(图为IBM中国研究院副院长 苏辉)
各位来宾大家早上好,非常感谢主持人让我们有机会在这个大会上来一起讨论有关物联网的事情以及分享一些我们对物联网发展的,尤其是智慧发展的一些见解。
刚才的题目讲的非常好,便宜是导致云计算和物联网产生的原因。今天我的题目是智慧的物联网,我们产业应该向哪个方向去发展,来看待今天物联网带给我们的技术。
为什么我们IBM中国研究院有机会谈物联网的情况,给大家稍微介绍一下IBM的一些研究的体制。为什么我们会比较专著在物联网的研究。今年是IBM100年,这很不容易,一直引领着IT业这样的一个产业发展,在100年的历史里面有70年研究部门起着非常重要的作用,IBM研究院一直处在IBM业务创新的领头的位置。其中有一个机制,就是IBM研究院每年都会产生一个报告叫做全球IT技术纵览,在这样报告里面研究部门有责任向这个产业,以及你们自己CEO团队花一天的时间来让他们听取IBM全球研究院对全球IT业发展的预测和对技术发展方向的趋势的观点。
在这几年的报告里面,IBM中国研究院独立承担了一个题目,就是智慧物联网技术,经过我们研究对物联网技术的研究有了比较深刻的见解,实际上是多年的研究,对现在物联网技术发展趋势有了一些见解,给公司出了一些主意,也给IT提出了一些想法。
因为这样的机制导致我们IBM中国研究中心承担了全球3000多位研究员在IOT,就是物联网方面研究的重大课题。今天IBM有关物联网的研究方向是由IBM中国研究院来引导的。因此非常高兴有机会在这里跟大家分享一些我们对物联网的技术发展的一些见解。
首先这可能是个巧合,物联网是IOT五,正好是IT和OT加起来的效果,这不仅是英文缩写词上的巧合,我们今天关注物联网,这带来的是数字世界和物理世界的融合。如果我们看IT的时候比较大的特征是处理有关交易、流程,以及对大规模数据和结构化的数据处理而产生智慧的处理结果,OT习惯的被大家用在有关控制领域,工业方面领域的一些技术,这主要处理的事情是基于事件的实时的收集,尤其是欧一些跟嵌入式的系统关系非常大。
经过现在,刚才我们也提到了朴实设备或者是有计算能力的设备,有连网能力的设备,现在发展非常快,将来会以数十亿计的设备不断的发出一些信号,收集一些数据,由于这些设备的普及今天可以把这样非常小的计算单元放在生活任何地方。我们因此今天有机会收集所处物理世界方方面面的信息。
反过来当我们收集到这样大量信息和实时数据以后可以用计算的方法进行处理,于是我们有机会影响到生活的方方面面。这个图列出来一些产业的例子,我不想一一去详细说具体的内容,而重要的是给大家一些例子,出去我们有机会把我们的计算设备放在生活的各个方面,比如说做家庭医疗,比如说用来监测我们的电脑,用来产生我们的智慧城市,我们就有机会把数据收集过来,而通过我们的智慧计算来对这些产业的一些操控和一些改进提供非常有效的信息化的手段,从而改变我们的生活,这是我们今天面临的非常重要的一个机会。一方面是因为技术的普及,另一方面是因为IT和OT产业的融合,从而让我们可以从另外一个角度,也就是物联网的角度来去看我们今天的世界,从而改变我们的生活。
物联网其实给大家的印象很多时候是会想到,我就是在做一些传感器相关的技术,这样的话能够感知这个物理世界。但是从我们的观点来看,实际上包含了很多很多的方面,至少有这样三个因素,一个是把我们的物理世界连接起来,另外一个通过大规模的互联,从而有效的可靠的把数据收集起来,最后达到智能的处理,由计算机处理收集过来大规模的数据。这个非常像我们人类的自己的身体,由于物联网最近产生,其实我们身体也是有不同小的系统组成,如果看神经系统和大脑等等,大致可以把这个系统分成这样三个方面,一个是你可以用神经源或者其他的触觉感知外面的物理世界。你还可以用肌肉调整身体做出一些反应,这些会把信号传递,经过神经网络传递到中枢神经系统,而神经网络是一个非常可靠的信号的传递系统,它把信号要非常准确的传递到中枢神经系统,从中枢神经系统经过一些处理产生一些决策,从而在通过神经网络传递给可以执行的感官,从而就可以控制身体做出一些不同的动作。
