智能化時(shí)代 塑造有智慧的“地球村”
- 來(lái)源:中國(guó)信息化周報(bào) smarty:if $article.tag?>
- 關(guān)鍵字:技術(shù),推動(dòng),發(fā)展 smarty:/if?>
- 發(fā)布時(shí)間:2019-04-14 16:22
以信息化及其與新能源技術(shù)、智能化體系深度融合為特征的新工業(yè)革命正在全球演化。它的一個(gè)重要特征是科學(xué)與技術(shù)交叉推動(dòng),科學(xué)技術(shù)的發(fā)展呈現(xiàn)百花齊放局面。不像過(guò)去的蒸汽機(jī)就是化學(xué)能變成熱能再轉(zhuǎn)化為機(jī)械能、電動(dòng)機(jī)就是電磁感應(yīng)定律,現(xiàn)在的基礎(chǔ)研究如材料科學(xué)、生命科學(xué)、物理科學(xué)、化學(xué)科學(xué)都在多點(diǎn)開(kāi)花。而且,現(xiàn)在科學(xué)上的發(fā)現(xiàn)、技術(shù)上的發(fā)明日益呈現(xiàn)交互發(fā)展的特征。特別是,基礎(chǔ)研究對(duì)掌握各種核心技術(shù)、對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的推動(dòng)作用越來(lái)越明顯。從發(fā)現(xiàn)規(guī)律,到掌握核心技術(shù),再來(lái)推動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展和經(jīng)濟(jì)發(fā)展,是一個(gè)鏈條。
比如,現(xiàn)在我們幾乎人人都有手機(jī),手機(jī)集成了很多信息技術(shù);往前追溯,手機(jī)之前有固定電話通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù);再往前找,“老祖宗”就是量子力學(xué),因?yàn)闆](méi)有量子力學(xué)就沒(méi)有半導(dǎo)體科學(xué)技術(shù),就沒(méi)有晶體管和大規(guī)模集成電路。所以,沒(méi)有量子力學(xué),就沒(méi)有計(jì)算機(jī),也就不可能有手機(jī)。由此可見(jiàn),作為前端的量子力學(xué)和電動(dòng)力學(xué)是非常重要的。
從更大的范圍來(lái)看,我們發(fā)現(xiàn)了質(zhì)能關(guān)系,繼而發(fā)明了核技術(shù);發(fā)現(xiàn)了受激輻射規(guī)律,繼而發(fā)明了激光技術(shù);發(fā)現(xiàn)了巨磁阻規(guī)律,繼而發(fā)明了磁存儲(chǔ)技術(shù);發(fā)現(xiàn)了光纖中光傳輸規(guī)律,繼而發(fā)明了光通信技術(shù);發(fā)現(xiàn)了半導(dǎo)體光躍遷規(guī)律,繼而發(fā)明了半導(dǎo)體照明技術(shù)??梢?jiàn),人類總是先在觀察或?qū)嵺`中發(fā)現(xiàn)規(guī)律,然后發(fā)明技術(shù),進(jìn)而推動(dòng)應(yīng)用發(fā)展。沒(méi)有昨天的基礎(chǔ)研究,就沒(méi)有今天的技術(shù)應(yīng)用。就此而言,誰(shuí)掌握了規(guī)律,誰(shuí)發(fā)明了技術(shù),誰(shuí)就獲得了主導(dǎo)權(quán)。
把智慧融入物理實(shí)體
現(xiàn)在我們開(kāi)始進(jìn)入智能化時(shí)代,智能化是新工業(yè)革命的一大特征。
當(dāng)前,我們正處在信息化后期,并開(kāi)始邁入以智能化為特征的第四次工業(yè)革命時(shí)代。智能化的特點(diǎn)就是把智慧融入物理實(shí)體,如名噪一時(shí)的阿爾法圍棋等,就是人工智能發(fā)展的產(chǎn)物。在這個(gè)“奇點(diǎn)”時(shí)期,我們的思想、理念、計(jì)算將迎來(lái)大的變化。
