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5G時代的萬物互聯(lián)網(wǎng):內(nèi)涵、要素與構(gòu)成

2020-07-23 06:16李衛(wèi)東
關(guān)鍵詞:萬物數(shù)字智能

【摘要】 萬物互聯(lián)網(wǎng)(IoE)是由物體、數(shù)字設(shè)備、數(shù)字個人、數(shù)字企業(yè)、數(shù)字政府和數(shù)據(jù)資源等要素,借助數(shù)字平臺,通過數(shù)字流程相互連接而成的巨復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)生態(tài)系統(tǒng)。在空間尺度層面,萬物互聯(lián)網(wǎng)所連接物體的尺度正在從大尺度向微尺度發(fā)展;在時間尺度層面,萬物互聯(lián)網(wǎng)響應(yīng)的時間間隔在不斷縮小;在連接關(guān)系層面,萬物互聯(lián)網(wǎng)是海量對象之間相互連接而成的巨復(fù)雜網(wǎng)絡(luò);在社會形態(tài)變革層面,萬物互聯(lián)網(wǎng)是智能社會的信息基礎(chǔ)設(shè)施。萬物互聯(lián)網(wǎng)的要素體系結(jié)構(gòu)由客體要素(物體和數(shù)字設(shè)備)、主體要素(數(shù)字個人、數(shù)字企業(yè)、數(shù)字政府)和運(yùn)行要素(數(shù)據(jù)資源、數(shù)字流程、數(shù)字平臺)構(gòu)成;萬物互聯(lián)網(wǎng)的支撐平臺體系由計(jì)算資源服務(wù)平臺、人工智能基礎(chǔ)服務(wù)平臺、大規(guī)模應(yīng)用系統(tǒng)搭建的支撐平臺和智能終端產(chǎn)品開發(fā)的支撐平臺構(gòu)成;萬物互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用體系結(jié)構(gòu)主要由萬物對個人服務(wù)(E2P)、萬物對企業(yè)服務(wù)(E2B)和萬物對政府服務(wù)(E2G)構(gòu)成。

【關(guān)鍵詞】5G? 萬物互聯(lián)網(wǎng)? 物聯(lián)網(wǎng) 納米物聯(lián)網(wǎng)

【中圖分類號】 TP393? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A

【DOI】10.16619/j.cnki.rmltxsqy.2020.09.005

緒論

5G是第五代移動通信技術(shù)(5th Generation Wireless Systems)的簡稱,是最新一代蜂窩移動通信技術(shù);5G網(wǎng)絡(luò)是第五代移動通信網(wǎng)絡(luò)(5th Generation Mobile Networks)的簡稱。5G不僅僅是4G的擴(kuò)展,5G讓萬物之間的連接和交互成為可能,讓收集、共享和使用數(shù)十億設(shè)備的海量數(shù)據(jù)成為可能。[1]

當(dāng)前,第四代移動通信技術(shù)(4G)的發(fā)展困境和主要不足包括三個方面:一是4G網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)支持能力較難滿足虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)等高級應(yīng)用,以及高鐵等特殊場景對帶寬、速度的需求;二是4G網(wǎng)絡(luò)的時延和可靠性較難達(dá)到物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的接入要求;三是4G終端的續(xù)航能力較難承載智慧城市等復(fù)雜應(yīng)用的低功耗大連接需求。與4G相比,5G網(wǎng)絡(luò)是高度集成的,是一種范式的轉(zhuǎn)換,5G網(wǎng)絡(luò)的新范式包括具有海量帶寬的極高載波頻率、頂級基站、高密度設(shè)備,以及前所未有的天線數(shù)量。[2]根據(jù)國際電信聯(lián)盟無線電通信局(ITU-R)的標(biāo)準(zhǔn),5G的目標(biāo)場景為移動寬帶增強(qiáng)(eMBB)、超高可靠、超低時延通信(uRLLC)、大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)(mMTC),其中包括移動互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和汽車互聯(lián)網(wǎng)以及其他具體場景。

5G網(wǎng)絡(luò)具有傳輸速率高、時延低、更高的頻譜效率和低功耗等特點(diǎn):峰值速率能夠達(dá)到10Gbps,可以達(dá)到0.1~1Gbit/s的用戶體驗(yàn)速率;端到端時延可達(dá)到毫秒級水平,業(yè)務(wù)時延小于5ms,可實(shí)現(xiàn)450km/h高速環(huán)境下通信;更高的頻譜效率、更多的頻譜資源利用,能滿足用戶業(yè)務(wù)流量的增長;5G網(wǎng)絡(luò)的連接數(shù)密度達(dá)到106/km2,能量效率能提升10倍左右。[3]另外,5G網(wǎng)絡(luò)還具有99.999%的可靠性,綠色節(jié)能也是5G發(fā)展的一個重要指標(biāo),可以實(shí)現(xiàn)無線通信的可持續(xù)發(fā)展。[4]

總之,5G網(wǎng)絡(luò)具有超高的頻譜利用率和能效,在傳輸速率和資源利用率等方面較4G移動通信提高一個量級或更高,其無線覆蓋性能、傳輸時延、系統(tǒng)安全和用戶體驗(yàn)也將得到顯著的提高;對海量傳感設(shè)備及機(jī)器與機(jī)器(M2M)通信的支撐能力將成為系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要指標(biāo)之一。[5]

通俗一點(diǎn)來講,1G、2G滿足了人們的語音通話需求,3G、4G實(shí)現(xiàn)了隨時隨地連接互聯(lián)網(wǎng)的夢想,5G將開啟萬物互聯(lián)網(wǎng)時代。但到底什么是萬物互聯(lián)網(wǎng),與物聯(lián)網(wǎng)相比,有什么不同?萬物互聯(lián)網(wǎng)由哪些要素構(gòu)成,具有什么樣的體系結(jié)構(gòu)(要素結(jié)構(gòu)體系、支撐平臺體系和應(yīng)用體系)?本文擬探析這些問題。

萬物互聯(lián)網(wǎng)的概念辨析

網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的歷程在一定程度上就是連接對象不斷擴(kuò)展的過程?;ヂ?lián)網(wǎng)(Internet)是計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)之間連接而成的網(wǎng)絡(luò);移動互聯(lián)網(wǎng)(Mobile Internet)是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與移動通信網(wǎng)絡(luò)融合的產(chǎn)物,連接終端擴(kuò)展到了智能手機(jī);物聯(lián)網(wǎng)(Internet of things, IoT)是事物與事物之間連接而成的網(wǎng)絡(luò),又被稱為傳感網(wǎng)。2018年國際電信聯(lián)盟(ITU)發(fā)布的《物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)能力暴露[6]的參考架構(gòu)》報(bào)告指出,物聯(lián)網(wǎng)是信息社會的全球基礎(chǔ)設(shè)施,依靠現(xiàn)有的和不斷發(fā)展的可互操作的信息和通信技術(shù),能通過物理的或虛擬的事物間互連來實(shí)現(xiàn)高級服務(wù);其通過身份識別、數(shù)據(jù)捕獲、信息處理和通信功能,可充分利用全部事物為各種應(yīng)用提供服務(wù)。[7]其發(fā)布的《國際電聯(lián)互聯(lián)網(wǎng)報(bào)告2005:物聯(lián)網(wǎng)》的報(bào)告指出,信息與通信技術(shù)(ICT)的目標(biāo)已經(jīng)從滿足人與人之間的溝通,發(fā)展到實(shí)現(xiàn)人與物、物與物之間的連接,無所不在的物聯(lián)網(wǎng)通信時代即將來臨;物聯(lián)網(wǎng)使我們在信息與通信技術(shù)的世界里獲得一個新的溝通維度,將任何時間任何地點(diǎn)連接任何人,擴(kuò)展到連接任何物品。[8]由此可見,物聯(lián)網(wǎng)(IoT)將互聯(lián)網(wǎng)(Internet)連接范圍從機(jī)器(筆記本電腦、臺式機(jī)、智能手機(jī)、平板電腦)擴(kuò)展到了任何類型的物理設(shè)備和日常物品。[9]物聯(lián)網(wǎng)的支撐技術(shù)主要包括低速短距離傳輸?shù)臒o線網(wǎng)上協(xié)議(ZigBee)、射頻卡(RFID)、傳感器網(wǎng)絡(luò)(Sensor Networks)和基于位置的技術(shù)(location based technologies)。特別是第6版網(wǎng)際協(xié)議(Internet Protocol version 6, IPv6)能提供長度為128位的單播地址(Unicast Address)、組播地址(Multicast Address)和任播地址(Anycast Address)三種地址類型,能解決物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中IP地址短缺問題,能為物聯(lián)網(wǎng)中數(shù)十億個傳感器設(shè)定一個唯一的IP地址。

一般認(rèn)為,萬物互聯(lián)網(wǎng)(Internet of Everything,IoE)建立在人員(Person)、數(shù)據(jù)(Data)、流程(Process)和事物(Things)這“四個支柱”上,能將事物、人、數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)流程連接起來,能擴(kuò)展工業(yè)和服務(wù)的流程,能豐富人們的生活。[10]與物聯(lián)網(wǎng)相比,萬物互聯(lián)網(wǎng)的連接對象更為廣泛,能與人和社會環(huán)境進(jìn)行強(qiáng)烈的交互,[11]而物聯(lián)網(wǎng)僅連接事物(傳感器和設(shè)備)。當(dāng)然,在學(xué)界和業(yè)界對萬物互聯(lián)網(wǎng)的定義和認(rèn)知不盡相同。有人認(rèn)為,物聯(lián)網(wǎng)(IoT)也可稱之為萬物互聯(lián)網(wǎng)(IoE),[12]如高通公司首席執(zhí)行官史蒂夫·莫倫科普夫(Steve Mollenkopf )在2014年表示,物聯(lián)網(wǎng)和萬物互聯(lián)網(wǎng)是“同一件事”。但也有人認(rèn)為,萬物互聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)具有本質(zhì)的不同。如未來主義者戴夫·埃文斯(Dave Evans)指出,問題不只是“事物”,而是更多有關(guān)“人、過程、數(shù)據(jù)和事物之間的聯(lián)系”,這些聯(lián)系才是萬物互聯(lián)的核心,能創(chuàng)造“價(jià)值”。[13]又如中國的華為公司致力于把數(shù)字世界帶入每個人、每個家庭、每個組織,構(gòu)建萬物互聯(lián)的智能世界;華為認(rèn)為:聯(lián)接是每個人的基本權(quán)利,是人類進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)增長的基石,網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接將成為無處不在的自然存在,網(wǎng)絡(luò)主動感知變化和需求,智能、隨需、無縫、安全地聯(lián)接人與人、物與物、人與物。[14]騰訊公司首席執(zhí)行官馬化騰提出,騰訊致力于通過連接打造“三張網(wǎng)”:人聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)和智聯(lián)網(wǎng)。

