
AI 科技 评论按 ,4 月 25 日,在由涂鸦智能联合知名 财经 媒体《新财富》、人工智能领域知名媒体《全球智能化商业》共同举办的「全球智能化商业峰会」上,斯坦福大学荣誉教授、新西兰皇家学会荣誉成员、世界级算法专家 Michael Saunders 进行了以「基於约束优化的算法:通用软件的益处」为主题的演讲。
Michael Saunders 曾任斯坦福大学管理科学与工程系教授。目前,他是斯坦福大学荣誉教授、数学家、世界级算法专家,工业与应用数学学会会士,新西兰皇家学会荣誉成员,斯坦福大学发明名人堂成员。
Michael Saunders 教授师从科学计算之父 Gene Golub,于 1972 年获得了斯坦福大学计算机科学博士学位,作为计算机领域的「大咖」,他曾获数学程式设计学会「William Orchard-Hays 奖」及工业与应用数学学会「暹罗线性代数奖」。据了解,目前其用于矩阵方程式和优化问题的数学算法在全球被广泛使用。Michael Saunders 教授曾为通用电气、波音公司等提供咨询服务。
Michael Saunders 教授的研究领域包括人工智能、大规模科学计算、大数据分析、系统优化、稀疏矩阵解法、软件工程、AIoT 等。
在他看来,互联互通一直都是 AIoT 产业的优化难题,例如此次会议的主办方涂鸦智能也推出了类似技术希望解决信息孤岛的问题,Saunders 教授在此领域贡献突出。
以下是此次 Michael Saunders 教授的演讲和专访纪要,AI 科技 评论做了不改变原意的整理:
大家好!谢谢今天来现场的各位嘉宾,我很高兴来到中国。不好意思,我是新西兰人,我会说一点法语,一点西班牙语和一点英语,但是中文要难得多。
今天我想要和大家讲的是「约束优化」,在这之前,我想先谈一下为什么我会去斯坦福大学并参与计算机相关的科研,并谈谈关于约束优化的 历史 。
从新西兰到斯坦福,专注于「约束优化」
1972 年,我取得了在斯坦福大学的博士学位,我返回新西兰并以为我会就此永远待在新西兰,但斯坦福大学教授 George Dantzig,线性代数之父,他开始了系统优化实验室(SOL)计划,并且邀请我回到斯坦福。
在我参与系统优化实验室之时,Dantzig 教授负责建立经济和能量模型,而我则专注于非线性目标函数,并且研发 MINOS 优化软件的初始版本,以解决这些模型的问题。
当时,斯坦福大学教授 George Dantzig 提出了一种新的算法优化——即「约束优化」。这是一个很难的研究课题,它是在一系列约束条件下,寻找一组参数值,使某个或某一组函数的目标值达到最优。「约束优化」本质上是一个线性代数问题,通过软件来实现优化分析。
到了 1980 年代,我又延伸了 MINOS 用以处理一些非线性约束条件,并且我们开发了其他的约束优化软件用于通用电气和 NASA。
在 1990 年,我们的软件被用于温室效应模型,以及航太的优化问题,例如飞机和太空船的轨道优化。
我有一个做航空器的双胞胎兄弟大卫,他从 1975 年起,就在 NASA 的艾姆斯研究中心(Ames Research Center)工作,他利用了我们的优化软件设计超音速飞机、新型的太空梭和太空舱,虽然当中有些项目后来被取消了。
当然,我们的算法优化也用在了其它很多领域。比如,控制机器人的运行轨迹;还有医疗领域,我们可以瞄准 X 光光束,帮助医生进行放射治疗。
优化对航空应用至关重要
我们的软件被用于很多 NASA 很多航空项目,比如:
以上问题都离不开优化。
在 2010 年,我参与设计了有阿波罗 20 之称的宇宙飞船猎户座(Orion),猎户座和阿波罗的外形相似,但体型大得多。大卫优化了猎户座的防热罩的曲度,他发现 50 年前,阿波罗的设计师选择的外形就是一个最优化的形状。
最近,我们的优化还被用于世界上最大的飞机」Stratolaunch」, 它于 2019 年 4 月 13 日在加利福尼亚州完成首飞。Stratolanuch 配备有两个机身,和六个波音 747 引擎,它的机翼展开比一个足球场的长度还长,它可以载着一个火箭或者是小型的太空船到 11000 米的高空,并且将其发射到轨道上。大卫改善过后的优化结果显示,Stratolaunch 如果在 2500 公里的距离就开始降落程序,那会有点过早。
优化软件和应用相辅相成
算法优化帮助我们做了很多解决方案。
在 20 年前,我们使用 PDCO 软件来做信号分析(基追踪降噪,BPDN),我们现在使用同样的软件做不同的应用:分析低频核磁共振信号,用以分析某些东西的组成,例如橄榄油或者是生物柴油,我们既有的软件找到了新的应用方式。
有时,新的应用会引领我们创造新的算法。例如系统生物学里头的多维度模型问题没办法以现有的软件解决,我们就使用了双精度型和三重精度型版本的优化 MINOS 软件,开发了 DQQ 程序。
我们还开发了 NCL 算法来解决税法模型,此前,这是无法通过既有的软件去解决的。NCL 解决了一系列很大但容易解决的优化问题。令人意外地,我们发现如何通过内部方法促进优化,来」热启动」(warm start)每一个大难题。热启动通常是无法通过内部方法实现的。因此,全新的高难度应用促使我们催生了新的通用软件,这是个非常有趣的过程。
总结一下我的演讲主题,当我们设计一个优化软件时,我们总是希望打造一个「万用型」的软件,让其能够物尽其用。但老实说,我们永远不知道,是什么样的人在使用我们的软件,有时候,软件会帮助科学家发现针对新兴应用的优化解决方案,这带给我们立即的成就感。但有时候则正好相反,是新兴的应用迫使我们用新的方式结合既有的软件去设计新的算法。
在未来,我们会看到很多像自动驾驶车这样的应用,而自动驾驶安全的重要性和太空船的发射及降落不相上下。优化系统在未来的医疗领域也将大放异彩,它可以使精准医疗成真,它已经让放射疗法变得更精准快速了。
在演讲之后,AI 科技 评论对 Michael Saunders 教授做了一次专访。
AI 科技 评论:今天很高兴有这个机会来采访您!第一个问题,您能不能谈一谈您自己是如何结合研究与业界的应用,您参与过哪些具体的案例?
