物聯(lián)網(wǎng)及窄帶物聯(lián)網(wǎng)

互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的另一種趨勢(shì)是物聯(lián)網(wǎng)。物聯(lián)網(wǎng)的底層借助無線射頻識(shí)別技術(shù)（RFID）和傳感器等實(shí)現(xiàn)對(duì)物件的信息采集與控制，通過通信網(wǎng)絡(luò)匯集信息。搜集信息的目的是為了分析和決策。所以，物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)從連接人到連接物的應(yīng)用拓展。物聯(lián)網(wǎng)自2008年金融危機(jī)之后廣受關(guān)注，但其的發(fā)展和普及并不令人滿意。其原因在于，沒有合適的傳輸手段。智慧城市等應(yīng)用需要低功耗廣域物聯(lián)網(wǎng)，而WIFI、藍(lán)牙技術(shù)、光纖和移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)雖可用，但難以滿足可靠性和低功耗、低成本的要求，因此，目前接入到運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)的物聯(lián)網(wǎng)終端僅有6%。

2016年6月，在韓國釜山召開的3GPP物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)會(huì)上通過了一個(gè)窄帶物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)NB-IOT。它是在運(yùn)營(yíng)商的頻率上擠出一個(gè)頻段200kHz，用正交頻分多址技術(shù)劃分為多個(gè)子載波，支持多個(gè)物聯(lián)網(wǎng)連接，采用一些先進(jìn)技術(shù)，每個(gè)信道容量能達(dá)到幾十到幾百kb。它有四大特點(diǎn)：一是廣覆蓋，在同樣的頻段下比現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)增益高20dB，覆蓋面積擴(kuò)大100倍。二是大連接，一個(gè)扇區(qū)能支持10萬個(gè)連接，比現(xiàn)網(wǎng)高出50-100倍。三是低功耗，終端模塊功耗為2G的1/10，待機(jī)時(shí)間可長(zhǎng)達(dá)10年。四是低成本，單個(gè)接連模塊目標(biāo)1美元。未來，窄帶物聯(lián)網(wǎng)將為低功耗廣域物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開辟一個(gè)很好的前景。

可穿戴設(shè)備的應(yīng)用

谷歌研發(fā)出一個(gè)眼鏡，摸一下鏡框，就能翻頁。掛在胸前的手機(jī)可投影到手臂上，那么在手臂上就可以瀏覽手機(jī)信息。還有的公司研制出藍(lán)牙鋼筆，它可使記錄在紙上的信息同步傳送到手機(jī)上。另外，百度也開發(fā)了一個(gè)眼鏡，一邊是攝像頭，一邊是送受話器，它將你看到的東西送到云端，搜索之后，給以解釋，實(shí)現(xiàn)了所見即所知。習(xí)近平總書記曾說，要讓互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展成果惠及13億中國人民。那么，我國13億人中有殘疾人，他們?cè)趺瓷暇W(wǎng)呢？盲人閱讀的書本是凹凸不平的，而屏幕不可能凹凸不平，怎么辦？手指閱讀器。手指上戴上一個(gè)裝有攝像頭的指環(huán)，手指指到哪個(gè)詞，指環(huán)就自動(dòng)讀取，甚至還可以翻譯出來。盲人不知道手指指到哪里？不要緊，有震動(dòng)功能，每翻一頁，指環(huán)會(huì)把手指挪到第一個(gè)詞上，讀完一個(gè)詞再引導(dǎo)到下一個(gè)詞。

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)和虛擬現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用。比如，你在商場(chǎng)試穿一條紅裙子時(shí)，還想試試藍(lán)色的，不一定要換，只需要對(duì)著鏡子說我要換成藍(lán)色的，那你想換成什么顏色就會(huì)換成什么顏色，甚至還可以修改這條裙子的款式。這就是虛擬現(xiàn)實(shí)與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的結(jié)合。另外，還可以利用虛擬現(xiàn)實(shí)培訓(xùn)工人。不會(huì)修汽車的工人戴上眼鏡，跟著眼鏡的指示，一步一步完成汽車修理的工序。阿里公司還希望將虛擬現(xiàn)實(shí)用在購物上，把手機(jī)當(dāng)成眼鏡，進(jìn)行日常消費(fèi)?？傊?，現(xiàn)在各種各樣的視頻寬帶化促進(jìn)了大數(shù)據(jù)的出現(xiàn)。