但現(xiàn)有的萬物互聯(lián)網(wǎng)定義中僅包含事物、人、數(shù)據(jù)和流程,忽略了企業(yè)、政府和平臺等重要因素。因?yàn)槿恕⑵髽I(yè)和政府是構(gòu)成社會系統(tǒng)的三大主體,只將人和事物連接起來顯然是不完整的,其產(chǎn)生的數(shù)據(jù)和流程也是不完整的,無法完整反映社會現(xiàn)實(shí)。因此,本文認(rèn)為萬物互聯(lián)網(wǎng)是由物體、數(shù)字設(shè)備、數(shù)字個人、數(shù)字企業(yè)、數(shù)字政府和數(shù)據(jù)資源等要素,借助數(shù)字平臺,通過數(shù)字流程相互連接而成的巨復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)生態(tài)系統(tǒng)。萬物互聯(lián)網(wǎng)的具體內(nèi)涵可從四個層面進(jìn)行闡釋。

首先,在空間尺度層面,萬物互聯(lián)網(wǎng)所連接物體的尺度正在從大尺度向微尺度[15]發(fā)展,現(xiàn)已發(fā)展到納米級事物??臻g尺度通常是指觀察或研究的物體或過程的空間分辨度。生命物體(動植物、細(xì)菌、病毒)和無生命物體(自然物品和人造物品)在不同的尺度層次具有不同的尺度效應(yīng)。生物的空間尺度一般是指所研究對象的面積大小。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,人類可觀測和認(rèn)知的生物空間尺度在不斷縮小:微米—亞微米—納米—團(tuán)簇—原子。其中,納米技術(shù)是分子規(guī)模的功能系統(tǒng)工程,當(dāng)前納米技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的交叉融合,正在無限擴(kuò)展萬物互聯(lián)網(wǎng)的想象空間。納米機(jī)器(尺寸范圍為1~100nm)與現(xiàn)有的傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)與高速互聯(lián)網(wǎng)集成在一起形成的網(wǎng)絡(luò),可被稱為“納米物聯(lián)網(wǎng)”(IoNT)[16],是萬物互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的最新進(jìn)展。其中,納米機(jī)器可被定義為:通過納米組件集成以執(zhí)行諸如傳感或致動之類的任務(wù)的基本功能單元。[17]也即,納米物聯(lián)網(wǎng)(IoNT)能將納米傳感器集成到各種微型對象以實(shí)現(xiàn)細(xì)微環(huán)境的智能感知,其每項(xiàng)功能性任務(wù)都是由“納米機(jī)器”來執(zhí)行的。[18]這能讓萬物互聯(lián)網(wǎng)的深度和廣度得到極大的擴(kuò)展,具備了連接納米級設(shè)備的能力:只要在聯(lián)網(wǎng)對象中集成納米傳感器,就可以使其與互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行連接和通信。[19]例如,體內(nèi)納米傳感器可以提供心電圖和其他重要信號,環(huán)境納米傳感器可以收集有關(guān)給定區(qū)域中病原體和過敏原的信息。[20]在這種情況下,萬物互聯(lián)網(wǎng)能夠感知、采集的聲、光、熱、電、力學(xué)、化學(xué)、生物、位置數(shù)據(jù)越來越豐富。當(dāng)然,要充分處理和利用這些大數(shù)據(jù),還需要其他信息技術(shù)的支撐:5G網(wǎng)絡(luò)讓海量數(shù)據(jù)的傳輸成為可能;云計(jì)算和人工智能讓海量數(shù)據(jù)的快速處理成為可能。

其次,在時間尺度層面,萬物互聯(lián)網(wǎng)的響應(yīng)時間間隔在不斷縮小。一般來說,時間尺度是研究對象動態(tài)變化的時間間隔。萬物互聯(lián)網(wǎng)試圖采集萬事萬物的聲、光、熱、電、力學(xué)、化學(xué)、生物、位置數(shù)據(jù),但間隔多少時間采集一次數(shù)據(jù),關(guān)系到人們能否科學(xué)觀察和全面把握事物的運(yùn)行規(guī)律,能否準(zhǔn)確預(yù)測事物的演化趨勢。另外,從終端傳感器感應(yīng)和獲得數(shù)據(jù),再傳輸?shù)皆朴?jì)算中心,云端再將處理結(jié)果反饋給終端,期間都有延時,有可能錯過處理問題的最佳時機(jī)。目前,提高萬物互聯(lián)網(wǎng)響應(yīng)速度的途徑有兩個。一是運(yùn)用5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)減低萬物互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r延:端到端時延可以降低到4G網(wǎng)絡(luò)的1/10或1/5,達(dá)到毫秒級水平,業(yè)務(wù)時延小于5ms。二是運(yùn)用邊緣計(jì)算實(shí)現(xiàn)計(jì)算資源的適當(dāng)下沉,讓邊緣數(shù)據(jù)在本地緩存和及時處理,可以有效降低數(shù)據(jù)處理的時延。云計(jì)算能為萬物互聯(lián)網(wǎng)提供強(qiáng)大的算力保障,但面對終端數(shù)字設(shè)備產(chǎn)生的海量邊緣數(shù)據(jù),云計(jì)算顯得力不從心,主要表現(xiàn)在兩個方面:線性增長的集中式云計(jì)算能力無法匹配爆炸式增長的海量邊緣數(shù)據(jù);從網(wǎng)絡(luò)邊緣設(shè)備傳輸海量數(shù)據(jù)到云中心致使網(wǎng)絡(luò)傳輸帶寬的負(fù)載量急劇增加,造成較長的網(wǎng)絡(luò)延遲。[21]這種情況下,作為云計(jì)算模式有益補(bǔ)充的邊緣計(jì)算模式誕生。邊緣計(jì)算是指在網(wǎng)絡(luò)邊緣執(zhí)行計(jì)算的一種新型計(jì)算模型:邊緣計(jì)算中邊緣的下行數(shù)據(jù)表示云服務(wù),上行數(shù)據(jù)表示萬物互聯(lián)服務(wù);邊緣計(jì)算的邊緣是指從數(shù)據(jù)源到云計(jì)算中心路徑之間的任意計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)資源。[22]在這種情況下,終端數(shù)字設(shè)備不僅負(fù)責(zé)與云端的雙向數(shù)據(jù)傳輸,還可以完成部分緊急的計(jì)算任務(wù)。例如,在智慧城市建設(shè)中,無處不在的攝像頭可全天候、不間斷地記錄和監(jiān)控城市空間的每個角落,能為解決城市交通擁堵和快速響應(yīng)突發(fā)事件提供重要保障。即使在5G網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,由海量攝像頭產(chǎn)生的視頻大數(shù)據(jù)若實(shí)時傳輸?shù)皆贫艘矔加么罅康膸?,若能借助邊緣?jì)算,在一定程度上就可實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)。

再次,在連接關(guān)系層面,萬物互聯(lián)網(wǎng)是海量對象之間相互連接而成的巨復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)。萬物互聯(lián)網(wǎng)是人與機(jī)器(Person-to-Machine, P2M)、企業(yè)與機(jī)器(Business-to-Machine, B2M),政府與機(jī)器(Government -to-Machine, G2M)、機(jī)器與機(jī)器(Machine -to-Machine, M2M)、機(jī)器與物體(Machine -to-Things, M2T)、物體與物體(Things-to-Things, T2T)之間相互連接而成的巨復(fù)雜物理網(wǎng)絡(luò),其中機(jī)器與機(jī)器之間連接形成的網(wǎng)絡(luò)是“連接一切”的“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”,主要負(fù)責(zé)海量數(shù)據(jù)的傳輸和處理。同時,萬物互聯(lián)網(wǎng)也是個人、企業(yè)和政府通過數(shù)據(jù)的流動相互連接而成的巨復(fù)雜社會網(wǎng)絡(luò),其涵蓋的社會關(guān)系主要包括主體內(nèi)部人與人(Person-to-Person, P2P)、人與企業(yè)(Person-to-Business, P2B)、人與政府(Person-to-Government, P2G)、企業(yè)與企業(yè)(Business-to-Business, B2B)、政府與政府(Government-to-Government, G2G)、企業(yè)與政府(Business -to-Government, B2G)之間的連接。在實(shí)際應(yīng)用中,同一類事物的海量實(shí)體對象常常相互連接形成特殊的單一網(wǎng)絡(luò),面向用戶提供特定的功能和服務(wù)。如,自行車之間的連接能為用戶提供“共享單車”服務(wù),類似還有“共享電動車”“共享汽車”等服務(wù);公交車之間的連接能實(shí)現(xiàn)“智能公交”;工業(yè)設(shè)備之間的連接能實(shí)現(xiàn)“智能制造”和“云制造”;電力設(shè)施之間的連接能形成“智能電網(wǎng)”;公共部門之間的連接能形成全國“一張網(wǎng)”,能實(shí)現(xiàn)“數(shù)字政府”。因此,從連接的層面來看,萬物互聯(lián)網(wǎng)也能看成是由一個個單一的物聯(lián)網(wǎng)聯(lián)接而成。因此,從網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的歷程來看,萬物互聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展到一定程度的自然產(chǎn)物,是互聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)之間互聯(lián)互通、相互融合而成的新型網(wǎng)絡(luò),也可看成是各種物體聯(lián)系和社會關(guān)系的綜合。

