物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)助推新一輪產(chǎn)業(yè)變革

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是支撐“網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國”和“中國制造2025”等國家戰(zhàn)略的重要基礎(chǔ)，在推動(dòng)國家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)和優(yōu)化過程中發(fā)揮著重要作用。物聯(lián)網(wǎng)作為新一代信息技術(shù)的高度集成和綜合運(yùn)用，對(duì)新一輪產(chǎn)業(yè)變革和經(jīng)濟(jì)社會(huì)綠色、智能、可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

我國在這個(gè)領(lǐng)域走在世界前列

物聯(lián)網(wǎng)對(duì)應(yīng)的英文單詞為Internet of Things，即萬物相連的互聯(lián)網(wǎng)。這個(gè)概念起源于1995年ITU（國際電信聯(lián)盟）會(huì)議，當(dāng)時(shí)與會(huì)專家一致認(rèn)為未來信息技術(shù)將在物聯(lián)網(wǎng)方向有非常大的發(fā)展，也將對(duì)人類科技進(jìn)步起到重大的作用。

2010年物聯(lián)網(wǎng)被列入政府工作報(bào)告后，物聯(lián)網(wǎng)在中國迎來了發(fā)展大潮。2010年9月，有28所高校在教育部的篩選后開始設(shè)立物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)。北京科技大學(xué)也成為第一批開辦物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的大學(xué)之一。

2010—2021年，已有500多所大學(xué)開設(shè)了物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)，500多所高職、高專開辦物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)，人社部也設(shè)立了物聯(lián)網(wǎng)工程師和物聯(lián)網(wǎng)安裝調(diào)試員等新職業(yè)崗位。從人才培養(yǎng)方面來看，從高職、高專、本科，到技術(shù)工人的發(fā)展脈絡(luò)非常清晰。同時(shí)，科技部為此設(shè)立了 “物聯(lián)網(wǎng)與智慧城市”國家重大專項(xiàng)。目前，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用范圍主要是智慧城市和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)兩個(gè)方向。

王志良感慨地說：“在過去的四次工業(yè)革命中，前三次我們并沒有走到世界的前列。這次智能化大潮，無論是物聯(lián)網(wǎng)，還是人工智能等相關(guān)專業(yè)，我們在這些領(lǐng)域的發(fā)展都走在了世界的前列?！?/p>

數(shù)字經(jīng)濟(jì)的五大基石

1946年，計(jì)算機(jī)的發(fā)明開創(chuàng)了人類的數(shù)字化時(shí)代。數(shù)字化時(shí)代大概有這樣一個(gè)規(guī)律：每15年一個(gè)浪潮。但數(shù)字化能夠在1980年進(jìn)入千家萬戶，是隨著微軟公司發(fā)明了操作系統(tǒng)軟件，英特爾公司提供了新的硬件設(shè)備，誕生了個(gè)人計(jì)算機(jī)（PC）開始的。1995年，網(wǎng)絡(luò)化時(shí)代開始，這是第一代互聯(lián)網(wǎng)。

第二代互聯(lián)網(wǎng)就是“移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)”。

第三代互聯(lián)網(wǎng)——“物聯(lián)網(wǎng)”正在到來。因?yàn)榛ヂ?lián)網(wǎng)的使用者必須是人，但是物聯(lián)網(wǎng)是物體在“上網(wǎng)”或者是物體和人一起“上網(wǎng)”。比如說汽車、攝像設(shè)備、智能家居的上網(wǎng)，這就是互聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)的區(qū)別。谷歌公司總裁埃里克·施密特曾大膽預(yù)言：物聯(lián)網(wǎng)或?qū)?dǎo)致互聯(lián)網(wǎng)消失。

“十四五”規(guī)劃中劃定了7大數(shù)字經(jīng)濟(jì)重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)，包括云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈、人工智能、虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)，這7大產(chǎn)業(yè)也將承擔(dān)起實(shí)現(xiàn)數(shù)字經(jīng)濟(jì)核心產(chǎn)業(yè)增加值占GDP超過10%目標(biāo)的重任。

其實(shí)，在過去的10年間，物聯(lián)網(wǎng)并不是孤立發(fā)展的。數(shù)字經(jīng)濟(jì)有5個(gè)基石，分別是物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算和人工智能。這5個(gè)基石是數(shù)字經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)，在這個(gè)數(shù)字經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)上，可以進(jìn)行農(nóng)業(yè)、汽車、家居等不同方向的應(yīng)用。