大數(shù)據(jù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)及其應(yīng)用

2008年世界上平均每個(gè)網(wǎng)民每個(gè)月下載1G，2014年平均下載10G。現(xiàn)在，全球新產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量年增40%，全球信息總量每?jī)赡昃涂梢苑环?015年全球新產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量是8.2ZB，可以裝滿2600億個(gè)32GB存儲(chǔ)容量的iPad，這些iPad可以堆砌起9座中國長(zhǎng)城。到2020年，全世界新產(chǎn)生數(shù)據(jù)量將達(dá)到40ZB，如果把它們?nèi)看嫒胨{(lán)光光盤，那么這些光盤的重量相當(dāng)于424艘10萬噸以上的尼米茲號(hào)航母的重量。

什么是大數(shù)據(jù)？大數(shù)據(jù)沒有權(quán)威的定義?？梢哉f，大數(shù)據(jù)代表了由大容量、快速增長(zhǎng)和多樣性表征的、需要特定技術(shù)和分析方法將其轉(zhuǎn)換為有價(jià)值的信息資產(chǎn)。大數(shù)據(jù)首先是量很大，其次是變化很快，再有變種很多。Word、Excel表達(dá)的數(shù)據(jù)是結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，視頻、照片就是典型的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。僅是大、快、變不足以說明大數(shù)據(jù)有用，關(guān)鍵是價(jià)值。嚴(yán)格來講，大數(shù)據(jù)價(jià)值密度低，也就是說，大數(shù)據(jù)中的大部分都是垃圾，要通過沙里淘金、海里撈針，把有價(jià)值的數(shù)據(jù)挖掘出來，正因?yàn)橛幸欢y度，所以才珍貴。

大數(shù)據(jù)挖掘，首先要有數(shù)據(jù)資源，以便技術(shù)采集。其次，根據(jù)需要處理的數(shù)據(jù)的不同，使用不同的數(shù)據(jù)庫。然后在后臺(tái)，還需要一些大數(shù)據(jù)挖掘軟件和方法來支撐。在這一過程中，建模是比較難的，不過目前美國MIT大學(xué)提出了自動(dòng)建模方法。

人工智能與深度學(xué)習(xí)。舉個(gè)例子。2012年10月，微軟研究院院長(zhǎng)里克·雷斯特博士在天津的演講中，介紹語音機(jī)器翻譯技術(shù)。這種技術(shù)基于上百萬網(wǎng)頁素材和大數(shù)據(jù)及深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將演講者所說的英文實(shí)時(shí)翻譯成中文，并用演講者的聲音和文字展示出來。谷歌人工智能阿爾法狗（AlphaGo）在與李世石進(jìn)行人機(jī)圍棋大戰(zhàn)中，用的是同樣的技術(shù)。這是大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用。

信息融合和信息抽取。舉個(gè)例子，我們可以將拍攝、搜集的大量古羅馬遺址照片，通過信息融合技術(shù)拼接起來，這樣就可以還原一個(gè)古羅馬。另外，為突出視頻或圖片中我們所感興趣的東西，可以屏蔽其他無關(guān)內(nèi)容。大數(shù)據(jù)利用信息融合技術(shù)，從時(shí)空分布的信息中綜合出一個(gè)全局的觀念，它利用信息抽取技術(shù)，從復(fù)雜的信息中突出我們所感興趣的部分，這就是大數(shù)據(jù)分析。它使我們有全局的觀念，也能讓我們感受到所關(guān)注的東西。