最后,在社會形態(tài)變革層面,萬物互聯(lián)網(wǎng)是智能社會的信息基礎(chǔ)設(shè)施。萬物互聯(lián)網(wǎng)試圖實(shí)時采集物理世界的物體和設(shè)備數(shù)據(jù),把物理世界的物體和設(shè)備納入到信息世界中來,積累數(shù)據(jù)資源,發(fā)展數(shù)字平臺,建設(shè)數(shù)字個人、數(shù)字企業(yè)和數(shù)字政府,通過數(shù)字流程把萬事萬物整合在一起,能形成一個數(shù)字化的、智能化的社會——智能社會:數(shù)據(jù)是其運(yùn)行的“血液”,算法是其運(yùn)行的“約束規(guī)則”,“智能云服務(wù)”和水、電、煤氣一樣逐步成為其運(yùn)行的關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施。智能社會是以萬物互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ),以人工智能、云計(jì)算、邊緣計(jì)算和大數(shù)據(jù)等新型信息技術(shù)在市場部門(企業(yè))、公共部門(政府)和第三部門(社會)中的廣泛應(yīng)用為核心,以萬事萬物的互聯(lián)互通為結(jié)構(gòu)的新型社會形態(tài)。智能社會與工業(yè)社會、信息社會又是一脈相承的,它孕育于工業(yè)社會、發(fā)展于信息社會、塑造未來社會,必然成為未來社會結(jié)構(gòu)的主要形態(tài)。[23]人工智能是智能社會發(fā)展的基本技術(shù)支撐,人工智能與萬物互聯(lián)網(wǎng)的深度融合能對社會生產(chǎn)方式、生活方式乃至休閑娛樂方式產(chǎn)生巨大而深遠(yuǎn)的影響,能為人與社會的自我提升和自由全面發(fā)展提供難得的契機(jī)。[24]智能社會中,萬物互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)扮演著清晰觀測與呈現(xiàn)社會生活的透鏡角色,這種“數(shù)據(jù)透鏡”使人們的行為被量化記錄與透視,[25]智能機(jī)器人將成為智能社會的參與者和重要治理主體,[26]進(jìn)而實(shí)現(xiàn)一種人機(jī)共治的社會治理模式。[27]

萬物互聯(lián)網(wǎng)的要素體系結(jié)構(gòu)

根據(jù)上述定義,萬物互聯(lián)網(wǎng)包括物體、數(shù)字設(shè)備、數(shù)字個人、數(shù)字企業(yè)、數(shù)字政府、數(shù)據(jù)資源、數(shù)字平臺和數(shù)字流程八大要素。其中物體和數(shù)字設(shè)備是來源于物理世界的要素,是萬物互聯(lián)網(wǎng)的客體要素;數(shù)字個人、數(shù)字企業(yè)和數(shù)字政府是來源于人類社會的要素,是萬物互聯(lián)網(wǎng)的主體要素;數(shù)據(jù)資源、數(shù)字流程、數(shù)字平臺來源于信息世界的要素,是萬物互聯(lián)網(wǎng)的運(yùn)行要素??傊f物互聯(lián)網(wǎng)的要素體系結(jié)構(gòu)由客體要素(物體和數(shù)字設(shè)備)、主體要素(數(shù)字個人、數(shù)字企業(yè)、數(shù)字政府)和運(yùn)行要素(數(shù)據(jù)資源、數(shù)字流程、數(shù)字平臺)構(gòu)成,下面擬詳細(xì)分析。

萬物互聯(lián)網(wǎng)的客體要素:物體和數(shù)字設(shè)備。物體(Things)是萬物互聯(lián)網(wǎng)的連接對象,主要包括有生命物體(動植物、細(xì)菌、病毒)和無生命物體(自然物品和人造物品)。目前,萬物互聯(lián)網(wǎng)所連接物體的種類在不斷擴(kuò)充:正在從無生命物體(自然物品和人造物品)向有生命物體(動植物、細(xì)菌、病毒)擴(kuò)展。在無生命物體方面,萬物互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)可以或正在嘗試感知和監(jiān)測自然空間中的地殼運(yùn)動以預(yù)測地震;感知和監(jiān)測氣流、水文、海洋以預(yù)報(bào)天氣和預(yù)警災(zāi)害;感知和監(jiān)測城市空間的各類基礎(chǔ)設(shè)施以建設(shè)智慧城市;感知和監(jiān)測貨物的運(yùn)輸、倉儲、包裝、裝卸和配送等各個環(huán)節(jié)以實(shí)現(xiàn)智慧物流;感知和監(jiān)測交通設(shè)施和交通工具以實(shí)現(xiàn)智慧交通;感知和監(jiān)測水、電、氣以實(shí)現(xiàn)智慧能源;感知和監(jiān)測工廠設(shè)施和環(huán)境以實(shí)現(xiàn)智能制造;感知和監(jiān)測家居的位置、狀態(tài)、變化以實(shí)現(xiàn)智能家居。在有生命物體方面,萬物互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)可以或正在嘗試感知和跟蹤野生動物的活動軌跡,感知和監(jiān)控農(nóng)作物和養(yǎng)殖動物的成長過程以實(shí)現(xiàn)智慧農(nóng)業(yè)和食品溯源,感知和監(jiān)測病毒的傳染過程。

數(shù)字設(shè)備(Digital Device),也稱之為機(jī)器(Machine),是物理實(shí)體連接到萬物互聯(lián)網(wǎng)的媒介,數(shù)字設(shè)備能感知、讀取描述物理實(shí)體運(yùn)動狀態(tài)及其變化趨勢的數(shù)據(jù),再傳遞給其所有者,或分享給萬物互聯(lián)網(wǎng)中的其他節(jié)點(diǎn)。數(shù)字設(shè)備主要包括通用物聯(lián)網(wǎng)感知識別系統(tǒng)、常規(guī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和各類終端設(shè)備。通用物聯(lián)網(wǎng)感知識別系統(tǒng)通常包括傳感器、計(jì)算節(jié)點(diǎn)、接收器、執(zhí)行器和功能設(shè)備:傳感器主要用于數(shù)據(jù)的采集和轉(zhuǎn)換;計(jì)算節(jié)點(diǎn)用于數(shù)據(jù)和信息的處理;接收器便于收集計(jì)算節(jié)點(diǎn)或其他關(guān)聯(lián)設(shè)備發(fā)送的消息;執(zhí)行器用于處理從傳感器和/或互聯(lián)網(wǎng)接收的信息,然后觸發(fā)相關(guān)設(shè)備執(zhí)行功能;功能設(shè)備用于在觸發(fā)時執(zhí)行所需的任務(wù)。[28]當(dāng)前,超大型的感知識別系統(tǒng)之一是北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(BeiDou Navigation Satellite System),能為全球和中國萬物互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ),能為感知和監(jiān)測萬事萬物提供關(guān)鍵的空間基礎(chǔ)設(shè)施,能為全球用戶提供全天候、全天時、高精度的定位、導(dǎo)航和授時服務(wù)。[29]北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是中國自主建設(shè)、獨(dú)立運(yùn)行的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),由空間段、地面段和用戶段三部分組成:空間段由若干地球靜止軌道衛(wèi)星、傾斜地球同步軌道衛(wèi)星和中圓地球軌道衛(wèi)星三種軌道衛(wèi)星組成混合導(dǎo)航星座;地面段包括主控站、時間同步/注入站和監(jiān)測站等若干地面站;用戶段包括北斗兼容其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的芯片、模塊、天線等基礎(chǔ)產(chǎn)品,以及終端產(chǎn)品、應(yīng)用系統(tǒng)與應(yīng)用服務(wù)等。[30]

其他常見的感知識別設(shè)備包括射頻識別器(Radio Frequency Identification)、傳感器(Sensor)[31]、紅外感應(yīng)器(Infrared sensor)、激光掃描器(Laser scanner)和攝像頭(Camera)等。常規(guī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備主要包括服務(wù)器(Server)、交換機(jī)(Switching)、路由器(Router)、中繼器(Repeater)、網(wǎng)橋(Bridge)、網(wǎng)關(guān)(Gateway)和防火墻(Firewall)等。終端設(shè)備主要包括個人計(jì)算機(jī)、智能手機(jī)和各類智能穿戴設(shè)備。

當(dāng)然,隨著信息技術(shù)自身的升級換代,萬物互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)字設(shè)備種類也在不斷增加。以納米物聯(lián)網(wǎng)為例,其涉及的數(shù)字設(shè)備主要包括納米節(jié)點(diǎn)、納米路由器、納米微接口設(shè)備和網(wǎng)關(guān)。其中,納米節(jié)點(diǎn)被認(rèn)為是最小、最簡單的納米機(jī)器,它們可以執(zhí)行各種任務(wù),如可以放置在人類體內(nèi)的生物傳感器;納米路由器具有更大的計(jì)算能力,主要充當(dāng)來自納米節(jié)點(diǎn)的信息的聚合器,同時在通過交換控制命令控制納米節(jié)點(diǎn)方面也發(fā)揮著至關(guān)重要的作用;納米微接口設(shè)備可執(zhí)行來自納米路由器的任務(wù),能將信息傳輸?shù)轿⒊叨任矬w,可使用納米通信技術(shù)與傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)納米級通信;網(wǎng)關(guān)可以通過互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程控制整個納米物體網(wǎng)絡(luò),如醫(yī)生借助網(wǎng)關(guān)通過互聯(lián)網(wǎng),可在任何地方訪問來自人體的傳感器網(wǎng)絡(luò)。[32]

隨著人工智能技術(shù)和萬物互聯(lián)網(wǎng)的融合發(fā)展,智能機(jī)器人將逐步成為重要的數(shù)字設(shè)備之一,越來越多的智能機(jī)器人將連入萬物互聯(lián)網(wǎng)。機(jī)器人是由仿生元件組成并具備運(yùn)動特性的機(jī)電設(shè)備,它具有操作物體以及感知周圍環(huán)境的能力。[33]智能機(jī)器人區(qū)別于一般機(jī)器人,是指具有強(qiáng)智能、類人類的機(jī)器人。它可以理解人類語言,能和人類對話,能意識到生成的外界環(huán)境,能分析出現(xiàn)的情況,能調(diào)整自己的動作以達(dá)到操作者所提出的全部要求,在信息不充分的情況下和環(huán)境迅速變化的條件下完成這些動作。[34]智能機(jī)器人主要包括工業(yè)機(jī)器人、服務(wù)機(jī)器人,以及特種機(jī)器人。其中工業(yè)機(jī)器人主要包括搬運(yùn)機(jī)器人、焊接機(jī)器人和切割機(jī)器人等;特種機(jī)器人主要包括空間機(jī)器人、海洋機(jī)器人和極地機(jī)器人。隨著人工智能技術(shù)的廣泛使用,越來越多智能機(jī)器人的產(chǎn)品形態(tài)進(jìn)入尋常百姓家,逐步成為重要的智能新媒體產(chǎn)品形態(tài)之一,在人類信息傳播系統(tǒng)中成為重要的信息傳播者和接收者。如陪護(hù)機(jī)器人應(yīng)用于養(yǎng)老院或社區(qū)服務(wù)站環(huán)境,具有生理信號檢測、語音交互、遠(yuǎn)程醫(yī)療、智能聊天、自主避障漫游等功能,能夠通過語音和觸屏進(jìn)行交互;配合相關(guān)檢測設(shè)備,機(jī)器人具有血壓、心跳、血氧等生理信號檢測與監(jiān)控功能,可無線連接社區(qū)網(wǎng)絡(luò)并傳輸?shù)缴鐓^(qū)醫(yī)療中心,緊急情況下可及時報(bào)警或通知親人。[35]另如,“曉云機(jī)器人”能實(shí)現(xiàn)客戶迎賓、信息錄入和人臉識別存檔等工作,還可以接收到訪客戶提醒,客服進(jìn)行分訪接待等復(fù)雜任務(wù)。訊飛“阿爾法超能蛋”作為一款兒童啟賦智能機(jī)器人,具有四大學(xué)習(xí)功能:同步教材、趣味學(xué)習(xí)、成長計(jì)劃和智能陪伴學(xué)習(xí)。家用服務(wù)機(jī)器人(YEXBOT)能輕松與主人對話,還可通過應(yīng)用軟件加入家庭成員群聊;還可播放存儲在云端的早教內(nèi)容、戲劇、音樂等。

