創(chuàng)建智能“事物”網(wǎng)絡(luò)將使人類(lèi)能夠比以往任何時(shí)候都更有效率，而且對(duì)環(huán)境也會(huì)更好……

作家安德魯·麥卡菲(McAfee)在其著作《從少到多》中挑戰(zhàn)了人們普遍認(rèn)為的人類(lèi)正在掠奪地球直至毀滅的假設(shè)，相反，他認(rèn)為，我們一直在提高效率。

官方數(shù)據(jù)也支持他。在美國(guó)，從19世紀(jì)到20世紀(jì)30年代，平均玉米產(chǎn)量保持相對(duì)平穩(wěn)，自 1940 年以來(lái)，它們?cè)鲩L(zhǎng)了五倍多。

但工業(yè)生產(chǎn)不僅僅是變得更加高效，而且也越來(lái)越干凈了。美國(guó)政府?dāng)?shù)據(jù)顯示，盡管?chē)?guó)內(nèi)生產(chǎn)總值大幅上升，但1970年至2019年間，六種常見(jiàn)空氣污染物的總量下降了77%。

這怎么可能?

答案很簡(jiǎn)單：創(chuàng)新。

正如McAfee所說(shuō)：“之所以會(huì)發(fā)生這種情況，是因?yàn)橘Y源成本高，而公司不愿花這筆錢(qián)，而技術(shù)進(jìn)步不斷開(kāi)辟新的方式來(lái)生產(chǎn)更多的產(chǎn)出(如作物)，同時(shí)減少在材料投入(如肥料)上的支出。”

好消息是，這一創(chuàng)新周期依然很強(qiáng)勁。事實(shí)上，有一項(xiàng)特殊的技術(shù)將帶來(lái)一系列新的顯著改進(jìn)。

當(dāng)然，這就是物聯(lián)網(wǎng)。

在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中，越來(lái)越多的設(shè)備將從“笨拙”走向“智能”。它們將無(wú)縫地相互共享數(shù)據(jù)，然后使用機(jī)器學(xué)習(xí)實(shí)時(shí)修正這些數(shù)據(jù)。這些修正將使流程運(yùn)行得更快、更高效。

據(jù)分析機(jī)構(gòu)Juniper Research 稱(chēng)，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)連接數(shù)量將從 2020 年的 177 億個(gè)躍升至 2025 年的 368 億個(gè)。

生產(chǎn)效率的提高將是巨大的。世界經(jīng)濟(jì)論壇 (WEF) 估計(jì)，到 2030 年，僅工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)就可以為全球經(jīng)濟(jì)增加 14 萬(wàn)億美元的產(chǎn)值。

但有趣的是，與 McAfee 等思想家提出的論點(diǎn)一致，專(zhuān)家認(rèn)為這種增長(zhǎng)將有利于可持續(xù)發(fā)展。

世界經(jīng)濟(jì)論壇認(rèn)為，84% 的物聯(lián)網(wǎng)部署目前正在解決或有可能解決聯(lián)合國(guó)的 17 個(gè)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。它說(shuō)：“我們的分析支持了許多人的直覺(jué)，即物聯(lián)網(wǎng)具有可以在不損害商業(yè)可行性的情況下實(shí)現(xiàn)最大化的發(fā)展利益……物聯(lián)網(wǎng)可以成為可持續(xù)發(fā)展的游戲規(guī)則改變者。”

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)可以做到這一點(diǎn)的一種方法是實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)，即利用廢物創(chuàng)造新產(chǎn)品。代爾夫特理工大學(xué)的研究人員對(duì)此進(jìn)行了調(diào)查，他們已經(jīng)確定了五種物聯(lián)網(wǎng)功能，使這成為可能。

跟蹤：物聯(lián)網(wǎng)傳感器共享有關(guān)產(chǎn)品標(biāo)識(shí)、位置或獨(dú)特成分的信息。

監(jiān)測(cè)：物聯(lián)網(wǎng)傳感器共享有關(guān)產(chǎn)品使用、狀況或環(huán)境的信息，這包括警報(bào)和通知。

控制：制造商可以根據(jù)預(yù)定義的選項(xiàng)，通過(guò)軟件遠(yuǎn)程控制產(chǎn)品的功能，這包括推送定期更新。

優(yōu)化：企業(yè)可以通過(guò)使用高級(jí)算法對(duì)運(yùn)營(yíng)進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)。