Michael Saunders: 我的应用案例在我的演讲中提了很多,其中有一些很重要的案例,比如在药物治疗、制造、航空航天、系统生物学和核磁共振等方面。就像我之前说的,我们不知道有谁会用我们的软件,但通用型的软件本来就会鼓励更多的新兴应用诞生。我最喜欢的事情就是别人敲我的门说,「教授,我有个优化问题,请问你可以帮忙吗?。」我希望大家敲我的门。
AI 科技 评论:您是如何看待人工智能、IoT 与系统优化之间的关系?
Michael Saunders: 人工智能涵盖了许多层面,包括数学和计算机科学,求解具有大规模变量方程的极小值问题通常是优化领域的代表性案例。
经典的 SVM 方法解决的是更为复杂的问题,我们已经证明了我们的 PDCO 解决方案是一个比现有的方法更能规模化应用的解方。
物联网包括了感测器,我们用优化方法研究了无线感测器网络(Wireless Sensor Network),用以侦测感测器在哪里。每个感测器都能自主侦测它和其他临近感测器的距离,举例来说,我们可以从一个直升机上面把感测器丢入森林中,让其自动感测是否有森林大火发生,其中只有寥寥数个感测器需要知道具体位置。
AI 科技 评论:千百个 Sensor 之间的互联是吗?
Michael Saunders: 我的 PhD 学生 Holly Jin,在她的博士论文中,她可以精准地定位数千个感测器,这对于大型的森林来说很重要。同样地,如果消防员或矿工佩戴感测器在身上,同样的优化方法也可以用于森林大火或倒塌的矿坑中搜索他们的位置。
AI 科技 评论:现在人工智能技术在中国特别火热,作为这方面的专家,您觉得人工智能技术未来突破点在哪里,这一技术的走向如何?
Michael Saunders: 这是一个很好的问题,人工智能技术已经发展很久了,1967 年,当我还在斯坦福大学念 PhD 的时候,人工智能就已经是一个计算机科学的研究主题了,如果 AI 是泡沫的话,泡沫早就破掉了。
自动驾驶车对于未来的人工智能研究领域来说,是一个很大的挑战,特斯拉创始人马斯克期待特斯拉自动车在今年底就可以自己在路上跑,并且车子还可以在行程之余去接送其他乘客为车主赚钱。我们不清楚这个愿景是否能实现,特斯拉声称他们有一个芯片的运算速度是其他芯片的二十一倍,这是一个很了不起的进展,这让我们离未来的 AI 又更近了一步。
AI 科技 评论:主要是芯片优化?
Michael Saunders: 刚才我们问题就是说,未来的 AI 应用方向,一个是自动驾驶,这是一个非常大的方向,会彻底改变我们的生活方式。我看好自动驾驶的未来。
观众提问:现在机器学习有两种方式,一个是监督式的,一个是非监督式的,您认为哪一种比较有发展潜力?