物联网也是这样的,物联网有类似三部分组成的,我们经常会看到的是有关传感器,执行器这样技术的讨论,但是另外两个方面也非常重要。由于物联网的规模在逐渐的扩大,我们必须有一个非常可靠的互联的系统,从而我们可以把数据可靠的收集过来,并且把这样大量的数据送到计算系统,通过知识模型来分析并且产生处理的决策。
我们今天看物联网的时候不止是那些朴实设备,还包含非常重要的互联系统,以及智慧化的处理,而这些往往是需要花很多力气去讨论的,而且从技术的角度来看,这些价值其实也是不容忽视的。
最近IBM有一份报告,预测将来IT产业发展的四个比较大的方向。一个是从最底层来讲,计算系统越来越小,我们从纳米技术已经开始到纳米系统,我能不能在原子级别建立系统,而不只是做计算。另外我们在大规模的系统,就是怎么样做到系统的优化,从而我们对那些超级计算机或者大规模计算机做到优化的处理,使我们原来处理的系统从70多台机架变成可能只有三分之二的机架的计算机就可以处理。
我们看到了大规模的数据产生的问题,而大规模的数据不只是数据规模本身变得庞大,同时也是与它的持续性,异构性产生了非常大的挑战。如何进行深入的优化和计算。
最近今年曾经推出了一个计算系统,这个计算系统在美国一个和人的智能问答里面取得胜利,这给我们一个启示,这是产业里面第四个比较重要的发展方向,就是系统可以学习。在这里面都可以看到一些物联网的影子,我们讲物联网这样一个支撑的技术领域确实有可能会给IT业带来非常大的技术挑战以及技术变革,从让我们通过信息化的手段去解决我们生活的方方面面,从而改变我们所能触及到的很多其他的产业。
刚才谈到了物联网可能带来的技术变革,以及一些技术挑战。现在来看一看物联网现在发展的关键是什么?我非常喜欢今天的主题,新技术与应用动产业变革,前面好多位演讲同仁都提到了,我们不能只是做技术研究,我们还需要从应用的角度来去考虑问题。从我们的研究方向和研究方法来看,你必须保证有一个比较平衡的研究的计划,一方面需要解决一些技术问题,另一方面要深刻的理解价值,今天在物联网发展上我们看到技术上和市场上有两大趋势,一个趋势是说物联网的规模变大了,它从原来只是做单一的特定的小规模的系统,一些传感器放在煤矿领域,来监测煤矿的状况,在一个小煤矿当中规模会非常小,或者大型的监测农作物生长,这样特定网络开始发展成为非常大众的上百万,上千万的设备要连接起来,要解决像电脑的事情,像交通的事情,这个规模变得非常大。
产业界看到了这样希望,非常愿意从物联网角度创造新的价值。这个给我们提出了两个非常大的挑战,我们今天要谈的关键。第一,物联网的支撑技术需要有突破性的发展。第二,要以价值驱动的方式来看待我们在物联网的创新。而且我们怎么样定义价值,怎么样衡量从而产生价值,以及怎么样重复利用已经投入的基础设施来去做更大、更新的价值的创新,这都是我们今天要讨论的,今天要探讨的问题。而这两个我们认为解决物联网今天的一些技术问题和创新问题实际上是非常重要的。因为物联网跟互联网有一些非常大的差别,这里面想跟大家分享一下,物联网是非常实在的,也就是说它是实实在在的会控制到我们生活的方方面面,被感知到生活的方方面面,我们必须用一些非常实在的,非常踏实的研究和创新方法来在这个领域解决支撑技术和价值的创新。