在這個(gè)時(shí)代,將有一種分揀快遞機(jī)器人,進(jìn)行貨物分揀后,還可以負(fù)責(zé)派送;到了目的地,它會(huì)發(fā)個(gè)信息叫你來(lái)拿。在這個(gè)機(jī)器人身上,包含三個(gè)重要技術(shù)功能:第一個(gè)是動(dòng)態(tài)感知,第二個(gè)是智慧識(shí)別,第三個(gè)是自動(dòng)反應(yīng)。要?jiǎng)討B(tài)感知就要有傳感器,要智慧識(shí)別就要有大數(shù)據(jù)、物理模型,要自動(dòng)反應(yīng)就要有好多控制的方法,最后還要把動(dòng)態(tài)感知、智慧識(shí)別、自動(dòng)反應(yīng)集中在某一個(gè)智能化系統(tǒng)中。
由此舉一反三,一個(gè)智能化的機(jī)器人老師上課,它一定要具備什么能力??jī)H僅把上課內(nèi)容重復(fù)說(shuō)一遍,算得上智能化老師嗎?當(dāng)然不是。智能化的老師應(yīng)該是,你提出問(wèn)題,它馬上可以識(shí)別問(wèn)題并快速分析,然后及時(shí)給出正確的答案或有益的啟發(fā)。
智能化浪潮基于信息時(shí)代又超越信息時(shí)代。信息時(shí)代以計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ),主要以便利人與人之間的溝通及信息共享為目標(biāo)。智能時(shí)代則把人類的智慧融入沒(méi)有知覺(jué)、沒(méi)有反應(yīng)的實(shí)體物質(zhì),從而達(dá)到人與物、物與物之間的聯(lián)系溝通。它將把“地球村”塑造成一個(gè)有智慧的世界:機(jī)器有了智慧,實(shí)現(xiàn)智能機(jī)器人;能源有了智慧,實(shí)現(xiàn)智能化分布式能源系統(tǒng);建筑物有了智慧,實(shí)現(xiàn)安全智能化報(bào)警;城市有了智慧,實(shí)現(xiàn)城市狀況實(shí)時(shí)顯示與分析判斷;地球有了智慧,實(shí)現(xiàn)全地球感知。這是“地球村”的歷史轉(zhuǎn)折。
在智能化時(shí)代 一個(gè)重要的應(yīng)用是物聯(lián)網(wǎng)
物聯(lián)網(wǎng)是把所有物品通過(guò)信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái),然后對(duì)物品進(jìn)行智能化識(shí)別與管理。也就是說(shuō),它把“物”的信息通過(guò)傳感器接收,形成“物”信息的網(wǎng)絡(luò),并與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合。這樣就構(gòu)成了一個(gè)以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的虛擬大腦:由音頻傳感器構(gòu)成虛擬聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng),由視頻采集器構(gòu)成虛擬視覺(jué)系統(tǒng),由分子傳感器、氣體傳感器、液體傳感器等構(gòu)成虛擬味覺(jué)系統(tǒng),由空氣傳感器、水系傳感器、土壤傳感器等構(gòu)成虛擬感覺(jué)系統(tǒng),由各種家用設(shè)備、辦公設(shè)備和生產(chǎn)設(shè)備構(gòu)成虛擬運(yùn)動(dòng)系統(tǒng),等等。
在物聯(lián)網(wǎng)中,傳感器和信息檢測(cè)技術(shù)是核心技術(shù)之一。傳感器是什么東西?傳感器就是一個(gè)能夠傳遞信息的器件,能夠替代你的眼睛、耳朵、鼻子、舌頭、皮膚,是人體五官的延長(zhǎng)和功能擴(kuò)展。在古代,其實(shí)已有類似傳感器的裝置。比如,過(guò)去防小偷,會(huì)在線上掛一個(gè)鈴鐺。小偷進(jìn)來(lái)碰到線,鈴鐺就會(huì)響。這就是最初版本的傳感器?,F(xiàn)在,傳感器已走進(jìn)我們的生活,在國(guó)防科技、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中隨處可見(jiàn)。比如,大家在一些場(chǎng)所的衛(wèi)生間洗手,手放到龍頭下動(dòng)一動(dòng),水就出來(lái)了。
在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中,各類傳感器具有舉足輕重的地位。安置在橋墩里的壓力傳感器可以感知橋墩的應(yīng)力,安置在地下巖石中的傳感器可以感知巖石內(nèi)應(yīng)力情況,安置在身上的傳感器可以實(shí)時(shí)感知身體器官的狀況,安置在煤礦里的傳感器可以感知礦井中有害氣體的濃度。沒(méi)有各類傳感器就不能實(shí)現(xiàn)信息的獲取,也就難以進(jìn)一步整合信息、應(yīng)用信息。