萬物互聯(lián)網(wǎng)的主體要素:數(shù)字個人、數(shù)字企業(yè)和數(shù)字政府。個人、企業(yè)和政府是萬物互聯(lián)網(wǎng)的主體要素,是萬物互聯(lián)網(wǎng)的有機(jī)組成部分,也是萬物互聯(lián)網(wǎng)的服務(wù)對象。我們監(jiān)測和連接海量的物體最終是要為個人、企業(yè)和政府服務(wù)。個人、企業(yè)和政府連接萬物互聯(lián)網(wǎng)的過程,本質(zhì)上也是個人、企業(yè)和政府?dāng)?shù)字化的過程?;蛘哒f,真正連入互聯(lián)網(wǎng)的是數(shù)字個人、數(shù)字企業(yè)和數(shù)字政府。

“數(shù)字個人”是個人數(shù)據(jù)表征的結(jié)果,是一個存在于萬物互聯(lián)網(wǎng)中的“虛擬個體”。其中個人數(shù)據(jù)是數(shù)字化的個人特征和行為,是描述自然人屬性、運(yùn)動狀態(tài)及其變化方式的數(shù)據(jù)。在一定程度上,個人數(shù)據(jù)的聚集能形成一個完整意義的“數(shù)字個人”。描述“數(shù)字個人”的數(shù)據(jù)由描述個人自然屬性特征的數(shù)據(jù)和個人行為屬性特征的數(shù)據(jù)構(gòu)成。自然人屬性數(shù)據(jù)主要用于描述“這個自然人到底是誰”,主要包括自然屬性數(shù)據(jù)、精神屬性數(shù)據(jù)、社會屬性數(shù)據(jù)。自然屬性主要描述物質(zhì)世界中的“人”;精神屬性主要描述精神世界中的“人”;社會屬性主要描述現(xiàn)實(shí)社會中的“人”。但隨著萬物互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,可以感知、獲取、存儲和共享的個人數(shù)據(jù)的深度和廣度正在無限地不斷擴(kuò)充:人們的生理狀況、日常行為、思想觀點(diǎn)、心理情緒,甚至戀愛情感等各種社會行為和心理活動將能實(shí)現(xiàn)數(shù)字化記錄和存儲,個人數(shù)據(jù)生產(chǎn)和傳播的深度極大地?cái)U(kuò)展。目前,無線身體傳感器網(wǎng)絡(luò)(WBAN)已經(jīng)可以連續(xù)監(jiān)測和記錄人體特定部位的重要生理數(shù)據(jù)。

“數(shù)字企業(yè)”是萬物互聯(lián)網(wǎng)中每個企業(yè)的存在形式,也是各個企業(yè)使用各類信息技術(shù)進(jìn)行信息化建設(shè)的發(fā)展方向?!皵?shù)字企業(yè)”的內(nèi)涵主要包括兩個層面:企業(yè)運(yùn)營方式的智能化和企業(yè)創(chuàng)新方式的數(shù)字化。所謂企業(yè)運(yùn)用方式的智能化是指企業(yè)從海量數(shù)據(jù)中生成數(shù)據(jù)洞察,實(shí)時正確地制定決策、持續(xù)提升客戶體驗(yàn),借此不斷強(qiáng)化當(dāng)前核心業(yè)務(wù);企業(yè)創(chuàng)新方式的數(shù)字化指的是企業(yè)借助數(shù)字技術(shù)的力量,加速企業(yè)產(chǎn)品與服務(wù)的創(chuàng)新,探索新的市場機(jī)遇,開創(chuàng)新的商業(yè)模式,孵化新的業(yè)務(wù)項(xiàng)目。[36]萬物互聯(lián)網(wǎng)的企業(yè)主體既包括建設(shè)、開發(fā)和維護(hù)萬物互聯(lián)網(wǎng)的信息技術(shù)企業(yè)(萬物互聯(lián)網(wǎng)的信息基礎(chǔ)設(shè)施提供商、運(yùn)營商;云計(jì)算服務(wù)提供商;各類萬物互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用服務(wù)提供商),也包括萬物互聯(lián)網(wǎng)的使用者,如各類工業(yè)制造企業(yè)和服務(wù)行業(yè)企業(yè)。

“數(shù)字政府”是數(shù)字時代政府的存在和運(yùn)行方式,數(shù)字政府是“治理理念創(chuàng)新+數(shù)字技術(shù)創(chuàng)新+政務(wù)流程創(chuàng)新+體制機(jī)制創(chuàng)新”的系統(tǒng)性、協(xié)同式變革,是對政務(wù)流程、組織構(gòu)架、功能模塊的數(shù)字化重塑。[37]數(shù)字政府的本質(zhì)是要通過數(shù)字化思維、數(shù)字化理念、數(shù)字化戰(zhàn)略、數(shù)字化資源、數(shù)字化工具和數(shù)字化規(guī)則治理信息社會空間、提供優(yōu)質(zhì)政府服務(wù)、增強(qiáng)公眾服務(wù)滿意度。[38]從萬物互聯(lián)網(wǎng)的視角來看,數(shù)字政府就是借助傳感器網(wǎng)絡(luò)動態(tài)感知城市空間的電網(wǎng)等能源設(shè)施,供、排水設(shè)施(供水管網(wǎng)、排水和污水處理),交通設(shè)施(航空、鐵路、航運(yùn)、長途汽車和高速公路;道路、橋梁、隧道、地鐵、輕軌高架、公共交通、出租汽車、停車場、輪渡等),郵電通信設(shè)施(郵政、電報(bào)、固定電話、移動電話、互聯(lián)網(wǎng)、廣播電視等),防災(zāi)設(shè)施(消防、防汛、防震、防臺風(fēng)、防風(fēng)沙、防地面沉降、防空等)等各類公共基礎(chǔ)設(shè)施的運(yùn)行狀態(tài),實(shí)時收集和分析經(jīng)濟(jì)社會的運(yùn)行狀態(tài),在此基礎(chǔ)上實(shí)施智慧的公共決策,為社會提供數(shù)字化的公共服務(wù)(面向公民的數(shù)字化醫(yī)療衛(wèi)生服務(wù)、數(shù)字化社會保障服務(wù)、數(shù)字化婚姻生育服務(wù)、數(shù)字化出境入境服務(wù)、數(shù)字化教育就業(yè)服務(wù);面向企業(yè)的數(shù)字化工商稅務(wù)服務(wù))??傊瑪?shù)字政府建設(shè)是一項(xiàng)系統(tǒng)性工程,建設(shè)內(nèi)容包括信息網(wǎng)絡(luò)支撐體系、信息資源共享體系、業(yè)務(wù)協(xié)同聯(lián)動體系、政府決策數(shù)據(jù)服務(wù)體系、政府管理服務(wù)體系和網(wǎng)絡(luò)安全保障體系。[39]數(shù)字政府建設(shè)作為實(shí)現(xiàn)國家治理體系和治理能力現(xiàn)代化的戰(zhàn)略支撐,是數(shù)字中國和數(shù)字地球的重要組成部分。

萬物互聯(lián)網(wǎng)的運(yùn)行要素:數(shù)據(jù)資源、數(shù)字流程和數(shù)字平臺。數(shù)據(jù)資源是萬物互聯(lián)網(wǎng)的核心,建設(shè)和發(fā)展萬物互聯(lián)網(wǎng)的目標(biāo)就是采集、共享和利用數(shù)據(jù)資源。總體來看,萬物互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)資源可劃分為物理空間的數(shù)據(jù)和人類社會的數(shù)據(jù)。其中物理空間的數(shù)據(jù)主要包括自然資源數(shù)據(jù)、空間地理數(shù)據(jù)、有生命物體數(shù)據(jù)和無生命物體數(shù)據(jù);人類社會的數(shù)據(jù)主要包括自然人數(shù)據(jù)、法人數(shù)據(jù)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行數(shù)據(jù)、社會運(yùn)行數(shù)據(jù)。當(dāng)然,隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展,萬物互聯(lián)網(wǎng)能感知、共享和利用的數(shù)據(jù)在不斷擴(kuò)展。以自然人數(shù)據(jù)為例,萬物互聯(lián)網(wǎng)通過各種各樣的穿戴設(shè)備可感知和采集的個人數(shù)據(jù)越來越豐富。目前,一旦用戶借助“華為穿戴”服務(wù)平臺,將自己的穿戴設(shè)備與智能手機(jī)綁定后,可在穿戴設(shè)備與智能手機(jī)中同步這些個人身份數(shù)據(jù)(頭像、昵稱、性別、出生日期、身高、體重),個人運(yùn)動數(shù)據(jù)(設(shè)備位置、運(yùn)動軌跡、運(yùn)動類型、運(yùn)動時長、步數(shù)、距離、熱量、爬高、最大攝氧量、運(yùn)動心率),個人健康數(shù)據(jù)(睡眠、心率),以及個人的設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)(設(shè)備標(biāo)識、設(shè)備設(shè)置、IP地址和網(wǎng)絡(luò)類型)。

“流程”(Process)是萬物互聯(lián)網(wǎng)的“動脈”。數(shù)字個人、數(shù)字物體、數(shù)字設(shè)備之間的物理互聯(lián)(物聯(lián)網(wǎng))只是萬物互聯(lián)網(wǎng)的“信息高速公路”和“網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施”。數(shù)字個人、數(shù)字物體和數(shù)字設(shè)備借助數(shù)字平臺能實(shí)現(xiàn)完整的“流程”,能幫助人們解決各種各樣的問題,能滿足人們各種各樣的信息需求,才是萬物互聯(lián)網(wǎng)的真正價(jià)值所在。萬物互聯(lián)網(wǎng)中的數(shù)字流程主要包括兩種:數(shù)字業(yè)務(wù)流和數(shù)據(jù)流。借助數(shù)字業(yè)務(wù)流和數(shù)據(jù)流,能將萬事萬物虛擬地相互連接在一起,能形成萬物互聯(lián)網(wǎng)的巨復(fù)雜生態(tài)系統(tǒng)。

