霸王Duracell成立了合資企業。2014年,這家合資企業重新設計的產品被灣區200多家星巴克咖啡店採用,為顧客提供無線手機充電。
從技術上講,感應技術是緊耦合的,而共振技術是鬆散耦合。這兩種技術之外還有另一條路線,由2012年成立於灣區的公司Energous提出的另一種方案:射頻電波。它可以為裝置提供點對點無線電力輸送。Energous的方案分發送器和接收器兩端。Energous在2015年和2016年開始銷售它的充電裝置,並將其縮小到了一個U盤裡,一端的傳送器插入膝上型電腦的USB介面,用藍芽定位可相容裝置併發送射頻波;另一端的接收器裝置(一個微小的接收器晶片)連線到一個智慧手機或可穿戴裝置上,將射頻波轉換為可充電的直流電。2016年,包括希亞姆·格拉科塔(Shyam Gollakota)(2015世界通訊技術獎得主)在內的美國華盛頓大學的一個團隊釋出了一款名為PoWi-Fi(Power over Wi-Fi)的創新路由器,不僅可以無線接入網際網路,還能利用無線為終端裝置充電。約書亞·史密斯(Joshua Smith)在英特爾主導一個無線充電專案時聽起來像個瘋子,因為他的想法是利用電視的輻射波來發電。不過,現在他正跟薩亞姆·古拉卡塔的團隊合作,他們“空中取電”的計劃是,“捕獲”電視輻射波、電腦輻射波、Wi-Fi和藍芽輻射波等各種各樣在房間裡移動的能量,再把它們轉化為可充電的電能,一旦這個實驗獲得成功,電池就將成為歷史了!這項名為無源Wi-Fi(passive Wi-Fi)的技術,正由該團隊建立的Jeeva Wireless公司商業化。
無線充電領域的創新者還試圖用超聲波為電子裝置充電,這個想法的發明者是美國一位名叫梅瑞狄斯·佩裡(Meredith Perry)的女孩,她也是uBeam公司的創始人,uBeam充電過程是先將電轉化為超聲波,然後從空中傳送超音訊,再在另外一端用一個電子裝置捕捉超聲轉化回電流,接收者連線該裝置實現充電。
一如既往,大公司們都在等著看到底哪項無線充電技術可以佔優勢。三個大的聯盟各有自己支援的標準,第一個無線充電聯盟(Wireless Power Consortium,WPC)推出的無線充電標準是“Qi”,該標準的支持者包括三星、LG、索尼、黑莓、HTC和諾基亞;第一個充電聯盟電源事物聯盟(PMA)的主要支持者有Powermat、AT&T、WiTricity、谷歌以及金霸王電池;第三個無線充電聯盟為無線電力聯盟(Alliance for Wireless Power),2015年,A4WP和PMA兩大無線充電技術聯盟合併,新聯盟更名為AirFuel Alliance,這家擁有近200家會員企業的聯盟在尋找統一標準上往前邁了一步。
物聯網需要“醫生”和“警察”
物聯網的安全問題要怎麼解決?2015年,一群駭客對世界最大的電子玩具生產商偉易達(VTech)的襲擊已經讓超過六百萬的兒童的個人資料曝光,如果同樣的駭客襲擊偉易達製造出來的“智慧玩具”會怎樣?因為智慧玩具跟家長的資料乃至家中很多其他裝置都是連線的,意味著駭客只要破解一個裝置,就會對你家中的一切瞭如指掌。中國已經發生了類似的犯罪,駭客們透過兒童戴的智慧手錶,輕鬆掌握了家長的電話、住址等很多資訊,只要篡改軟體,就可以輕鬆地帶走孩子並誤導家長。
之所以存在安全隱患還有一個非常簡單的原因:將物品和應用變得“智慧”的公司,通常本來就在生產這些物品和應用,但它們原來的製作過程有著強大的慣性,要改變通常要花很長時間。
這種安全問題確實棘手,目前有些公司採用的策略跟醫生防止感染很相似,即檢查到系統入侵訊號後,立即切斷已“感染”的裝置,避免它們繼續“感染”其他連線的裝置。比如,亞特蘭大的Luma公司銷售一種Wi-Fi路由器,能夠檢查家中網路的擁堵之處並查明“感染”;芬蘭的F-Secure Sense公司銷售一種安全監測器,安置在家庭路由器和它連線的裝置之間,檢查網路中可能出現的“感染”;ForeScout,最初是2000年創立於以色列的公司,主要的產品就是幫助人們整理分類接入網路的各種裝置,在這個過程中發現偽裝成正常裝備的“滲入者”。