我们先来看支撑技术的一些挑战,很多地方都谈到应该去建物联网,然后把一些传感器固在那里,也许可以会收集到信息,我们写出一些应用来控制交通,控制能源,控制电脑。但是有一个问题大家其实没有特别关注和花很大力气来回答。我们今天刚才谈到的神经系统,我们每天要吃饭来维护身体正常运转,神经系需要营养,需要维护,当物联网规模变得非常大的时候,我如何去设计实现部署管理运营这样庞大的网络,这样的网络应该以什么样的方式去管理,如果设备出了一些问题我们应该怎么样提供服务,来把设备的一些问题修复掉。这个问题其实是一个非常复杂的问题,当你考虑上百万上千万设备的时候需要有很多的支撑团队来保证,从不同的厂商制作出来的设备,在一起运作的时候能不能完成一个统一的功能,如果其中一些设备出现问题了以后,你到底是怎么样替代,而物联网和互联网的差别在于今天有可能有设备是在荒郊野地,我用什么样技术去管理,一旦出了问题之后怎么样处理,技术是不是能彻底解决由人工提供服务的手段,如果真的出问题是人来负责还是有计算机来复杂,还是由设备还是有技术来负责,这些问题都是非常重大的。
物联网的应用,而应用进行开发的时候,大家知道得经过测试。我们把很多系统集成在一起的时候,这个系统怎么样去定义,用什么样方式、方法测试这样异常庞大的情况。由于物联网是一个集成非常重要的方面,没有任何一个厂家可以独立的解决所有的问题,当这个系统足够庞大的时候,如何制定相应的标准,如何采用开放的手段来去让大家做研究,做出物联网的解决方案来,这也是非常难的问题。在这些标准的过程中如何考虑安全问题,我们把很多系统编织起来控制我们的医疗,控制我们的电脑,控制我们的交通,以及其他很多应用的时候安全可能比传统的IT系统还会严重的多。
还有一些技术上的一些问题,我们刚才提到大规模的数据的问题。我们今天看到的是十的十五次方到十的十八次方的运转,我们真正有设备连在一起的时候,我们经常要在秒级,毫秒级来对十的21次方左右甚至更高得数据进行处理,这个情况下怎么解决数据的计算速度问题,以及对来自不同的传感器而导致的数据的异构性问题进行处理,如何根据这样数据进行深入的计算,这都是今天的问题。我们并不认为所有这些问题都得到了解决,但是在中国研究院一直在朝着一个解决这些问题的方向去发展。
如果从物联网的角度来看首先是一个网络,在网络的角度来讲需要看它从不同层面,不同层次上的技术应该承担的责任和角色。去年曾经提到过一个物联网的八层结构,我们在这个八层结构基础之上不断的有一些新的进展。我们首先认为物联网的技术从下到上不只是一个层级的关系,还有互相之间并行的关系。出去我们看这张图,大家可以从物理世界问上看,看到非常小型传感器的活动,当我们今天要解决大规模的传感器网络的时候,我们必须有一些边远计算的设备加入进来,在这个图上绿色的的一些设备,比如说我们叫输入设备,这样的输入设备需要能够具有什么能力呢?具有能够收集从不同的传感器送上来的数据,并且做处理完成一定功能的智能计算,以及管理功能的设备。因为你不太可能通过一个集中的方式去把所有的成千上万甚至成百万上千万的设备进行集中,所以必须有一个概念来去用这样一些设备,甚至最上面是物联网的边缘设备相应管理下面接入设备。
当我们能够去做一些边缘的计算和管理工作之后,还是网络规模大导致的问题,我们还需要在这个层次基础以上进行比较集中的管理以及集中的应用的开发。首先碰到的一个问题,当你的规模变得比较大,各种各样的传感器都会进来。现在看到物联网有很多的应用程序只能支持特定的传感器,这实际上是一个创新的重现,我今天用来控制交通的应用只能用在北京的各个摄象头,而且北京各个交通路口的摄象头又不能把数据送给其他的应用做更创新的应用开发。如果你今天还想开发更新的应用,也许你还需要布新的摄象头,这是为了不同的目的,这样就会产生很大问题,我们的应用开发和底层设备捆绑太紧,这时候如果能够做到一定层次上的分割,让应用对底下设备考虑关系比较少一点,我们就会让应用开发的程序员,更加容易和方便的去开发物联网应用,物联网应用就会变得非常多。于是提出来需要有类似网关技术,他可以屏蔽掉一些底层的基础知识。