當(dāng)前,越來越多源、多形式,并相對孤立的數(shù)據(jù)需要數(shù)字平臺來整合、拉通。[40]數(shù)字平臺是萬物互聯(lián)網(wǎng)中數(shù)據(jù)資源和數(shù)字流程的載體。一般而言,數(shù)字平臺是一個由核心和外圍組成的模塊化技術(shù)體系。[41]數(shù)字平臺自身保持著相對穩(wěn)定的狀態(tài),互補(bǔ)組件隨時間不斷變化,而協(xié)調(diào)平臺與互補(bǔ)組件的模塊化接口是最穩(wěn)定的元素。[42]網(wǎng)絡(luò)計(jì)算資源已經(jīng)從傳統(tǒng)的、壟斷的基礎(chǔ)設(shè)施模型向解除管制的、私有化的、分裂的“平臺化”基礎(chǔ)設(shè)施模型轉(zhuǎn)變。[43]總體來看,萬物互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)字平臺主要包括云服務(wù)平臺、操作系統(tǒng)平臺和應(yīng)用平臺。

數(shù)據(jù)資源是萬物互聯(lián)網(wǎng)的“血液”,云服務(wù)平臺相當(dāng)于萬物互聯(lián)網(wǎng)的“大腦和心臟”,能為萬物互聯(lián)網(wǎng)的正常運(yùn)行提供“算力”和“動力”。云服務(wù)平臺是萬物互聯(lián)網(wǎng)重要的基礎(chǔ)數(shù)字平臺,在一定程度上來說,萬物互聯(lián)網(wǎng)是建立在“云之上”的。云服務(wù)可以是一個基于頁面的軟件程序,使用消息協(xié)議就可以調(diào)用其技術(shù)接口,或者是管理工具,或者更大的環(huán)境和其他信息技術(shù)資源的遠(yuǎn)程接入點(diǎn)。[44]云服務(wù)平臺以云計(jì)算的虛擬化機(jī)制、負(fù)載均衡機(jī)制、資源集群機(jī)制、故障轉(zhuǎn)移機(jī)制和資源調(diào)度管理機(jī)制為基礎(chǔ),是萬物互聯(lián)網(wǎng)中各類要素互聯(lián)互通的重要媒介,能實(shí)現(xiàn)萬物互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)資源的云傳播模式,具有共享性、公共性、虛擬性、無限擴(kuò)展性、動態(tài)性和節(jié)約性等顯著特征。[45]目前,云服務(wù)的交付模式也即服務(wù)類型主要包括“軟件服務(wù)”(Soft-as-a-Service, SaaS)、“平臺服務(wù)”(Platform-as-a-Service, PaaS)和“基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)”(Infrastructure-as-a-Service, IaaS)三種。還有一些由不同信息技術(shù)資源組合而成的交付模式變種,如網(wǎng)絡(luò)服務(wù)(Network-as-a-Service)、存儲服務(wù)(Storage-as-a-Service)、數(shù)據(jù)服務(wù)(Data-as-a-Service)、安全服務(wù)(Security-as-a-Service)等。

操作系統(tǒng)是運(yùn)行在萬物互聯(lián)網(wǎng)上數(shù)字設(shè)備中的資源管理系統(tǒng)。但目前缺乏一個統(tǒng)一的操作系統(tǒng)平臺來整合和打通所有的數(shù)字設(shè)備,已形成以操作系統(tǒng)為中心的諸多“信息孤島”。但華為公司分布式操作系統(tǒng)——鴻蒙的問世也許會改變這一切。據(jù)華為官方網(wǎng)站介紹,2019年8月9日至11日,華為開發(fā)者大會2019在東莞松山湖拉開帷幕,在本次大會上發(fā)布其全新的基于微內(nèi)核的面向全場景的分布式操作系統(tǒng)——“鴻蒙”操作系統(tǒng),能為開發(fā)者提供可以實(shí)現(xiàn)“一次開發(fā)、多端部署”的高效開發(fā)工具,可部署在智能手表、智慧屏、車載設(shè)備、智能音箱和智能手機(jī)等各類智能終端上,形成一個跨終端的融合共享生態(tài):采用“分布式OS架構(gòu)”和“分布式軟總線技術(shù)”,具有公共通信平臺、分布式數(shù)據(jù)管理、分布式能力調(diào)度和虛擬外設(shè)四大能力。[46]

萬物互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用平臺是基于某種應(yīng)用模式,面向用戶提供特定服務(wù)功能的軟件,能激活和挖掘萬物互聯(lián)網(wǎng)中的海量數(shù)據(jù),能為社會和用戶帶來特定的價(jià)值。其中應(yīng)用模式創(chuàng)新是萬物互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用平臺發(fā)展的關(guān)鍵,也是中國萬物互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用服務(wù)提供商參與全球競爭的關(guān)鍵。所謂應(yīng)用模式是指單一的某種萬物互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用為用戶提供什么服務(wù)、如何提供和如何盈利的概念模型。[47]目前正在發(fā)展或已經(jīng)較為成熟的應(yīng)用模式主要有智能學(xué)習(xí)(智慧課堂)、智能社交(智能語音交互、智能多輪對話)、智能生活(智能家居、智慧醫(yī)療)、智能商務(wù)和智能政務(wù)等。萬物互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用平臺一般都設(shè)置了明確的參與規(guī)則和限制條件。[48]各類應(yīng)用平臺更像是帶圍墻的花園,盡可能將用戶及其個人數(shù)據(jù)鎖定在自己的平臺上。[49]

數(shù)字平臺對整個萬物互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和社會結(jié)構(gòu)已經(jīng)產(chǎn)生重要的影響。社會發(fā)展過程中的“權(quán)力轉(zhuǎn)移”表現(xiàn)為現(xiàn)有權(quán)力結(jié)構(gòu)的解體和新結(jié)構(gòu)的興起,權(quán)力結(jié)構(gòu)中社會力量平衡的劇烈變化和權(quán)力的重新分配。[50]參與平臺化的數(shù)字中介作為新的權(quán)力平臺,以尋求壟斷細(xì)分市場的方式部署其戰(zhàn)略。[51]當(dāng)取得了一國乃至全球的影響力之后,這些平臺寡頭更像是重要的基礎(chǔ)設(shè)施連接器或公用事業(yè),具有“殖民”和融入新市場的趨勢。[52]平臺作為雙邊/多邊市場,[53]或者平臺中介網(wǎng)絡(luò),[54]能夠促成以往不通過平臺難以接觸到的不同類型主體之間的交易,同時會產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)效應(yīng),各邊價(jià)值隨著使用者人數(shù)的增加而增加。[55]從更宏觀的層面來看,平臺帝國主義能促成單向的、擴(kuò)張的、基于軟件的全球疆域重新劃分,能為霸權(quán)國家提供資本積累和意識形態(tài)傳播的工具。[56]

萬物互聯(lián)網(wǎng)的支撐平臺體系結(jié)構(gòu)

由上述分析可見,萬物互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)涵蓋海量物體、海量設(shè)備、海量數(shù)據(jù)、海量場景和海量應(yīng)用。這些海量物體的感知識別、海量設(shè)備的接入、數(shù)量數(shù)據(jù)的存儲管理和開發(fā)利用、海量場景的支持、海量應(yīng)用的開發(fā)搭建,必須有一個完整的支撐平臺體系才能更好地實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通。萬物互聯(lián)網(wǎng)的支撐平臺體系主要包括萬物互聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算資源服務(wù)平臺、人工智能基礎(chǔ)服務(wù)平臺、大規(guī)模應(yīng)用系統(tǒng)搭建的支撐平臺、智能終端產(chǎn)品開發(fā)的支撐平臺。其中計(jì)算資源服務(wù)平臺能為萬物互聯(lián)網(wǎng)的海量設(shè)備提供“算力”,人工智能基礎(chǔ)服務(wù)平臺能為萬物互聯(lián)網(wǎng)的海量數(shù)據(jù)處理提供“算法”,大規(guī)模應(yīng)用系統(tǒng)搭建的支撐平臺能為萬物互聯(lián)網(wǎng)海量應(yīng)用系統(tǒng)的搭建和開發(fā)提供“基礎(chǔ)平臺”,智能終端產(chǎn)品開發(fā)的支撐平臺能為萬物互聯(lián)網(wǎng)的海量終端裝上“智能的大腦”。

萬物互聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算資源服務(wù)平臺。計(jì)算資源是各類萬物互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的必備資源之一。每個萬物互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用服務(wù)提供商較難自己獨(dú)立搭建云計(jì)算中心,因此第三方的云計(jì)算平臺是萬物互聯(lián)網(wǎng)的重要支撐平臺。萬物互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)只需接入第三方的基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)(IaaS),就可獲得彈性的計(jì)算資源。基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)(IaaS)由以基礎(chǔ)設(shè)施為中心的信息技術(shù)資源組成,如硬件、網(wǎng)絡(luò)和操作系統(tǒng)等原始的信息技術(shù)資源,萬物互聯(lián)網(wǎng)用戶可以通過云服務(wù)的接口和工具訪問和管理這些資源。[57]在基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)模式中,涉及管理和維護(hù)物理數(shù)據(jù)中心和物理基礎(chǔ)設(shè)施的許多工作,都被抽象成一系列可用服務(wù),可通過基于代碼或網(wǎng)頁的管理控制臺進(jìn)行訪問和自動化部署;用戶可以根據(jù)需要訪問虛擬的基礎(chǔ)設(shè)施,快速完成資源的部署和運(yùn)行;這些虛擬的基礎(chǔ)設(shè)施是一種可計(jì)量的服務(wù),只有在開啟和使用時候才會計(jì)費(fèi),關(guān)閉后不再累計(jì)成本。[58]如某云服務(wù)提供商能提供全套的計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)云服務(wù),其云服務(wù)器能提供高性能、高可靠、安全穩(wěn)定的彈性計(jì)算服務(wù);其專屬服務(wù)器能提供性能可控、資源獨(dú)享、物理資源隔離的專屬云計(jì)算服務(wù);其負(fù)載均衡(BLB)云服務(wù)能均衡應(yīng)用流量、消除故障節(jié)點(diǎn)、提高業(yè)務(wù)可用性;其專線(ET)云服務(wù)能提供高性能、安全性好的網(wǎng)絡(luò)傳輸服務(wù)。這樣萬物互聯(lián)網(wǎng)中的企業(yè)主體就可利用上述全套的云服務(wù)建立自己的計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施,輕松搭建自己的萬物互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。