Michael Saunders: 机器学习的方式有三种:监督学习,非监督学习和强化学习。我认为监督式学习和非监督式学习都是很重要的,研究者们永远都在试着改善它们所使用的方法,我认为在未来,这两种形态的学习方式都会持续进化。
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近日,“第四届人单合一模式国际论坛”隆重召开,全球前沿调研机构凯度集团与牛津大学赛德商学院、海尔集团携手发布了《物联网生态品牌白皮书》(以下简称“白皮书”)。据悉,这是截至目前最为权威的物联网生态品牌“说明书”。根据白皮书的定义,物联网生态品牌是指以通过与用户、合作伙伴联合共创,不断提供无界且持续迭代的整体价值体验,最终实现终身用户及生态各方共赢共生、为 社会 创造价值循环的新品牌范式。
新消费时代,品牌通过传统方式提供给消费者的体验已趋于同质化。对此,虽然品牌作出了服务升级,但却仍难以满足消费者的新需求。因此,时代在呼吁新的生态品牌,而生态品牌的核心在于共创、共赢、共生,这意味着物联网时代所需的是由生态体系构建的生产关系,是从竞争走向竞合的品牌关系演进。
以海尔9月11日发布的三翼鸟智慧阳台场景为例,其根据客户的具体需求,联合生态体系内的箭牌、迪卡侬、懒猫等相关品牌,设计制定不同的场景化需求方案,为客户打造涵盖洗护阳台、健身阳台在内的共计9大类1450+个场景方案。这种生态合作模式既做到了以客户为核心,又能带动生态体系内的品牌增值。比如懒猫,在其加入三翼鸟智慧阳台场景体系后,其客单价就提升了近40%。
当然,海尔对于新型生产关系的贡献不止于此。9月20日,白皮书还发布了“人单合一”计分卡以及共赢增值表,相较于传统的品牌管理运营模式,这样的新模式更能充分发掘物联网生态品牌隐藏在“生态”二字下的共创、共赢、共享的真正价值。
简言之,如果说真正看过世界的人才能形成世界观,那么生态品牌也必然会在坚持打造共创共享生态的土壤里,实现无限制的繁衍生息。由此可见,生态品牌所构建的是一个共生的生态体系,是一种能够打破传统壁垒、促成动态多边合作的模式。而将海尔作为范本,则为物联网生态品牌提供了模板,同时也为那些渴望成为时代企业的品牌方带来指引。
一个真正的物联网生态品牌,一定是围绕用户体验,跨过了行业和领域的鸿沟、打通了前端生产和终端消费,具备普适实用价值的品牌。因此,它的定位不是“先有产品,再有顾客”,而是“先有用户交互产生订单,再生产产品”。
以海尔做场景为例,其形成了三个库,组件库、场景库、体验库。组件库包括宝洁、双立人、迪卡侬等国内外知名品牌,它们都是网络场景中的一个组件,共同打造场景;场景库里则是许多品牌打造出来智慧家庭场景;最后则是体验库,即海尔根据用户需求变化而打造的“可随机应变”的服务体系。
可以说,海尔早已不是家电制造商,它根据用户需求不断迭代,生生不息地繁衍出海尔智家、卡奥斯、海创汇、日日顺、盈康一生、海纳云等一系列生态品牌的新物种,已经拥有海尔智家、海尔电器、海尔生物医疗、盈康生命等4家上市公司,成功孵化了5家独角兽企业和23家瞪羚企业。显然,海尔已经是物联网生态品牌的全球“课代表”。
众所周知,谁定义标准,谁就掌控了未来,就代表着未来发展的方向。在当今时代,打造物联网生态品牌不仅是运用战略性和可行性兼备的方式来建设和发展品牌,同时也可以助力品牌实现更大价值。
当以这样的视角放眼审视全球,我们必然会在领跑者位置看到海尔的身影。海尔的生态品牌网络就像一个星际生态,形成自身的引力场,吸引越来越多的资源加入,共同围绕用户的体验迭代改变着行业的发展轨迹和速度。从制造产品到孵化创客,再到孵化自涌现的新场景和新物种……从“制造”变为“孵化”,持续变化的背后则是张瑞敏对物联网时代以及品牌发展的深刻洞察:“一场暴风雨可能让花园破败,却没有办法摧毁热带雨林。我希望海尔成为一个热带雨林的生态,而不是一部机器。”
而本次发布的白皮书也充分诠释了这段话:员工角色由打工者转变为合伙人;组织结构由科层制组织转变为网状组织;管理模式由管控转变为赋能;激励机制由员工做事、企业付薪转变为联合共创、利益共享。
可以说,物联网生态品牌的理念,更新了品牌竞争的层次,昭示了制造业升级换代的内在驱动和崭新方向。如白皮书结语所述:“企业终将灭亡,生态永远不朽”,通过让“人的价值最大化”,物联网生态品牌创造了一种兼容并蓄、生生不息的新商业生命体,也开创了一种永续发展的新品牌范式。相信未来,全球企业都将可以以海尔为实践样本,重点研究“生态品牌”的要素、模板,提炼可复制的经验,加速实现生态体系的建立和发展。
不如做跨境电商。众所周知前几年在国内做淘宝店的店主,现在都已经赚到钱了,很多发展成成熟的电商公司了。不过国内的电商风口几乎已经过去了。。市场饱和,市场竞争巨大。。
反而像欧洲这些发达国家。电商没那么发达。且物价巨高。同样的产品价格,是国内的数倍。
我们可以整合国内的资源。把国内的产品卖到相对发达物价也较高的的欧洲等国家。。其中的利润。想必用细思极恐来形容也不为过[呲牙]
现在有亚马逊无货源模式,简单说就是把国内电商平台产品,搬到亚马逊店铺销售,中间赚汇率差价。