2014年,Danger公司聯合創始人喬·布里特(Joe Britt)在加利福尼亞州洛斯拉圖斯成立的Afero公司能夠在沒有Wi-Fi或Wi-Fi連線中斷的情況下提供物聯網通訊的安全保障。
真正的創新來自“開源”
解決目前這些大大小小的問題都需要創新,物聯網真正的創新既不會來自創業者,也不會來自大公司。而是會來自開源(Open Source)。首先是開源硬體平臺。開源硬體平臺Arduino Uno 2005年在義大利誕生,因為沒有作業系統,每次只能執行一個應用,因此也是控制每次只能做一件事情的“智慧”物體的理想平臺。
我認為在開源硬體跟家庭自動化之間有著令人興奮的進步。比如Raspberry Pi(中文譯名為樹莓派),它是一個信用卡大小的“卡片電腦”(Single-board Computer,單板機),2012年由英國劍橋某實驗室研發併發布,最初是為學生計算機程式設計教育而設計的。2015年,PINE64,一款只比智慧手機稍微大一點的64位單板計算機誕生,官方將其稱為世界上第一款15美元的平板、IoT裝置、遊戲機、膝上型電腦……而且,它在設計上還可以跟開放式家庭自動化匯流排OpenHAB標準相容。OpenHAB全稱為Open Home Automation Bus,該標準旨在為家庭自動化構建提供一個通用的整合平臺,是德國的凱·克任滋(Kai Kreuzer)為了讓“智慧”物體彼此對話而設計的(2010年)。
其次是開源互連(interconnection)技術。上文提到的OpenHAB平臺是用Java語言寫成的,而且是開源的,使用者可以用它設定系列個性化操作,諸如“早上7點開啟衛生間的暖氣,7點15分開啟房間裡的燈”或者,“當有人按門鈴的時候,在電腦監視屏上顯示監控攝像機的影象,開啟前門的燈並暫停音樂播放……”該平臺的發明者凱·克任滋如今在領導由多個公司和獨立工程師們組成的物聯網專案——Eclipse IoT(/)。
很多開源的故事都可以回溯到2004年的烏班圖(ubuntu),一款基於linux的免費開源桌面PC作業系統,由於它的目標是為一般使用者提供一個最新的、完全基於自由軟體的作業系統,在個人電腦和智慧手機領域很受歡迎。它是Debian(廣義上指的是致力於建立開源作業系統的合作組織及其作品)的“後代”。
另外,OpenHAB跟ROS也相容,ROS是吳恩達領導的研究團隊2005年在斯坦福發明的機器人作業系統,這一系統在Willow Garage公司得到了進一步的完善。ROS也是開源的,它提供了一整套的軟體工具來構建機器人應用(/ ROS)。比如,ROS可以用於家庭助理機器人,很大程度上也就是物聯網的一部分。你可以在家門口設定一個運動探測器,當它檢測到有人來訪時,房間內的機器人會自動在ROS上識別這個人的身份,如果是可信任、被允許的訪客,它會開啟房間的燈,開啟門迎接客人,並主動問:“您需要咖啡嗎?”如果答案是肯定的,它再迅速讓咖啡機準備好咖啡。在這整個流程裡,運動探測器、機器人和咖啡機則透過OpenHAB交流,就好像你我日常用英語交流一樣。
誰是下一個黑馬
目前,物聯網領域還沒有出現遠勝於其他領域的創業者,很難說誰是下一個黑馬。正在投資物聯網的“老公司”們都是各有青睞。英特爾投資了Arrayant、WebAction(Striim)和Ossia,思科投資了Ayla、Jasper、ParStream、Evrythng、iControl、Worldsensing和Sensity Systems。谷歌最有名的投資當然是Nest,其他也有不少。唯一能與幾個大公司競爭的是全球電力裝置巨頭通用電氣旗下的子公司通用資本(GE Ventures),它先後投資了OnRamp Wireless、Mocana、Quirky、APX Labs、Clearpath Robotics以及FlexGen Power Systems。