萬物互聯(lián)網(wǎng)的人工智能基礎(chǔ)服務(wù)平臺。算法和自然語言處理是萬物互聯(lián)網(wǎng)中的企業(yè)主體提供智能服務(wù)的基礎(chǔ),但復(fù)雜的算法設(shè)計(jì)和自然語言處理系統(tǒng)開發(fā)對一般的企業(yè)用戶來說有較高的門檻。特別是,一些通用的算法程序更沒必要重新開發(fā)。也即,萬物互聯(lián)網(wǎng)中的智能新媒體等企業(yè)用戶只需接入第三方的算法程序開放接口,即可實(shí)現(xiàn)其智能服務(wù)。

1.接入算法服務(wù)平臺。深度學(xué)習(xí)、機(jī)器學(xué)習(xí)算法的研發(fā)技術(shù)難度大、耗時長且成本高。萬物互聯(lián)網(wǎng)中的智能新媒體等企業(yè)借助第三方的人工智能云服務(wù)就可快速部署其深度學(xué)習(xí)和機(jī)器學(xué)習(xí)服務(wù)。如某云服務(wù)平臺的深度學(xué)習(xí)服務(wù)(DLS, Deep Learning Service)是一種一站式深度學(xué)習(xí)平臺服務(wù),內(nèi)置大量優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò)模型算法,以豐富、便捷、高效的品質(zhì)幫助用戶輕松使用深度學(xué)習(xí)技術(shù),通過靈活調(diào)度按需服務(wù)的方式提供模型訓(xùn)練與評估。[59]該平臺能提供圖像分類、物體檢測等幾十種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法模型;能提供大量基于開源數(shù)據(jù)集訓(xùn)練好的模型,方便用戶加快模型訓(xùn)練;能通過混合并行、梯度壓縮、卷積加速、EASGD等技術(shù)加快模型訓(xùn)練速度。

再如,某云服務(wù)平臺的機(jī)器學(xué)習(xí)服務(wù)(Machine Learning Service, MLS)能幫助用戶通過機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)快速發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)規(guī)律和構(gòu)建預(yù)測模型,并將其部署為預(yù)測分析解決方案。[60]該服務(wù)能通過可視化的拖拽式工作流,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)建模、分析、預(yù)測、可視化;該平臺支持多種開源建模語言(Python等);能預(yù)置豐富的機(jī)器學(xué)習(xí)算法,滿足從數(shù)據(jù)導(dǎo)入和處理,到模型訓(xùn)練和評估、導(dǎo)出,覆蓋預(yù)測分析端到端業(yè)務(wù)。第三方開發(fā)者借助該平臺就能建立特征工程、機(jī)器學(xué)習(xí)算法、建模、預(yù)測、模型全生命周期管理的機(jī)器學(xué)習(xí)一站式機(jī)器學(xué)習(xí)應(yīng)用。

2.接入自然語言處理云服務(wù)。自然語言處理能力是萬物互聯(lián)網(wǎng)中企業(yè)提供智能服務(wù)基礎(chǔ)。一般的企業(yè)較難從底層研發(fā)獨(dú)立的自然語言處理系統(tǒng)。借助云端的自然語言處理系統(tǒng),萬物互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用提供商就可快速搭建自己的應(yīng)用系統(tǒng)。如百度“理解與交互技術(shù)”(UNIT, Understanding and Interaction Technology)云服務(wù)是百度自然語言理解與交互技術(shù)的對外開放平臺,能實(shí)現(xiàn)可定制的對話系統(tǒng)開發(fā)。[61]第三方開發(fā)者通過該平臺,可以快速、靈活地按自身業(yè)務(wù)需求定制對話系統(tǒng)。

萬物互聯(lián)網(wǎng)的大規(guī)模應(yīng)用系統(tǒng)搭建的支撐平臺。5G環(huán)境下,萬物互聯(lián)網(wǎng)的典型應(yīng)用主要包括大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)(mMTC)應(yīng)用,移動寬帶增強(qiáng)(eMBB)應(yīng)用和超高可靠、超低時延通信(uRLLC)應(yīng)用。其中大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)(mMTC)應(yīng)用主要包括資產(chǎn)跟蹤、智能農(nóng)業(yè)、智能城市、能源監(jiān)測、智能家居和遠(yuǎn)程監(jiān)控等。[62]移動寬帶增強(qiáng)(eMBB)應(yīng)用主要包括增強(qiáng)型室內(nèi)和室外寬帶應(yīng)用、企業(yè)協(xié)作、增強(qiáng)和虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用。[63]超高可靠、超低時延通信(uRLLC)應(yīng)用主要包括自動駕駛汽車、智能電網(wǎng)、遠(yuǎn)程病人監(jiān)護(hù)、遠(yuǎn)程醫(yī)療和工業(yè)自動化等。[64]但對諸多萬物互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用服務(wù)提供商來說,全靠自身搭建上述應(yīng)用平臺是有一定難度的。在這樣情況下,借助第三方的物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施云服務(wù)平臺或虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)云服務(wù)平臺搭建自己的平臺服務(wù)是可行的解決方案之一。

如華為云提供的物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)(IoT Hub),是一種針對海量設(shè)備進(jìn)行聯(lián)接、數(shù)據(jù)采集/轉(zhuǎn)發(fā)、遠(yuǎn)程控制的云服務(wù):可實(shí)現(xiàn)海量設(shè)備與云端之間雙向通信連接、設(shè)備數(shù)據(jù)采集上云,支持上層應(yīng)用通過調(diào)用應(yīng)用程序接口(API)遠(yuǎn)程控制設(shè)備;能提供與華為其他云服務(wù)無縫對接的規(guī)則引擎。[65]該云服務(wù)可應(yīng)用于各種物聯(lián)網(wǎng)場景,具有設(shè)備接入、設(shè)備管理、規(guī)則引擎和數(shù)據(jù)保護(hù)功能。萬物互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用產(chǎn)品接入該平臺,就能有效管理該應(yīng)用系統(tǒng)涉及的大規(guī)模設(shè)備。如無人售貨機(jī)運(yùn)營商若接入該物聯(lián)網(wǎng)平臺,就能實(shí)現(xiàn)貨架實(shí)時上報(bào)貨物狀態(tài)、缺貨預(yù)警等服務(wù)功能。[66]

另如,借助第三方的平臺服務(wù)是搭建虛擬現(xiàn)實(shí)/增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)應(yīng)用產(chǎn)品的重要方法。如“網(wǎng)易洞見”是網(wǎng)易增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR)團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)的基于移動設(shè)備的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR)平臺:通過洞見客戶端(AR內(nèi)容瀏覽器)、互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用引擎(AR SDK)和AR游戲引擎(AR GAME PLUGIN)等產(chǎn)品形態(tài),有效連接優(yōu)質(zhì)AR內(nèi)容開發(fā)者和使用場景,為用戶帶來高質(zhì)量的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR)體驗(yàn)。[67]如家電品牌戴森基于“網(wǎng)易洞見”客戶端,推出了一組與眾不同的產(chǎn)品廣告:點(diǎn)擊戴森的廣告位,可在任意現(xiàn)實(shí)場景下生成增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)制作的戴森無葉風(fēng)扇,演示吹出強(qiáng)勁涼風(fēng)的工作原理。

萬物互聯(lián)網(wǎng)的智能終端產(chǎn)品開發(fā)的支撐平臺。智能終端是萬事萬物和人連入萬物互聯(lián)網(wǎng)的基本數(shù)字設(shè)備。如何讓智能終端產(chǎn)品具有較強(qiáng)的智能感知和智能交互的功能,是每個智能終端開發(fā)商最為關(guān)心的問題之一。目前較為成熟的開放平臺主要包括智能交互系統(tǒng)開發(fā)的云服務(wù)平臺和智能機(jī)器人系統(tǒng)開發(fā)的云服務(wù)平臺。

一是智能交互系統(tǒng)開發(fā)的云服務(wù)平臺。具有較強(qiáng)的交互性能,智能終端設(shè)備才能受用戶歡迎。其中,智能化交互能力是關(guān)鍵。智能終端產(chǎn)品可搭載第三方人工智能技術(shù)平臺,借助云端應(yīng)用程序接口(API)就能實(shí)現(xiàn)一站式快速接入,傳統(tǒng)硬件實(shí)現(xiàn)智能化交互升級。如騰訊智能硬件云服務(wù)平臺能集語音喚醒、語音識別、語音合成、自然語言處理、圖像識別和情感檢測等AI技術(shù)于一體,能在通用技能和自定義定制基礎(chǔ)上,將技能應(yīng)用擴(kuò)展到微信公眾號和小程序生態(tài)中的服務(wù)。[68]任何一種硬件產(chǎn)品借助該平臺就可實(shí)現(xiàn)智能化功能。目前,該智能硬件云服務(wù)平臺已應(yīng)用于歐普照明產(chǎn)品、廣汽傳祺的汽車產(chǎn)品、TCL的家電產(chǎn)品和創(chuàng)維的家電產(chǎn)品等。

二是智能機(jī)器人系統(tǒng)開發(fā)的云服務(wù)平臺。在未來,越來越多的智能機(jī)器人連入萬物互聯(lián)網(wǎng),如商場與賓館的迎賓機(jī)器人、銀行的服務(wù)機(jī)器人、寫字樓辦公樓的前臺機(jī)器人,以及企業(yè)的客戶機(jī)器人等。但開發(fā)、測試和部署智能機(jī)器人應(yīng)用程序既困難又耗時:使用機(jī)器學(xué)習(xí)構(gòu)建智能機(jī)器人功能非常復(fù)雜,需要專業(yè)技能;每個開發(fā)人員需要花費(fèi)大量時間設(shè)置開發(fā)環(huán)境和模擬測試系統(tǒng)。在實(shí)際應(yīng)用中,智能新媒體終端產(chǎn)品研發(fā)者無需從零開始開發(fā)機(jī)器人醫(yī)用程序,可借助第三方平臺搭建屬于自己的機(jī)器人系統(tǒng),常見的途徑主要有兩種。第一種方式是借助第三方的機(jī)器人開發(fā)平臺開發(fā)自己的應(yīng)用程序。如“AWS RoboMaker就預(yù)先集成了流行的數(shù)據(jù)分析、機(jī)器學(xué)習(xí)和監(jiān)控服務(wù)功能,能讓用戶在自己的機(jī)器人應(yīng)用程序中輕松添加視頻流、面部和對象識別、語音命令和響應(yīng)和日志收集等功能”。[69]這樣企業(yè)用戶可以輕松地使用它們在機(jī)器人應(yīng)用程序中構(gòu)建智能功能,而無需學(xué)習(xí)新的框架或編程語言。第二種是預(yù)裝或接入第三方的機(jī)器人“大腦”系統(tǒng)。在現(xiàn)實(shí)生活中,我們看到的只是智能機(jī)器人的“外殼”,其具有智能性的關(guān)鍵在于它的“大腦”。機(jī)器人的“大腦”就好比計(jì)算機(jī)的處理器。