比如国内10元产品,卖到欧洲10欧元,通过1:78汇率转换,等于卖出去78元人民币。除去中间费用,一件产品的利润在50%以上。
无需囤货,无需自己对接物流,更不用开车刷单,这就投资小了
投资小,利润可观,简单易学,适合个人创业和工作室转型
首先这是一个很宏观的问题,我认为物联网在各方面都会有很大的发展前景的。
物联网使商业系统、社会系统与物理系统融合,形成一个个全新的、智慧的基础设施和设备网络群,应用可遍及工业监测、交通管理、物流管理、电力管理、环境保护、军事、公共安全、平安家居、老人护理、个人健康等许许多多个领域。物联网的发展将对世界经济、政治、文化、军事等各个方面产生无比巨大的影响,并使人们的生活方式发生翻天覆地的变革。
有国外知名研究机构 预测,未来物联网的发展将经历四个阶段,2010年之前RFID被广泛应用于物流、零售和制药领域,2010-2015年物体互联,2015-2020年物体进入半智能化,2020年之后物体进入全智能化。
尽管目前的物联网尚处初级阶段,在成本、标准及规模化方面还有待完善,仍有国内专家乐观预计,三五年之内,物联网的应用就可能在中国有突破性进展,十多年以后,物联网就会像现在互联网一样高度普及。
物联网的发展还是很迅速的。未来世界是万物互联的,人和人相连、人和机器相连、有电的地方都有计算,有计算机的地方都可以相连。越来越多的传感器、摄像头将被广泛部署,并由无处不在的网络联接起来,物理世界得以更准确地在数字世界中呈现。而且有越来越多的企业关注物联网与移动互联网领域的点滴发展,致力于帮助传统行业加速智慧转型升级。所以说物联网在各个方面还是有很大的市场前景。
进入21世纪以来,一些发达国家为了推动信息社会发展,提出建设“无所不在的网络社会”,并将其作为国家或地区信息化发展的重要组成部分,纷纷出台相关的战略和政策。2010年,我国发布的《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》,也把新一代信息技术作为战略性新兴产业的重点领域,提出加快建设宽带、泛在、融合、安全的信息网络基础设施,推动新一代移动通信、下一代互联网核心设备和智能终端的研发与产业化,加快推进“三网融合”、促进物联网和云计算的研究和应用示范。
一、物联网是传感网、互联网、自动化技术和计算技术的集成及其广泛与深度应用。
物联网是互联网的延伸与拓展,是新理念引导下新一代信息技术的应用集成创新。物联网以互联网为基础设施,是传感网、互联网、自动化技术和计算技术的集成,及其广泛和深度应用。其功能是,各类实物信息被不同的传感器感知、采集、形成数字信号,通过各类网络快速传输到信息处理层,加工处理的信息形成信号或知识,一方面为管理服务提供信息依据,另一方面可以通过传输层反馈至传感设备,实现对实物的 *** 作。物联网既是网络技术的发展,又是自动控制技术在巨型复杂系统中的应用。物联网的应用是工业化与信息化的深度融合。过去,信息技术与制造业“两层皮”,信息基础设施与实物基础设施“两层皮”,信息基础设施建设、通信、互联网、数字内容等领域独立发展。物联网集合了许多现代信息技术,实现信息基础设施与实物基础设施相结合,把信息化融入产业发展、人民生活和社会管理的各个方面,推动信息技术、互联网技术、自动化技术在更多领域深度应用,促进更多行业、更大范围的信息化与工业化的融合。如智能交通是在车辆大幅度增加后,传统的交通管理模式不能满足交通安全需要的情况下发展起来的;城市智能化管理是在城市功能不断丰富和互联网普及的情况下,为了提高管理效率而发展起来的。物联网产业是传统产业与新兴产业的有机结合。物联网技术的应用与推广,将改造提升一批传统产业,带动一批新兴产业发展,扩大一批传统产业的市场规模。目前,物联网大都在传统产业应用,如交通、物流、电网、石油天然气、食品等行业,极大提升了这些传统产业的效率,改进了发展方式。同时,物联网的应用带动了相关制造业和服务业的发展,包括芯片、传感器、集成模块及设备、中间件制造业,以及应用系统设计与集成、软件开发、试验检测、工程实施、云计算等高技术服务业的发展,扩大了其市场规模。
二、物联网功能多、应用面宽,产业链中服务业比例高,产业发展潜力巨大。
从物联网本身的特点和规律看,物联网产业发展潜力巨大,大有作为。一方面,物联网功能多、应用面宽,以市场需求为发展动力。物联网技术的应用是运营、管理和商业模式创新引导的集成创新。发展物联网的动力是满足市场需求,节约能源、降低成本、改善管理、提高效率和便捷生活。物联网不仅应用于诸多影响国计民生的重要行业,而且在日常生活等领域拥有巨大潜在市场。一是以政府公共服务为主的公共管理和服务市场。如电子政务、城市管理、医疗、教育等领域。二是企业为主的行业应用市场。如电信、电力、物流、石油天然气等行业。三是以个人和家庭为主的消费市场。如购物、家用电器、休闲娱乐等消费领域。随着技术的不断发展,物联网服务的领域正在扩展。另一方面,物联网产业链长,是制造业与服务业的有机融合,对加快发展现代服务业具有重要意义。纵向看,物联网的产业链可以分为上、中、下游。上游是网络设施、终端设备、传感器、芯片、集成模块、中间件制造等相关制造业;中游是互联网及其运营服务;下游是物联网的用户和服务商,包括应用系统设计和集成、软件开发、试验检测、工程实施、云计算和系统运维等高技术服务业。物联网涉及众多应用领域,是一个跨多学科多部门的细分市场。每个物联网应用领域又构成各自的产业链。物联网产业链中服务业比例较高。物联网产业的中、下游大都是信息技术服务业。发展物联网不仅将带动相关制造业发展,而且将极大促进高技术服务业的发展,形成服务业新业态。同时,由于物联网是根据应用系统特点设计的网络,解决的问题不同,应用方案也就不同。因此,发展物联网不能简单地引进技术,不能照搬照抄国外经验,必须有本国的技术支撑。物联网应用具有本地化优势和主动权,主要体现在应用设计自主权和采购主导权方面。