專注於設計的軟體公司Autodesk 2015年用1億美元成立了一個專門的基金會,旨在為物聯網創業者服務。雖然總部位於加州,但Autodesk不一定非要投靠矽谷的創業者。過去5年業內被資本發現的最好的物聯網創業公司是法國創業企業Sigfox(2014年,三星釋出了開放平臺ARTIK,並收購了矽谷帕洛阿爾託的創業公司Smart Things,緊接著收購了法國創業公司Sigfox,該公司的目標是建立一個能夠取代傳統行動網路的低功耗物聯網專用網路),再往前才是來自美國洛杉磯地區的Telogis和科羅拉多州的Tendril。矽谷目前唯一的重大成功(“成功”=“拿到大量投資”)是被思科收購的Jasper Technologies。當然矽谷不乏很多“早期嘗試者”,比如帕洛阿爾託已開了第一家專注物聯網產品的商店。
這個領域短期內能賺錢的是那些能為物體的溝通以及使用者控制提供平臺的企業,但是,當我們把海量的物體連線起來以後,我們就需要很多應用來做具體有用的事情。所以,我比較感興趣的創業者像Neura,由以色列工程師們2013年在矽谷建立的,這個公司在物聯網上應用了一點人工智慧,其技術可讓使用者使用的裝置實現資料共享和連通,例如鬧鐘可以通知咖啡機主人已醒,讓其開始沖泡早晨咖啡等。也就是說,Neura的技術能夠讓物體學習使用者的習慣,然後記住併為主人打造個性化的服務,這裡的“物體”可以成為使用者行為的一部分,我認為這比很多企業只是單純地連線物體要有趣得多。2016年1月,Neura獲得了1 100萬美元A輪融資。
發展中國家會首先大面積應用
物聯網接下來會有兩個大的發展方向。第一個發展方向是“沒有網際網路的物聯網”,為什麼我們連線兩個物體時一定需要網路呢?因為“物體”本身的進步極小或者說根本沒有什麼進步,感測器這樣的物體可以將資料傳送到雲端,也意味著資料處理是發生在雲端,不是在物體本身的。儘管如此,早晚會有人意識到,網際網路有時候其實是個問題,而不是解決方案。
技術的發展會讓感測器在將資料傳送到雲端之前就能做很多分析和處理工作,然後一個問題就會凸顯出來:為什麼我們還要把資料傳送到雲端而不是直接傳給那些需要資料的物體?
第二個發展方向與第一個正好相反,是“萬物互聯”,大公司們正計劃為這個星球上的每個人提供全球網路連線,比如Facebook的Internet.org會使用無人機和衛星星座,谷歌的Project Loon會使用氦氣球,高通的OneWeb同樣會使用衛星星座(預計2018年發射)。
聯合國國際電信聯盟機構於2015年釋出的《資訊社會衡量報告》顯示,發展中國家的資訊社會發展仍然遠遠落後於發達國家,相比西方世界80%的網際網路接入率,目前只有7%的發展中國家的家庭擁有網際網路。不過,這恰恰可能是物聯網將首先在發展中國家迅速發展的原因。要打造物聯網需要無數的硬體和軟體服務,很多都需要從零開始,然而,發達國家已經擁有很多提供網路服務的基礎設施,要將原有的服務全部清除,重新換上互聯互通的各種物體比從零開始的阻力更大。因此,我認為發展中國家會在全球首先大範圍應用物聯網,就像非洲第一個應用手機支付一樣。
2014年,GSMA估計,大概52%的蜂窩M2M(機器對機器)連線是在發展中國家。2015年,麥肯錫的一項研究——《發掘物聯網潛力》——也顯示,2015~2025年,物聯網40%的價值會在發展中國家體現出來。
發展中國家的城市有足夠的動力來應用物聯網,這些城市承受著汙染、擁擠以及隨之帶來的各種不健康因子,他們比發達國家更需要用物聯網來高效解決各種問題。比如,物聯網可以幫助發展中國家為城市中的大量老年人提供看護和緊急情況呼救,可以緩解過度擁擠的道路交通等。總之,“萬物互聯”帶來的全球村裡,物體們會創造一個更美好、更宜居的社會。
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