萬物互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用體系結(jié)構(gòu)

萬物互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用主要是面向個人、企業(yè)和政府三個主體提供服務(wù),萬物互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用體系結(jié)構(gòu)主要包括萬物對個人服務(wù)(Everything-to-Person, E2P)、萬物對企業(yè)服務(wù)(Everything-to-Business, E2B),萬物對政府服務(wù)(Everything-to-Government, E2G)。

萬物對個人服務(wù)(Everything -to-Person, E2P)。萬物對個人服務(wù)旨在采集與個人有關(guān)的物體的數(shù)據(jù),能為個人用戶提供智能化的、個性化的服務(wù)。萬物互聯(lián)網(wǎng)圍繞個人的工作、學(xué)習(xí)、生活、醫(yī)療和娛樂場景,可挖掘出豐富多彩的服務(wù)。從智慧城市到智慧地球是人工智能產(chǎn)業(yè)和智能化建設(shè)的宏偉目標(biāo)。但這些目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)有一個重要的基礎(chǔ)就是家庭生活與娛樂的智能化,或者說智慧家庭是智慧社會構(gòu)成的基本單元。目前,較為成熟的萬物對個人服務(wù)主要包括智能家居服務(wù)和智慧醫(yī)療服務(wù)。

智能家居本質(zhì)上就是智能化的家庭生活環(huán)境。如海爾智慧家庭智能體系包括五大板塊:食聯(lián)生態(tài)、衣聯(lián)生態(tài)、全屋用水、全屋空氣、全屋安防,能為個人提供智能膳食服務(wù)、智能穿衣服務(wù)、智能用水服務(wù)、智能換氣服務(wù)和智能安防服務(wù)。[70]

智慧醫(yī)療服務(wù)試圖打通患者、醫(yī)院、醫(yī)生和醫(yī)療設(shè)備之間的“信息隔離”,其本質(zhì)是四個主體間的信息共享和智能交互平臺。在傳統(tǒng)環(huán)境下,患者、醫(yī)院、醫(yī)生和醫(yī)療設(shè)備等主體在時空上是分離的,“信息不對稱”和“信息不共享”是造成醫(yī)療效率低下的重要原因之一。智慧醫(yī)療是建立在智慧醫(yī)院基礎(chǔ)之上,面向家庭和個人提供健康服務(wù),主要包括智慧醫(yī)院系統(tǒng)、智慧公共衛(wèi)生服務(wù)和智慧家庭健康服務(wù)。如華為的“全聯(lián)接醫(yī)療”通過大數(shù)據(jù)、云計(jì)算技術(shù)的深度融合打造健康檔案區(qū)域醫(yī)療信息平臺,利用最先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),實(shí)現(xiàn)患者與醫(yī)務(wù)人員、醫(yī)療機(jī)構(gòu)、醫(yī)療設(shè)備之間的互動,構(gòu)建智慧化醫(yī)療服務(wù)體系。

萬物對企業(yè)服務(wù)(Everything -to-Business, E2B)。萬物對企業(yè)服務(wù)主要是指企業(yè)利用萬物互聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測和收集與企業(yè)業(yè)務(wù)相關(guān)的物體和顧客數(shù)據(jù),運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)深度挖掘和分析這些數(shù)據(jù),在企業(yè)內(nèi)部充分地共享這些數(shù)據(jù),以便提高企業(yè)的產(chǎn)品競爭力,為顧客創(chuàng)造更多的價(jià)值。具體而言,萬物對企業(yè)服務(wù)主要包括兩種應(yīng)用模式:一是智能監(jiān)測和控制系統(tǒng);二是大數(shù)據(jù)挖掘和智能決策系統(tǒng)。

智能監(jiān)測和控制系統(tǒng)能實(shí)時采集有關(guān)企業(yè)設(shè)備運(yùn)行情況、能源的使用情況和環(huán)境狀況的數(shù)據(jù),能讓企業(yè)管理者和控制者在任何地方任何時間跟蹤事物的運(yùn)行軌跡。[71]目前,諸多人工智能和云服務(wù)提供商可以為工業(yè)企業(yè)提供全套的解決方案。如百度的“智能工業(yè)”服務(wù),基于人臉識別、圖像識別等技術(shù),針對工廠質(zhì)檢、倉儲物流、智能監(jiān)控等場景,能為工業(yè)企業(yè)提供物流安全、生產(chǎn)線質(zhì)檢、園區(qū)管理等場景方案。[72]在實(shí)際運(yùn)用中,“通鼎互聯(lián)”公司建設(shè)的智慧安監(jiān)系統(tǒng),充分結(jié)合百度深度學(xué)習(xí)及定制化的圖像識別技術(shù),在儀表識別、人員行為分析、安全著裝規(guī)范檢測方面形成了一系列的基礎(chǔ)檢測能力、實(shí)時監(jiān)控能力和預(yù)警能力。[73]另外,對于服務(wù)行業(yè)的企業(yè),運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),能將各種終端設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一管理和互聯(lián),在餐廳、烘焙門店、零售門店、大型商場等行業(yè)場景中,能協(xié)助門店優(yōu)化服務(wù)動線、提升坪效,能實(shí)現(xiàn)會員沉淀和大數(shù)據(jù)分析。[74]如網(wǎng)易的“智慧線下店”產(chǎn)品能使線下實(shí)體商店通過攝像頭進(jìn)行人臉識別,識別會員信息,可用于商業(yè)數(shù)據(jù)分析、定向營銷等。[75]

大數(shù)據(jù)挖掘和智能決策系統(tǒng)旨在整合和分析企業(yè)借助萬物互聯(lián)網(wǎng)積累的海量數(shù)據(jù),為企業(yè)的戰(zhàn)略決策服務(wù),主要包括報(bào)表展示、數(shù)據(jù)提取分析,以及客戶畫像等大數(shù)據(jù)應(yīng)用。[76]

萬物對政府服務(wù)(Everything -to-Government, E2G)。萬物對政府服務(wù)主要指如何利用萬物互聯(lián)網(wǎng)的各類技術(shù)建設(shè)智慧城市,匯集城市的各類運(yùn)行數(shù)據(jù)形成“城市大腦”,在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)“智能政務(wù)”模式。人之所以有“智慧”關(guān)鍵在于人的大腦,城市的“智慧”當(dāng)然也要靠“城市大腦”來實(shí)現(xiàn)。城市是一個由海量物體構(gòu)成的典型的巨復(fù)雜系統(tǒng),這些海量物體處于不停止的運(yùn)動之中,各物體之間產(chǎn)生著無數(shù)的連接和交互。智慧城市是萬物互聯(lián)網(wǎng)與現(xiàn)代城市發(fā)展結(jié)合的直接產(chǎn)物。智慧城市的理念是把傳感器嵌入到城市生活的各種物體中形成“物聯(lián)網(wǎng)”,并通過超級計(jì)算機(jī)和云計(jì)算實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的整合,從而實(shí)現(xiàn)數(shù)字城市與城市系統(tǒng)整合。[77]智慧城市中的“傳感器網(wǎng)絡(luò)”就相當(dāng)于人的“末梢神經(jīng)”,能感知和記錄城市物體的運(yùn)動狀態(tài)及其變化趨勢,會產(chǎn)生海量的數(shù)據(jù)?!俺鞘写竽X”就是智慧城市的“指揮中心”和“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”,能提供系統(tǒng)、平臺、數(shù)據(jù)交互融合的載體和樞紐,能激活沉睡的數(shù)據(jù),能利用實(shí)時全量的城市數(shù)據(jù)資源全局優(yōu)化城市公共資源,能為城市治理和市民生活服務(wù)。[78]以“杭州市城市大腦”為例,其具有城市事件感知與智能處理、社區(qū)與安全、交通擁堵與信號控制和公共出行與運(yùn)營車輛調(diào)度四大服務(wù)功能。[79]以此為基礎(chǔ),可實(shí)現(xiàn)智能政務(wù)模式。智能政務(wù)的本質(zhì)是公共服務(wù)的智能化和政府治理的智慧化。

公共服務(wù)的智能化是指運(yùn)用語音識別、場景感知等人工智能技術(shù),及時發(fā)現(xiàn)用戶在特定時空環(huán)境的個性化服務(wù)需求,或者提前預(yù)測用戶在未來某個時段的潛在服務(wù)需求,主動向用戶推送特定的公共服務(wù),或者直接自動完成某項(xiàng)服務(wù)過程。如微信“城市服務(wù)”能聚合醫(yī)療掛號、公安戶政、出入境、繳費(fèi)、公積金等多項(xiàng)民生服務(wù)功能于一體,一個“城市服務(wù)”入口就相當(dāng)于一部手機(jī)上的政府服務(wù)大廳,能實(shí)現(xiàn)較為初級的智能化公共服務(wù)。[80]再如北京海淀區(qū)市場監(jiān)督管理局“AI客服機(jī)器人”,能讓海淀區(qū)企業(yè)撥打51321502電話時和人工智能客服機(jī)器人“小商”直接對話。[81]

政府治理的智慧化是指,政務(wù)大數(shù)據(jù)的采集、處理、分析和可視化貫穿于政府決策、執(zhí)行、監(jiān)督和反饋等管理行為的全過程,政務(wù)大數(shù)據(jù)成為政府治理的智慧源泉。從治理模式視角,政府治理的智慧化就是運(yùn)用人工智能等實(shí)現(xiàn)“智慧治理”模式。智慧治理(Smart Governance)被認(rèn)為是應(yīng)對環(huán)境與社會可持續(xù)發(fā)展等問題的治理理論。[82]在管理學(xué)層面,智慧治理的本質(zhì)是“治未病”,是問題暴露之前的一種預(yù)見性的治理:不是強(qiáng)調(diào)如何治理已經(jīng)存在的各類問題,而是試圖避免問題的產(chǎn)生和出現(xiàn)。[83]在信息科學(xué)層面,智慧治理是以大數(shù)據(jù)中的智慧挖掘?yàn)榛A(chǔ),以對未來的預(yù)測為手段,能實(shí)現(xiàn)對領(lǐng)域問題的系統(tǒng)性治理:能借助大數(shù)據(jù)分析,分析研判事物在未來的發(fā)展趨勢,自動形成可供選擇的若干解決方案;遵循整體的治理觀,通過整體的解決方案,全面徹底地解決問題。[84]如海關(guān)總署借助阿里云大數(shù)據(jù)架構(gòu),已打造面向數(shù)據(jù)分析類業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)底盤,最終服務(wù)于風(fēng)險(xiǎn)分析和預(yù)警、關(guān)稅管理、企業(yè)信用等多個業(yè)務(wù)領(lǐng)域,能為對外貿(mào)易報(bào)關(guān)通關(guān)提供高效快捷的數(shù)據(jù)服務(wù),能為全國通關(guān)一體化提供數(shù)據(jù)支撐平臺。[85]