王志良介紹，數(shù)字經(jīng)濟(jì)以信息為核心，信息以數(shù)據(jù)為核心。數(shù)據(jù)的采集、數(shù)據(jù)的傳輸、數(shù)據(jù)的處理，再到數(shù)據(jù)的控制，構(gòu)成信息的全閉環(huán)。在信息的全閉環(huán)之中，物聯(lián)網(wǎng)主要是去采集數(shù)據(jù)，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)是使用數(shù)據(jù)，云計(jì)算將海量數(shù)據(jù)分解并進(jìn)行處理和分析，并用人工智能把信息構(gòu)成閉環(huán)。在過去，這個(gè)過程是分割的，比如說信息采集是儀器儀表專業(yè)，數(shù)據(jù)采集感知、數(shù)據(jù)傳輸是通信專業(yè)，數(shù)據(jù)處理是計(jì)算機(jī)專業(yè)和軟件專業(yè)，數(shù)據(jù)控制是自動(dòng)化專業(yè)。發(fā)展到今天，各專業(yè)有了關(guān)聯(lián)。只有在關(guān)聯(lián)之上才能產(chǎn)生更大的經(jīng)濟(jì)效益。物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能，構(gòu)成了一個(gè)數(shù)據(jù)采集、傳輸、處理、控制的全鏈條，開創(chuàng)了新業(yè)態(tài)，創(chuàng)造了很多財(cái)富。

王志良認(rèn)為，物聯(lián)網(wǎng)和過去的學(xué)科是不一樣的，講究的是全系統(tǒng)、全信息量。這實(shí)際上包括3個(gè)基礎(chǔ)技術(shù)。

第一，數(shù)據(jù)感知，即傳感器。比如說城市突然遭遇一場暴雨，有一些橋底出現(xiàn)了積水，汽車不能順利通過，這個(gè)時(shí)候傳感器的預(yù)警就非常重要，這就是數(shù)據(jù)感知技術(shù)。

第二，數(shù)據(jù)上傳，這就是通信專業(yè)。比如說北京到廣州甚至全球，構(gòu)成核心網(wǎng)的光纜，能負(fù)載許多的通信鏈路。物聯(lián)網(wǎng)就是把骨干網(wǎng)都分布到各地，比如實(shí)驗(yàn)室的網(wǎng)絡(luò)。但實(shí)驗(yàn)室的空調(diào)怎么聯(lián)網(wǎng)？溫度怎么聯(lián)網(wǎng)？這時(shí)必須使用無線，有無線就有網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)關(guān)和路由器必須是無線，無線到傳感器，這一段就屬于物聯(lián)網(wǎng)的范圍。我們國家在通信環(huán)節(jié)，走在了世界的前列。

第三，數(shù)據(jù)感知到數(shù)據(jù)傳輸。數(shù)據(jù)通過傳輸?shù)竭_(dá)大數(shù)據(jù)中心，大數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)如何利用？比如每一個(gè)路口都有攝像，但所錄視頻只有發(fā)生突發(fā)事件才有用。那怎么分析出有用的視頻？這個(gè)時(shí)候就需要人工智能相關(guān)算法，對(duì)突發(fā)事件或者是一些變化進(jìn)行分析，這部分所用的關(guān)鍵技術(shù)就是數(shù)據(jù)感知、數(shù)據(jù)傳輸和人工智能處理。在這個(gè)環(huán)節(jié)上，我們國家的人工智能技術(shù)基本上和美國的人工智能技術(shù)是并駕齊驅(qū)的。

“人工心理”助力智慧養(yǎng)老

“人工心理”是王志良教授提出的原創(chuàng)概念，是指人工智能利用信息科學(xué)的手段，對(duì)人的心理活動(dòng)的更全面內(nèi)容（尤其是情感、意志、性格、創(chuàng)造等）的再一次人工機(jī)器（計(jì)算機(jī)、模型算法等）實(shí)現(xiàn)。也就是讓人工智能學(xué)習(xí)人類的認(rèn)知心理，比如在火車站乘車時(shí)，進(jìn)行人臉識(shí)別后就可以上車。

說到為什么會(huì)定義這個(gè)概念，王志良說：“當(dāng)時(shí)我想中國人為什么非得跟著外國人說啥就是啥呢？我們中國人不能夠提出一些新概念嗎？就是這種想法，我干脆定義了一個(gè)人工心理的概念，先后得到了人工智能學(xué)會(huì)、國家自然基金委的支持，一步一步做了這個(gè)研究?！?/p>