三、物联网应用一般在社会效益较大的领域优先布局,逐步向生活消费领域拓展。
目前,全球物联网产业部分领域处于重大技术突破的孕育期和产业发展初期,物联网技术的研发和应用主要集中在美、欧、日、韩和我国。从世界范围看,物联网技术发展和应用主要呈现以下趋势:
第一,需求导向,整体规划,目标明确。近些年来,欧美日韩等纷纷出台发展物联网的战略计划。一是在社会效益较大的领域优先布局,逐步向生活消费领域拓展。目前,各国政府主要在医疗、电子政务、电网、教育、交通、城市管理等领域推行物联网计划。如,近年来,美国政府以刺激经济为目标,重点支持宽带网、智能电网、卫生医疗信息技术应用等。欧盟从发展绿色经济的角度出发,优先发展智能汽车和智能建筑,2009年发布的《欧盟物联网战略研究路线图》又提出了航空航天、汽车、医药、能源等18个物联网主要应用领域。日本从营造“使国民安心和有活力的社会环境”出发,以交通、医疗、教育、环境监测、政府治理等公共领域的信息服务为重点。韩国则从寻求增长动力和发展优势产业出发,在食品和药品管理、交通和物流管理、环境监测、安全监测、工业自动化等方面进行应用示范;国际金融危机发生后,又提出发展智能通信、家庭应用和娱乐等,推动物联网在消费领域应用。二是根据实际需要确定物联网应用重点,有针对性地解决行业问题。三是市场需求驱动,企业自发创新发展。大部分物联网技术的应用是水到渠成,当信息技术发展到一定程度,就出现了应用物联网技术的市场需要。如物流行业最初应用物联网技术是出于对食品安全监控的需要;发展云计算是一些掌控信息资源的企业,为了利用剩余的计算资源,通过商业模式创新与技术创新发展起来的。
第二,坚持成本效益原则,提高社会整体效益。有些大规模应用的物联网投资巨大,只有当其整体效益超过提供者和用户负担的成本时,投资才有意义。与此同时,还要发挥各种合作机制的作用,多层次、多渠道、多方式推进国际科技合作与交流。鼓励境外企业和科研机构在我国设立研发机构;鼓励我国企业和研发机构积极开展全球物联网产业研究,在境外开展联合研发和设立研发机构,大力支持我国物联网企业参与全球市场竞争,持续拓展技术与市场合作领域。
第三,应用导向,技术和标准先行。目前,全球物联网产业的核心技术尚不成熟,标准体系正在构建中。研制与物联网有关的标准不仅有利于规范市场、指导产业发展,而且对各国掌握物联网产业发展的主导权具有重要意义。因此,发达国家在发展物联网的过程中,一方面根据应用需求进行技术研发,掌握关键核心技术;另一方面要在制订标准上狠下功夫。
(作者系国务院发展研究中心技术经济部部长)物联网是一个超级产业,涉及领域非常多,其中又有很多细分技术,而且应用碎片化。2020年,工信部发出了《关于深入推进移动物联网全面发展的通知》,意在推动移动物联网的规模化发展,将物联网碎片化的应用“串”起来。2020年,我国窄带物联网NB-IoT基站数和5G基站数均超过了70万个,移动物联网连接数超过了108亿。2021年,物联网发展将有哪些主要趋势?
NB-IoT仍在爬坡
目前我国NB-IoT的连接数已经超过了12亿,应用创新不断深化,水表、气表等领域应用已经达到了千万级,智慧停车、智慧路灯、智慧物流等百万级的应用领域正在不断涌现。
数据显示,目前中国电信的NB-IoT用户近8000万,NB-IoT连接数全球第一,NB市场占有率行业第一。同时,中国电信还部署了全球物联网领域首个异地多活NB-IoT设备服务平台,可提供亿级以上物联网设备服务,确保端到端业务流程安全。
凭借广覆盖、低功耗、低成本、大连接等特点,NB-IoT已经成为蜂窝物联网领域的主流技术。市场研究机构CounterpointIoT的最新研究数据显示,全球移动物联网连接数将在2025年突破50亿大关,其中NB-IoT的贡献比将接近一半。
2021年,由于NB-IoT的规模应用,芯片的生产成本会进一步下降,即使考虑到近期芯片、元器件缺货,NB-IoT模组整体价格下降的趋势不会改变。随着城市管理智能化的深入,NB-IoT的商业部署只会进一步加快,这将带动提高NB-IoT基站的使用率和新基站的部署。但期望NB-IoT能够在越过1亿连接数后,产生“滚雪球”的产业效应,只是一种乐观估计,主要原因是NB-IoT的应用场景、接入平台还比较分散,从梅特卡夫定律看,NB-IoT目前处于连接数的积累阶段,发展拐点还没有到来。
同时,NB-IoT也面临一些挑战,业内人士认为这些挑战体现在NB-IoT功耗、网络覆盖、商业模式三个方面。