設(shè)計(jì)進(jìn)化：產(chǎn)品或服務(wù)的設(shè)計(jì)可以根據(jù)其他生命周期階段的數(shù)據(jù)反饋進(jìn)行改進(jìn)。這包括功能升級(jí)以及新產(chǎn)品和服務(wù)的開(kāi)發(fā)。

與此同時(shí)，其他機(jī)構(gòu)則更進(jìn)一步，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)資源效率的能力做出了具體預(yù)測(cè)。

在其《新興技術(shù)的可持續(xù)性》報(bào)告中，Transforma Insights對(duì)2030年做出了以下預(yù)測(cè):

物聯(lián)網(wǎng)對(duì)燃料消耗的凈影響將使(碳?xì)浠衔?燃料減少3.5 PWh

物聯(lián)網(wǎng)將節(jié)約近 2300 億立方米的水——這要?dú)w功于智能水網(wǎng)運(yùn)營(yíng)、作物管理和遠(yuǎn)程病蟲(chóng)害防治的改進(jìn)。

物聯(lián)網(wǎng)將使全球用電量增加 34 太瓦時(shí) (TWh)，但將被物聯(lián)網(wǎng)解決方案節(jié)省的 160 太瓦時(shí)電力抵消。

物聯(lián)網(wǎng)解決方案將使二氧化碳排放量減少十億噸。

毋庸置疑，可持續(xù)的物聯(lián)網(wǎng)只有在安全的情況下才能蓬勃發(fā)展。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)十億臺(tái)設(shè)備將引發(fā)數(shù)據(jù)海嘯，其中每個(gè)端點(diǎn)都將成為攻擊者的潛在切入點(diǎn)，而且每個(gè)數(shù)據(jù)流都有可能被竊聽(tīng)。如果沒(méi)有強(qiáng)大的安全性，惡意勢(shì)力很容易破壞網(wǎng)絡(luò)。

但是保護(hù)‘事物’帶來(lái)了一系列不同于保護(hù)人類(lèi)的問(wèn)題，人類(lèi)可以回答問(wèn)題并輸入密碼，而機(jī)器則需要不同的身份驗(yàn)證方法，這使得很難確定遠(yuǎn)程對(duì)象的真實(shí)身份。

安全專(zhuān)家表示，最好的策略是在設(shè)備、云以及設(shè)備和遠(yuǎn)程服務(wù)器之間的通信通道這三個(gè)位置從頭開(kāi)始構(gòu)建安全性。值得慶幸的是，該行業(yè)現(xiàn)在正在制定標(biāo)準(zhǔn)，以便價(jià)值鏈中的每個(gè)參與者至少可以遵循相同的基本技術(shù)和設(shè)計(jì)原則。

上述預(yù)測(cè)提供了許多對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的長(zhǎng)期影響持樂(lè)觀態(tài)度的理由。但我們不必等到 2030 年才能看到結(jié)果，如今多個(gè)現(xiàn)有用例已經(jīng)交付，下面讓我們探索其中一些。

智慧農(nóng)業(yè)

怎樣才能少花錢(qián)多辦事?聽(tīng)起來(lái)很矛盾。但是在過(guò)去的100年里，農(nóng)業(yè)一直在“解決這個(gè)問(wèn)題”。

現(xiàn)在，隨著全球人口到2050年將達(dá)到98億，世界將需要將我們今天的食物量增加一倍——而且要使用土地和水等明顯有限的資源。

由物聯(lián)網(wǎng)提供支持的智慧農(nóng)業(yè)將讓這成為可能。

雖然過(guò)去的改進(jìn)本質(zhì)上大多是關(guān)于機(jī)械的，但數(shù)字工具將帶來(lái)生產(chǎn)力的下一個(gè)飛躍。位于田間或嵌入設(shè)備的實(shí)時(shí)傳感器將幫助農(nóng)民更多地了解他們的土地和牲畜，從而更好地決定將精力和資源分配到哪里。

這有時(shí)被稱(chēng)為精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)，而許多創(chuàng)新公司已經(jīng)將其付諸實(shí)踐。

例如，法國(guó)的 Bilberry是為數(shù)不多的開(kāi)發(fā)智能作物噴灑解決方案的創(chuàng)新者之一，其他創(chuàng)新者包括FarmWise、SeeTree、Smart Ag和約翰·迪爾(John Deere)旗下的Blue River。其系統(tǒng)將攝像頭安裝在作物噴霧器上，利用計(jì)算機(jī)視覺(jué)實(shí)時(shí)分析圖像。有了這些數(shù)據(jù)，它只噴灑雜草。此外，該解決方案還存儲(chǔ)了信息，為農(nóng)民提供更豐富的土地地圖。

