這是我的第302篇專欄文章。
此前我曾提到,2024年很可能是AIoT產業發展的分水嶺,“智能物聯AIoT 2.0”即將開啟,進入“通感智值一體化”的階段,開啟新一輪的強勢增長。
智能物聯AIoT 1.0是互聯互通時代,實現了讓之前沒有連接能力的“啞設備”都接入了物聯網,“物超人”是分水嶺的標志。
智能物聯AIoT 2.0是智能化和價值化時代,我們即將邁向大量的、主流的設備皆智、升值的高效新階段。
因此我將通過一系列的文章,解讀這一趨勢。
在上篇文章《邁入智能物聯AIoT 2.0,從“端-邊-管-云-用”到“通感智值一體化”》中,介紹了為什么我們進入到智能物聯AIoT 2.0階段,以及什么是“通感智值一體化”。
這篇文章,我將更加詳細的闡述智能物聯AIoT 2.0階段的典型特征:“通感智值一體化”的內涵。
“通感智值一體化”是將傳感、通信、計算、執行等能力深度打通,追求更高的智能化和價值化
我們常常說,AIoT系統涵蓋終端、邊緣和云平臺,這是從位置上的劃分?!霸凭W協同”“邊云協同”相繼出現,云可以調動網、網也可以配合云、邊與云之間形成緊密融合的連續體,這揭示了AIoT的變革方向。
如果按照自動控制原理,從功能上劃分,AIoT系統由傳感、通信、控制、執行等單元構成。
以前傳感器是傳感器、控制器是控制器、執行器是執行器。傳感器把采集到的信號傳遞給控制器,控制器再把指令傳達給執行器,各個設備之間彼此協同完成任務。
隨著數字化浪潮的深入,數據變得越來越龐大,人們對智能化的需求越來越高,因此僅僅“協同”是不夠的,走向“融合”是大勢所趨。
感知、通信、控制、執行等功能模塊之間的融合,其核心思想是將傳感、通信和計算的能力深度打通,實現多個功能之間的相互協作、資源共享,追求信息感知的分布性、智能控制的自適應性、系統整體的協調性,最終提高綜合的智能化和價值化水平。
因此我們看到越來越多的企業開始探索將傳感器、通信網關、控制器、執行器等進行整合,將之前不同的功能設備合并為少數幾個,甚至整合為一體。
如果用簡單的話語來概括這種趨勢,我們提煉為“通感智值一體化”,也就是通信、感知、智能、價值的一體化。
“通感融合”,是將物理世界的感知加入通信網絡,打通感知和通信的關鍵指標、判別標準及關鍵技術。
為了滿足緊迫的算力需求,通感與智能的融合必須提速?!巴ǜ小边M而需要與人工智能打通,形成“通感智融合”,以人工智能技術與感知高效重組和結合,提升智慧交通、智慧城市、智慧工廠等各項應用的能力。
“通感智融合”僅僅是從生產力的角度,還需要考慮生產關系,形成“通感智值一體化”。前面三個,通信、感知、智能,是生產力,后面一個,價值,是生產關系。
“通感智值一體化”不僅是設備種類和功能的融合,更是一種思維的轉換
實現“通感智值一體化”得綜合考慮感知、傳輸、控制、執行等環節的彼此融合。
以前控制理論主要考慮的是如何利用負反饋閉環達到特定的控制目標,而并不關注信息傳輸的速度和延遲。
通信理論主要考慮的是如何將信息從源頭可靠的傳輸到終端,而不太關注所傳輸信息的內容和用途。
然而AIoT系統是一個兼顧IT信息技術、OT現場控制技術、CT通信技術、DT數據技術的綜合性領域。
隨著產業的進一步成熟,在智能物聯2.0階段,我們將看到技術融合的實質性發展。
“通感智值一體化”的實現,意味著跳出原有學科以及思維模式的限制,跨界整合,除了考慮單個設備或者局部環節的性能之外,更需要兼顧整個系統的全局智能化和最優化。
實現“通感智值一體化”,需要我們在以下幾個方面進行思維的升級:
從局部最優轉向整體最優
以前設計通信系統或者控制系統時,我們更關注局部的技術指標,追求局部的最優。實現“通感智值一體化”需要把系統看作一個有機整體,關注不同子系統的協同與優化,比如產線與倉儲的協同調度與控制,實現整體的最優和最大價值。
從封閉體系轉向開放體系
以前通信系統、控制系統和數據系統多為封閉體系,現在我們需要實現系統之間的開放互聯,打破信息孤島,實現數據和業務的開放融合。
從確定性系統轉向不確定性系統
過去設計理論常基于系統是確定性的假設。但實際系統中存在諸多不確定隨機因素。我們需要用概率化和不確定性理論來設計和優化復雜的通感智值一體系統。
從中心化轉向分布式
過去系統設計通常是中心化的,現在我們需要充分利用邊緣計算和分布式智能,實現控制和優化決策的分布式協同。
從模型驅動轉向數據驅動
過去控制系統多依賴人工建模,現在可以充分利用海量數據進行數據驅動的決策和控制,實現更好的智能優化。