NB-IoT的主要优势之一是低功耗。当前在移动物联网上,普遍采用的还是2G模块,NB-IoT的功耗比2G略好,但在中等频率和高频率实时使用时并没有非常明显的优势,而NB-IoT深度待机模式的功耗和2G掉电模式相差不多。所以以目前NB-IoT模块的实际功耗看,十年的超长待机时间是无法实现的,因此在低功耗一项上,NB-IoT优势并没有预计的大,所以采用NB-IoT的动力不够强。在网络覆盖上,NB-IoT相对于2G/3G/4G网络,其覆盖范围和网络质量还需提高,这也会影响用户的使用信心。在商业模式上,即使运营商开启高频服务功能,每年NB-IoT资费可以提升到35~40元,虽然提升了物联网业务的ARPU值(每用户平均收入),但对于运营商的直接收入贡献还非常有限。
LoRa发力室内场景
目前,在全球范围内已超过1亿个LoRa终端接入节点,中国作为最大的物联网应用市场,占了近半的LoRa节点部署数量,在一些能源、公共安全、智慧楼宇、电力、军事工业等行业得到应用。目前,LoRa技术也正在发力于室内场景应用,这将会成为LoRa最值得期待的市场。
LoRa最早于国外起步,在欧、美等国获得应用,但是应用相对分散。相比国外,国内起步较晚,LoRaWAN 协议的标准化落地情况比较差,但是发展速度快、应用丰富、规模大。作为和NB-IoT相似的技术,LoRa的问题与挑战主要是缺少政策及运营商的大力支持,但因为LoRa有其适用的场景,连接数一直在增长。
LoRa的问题是严重碎片化,这不仅制约LoRa产业的发展,也制约着LoRa企业的发展,且目前的产品丰富度无法满足碎片化应用需求,而且国内已有应用领域的市场增量有限,需要寻找新的应用领域拓展市场。目前电力和家居行业转向通过LoRa技术来解决问题。
从LoRa产业链看,相比于其他多数的无线通信技术,LoRa技术除了技术层面上的优势以外,丰富 健康 的产业链生态也是其优势之一,目前已形成了一个从LoRa芯片、模组、网关、终端、平台、系统集成商到解决方案提供商以及互联网企业、电信运营商等共同参与的格局。
哪些领域机会更多
疫情暴发以来,非接触式的远距离测温仪、巡逻无人机、防疫机器人等物联网产品在疫情防控和复工复产中,得到了广泛运用,2021年,这些应用会进一步升级,并将向在医疗保健中发挥作用发展。Forrester的研究预测,物联网会通过可穿戴设备和传感器实现主动的医疗保健参与,这将是2021年物联网应用的一大趋势。
Forrester认为,消费者将在2021年获得更多种类的无线连接。不仅有5G和移动物联网设备,蓝牙、Zigbee和近场通信(NFC)都在解决类似的物联网使用案例。Forrester的报告指出。诸如可穿戴设备和传感器之类的互动和主动参与将激增,它们可以检测患者在家中的 健康 状况。COVID-19之后的医疗保健将以数字医疗经验为主导,并将提高虚拟医疗的有效性。在家中监视的便利性将激发消费者对数字 健康 设备的赞赏和兴趣,因为他们可以对自己的 健康 有更深入的了解。数字医疗设备的价格将变得对消费者更加友好。
由于新冠肺炎疫情,迫使许多患者留在家里或延误了必要的护理,这使慢性病得不到控制,可预防的病得不到重视。医疗机构可以利用接入物联网的医疗设备增进对患者 健康 的了解,跟踪个性化医疗的结果。
另一方面,智能办公的利用率也会大大增长,Forrester期望至少80%的公司为未来的办公室制定全面的战略,其中包括IoT应用程序以增强员工安全性并提高资源效率,例如智能照明、电源、能源、环境监控和基于传感器的空间利用率等。高流量区域的活动监视对于优先进行站点清洁,管理拥挤区域以及修改办公室布局以实现 社会 疏远非常必要。楼上一些回答太形而上学了,都是理论,简单的事情整复杂了,非常容易把人往沟里带。
本人从事物联网专业(说实话做了不少产品,但目前OSI七层协议都背不全),分享下自己的答案,希望能给题主一些帮助。
物联网其实是互联网的一个延伸,互联网的终端是计算机(PC、服务器),我们运行的所有程序,无非都是计算机和网络中的数据处理和数据传输,除了计算机外,没有涉及任何其他的终端(硬件)。
物联网的本质还是互联网,只不过终端不再是计算机(PC、服务器),而是嵌入式计算机系统及其配套的传感器。这是计算机科技发展的必然结果,为人类服务的计算机呈现出各种形态,如穿戴设备、环境监控设备、虚拟现实设备等等。只要有硬件或产品连上网,发生数据交互,就叫物联网。
不过物联网的概念目前被炒到过热。鄙人大概十年前开始学习嵌入式,那个时候还没物联网、智能硬件这么高大上的字眼。相信很多前辈那时跟我一样,学的是单片机编程,大家都用“单片机”来概括这个行业。大概2012年左右,很多热钱从房市涌出,投入资本市场。正是这个时候,一大波高大上词汇来袭。服务器技术叫“云”,单片机叫“智能硬件”,网络单片机应用叫“物联网”,车载单片机应用叫“车联网”。。。呵呵。这种现象是商业进展的必要性,我们搞技术的只能跟着改头换脸,谁叫发薪水的是老板呢,呵呵。