大數(shù)據(jù)的虛擬化和可視化。為了確診患者的肺部病癥，醫(yī)生可能要看幾百張、幾千張CT掃描圖，工作量、難度都很大。現(xiàn)在通過大數(shù)據(jù)技術(shù)把這些CT掃描圖合成一個(gè)虛擬肺，之后醫(yī)生就可以綜合觀察患者的肺部問題。大家知道，在乳腺癌活檢中最難的是如何真正找出有癌細(xì)胞的位置，這非?？简?yàn)醫(yī)生檢測(cè)的準(zhǔn)確率。美國一個(gè)高中生，與一家醫(yī)院合作，以機(jī)器學(xué)習(xí)算法分析760萬乳腺癌患者的數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)了定位活檢乳腺癌細(xì)胞的算法，位置準(zhǔn)確率達(dá)96%。

大數(shù)據(jù)，不是我們收集了大量的數(shù)據(jù)，將一大摞文件、圖表交到領(lǐng)導(dǎo)手上，而是必須要通過大數(shù)據(jù)挖掘，最后得出一張圖、一張表、一個(gè)視頻、一句話，成為最簡(jiǎn)明的決策數(shù)據(jù)。

人工智能的發(fā)展

大數(shù)據(jù)離不開人工智能。20世紀(jì)50年代，美國學(xué)者提出人工智能概念，認(rèn)為依靠計(jì)算機(jī)能力，就可以譜寫被認(rèn)可的樂曲，寫小說等。但是，這些都沒有實(shí)現(xiàn)。后來，又提出專家系統(tǒng)，它是把多個(gè)專家的經(jīng)驗(yàn)輸入計(jì)算機(jī)，就好比把很多名醫(yī)的處方結(jié)合在一起。專家系統(tǒng)的出現(xiàn)，把人工智能向前推進(jìn)了一步，但它永遠(yuǎn)只是模仿，無法超越專家?，F(xiàn)在，人工智能可以學(xué)習(xí)。人類跟其他動(dòng)物的區(qū)別就在于人類會(huì)學(xué)習(xí)。專家系統(tǒng)只顯示出專家曾經(jīng)做過什么，不會(huì)比專家更好，但現(xiàn)在它能學(xué)習(xí)，就會(huì)比專家更好。比如剛才提到的阿爾法狗，它利用現(xiàn)存于人類數(shù)據(jù)庫中的圍棋棋譜，通過自我對(duì)局3000萬盤的方式學(xué)習(xí)、訓(xùn)練，得到了完整的圍棋程序，最終戰(zhàn)勝了圍棋大師李世石。這就是因?yàn)槿斯ぶ悄軙?huì)學(xué)習(xí)。

隨著“大智移云”時(shí)代的到來，人工智能從高大上走向接地氣。人工智能的應(yīng)用范圍很廣，目前包括機(jī)器人、語言識(shí)別、圖像識(shí)別、自然語言處理和專家系統(tǒng)等。

現(xiàn)在，信息技術(shù)發(fā)展走到了一個(gè)新時(shí)代——“大智移云”時(shí)代。何謂“大智移云”？具體說來，“大”是指大數(shù)據(jù)，“智”是指智能化、物聯(lián)網(wǎng)，“移”是指移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)，“云”是指云計(jì)算。知名市場(chǎng)調(diào)研機(jī)構(gòu)IDC公司曾經(jīng)發(fā)布的一份報(bào)告顯示，創(chuàng)新平臺(tái)分為三個(gè)階段：1985年以前，全世界以計(jì)算機(jī)為創(chuàng)新平臺(tái)；2005年以前，全世界以互聯(lián)網(wǎng)為創(chuàng)新平臺(tái)；到2020年以前，移動(dòng)寬帶、云服務(wù)、社交應(yīng)用和大數(shù)據(jù)將成為新的創(chuàng)新平臺(tái)。預(yù)測(cè)“大智移云”將支撐2020年全球信息產(chǎn)業(yè)收入的40%和增長(zhǎng)份額的98%。