實現這些思維方式的轉變,需要通信、控制、數據等領域的專家們和工程師們突破學科邊界,進行廣泛的融合創新設計。
“通感智值一體化”不僅將帶來技術的革新,更將催生思維模式和管理模式的變革。
“通感智值一體化”是技術發展到一定階段時,你中有我、我中有你的必然
人塑造工具,工具反過來也塑造人。
比如愛迪生發明了電燈,電燈的發明打破了日出而作日落而息的生活規律,人們可以在夜晚進行更多活動,生活和工作方式也因此發生了改變。
類似的,人創造技術,當技術發展到一定階段,也會引導人們創造力的方向。
上圖是技術人員利用通信信號進行位置感知的測試,這是技術發展到一定階段,自然而然發生的跨界融合。
通信和感知,看似跨界的兩個領域,其實有很多共同點:
首先,通信和感知都需要使用無線電頻譜資源;
其次,通信和感知都需要使用類似的硬件設備,比如天線、放大器、濾波器等;
再次,通信和感知都需要進行類似的信息處理,比如編碼、調制、解調、解碼等;
最后,結合人工智能AI的分析,有可能通過一套算法既能實現通信又能實現感知,以有限的代價換來翻倍的能力。
因此,一些公司正在嘗試將Wi-Fi或者5G信號與AI結合,不僅用于通信,還能實現感知。
利用這項技術,Wi-Fi設備可以用來監測家中老人是否跌倒,以及家庭是否有陌生人闖入,如果該技術成熟并普及,堪稱老年智能手環、家庭安防攝像頭的完美“平替”。
通信疊加感知是如何實現的呢?
如果我們有超能力,能夠看見家中的Wi-Fi或者5G信號,它們的形態就像泳池中的波浪一樣。
當我們在家中行走,這些波浪就會在我們周圍反彈、彎曲和斷裂。這些波浪也會在墻壁、家具和天花板之間涌來涌去。
當我們采用人工智能來追蹤、對比和分析這些波浪的形態,就能夠感知家中的活動,這種技術就是無線感知。
當小朋友從居室走到廚房偷吃,或者家里老人跌倒,這些活動都會引發室內通信信號波浪的涌動,通過AI分析和解讀這些波紋變化,就可以產生提醒或者報警。即便是非常細微的活動都有可能通過Wi-Fi或者5G被感知到。
說完了通信與感知的融合,再來看看算力這邊。
在人們對于智能的需求急劇膨脹之下,全網算力供給不足的問題凸顯。
有人想要性能強勁的算力,有人想要響應速度快、時延低的算力,有人想要價格便宜的算力…僅靠公有云,根本無法靈活滿足用戶的差異性需求。
因此行業云的時代已經到來,未來發展模式或為“公有云做規模,行業云做價值”。
行業云將越來越重要,我們需要更多思考:怎樣深度融入工業、農業、能源等垂直行業,助力千行百業進行數字化轉型。
為了滿足人民群眾日益增長的算力需求,還有人想到了利用通信網絡的配合,并提出了“算力網絡”。
算力網絡不是一項具體的技術,也不是一個具體的設備。從宏觀來看,它是一種思想,一種理念。從微觀來看,它仍然是一種網絡,一種架構與性質完全不同的網絡。
算力網絡的核心目的,是為用戶提供算力資源服務。但是它的實現方式,不同于“云計算+通信網絡”的傳統方式,而是將算力資源徹底“融入”通信網絡,以一個更整體的形式,提供最符合用戶需求的算力資源服務。
由此通信、感知、智能,順理成章的融合到了一起。再考慮“生產關系”層面的價值融入,“通感智值一體化” 是技術發展到一定階段時,你中有我、我中有你的必然。
寫在最后
以上,我介紹了“通感智值一體化”的內涵,以及它作為智能物聯AIoT 2.0的典型特征。
當感知、通信、計算等技術發展到一定高度,它們之間存在太多的共通點和互補性。如果繼續獨立發展,勢必造成重復建設和資源浪費。
而將它們融合一體,不僅可以節省成本、提高效率,還可以產生更強大的協同效應,創造新的應用場景。
這從根本上是技術發展的內在規律在帶動這一融合趨勢,它是對技術要素進行最優配置和組合的客觀需要。
正如自然界中物種之間的協同進化。當兩個物種之間存在高度互補性,它們為對方提供食物、庇護所等資源,最終會在長期共生中形成高度依賴。
“通感智值一體化”同樣也是技術要素長期協同發展的必然結果。它代表著技術發展進入到一個更高層次的融合階段。
這種融合與一體化最終將推動傳統產業實現智能化升級,創造更大的經濟和社會價值。它是技術發展的必經之路,也是實現產業數字化轉型的關鍵所在。
下篇文章,我將繼續介紹進入智能物聯2.0,產業即將發生的一系列轉變。
為了更好的解讀“智能物聯2.0”,我們將在12月15日舉辦“中國AIoT產業年會暨2024年智能產業前瞻洞察大典”,歡迎你的參與。