結(jié)語

綜上所述,萬物互聯(lián)網(wǎng)(IoE)是海量對象之間相互連接而成的巨復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),能囊括陸、海、空、網(wǎng)中的萬事萬物,能連接物理世界、現(xiàn)實(shí)世界和信息世界的一切,能整合全球的數(shù)據(jù)資源面向政府、企業(yè)和個人提供豐富多彩的智能服務(wù),能推動人類進(jìn)入智能社會時代。

(本文系國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目和華中科技大學(xué)學(xué)術(shù)前沿青年團(tuán)隊(duì)資助項(xiàng)目的研究成果,項(xiàng)目編號分別為:71974060、2018QYTD09)

注釋

[1]Dan Littmann et al., "5G: The chance to lead for a decade", https://www.deloitte.com/content/dam/Deloitte/us/Documents/technology-media-telecommunications/us-tmt-5g-deployment-imperative.pdf, 2018, p. 3.

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[5]龐雪蓮:《5G概述及相關(guān)技術(shù)》,《信息技術(shù)與信息化》,2015年第5期,第102~107頁。

[6]服務(wù)能力暴露(capability exposure)是一種允許外部服務(wù)與5G核心網(wǎng)絡(luò)功能進(jìn)行交互的機(jī)制。服務(wù)能力一般是指在給定的內(nèi)部條件下,項(xiàng)目滿足給定數(shù)量特征的服務(wù)需求的能力。

[7]International Telecommunication Union, "Reference architecture for Internet of things network capability exposure", Geneva: ITU, 2018.

[8]International Telecommunication Union, "Internet Reports 2005:The Internet of things", Geneva:ITU, 2005.

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[14][40]華為:愿景、使命與戰(zhàn)略,https://www.huawei.com/cn/about-huawei/corporate-information/value-propositions。

[15]注:通常所指的空間微尺度是跨越微米到原子尺度的寬廣范圍:微米—亞微米—納米—團(tuán)簇—原子,其中,微米范圍的上限是在100μm 以下,而亞微米通常定義為0. 1μm 以下至nm 之間;團(tuán)簇一般定義為尺度為1nm 以下的原子聚合體,由幾個到幾百個原子構(gòu)成;在亞微米和團(tuán)簇之間的1nm~100nm 范圍是納米體系所在處。

[16][17][32]Anand Nayyar; Vikram Puri and Dac-NhuongLe, "Internet of Nano Things (IoNT): Next Evolutionary Step in Nanotechnology", Nanoscience and Nanotechnology, 2017, 7, 1, pp. 4-8.

[19][20]Mainor Alberto; Cruz Alvarado and Patricia Baz, "Understanding the Internet of Nano Things: overview, trends, and challenge", e-Ciencias de la Información, 2019, 9, 1, pp. 1-30.

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[24]孫偉平:《智能社會與共產(chǎn)主義社會》,《華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)(社會科學(xué)版)》, 2018年第4期。

[25]黃少華:《人工智能與智能社會學(xué)》,《甘肅社會科學(xué)》,2019年第5期。

[26]徐東華:《人工智能促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)社會治理》,《中國社會科學(xué)報(bào)》,2019年3月13日。

[27]智能科技與產(chǎn)業(yè)研究課題組主編:《智能社會前瞻》,北京:中國科學(xué)技術(shù)出版社,2016年。

[29][30]北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)介紹,北斗網(wǎng),2017年3月16日,http://www.beidou.gov.cn/xt/xtjs/201710/t20171011_280.html。

[31]注:由微傳感器、微執(zhí)行器、信號處理和控制電路、通訊接口和電源等部件組成的一體化的微型器件系統(tǒng)。

[33]騰訊研究院:《人工智能》,北京:中國人民大學(xué)出版社,2017年,第91頁。

[34]孟慶春、齊勇、張淑軍等:《智能機(jī)器人及其發(fā)展》,《中國海洋大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)》,2004年。

[35]《智能機(jī)器人三大關(guān)鍵技術(shù)詳解》,搜狐網(wǎng),2019年5月29日,http://www.sohu.com/a/118294423_468626.2019/5/29。

[36] "China Enterprise Digital Transformation Index", https://www.accenture.com/_acnmedia/pdf-85/accenture-china-enterprise-digital-transformation-index.pdf.

[37]劉淑春:《數(shù)字政府戰(zhàn)略意蘊(yùn)、技術(shù)構(gòu)架與路徑設(shè)計(jì)——基于浙江改革的實(shí)踐與探索》,《中國行政管理》,2018年第9期。

[38]戴長征、鮑靜:《數(shù)字政府治理——基于社會形態(tài)演變進(jìn)程的考察》,《中國行政管理》,2017年第9期。

[39]陸峰:《加快數(shù)字政府建設(shè)的七大要點(diǎn)》,《光明日報(bào)》,2018年4月26日。

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[45]李衛(wèi)東:《云傳播時代——人類傳播與治理的云端化、平臺化、泛在化、社交化和智慧化革命》,北京:科學(xué)出版社,2018年。

[46]鴻蒙系統(tǒng)介紹,https://hmxt.org/。

[47]李衛(wèi)東:《網(wǎng)絡(luò)與新媒體應(yīng)用模式——創(chuàng)新設(shè)計(jì)與運(yùn)營戰(zhàn)略視角》,北京:高等教育出版社,2015年。

[48][52]Andersson Schwarz, Jonas , "Platform Logic: An Interdisciplinary Approach to the Platform‐Based Economy", Policy & Internet, 2017, 9(4), pp. 374-394.

[49]Holmes R., "From Inside Walled Gardens, Social Networks are Suffocating the Internet as We Know It", Fast Company, 9 August, 2013, http://www.fastcompany.com/3015418/ from-inside-walled-gardens-social-networks-are-suffocating-the-internet-as-we-know-it.

[50] Kornienko, A. A. et al., "The Nature of Knowledge Power in Communicative Information Society", Procedia - Social and Behavioral Sciences, 2015, 166, pp. 595-600.

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[53]Rochet, J.C. and Tirole, J., "Platform Competition in Two-sided Markets", Journal of the European Economic Association, 2003(1), pp. 990-1029.

[54]Eisenmann, T.; Parker, G. and Van Alstyne M.,"Platform Envelopment", Strategic Management Journal, 2011, 32 (12), pp. 1270–1285.

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[58][美]邁克爾·J.凱維斯:《讓云落地:云計(jì)算服務(wù)模式(SaaS、PaaS和IaaS)設(shè)計(jì)決策》,陳志偉、辛敏譯,北京:中國工信出版集團(tuán)、電子工業(yè)出版社,2016年,第19頁。

[59][60]華為云,深度學(xué)習(xí)服務(wù),https://www.huaweicloud.com/product/dls.html。

[61]百度AI開放平臺,理解與交互技術(shù)UNIT, https://ai.baidu.com/docs#/UNIT-guide/top。

[62][63][64]International Telecommunication Union(ITU), "Setting the Scene for 5G: Opportunities& Challenges. 2018", https://www.itu.int/en/ITU-D/Documents/ITU_5G_REPORT-2018.pdf.

[65][66]華為云,IoT平臺基礎(chǔ)版,https://www.huaweicloud.com/product/iothub.html。

[67]網(wǎng)易AR,網(wǎng)易洞見,https://ar.163.com/dongjian。

[68]騰訊AI開放平臺,智能硬件解決方案,https://ai.qq.com/case/hardware.shtml。

[69]"AWSRoboMaker: Easily develop, test, and deploy intelligent robotics applications", https://aws.amazon.com/robomaker/?nc1=h_ls.

[70] 海爾U-home智慧家庭整體解決方案,海爾智慧家庭官網(wǎng),https://www.haier.com/smarthome/。

[71]In Lee and Kyoochun Lee, "The Internet of Things (IoT): Applications, investments, and challenges for enterprises",? Business Horizons, 2015, 58, 4, pp. 431-440.

[72][73]百度人工智能,智能工業(yè),https://ai.baidu.com/industry/factory。

[74]阿里云,智能商業(yè)解決方案,https://iot.aliyun.com/products/businesslink。

[75]網(wǎng)易AI平臺,https://openai.163.com/solution/xxzhmd。

[76]騰訊云,大數(shù)據(jù)處理套件TBDS,https://www.qcloud.com/product/tbds。

[77]李德仁、邵振峰、楊小敏:《從數(shù)字城市到智慧城市的理論與實(shí)踐》,《地理空間信息》,2011年第6期。

[78]《杭州城市大腦(綜合版)來啦 9大惠民舉措跟你息息相關(guān)》,2019年5月10日, https://baijiahao.baidu.com/s?id=1621178340814642800&wfr=spider&for=pc。

[79]阿里云,ET城市大腦, https://et.aliyun.com/brain/city?spm=5176.8142029.388261.43.3dbd6d3e458dnM。

[80]馬化騰等:《互聯(lián)網(wǎng)+:國家戰(zhàn)略行動路線圖》,北京:中信出版社,2015年,第106頁。

[81]《不停休的話務(wù)員正式“上崗”——海淀區(qū)市場監(jiān)督管理局人工智能客服上線運(yùn)行》,北京市人民政府網(wǎng)站,2019年5月10日, http://www.beijing.gov.cn/zfxxgk/hdfj/dwfb52j/2019-04/03/content_9c9c939189a948ce945655d1e7af891b.shtml。

[82]Janice Griffith, "Smart Governance for Smart Growth: The Need for Regional Governments", Georgia State University Law Review, 2001, 17(4), pp. 1019-1061.

[83][84] 李衛(wèi)東:《云傳播時代:人類傳播與治理的云端化、平臺化、泛在化、社交化和智慧化變革》,北京:科學(xué)出版社,2018年,第103~105頁。

[85]《海關(guān)總署選擇大數(shù)據(jù)云解決方案》,阿里云,https://www.aliyun.com/customer/detail/haiguan。

責(zé) 編/馬冰瑩

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