目前，人工心理最常見的應(yīng)用是網(wǎng)絡(luò)購物。如大數(shù)據(jù)精準(zhǔn)推銷物品，事實(shí)上就是通過數(shù)據(jù)的記錄，用人工心理、情感計(jì)算獲知消費(fèi)者的取向和偏好，更精準(zhǔn)地推銷。

在養(yǎng)老方面，人工心理也有應(yīng)用。早在2010年物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)初創(chuàng)之際，當(dāng)時(shí)天津大學(xué)的姚建銓院士就深刻地意識(shí)到物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以在智慧養(yǎng)老方面提供一些幫助。

在隨后的香山科學(xué)會(huì)議上（香山科學(xué)會(huì)議是以基礎(chǔ)研究的科學(xué)前沿問題與我國重大工程技術(shù)領(lǐng)域中的科學(xué)問題為主題的會(huì)議），王志良和與會(huì)代表就物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展方向進(jìn)行了研討。第一個(gè)方向是物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集、傳輸和處理，推動(dòng)智能家居環(huán)境圍繞著老年人的需求去做。

王志良說，現(xiàn)在可以使用NB-IoT（窄帶物聯(lián)網(wǎng)）技術(shù)把手機(jī)貼到冰箱上，如果老人打開冰箱，物聯(lián)網(wǎng)手機(jī)就能把信號(hào)傳到社區(qū)服務(wù)中心，就可以知道老人在活動(dòng)?，F(xiàn)在這個(gè)技術(shù)非常便宜，可能成本是幾十塊錢，加上服務(wù)費(fèi)也就是一兩百塊錢，很多社區(qū)已給老人免費(fèi)安裝。這就是物聯(lián)網(wǎng)的感知、傳輸和處理技術(shù)在養(yǎng)老信息化方面的應(yīng)用。

王志良特別指出，數(shù)字化時(shí)代是人和機(jī)器打交道越來越多的時(shí)代，應(yīng)該讓機(jī)器去理解人的心理和情感需求。

正在成長中的物聯(lián)網(wǎng)學(xué)科教育

在談及如何辦學(xué)的話題上，王志良風(fēng)趣地說，在2010年開辦物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)時(shí)，大家都不知道什么是物聯(lián)網(wǎng)，只知道物聯(lián)網(wǎng)的定義是把物體連在互聯(lián)網(wǎng)上。20世紀(jì)50年代之后，在相當(dāng)長的一個(gè)階段，大家很困惑計(jì)算機(jī)能不能成為一個(gè)學(xué)科?！叭绻裉煺l說計(jì)算機(jī)不是一個(gè)學(xué)科，那不是笑話嘛！”王志良說。

在2013年北京物聯(lián)網(wǎng)學(xué)會(huì)成立后，王志良提出了13門物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的課程。哪些應(yīng)該作為本科的基礎(chǔ)課程，哪些應(yīng)該作為選修課程，最后由學(xué)會(huì)成員研討后投票決定。

目前，王志良和他的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)編寫了20本教材，其中《物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論》和《物聯(lián)網(wǎng)工程概論》印發(fā)了3萬冊。近年來，王志良開設(shè)了很多過去沒有的課程，他還通過“產(chǎn)、學(xué)、研”的結(jié)合來引導(dǎo)辦學(xué)，讓學(xué)生提出科學(xué)問題，解決技術(shù)問題。

物聯(lián)網(wǎng)與“農(nóng)業(yè)工業(yè)”

作為北京市物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的首席科學(xué)家，王志良和北京物聯(lián)網(wǎng)學(xué)會(huì)一直在研究北京如何發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)。

在談及如何在農(nóng)業(yè)上應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)時(shí)，王志良興奮地說，鄉(xiāng)村振興已成為中華民族復(fù)興的一個(gè)重要內(nèi)容，我們應(yīng)該讓物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)和工業(yè)上發(fā)力。北京物聯(lián)網(wǎng)學(xué)會(huì)為此專門成立了智慧農(nóng)業(yè)分會(huì)，目前已經(jīng)和河南周口、國家農(nóng)業(yè)高新園區(qū)聯(lián)合，把物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用到河南農(nóng)村。

王志良認(rèn)為，我們一定要把先進(jìn)的技術(shù)應(yīng)用到農(nóng)業(yè)，提高農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)效率，提高農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)，使得落后的生產(chǎn)力能夠得到改善，調(diào)和農(nóng)村人口生產(chǎn)關(guān)系和生產(chǎn)力。這也可能是中國未來一個(gè)需求巨大的市場。

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