我们刚才说过智慧的处理 需要有很多优化的方法和应用来真正处理我们送上来的数据,这就是我要谈的架构上左上方的意思。刚才我提到管理和运营是必须考虑的,从右上方来说我们必须要考虑我在这里面列到的一些模块,你要考虑资产管理,要考虑物联网设备的软件升级,安全管理,以及容错,因为这么大规模网络需要容错的功能。同时从服务的角度来讲,因为在一定程度上不可能避免用人去管理设备,你怎么样能够把服务的过程定义的比较清楚,并且在一定程度上预测设备有可能会出现问题的一些场景,而且通过这种智能的计算能够提供比较有效的服务,在右上方管理和运营的角度需要关注的。
从网络的连接角度可以考虑在某些领域需要考虑专用网络,云计算在底层会产生一些支持。谈到这个架构的一个另外的方面,在物联网要做实实在在的研究,大家都同意没有一个厂可以独立解决这样的问题,我们就必须遵循一个开放的原则。开发和制作物联网应用是有代价的,这个门槛非常高,需要跟很多人合作。如果今天在架构里面不能考虑开放的原则,我们很难制作出来非常有效的大规模的和有价值的应用。
刚才谈到的是技术的一些挑战,第二个主题我想谈一下我们如何去寻找价值,如何用价值驱动的方式真正的使物联网这样一个技术革命产生对社会带来的价值。
我们首先需要考虑的是物联网的价值到底在哪里?下面我给大家一些例子。谈到物联网的价值,因为我们今天可以处理到生活到的方方面面,对价值的定义,从物联网的角度来讲是一个非常非常广泛的范围。下面我给大家举几个例子。大家看到下面有一个交通方块,这个地图是斯德哥尔摩的城市,它的交通在一定时间的时候也是非常非常的拥堵,政府非要解决这个问题不可。大家想到IT的时候,我能不能用IT的方式监管,提供信息,来用摄象头的方式采集交通的情况送给政府部门进行分析,政府部门进行决策。这有可能是我们产生的价值,这是价值的一种。另外一种价值我们把IT系统和OT技术结合起来,并且从市政的角度,整个城市的运转的角度,我们通过物联网技术,摄象头,射频,以及后端的处理系统,在斯德哥尔摩实现的是这样一个系统。政府希望在上班的高峰期,还有下午下班的高峰期对进出斯德哥尔摩城市的车辆进行一定的收费。然后他实现的手段是用IT的技术,是用物联网的技术,当车进出城口的时候,他会很快的能够把车牌,从前面、后面拍下来,并且把车主的信息以及支付手段信息记下来,从而实现不用停车快速的收费,这个收费导致的结果,在实施这个系统之后斯德哥尔摩城市本身交通量减少了很多。而这个价值还不只是一次,还有更大的价值是二氧化碳的排量,后来通过一些计算和监测,二氧化碳的排量,整个城市城区的二氧化碳排量降低了40%。我用这个例子主要是跟大家说物联网带来的价值怎么样看,这往往跟我们的社会,跟政府的运作,跟企业的行为,跟每个人的行为有很大关系,我们从这个角度来定义会产生比较好的效果,而且从政府和个人行为进行管控和约束,把价值定位成包括付费手段的时候,它的价值会得到彻底的放大,而不只是控制交通,还可以控制碳排放,因为这样的原因美国政府也因为这个例子准备投资进行建立类似的解决方案,因为他们看到用物联网的技术可以结合到每个人的情况,从而产生一个重大的调整。
这个图里面还有一些例子,比如说在能源的方块里面,这是一个丹麦的小岛,他风能非常发达,如果要把能源接到这个岛上会花费很大力气,于是他们决定做一个计划,我在岛上全面实施电动汽车,来彻底的利用风能。这样需要用到一些物联网的技术,以及一些规划的技术来看我如何管理这样的电子汽车的交通的新的应用方式。其实这里面有一些东西大家可能也会想到,这个岛上可能不会有加油站,这个岛上可能只会有汽车充电的地方。整个这一套系统实际上可以是一个物联网的解决方案,但是涉及到人的生活的方方面面。