Bilberry 表示，其工具可以將除草劑的使用量減少 80% 以上，同時(shí)保護(hù)環(huán)境并顯著降低農(nóng)民的成本。

此外，核心計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)也可以應(yīng)用于其他領(lǐng)域。Bilberry 還訓(xùn)練其系統(tǒng)“查看”傳送帶上的壞土豆并對(duì)其進(jìn)行分類(lèi)。傳統(tǒng)上，人類(lèi)操作員會(huì)完成這項(xiàng)工作，但這項(xiàng)工作很無(wú)聊，而且容易出錯(cuò)。

聯(lián)網(wǎng)汽車(chē)

談到可持續(xù)性，物聯(lián)網(wǎng)中最重要的“事物”之一就是汽車(chē)。聯(lián)網(wǎng)汽車(chē)(通常是電動(dòng)汽車(chē))比使用汽油的汽車(chē)更環(huán)保，原因有多種。

我們先從源頭說(shuō)起，讓電動(dòng)汽車(chē)在生產(chǎn)階段和使用時(shí)減少排放。事實(shí)上，奈梅亨大學(xué)的研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)電動(dòng)汽車(chē)所使用的電力主要來(lái)自可再生能源和核能時(shí)，它們的終身排放量可以降低 70%。

然后是預(yù)測(cè)性維護(hù)。當(dāng)傳感器分析車(chē)輛數(shù)據(jù)并診斷出故障時(shí)，它可以通過(guò)無(wú)線(xiàn)方式將其報(bào)告給機(jī)械師。它甚至可以在問(wèn)題發(fā)生之前預(yù)測(cè)并糾正問(wèn)題，這對(duì)于未聯(lián)網(wǎng)的汽油汽車(chē)是不可能的。預(yù)測(cè)性維護(hù)可以讓車(chē)輛在路上行駛的時(shí)間更長(zhǎng)。

汽車(chē)不僅僅是和制造商連接在一起，它們還可以互相“交談”并與周?chē)沫h(huán)境交互——交通系統(tǒng)、照明、停車(chē)、電力。所有這些都使城市規(guī)劃者可以進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整，當(dāng)交通更加高效時(shí)，這也會(huì)減少排放。

聯(lián)網(wǎng)汽車(chē)革命的一個(gè)更微妙影響可能是新所有權(quán)模式的興起。在未來(lái)通過(guò)智能手機(jī)“撥打”汽車(chē)時(shí)，許多司機(jī)可能想知道他們是否需要擁有一輛汽車(chē)。優(yōu)步、滴滴和 Ola 等公司的叫車(chē)服務(wù)已經(jīng)在測(cè)試這種“移動(dòng)即服務(wù)”(MaaS)模式。

MaaS模式還支持“多式聯(lián)運(yùn)”的理念，即在不同的交通工具選擇之間移動(dòng)，以滿(mǎn)足當(dāng)前的需求。在芬蘭，一家名為 MaaS Global 的初創(chuàng)公司已經(jīng)推出了一款名為 Whim 的應(yīng)用，其月度計(jì)劃包括使用火車(chē)、公共汽車(chē)、出租車(chē)、租車(chē)或自行車(chē)。據(jù)報(bào)道，MaaS Global已說(shuō)服 12% 的赫爾辛基居民放棄開(kāi)車(chē)。

智能電網(wǎng)

向清潔能源過(guò)渡的主要挑戰(zhàn)之一是可再生能源的不可預(yù)測(cè)性。與化石燃料相比，太陽(yáng)能和風(fēng)能并不可靠，解決此問(wèn)題的一種方法是設(shè)計(jì)新型能源管理方式。

現(xiàn)有電網(wǎng)缺乏靈活性，它們主要是為從發(fā)電廠到消費(fèi)者的單向分銷(xiāo)而設(shè)計(jì)的。它們無(wú)法檢測(cè)到電力峰值、設(shè)備故障和停電，這意味著它們無(wú)法實(shí)時(shí)響應(yīng)變化，也無(wú)法將電力實(shí)時(shí)輸送到需要的地方。這還意味著電網(wǎng)必須有一些超出預(yù)期峰值的多余發(fā)電容量，以滿(mǎn)足任何增加的需求。