不过受限于技术上的瓶颈,物联网的发展,其实无法像当初互联网那样爆发。或者换通俗一点的说法,大家有没有发现很多物联网的应用,其实是锦上添花的东西,需求性并没有那么强,这也就是为什么很多智能硬件卖得并不是很好的根本原因;正是因为需求性原因,所以商业上也不会出现滴滴打车那样的持续性投入,又一定钳制了技术的进一步发展。
到今年,这一波的投资热潮冷却了很多,但是在这波浪潮里,我们的社会还是发生了很多变化。首先是关注物联网的人越来越多,从业者也越来越多。而且很多大学也开设了相关课程,政府也出台了行业鼓励政策。前面我们说过物联网的概念被炒得有点过热,所以在物联网的大群体里,有两类人最为迷茫。其一就是专注物联网的创业者,其二就是物联网专业的学生。鄙人也曾经属于第一类人。
物联网的技术前景是广阔的,近些年上市的一些空气净化器产品,穿戴设备,家庭环境监控设备,在过去是不曾有的,在目前的消费背景下,正服务着大众。未来还会有更多的新式设备出现,这些正是物联网技术发展的必然结果,所以投身于物联网的技术研发,是很有前景的一件事。
然而物联网的商业前景却是复杂的,特别是对于创业者而言,这不是一个好消息。既然创业,目的肯定是赚钱,然而放眼人类社会,最赚钱的事情,其实归类起来就那么几样。首先是资源、再就是获取资源的工具,以及信息。每个企业,想要活得好,目标只有一个,就是垄断。然而社会上的大部分资源,都是垄断在大企业手里,小企业参与的,往往是跟民生有关的门槛低的行业,竞争激烈,赚钱辛苦。回到计算机行业,虽然计算机行业开放程度很高,然而垄断的存在并不亚于其他行业。英特尔、ARM等公司,基本垄断了处理器行业。微软、Google(Android)、苹果垄断了 *** 作系统。物联网是新兴市场,虽然目前容量不大,但各家各户都盯着,对于创业者而言,无法创造垄断,很难存活。创业者大部分都是小公司,你无论多么牛逼的技术,一旦有市场,大公司都可以迅速投入数倍于你的资金,在非常短的时间内模仿你,超过你,压垮你。你是小公司,宣传推广,也不可能投入像大公司那样的资金及影响力,所以产品再好,也不一定卖得好,这是每个技术型创业者,不得不面对的事实。
正是因为上述压力,很多创业者非常迷茫。本人过去四年间一直从事物联网行业,因此结识了很多同行,其中大部分都是创业者。这些创业者非常勤奋,对自己的想法充满热情,也往往敢于坚持。然而这些并没有什么用,大部分创业者,都没有走到今天,因为投资人的钱总是会烧完的。
我觉得想走向成功,物联网行业的创业者应该处理好两个问题。首先,应该认识到,计算机行业想突破垄断,对于大企业而言,是技术积累。然而对于个人或小团队而言,唯一的方法是缩小用户群体。就是我们应该专注于一个领域一项技术去解决一个问题。如果你说你的客户是大众每一个人,那你的东西基本一个都卖不出去。但是如果你的客户是“捷达轿车车主”+“装过电子导航系统”,那你的东西会比较好卖。缩小用户群体的好处,是大企业不会来跟你抢饭吃,而你又非常容易精准的找到你的客户并说服他们买你的东西。其次,个人或小团队,不应该有任何一刻在亏本,否则你终会难以坚持。最好的状态,应该是大家都有正职工作(收入),但是比较闲,一起来维护一款小产品,这样的情形,往往容易成功(最后团队或项目被大公司收购,实现财务自由,或职位上升)。
对于在大企业进行物联网方向研发的人员,自然不用担心收入问题,然而可能大部分时间,都要接受来自上层的任务分配。作为物联网技术从业者,我们应该认识到,这个行业的技术,还是有很多方面需要突破的,个人将一些觉得需要突破的技术陈列如下,希望在物联网方向的研发人员,可以在闲暇之余,做一下这么几方面的技术积累:
1目前国内低功耗网络技术都做得不好,包括zigbee,其实也被过分夸大宣传。
2传感器和传感输入部分,其实有很大的空间,人之所以聪明,跟手、眼、口、鼻、耳有很大关系,然而计算机的手眼口鼻耳,没一项可以跟人比。由于个人很难在芯片技术上积累,所以只能做做算法,对于视觉识别技术,各个领域,都有非常大的潜力,可以研究积累。
3降低研发难度的工具,可以关注下,目前物联网还属于教学推广阶段,能够快速帮助从业者提高研发效率的工具,可以研究积累。(鄙人正是做这一块)
4特定环境下的语音对话算法,可以研究下。目前所有的语音识别,几乎都不过是语音转文字而已,然后计算机通过词汇分析来执行任务,基本都做不了上下文对话。非特定环境下的语音对话,估计国外的苹果、google,国内的讯飞、腾讯、百度都在研究,个人技术者基本没有必要也没有机会。不过在特定环境下(比如自动导航这个环境,人的指令,只会围绕“导航”这个主题),语音对话是非常有效率的输入输出工具,值得个人研究积累。
说完创业者,再来说说各大高校的物联网专业的学习者。
其实我个人是不建议在本科搞物联网专业的,因为物联网专业不是基础学科,在本科开设,没能力的学校,也就是一个幌子,会坑不少人。有点能力的学校,也无法指望在当前的教学构架下,能让学生学到点什么。其原因就是,物联网涵盖的内容太多,随便列举列举:
1数电模电、单片机编程技术:要做物联网产品,起码,你能看得懂电路板吧,你得能给单片机写几行代码,点个流水灯什么的吧。要知道,这过去是放到自动化专业四年要学的东西啊。电路板画得好,就算在内陆省会城市,月薪也随便上万的啊,单片机写得好,月薪也一样上万的啊。打什么物联网的幌子啊!