下面这个数据中心的例子,这是研究中心曾经做过一项技术,大家知道数据中心利用有很多热能,这个很大冷却整个数据中心,是一个非常非常大的问题,对整个的计算系统来讲。但是这个热能我们做什么呢?我们的研究人员产生一项技术,把一些传感起器散热装置装在芯片上,把热量通过一定的方式集成起来,这之后拿这些热量为80个家庭提供供暖,为他们研究中心的游泳池提供游泳池的供暖,这样的技术也是一些非常有意思的技术。当然还有冷链的物流,还有天然气,石油管道,以及一些其他的应用,这些应用能够利用物联网的技术定义准确,我们想达到的价值,从而实现这样一些复杂的系统,从而产生技术上的创新和商业模式上的创新。
根据得到的数据还可以做非常多的东西,比如说在医疗系统方面。大家知道在中国糖尿病的患者一共是9700万人,有很多人不一定需要很快的从一个比较轻的状态转移到比较重的状态,但是我们没有足够的医疗手段制定出特定的吃药和辽阳和看出的方案,因为每个人都不一样,每个人都是用统一的方法来计算,不结合每一个人特点会非常困难。
我们今天能不能用物联网的技术,因为今天已经有很多处理器可以检测血压、血糖,以及为他提供吃药或者是一些看护和健康保健,但是我们医疗人员有限,我们能不能收集这样信息,用计算的技术不管是处理结构化数据还是非结构化数据来达到对每个人医疗方案或者是看护或者是保健方案的一个计算,从而给每个人计算出个性
方案,从而缓解糖尿病人的状态,这样的事情我相信一定能够发生。它同样需要物联网计算,需要深入的计算,需要对计算的发展。
刚才谈到了数据问题,这也是一个非常重要的技术的发展方向,我今天要处理大规模,实时的数据,来去产生决策,我们的决策从原来的几个星期,几个月,甚至在几年要变成是天、小时、秒、分钟甚至毫秒级。数据在这里面起着非常重要的作用,当我们有数据的时候如何使数据贡献出来,让更多的人一起分享。在图的右上边举了一个旅游的例子,比如说在一个宾馆里,在一个餐馆里面,实际上旅游行业的同仁们经常谈到这样一个事情,旅游是在六个方面,吃住行游购娱,这些方面都可能是为一个人或者一个方面来设计,从这个产业也提出来一些挑战,能不能在吃住行游购娱方面将一个人信息彻底整合,从而让旅游的服务给游客的服务提供非常到位。旅游只是一个很小的例子,还有很多其他的例子,如果我们有机会去把这些通过物联网得到的数据进行分析,进行处理,我们会产生相当多的有价值的应用。
在我结束今天讨论之前,我需要跟大家分享的事情,物联网的事情我刚才已经说过了,不是一家公司可以做到的,这是很多的团体要在一起来完成,创新的过程是非常非常复杂的,在这个创新的过程中要考虑技术的问题,要考虑里面各个组织利益问题,因此我们曾经推出一个事情,在IBM中国研究中心推出物联网技术中心,这是专门为了技术上的创新来去跟不同的合作伙伴一起看这个问题,他们非常关注的地方是在于我如何利用地下这些物联网技术,很快的把一个想法通过测试的技术,通过集成,通过运营以及整个的情况变成真正有价值的应用,这也是我们非常想跟大家分享的能力。
最后我们需要跟很多的同志人一起来合作,最后我想说今天用一个不太恰当的比喻,比如说瞎子摸象,物联网这个产业还不是特别清楚,我们还需要很多同仁一起来看这个问题,但是瞎子摸象之所以不成功,是因为他们在这个故事里面没有听到任何六个人也好,五个人也好互相交流的经验,只是每个人在说自己不同的事情。
如果今天面对的是一个物联网的大象,当然我们这些人都不是瞎子,我们有很好的感官,但是我想项调的一点,在这个里面大家要采用非常诚恳的合作的态度,以开放的精神来去研究物联网发展,我相信物联网,尤其是智慧物联网大有希望,谢谢大家。