智能電網(wǎng)則不同。在智能電網(wǎng)中，網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)組件——輸電線(xiàn)路、變電站、熱電聯(lián)產(chǎn)、斷電傳感器、儀表——都是連網(wǎng)的。這些節(jié)點(diǎn)都收集實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，而電力公司可以處理這些數(shù)據(jù)，以便將電力輸送到需要的地方。

這很重要。為什么? 因?yàn)楦鶕?jù)國(guó)際能源署預(yù)計(jì)，到 2040 年全球能源需求將增加 37%。

智能電網(wǎng)試驗(yàn)已經(jīng)進(jìn)行了大約十年，但5G將加速其發(fā)展。5G 速度更快，并且可以連接比前幾代蜂窩網(wǎng)絡(luò)更多的設(shè)備。它也可以“切片”，讓大型企業(yè)控制自己的小型網(wǎng)絡(luò)。

在英國(guó)，沃達(dá)豐已經(jīng)開(kāi)始與英國(guó)電力網(wǎng)、ABB、通用電氣和西門(mén)子合作創(chuàng)建切片網(wǎng)絡(luò)。合作伙伴將在每個(gè)變電站中構(gòu)建邊緣軟件和應(yīng)用程序，以便他們能夠“響應(yīng)電力網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)變化，包括大規(guī)模轉(zhuǎn)向可再生能源、電動(dòng)汽車(chē)和電加熱帶來(lái)的未來(lái)需求”。

沃達(dá)豐估計(jì)，如果在全國(guó)推廣，到2050年，該解決方案可以減少63702噸二氧化碳。

冷鏈物流

每年生產(chǎn)的所有食物中有三分之一被浪費(fèi)了，甚至有人認(rèn)為，高收入國(guó)家丟棄的糧食數(shù)量與撒哈拉以南非洲國(guó)家生產(chǎn)的一樣多。

似乎這還不夠糟糕，剩余的食物通常會(huì)進(jìn)入垃圾填埋場(chǎng)，在那里釋放溫室氣體。再加上種植、倉(cāng)儲(chǔ)和運(yùn)輸所需的能源，每年會(huì)產(chǎn)生多達(dá) 30 億噸的二氧化碳。

大多數(shù)浪費(fèi)是可以避免的，食物變質(zhì)是因?yàn)闇囟忍呋虻竭_(dá)目的地的時(shí)間太長(zhǎng)。

顯而易見(jiàn)的補(bǔ)救措施是將產(chǎn)品“從農(nóng)場(chǎng)到餐桌”保持在完全正確的條件下。

目前，在大多數(shù)情況下，由人工對(duì)溫度敏感的貨物進(jìn)行檢查，并將其記錄在紙上或電子表格中。不用說(shuō)，該系統(tǒng)效率低下且容易出錯(cuò)。

現(xiàn)在，借助物聯(lián)網(wǎng)，嵌入式溫度傳感器可以隨時(shí)跟蹤溫度波動(dòng)，將結(jié)果傳送到云端并進(jìn)行不斷的調(diào)整。

Dyzle 等專(zhuān)業(yè)公司現(xiàn)已開(kāi)發(fā)出結(jié)合溫度監(jiān)測(cè)和 GPS 跟蹤的系統(tǒng)，他們可以測(cè)量從門(mén)的狀態(tài)到濕度到氣壓的一切。

物聯(lián)網(wǎng)改善生物多樣性

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能否幫助修復(fù)對(duì)自然環(huán)境造成的破壞?一些項(xiàng)目已經(jīng)報(bào)告了良好的結(jié)果，而蜜蜂就是一個(gè)很好例子。

據(jù)估計(jì)，自 1962 年以來(lái)，蜂群數(shù)量減少了 90%。據(jù)信這種蜂群崩潰癥 (CCD) 的一個(gè)原因是一種名為瓦螨破壞者的螨蟲(chóng)，殺蟲(chóng)劑可以提供幫助，但世界不想要或不需要更多的殺蟲(chóng)劑。

世界需要蜜蜂， 而物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)可以轉(zhuǎn)這一趨勢(shì)。

Eltopia開(kāi)發(fā)了一種叫做BeeSafe的智能蜂箱，可監(jiān)測(cè)蜂箱溫度并防止螨蟲(chóng)繁殖。當(dāng)達(dá)到閾值時(shí)，BeeSafe 會(huì)將命令發(fā)送回控制器以增加蜂巢特定區(qū)域的熱量，從而對(duì)螨幼蟲(chóng)進(jìn)行消殺。