2网络技术:光给单片机编单机程序还不行,你还得能让单片机上网吧,否则叫什么物联网。既然上网,最简单的“客户端-服务器”模型,你好歹得在云端放个服务器吧。且不说服务器程序你要自己写,到阿里云买个服务器,绑定个域名,估计你都得折腾一个礼拜。写服务器程序,那在本科也是一门专业啊,起码VC要学吧(时髦点学java)。你即会上位机,又会单片机,那你是全栈工程师啊,这工资不是更高?
3无线技术:很多产品,光一个单片机还不行,你还得整多个单片机,然后多个单片机互相整个网络,这就涉及到组网。用wifi,功耗太高。用zigbee,光协议就看死你。用蓝牙,人家构架就没这么整过。那只好自己写吧,从驱动到组网协议,你要能写全,还不出问题,那以后还有什么软件构架你整不了啊?
4传感器技术:就目前而言吧,很多传感器都是数字型的,直接丢数值出来,单片机只需连上去就可以用,难到不难。但问题是量多,测温度吧,有温度传感器;测光照吧,有光照传感器;测空气吧,有空气质量传感器;还有加速度传感器、心率传感器、颜色传感器、分贝传感器。。。大学也就四年,学单片机编程估计都要三年,你看你剩下的时间能整几个吧。
5终端技术(App):物联网物联网,你把用户搁哪啊,总要给用户丢个App来看看产品状态吧,那就得学习App怎么做。iOS和Android你还得都学了,不然用户就得减少一半,呵呵。
所以本科开设的物联网专业真的是坑啊,明摆着学校不可能教全的嘛,就算学校愿意教,学生也学不过来啊。给点可行性建议吧:
1明确正确的技术观,物联网是一个行业,而不是一个专业。学好物联网里任何一项技术,都可以独当一面,迅速实现个人价值积累(收入很赞的哦)。如果贪多贪快,除了给自己带来无尽的失望和打击,没什么好处。
2明确正确的发展方向,物联网涉及软硬件、互联网、App等多个领域,作为个人而言,只可能精其一样。如果是做硬件,那就好好学数电模电、应用电路、布线画板、传感器特性等等。如果是做软件,明确方向,一般建议本科阶段学好单片机编程、熟悉一两种传感器或应用,做一两款小产品即可。毕业后,可逐步过渡,学会和其他工程师配合,学会组网应用,多出作品练手。
3实践大于理论,学物联网或者嵌入式一定要勤上手,多出作品。多出作品,不仅可以增长技术能力、了解物联网构架,最重要的是可以提高自信心。人与人的区别,大部分都在教育,而教育成功与否,自信是非常重要的评估法则。当然,由于物联网一般都是系统产品,建议学习者可以基于成熟的构架去做产品,这样容易成功做出完整产品。可以用我们酷享物联系统,也是选择之一。
4毕业后,尽量不要去初创公司,不过初创公司也很少招应届生。一定要去中型企业或大企业的核心团队,哪怕打杂都行。无论未来是打算做市场还是做技术,一定要记得毕业招工作的时候,要想办法进企业的核心研发团队,大公司进不了,就进小一点的,再进不了,就再小一点。可能有人会问,人家不一定要我啊。对,人家不一定要你,你本科期间作出的物联网作品,就是敲门砖。
5就业后,不要急于成功,闷下心思,跟着团队技术带头人做技术。有什么做什么,尽多培养不同领域的应用,多结实靠谱的技术朋友。三五年后,某一天,你会发现你自己有技术、有团队,可以做任何产品的时候,你的路也会宽阔起来。
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好了,广告时间到了,来说说我这两年从事的项目:
酷享物联系统,是开源、开放的物联网系统,以主机+设备的方式,原生支持常见家电控制,提供可以嵌入到设备里的无线物联模块(万纳模块)给研发者,研发者可以基于万纳模块,快速实现自己的Idea。万纳模块8个IO无需编程,就可以被配置为数字输入输出、按键、模拟采样(ADC),PWM等各种方式,极大的降低了设备的接入门槛。
由于酷享物联系统是开源系统,学习者使用酷享系统学习物联网构架的同时,还可以看到酷享物联系统的实现代码,以及诸多应用案例,以最高的效率,提升自己对物联网的理解。
案例:
植物栽培助手(不编程案例)
双向开关、智能插座(不编程案例)
情景面板(不编程案例)
LED调光器(不编程案例)
空气质量监测仪(开源案例)
补充:(2016420)
本来不想上照片的,有评论说我做的这几个作品根本没有联网,那我就发几张照片出来打脸,呵呵。
请问?系统中所有设备,都可以通过app远程联网查看,控制,怎么不是物联网????????????????
请问?系统中所有设备,可以脱离手机,通过网络互为关联,互相触发,怎么不是物联网?????????????????
对,说的就是你,让我看论文的那位!!!!!!!!!!!!!
好了,希望诸多物联网从业者也好,初学者也好,都能戒骄戒躁,努力积累,实现中国梦!哈哈哈哈
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