從這個(gè)意義上說(shuō),傳感器是物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生信息的源頭。有了先進(jìn)的傳感器,才能對(duì)環(huán)境、水、空氣、土壤和植物等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,才能建立無(wú)線傳感應(yīng)急監(jiān)控設(shè)備,才能應(yīng)用于地鐵、商場(chǎng)等人類活動(dòng)的各類場(chǎng)所。
傳感器有光、熱、電、磁、壓力等多種。其中,光電傳感器的主要功能是獲得目標(biāo)物的“形像”、“熱像”和“譜像”,是物聯(lián)網(wǎng)的重要元器件。
圖像比較簡(jiǎn)單。我們現(xiàn)在看得見(jiàn)的都是可見(jiàn)光。你看得見(jiàn)我,我也看得見(jiàn)你,什么原因呢?因?yàn)檎赵谖疑砩系目梢?jiàn)光反射到你的眼睛,讓你看到了我。如果把燈關(guān)掉、把窗簾拉上,還看得見(jiàn)嗎?看不見(jiàn)了。但實(shí)際上,有其他辦法可以看到。
除了可見(jiàn)光,人有體溫。只要是熱的東西,就有能量放出來(lái),就有熱輻射,這就是熱像。但這個(gè)能量放出來(lái)是紅外的,所以要用一個(gè)紅外傳感器才能看出來(lái)?,F(xiàn)在,還有近紅外成像,光源發(fā)出近紅外光,到你腦子里兜一圈;探測(cè)器接收后,就能直接“讀取”你腦子里的信息。
智慧城市建設(shè)將促進(jìn)信息、物理和空間的深度融合
城市網(wǎng)絡(luò)信息空間是不同于人類現(xiàn)實(shí)空間的一個(gè)嶄新維度,是人類的第二空間、虛擬空間。在硬件資源和運(yùn)行規(guī)則之上,網(wǎng)絡(luò)空間的核心組成要素是ID、數(shù)據(jù)、連接,而現(xiàn)實(shí)空間的核心要素是人、物、事。兩個(gè)空間的各個(gè)要素間能夠交叉相互作用:現(xiàn)實(shí)向網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行映射,產(chǎn)生海量數(shù)據(jù);對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘和運(yùn)用,又能夠反作用于現(xiàn)實(shí)空間。
兩個(gè)空間的交互成為智慧城市建設(shè)的基礎(chǔ)。智慧城市是利用新一代信息技術(shù)來(lái)促進(jìn)信息空間、物理空間(各種建筑、硬的東西)、社會(huì)空間(人所構(gòu)成的社會(huì)網(wǎng))的深度融合,并通過(guò)豐富的應(yīng)用系統(tǒng),加速經(jīng)濟(jì)發(fā)展與轉(zhuǎn)型,提高公共服務(wù)效率,方便市民工作和生活,有效保護(hù)和利用環(huán)境。它是現(xiàn)代城市對(duì)于未來(lái)的想象,更加宜居宜業(yè),更加富有活力,更加具有吸引力和競(jìng)爭(zhēng)力。
進(jìn)一步來(lái)看,智慧城市具有四大特征。一是以人為本:以人的需求作為根本出發(fā)點(diǎn),以個(gè)體推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步,以人的發(fā)展為本,實(shí)現(xiàn)面向未來(lái)的數(shù)字包容,讓城市中的人類生活更美好。二是全面感知:通過(guò)感知技術(shù),將人、物的相關(guān)信息進(jìn)行全面感知與互聯(lián),形成城市智慧的泛在信息源。三是內(nèi)生發(fā)展:城市形成具有持續(xù)創(chuàng)新發(fā)展的內(nèi)生驅(qū)動(dòng)力量。圍繞這種內(nèi)生發(fā)展動(dòng)力,城市各構(gòu)成要素之間實(shí)現(xiàn)自我適應(yīng)調(diào)節(jié)、自我優(yōu)化和完善。四是智能協(xié)同:實(shí)現(xiàn)信息之間的無(wú)縫連接、協(xié)同聯(lián)動(dòng),是城市實(shí)現(xiàn)智慧的重要途徑。
褚君浩
