布局中國物聯網 亟需探索新型"舉國體制"
霧里看花物聯網
人類歷史上經歷過數次重大的技術革命創新,它帶來了文明的發展,但同時也帶來了毀滅文明的更有效手段,現在輪到了物聯網。席卷全球的金融風暴過后,大家把產業復蘇的希望寄托到它身上,因為,物聯網被稱為是繼計算機、互聯網之后世界信息產業的第三次浪潮,世界各國爭相制定發展戰略。去年11月,物聯網被確定為中國今后7大戰略性新興產業之一。
在中國,有業內專家預測:“物聯網產業將是下一個萬億元級規模的產業,甚至超過互聯網30倍,潛力無窮。”然而,一個新的泡沫也在形成之中。一篇科技戰略分析報告中有如下一段分析:“首先,引進技術的便利在一定程度上造成了我國缺乏核心基礎技術的積累;其次,行政性分權造成的條塊分割,削弱了戰略性新興產業協作攻關的能力;再次,戰略性新興產業技術路線界定模糊,導致產業投資一哄而上。”這恰恰就是對目前中國物聯網發展狀況的描述。
各地都在爭先恐后地發展物聯網,北京已啟動物聯網五年規劃:“到2012年,規劃建成首個物聯網應用資源共享服務、信息交換、傳感信息網絡、超級計算和云計算中心等共性基礎支撐平臺,完成政府、社會、企業三方面幾十個示范應用園區。”同時,上海、杭州、成都、南京等市,山東、廣東、河南、東北三省、福建等地政府也表示,將全力進軍物聯網。再以長三角為例,不少城市都在試點物聯網,包括國家級示范基地的無錫,但都局限在應用領域,如高鐵物聯網應用等。有些城市并沒有很好地對物聯網的產業化進行梳理。
如果大家都一窩蜂而上,那么也極有可能出現一窩蜂而下的結果,現在全國是一片物聯網熱,一頭是政府熱,各地政府紛紛上馬物聯網項目;一頭是小企業熱,趁機出售傳感設備。中國工程院副院長鄔賀銓說:“在低碳概念的號召下,我國風電、光伏等產業一哄而上,重復建設、產能迅速過剩。物聯網是信息化發展的大勢所趨,但是物聯網項目的上馬要注意避免重蹈覆轍,避免泡沫化。”
物聯網是從英語(Internet of Things,IoT)直譯過來的,其譯法通俗、但在科學上并不準確。表面上,它是把物與物聯接起來,是把物接入到原來的信息互聯網中。加入到物聯網的物可分為兩大類:僅能提供自身信息的和同時可以收集其他信息的物,后一類就是技術上所稱的“傳感器”。現在人們所討論的物聯網,實質上是把僅能提供自身信息的物及電子科技領域已研究多時的“傳感網”加入到互聯網物體,這樣的聯接使整個網絡具備“獲取信息的能力”,從而也就起了質的變化,使[FS:PAGE]它在組成結構上增加了成為智能網絡的條件。
許多人在談到物聯網時都會狹隘地想到物流行業的貨物追蹤系統或保安監視報警系統。其實,這只是兩個非常普遍的低層次應用案例。真正的意義在于,將傳感器網絡融合到信息互聯網,使物聯網獲得極高的功能與智能潛力。
基于物聯網的功能,學術界在上世紀末提出過一個新概念:“環境智能”(或曰智能環境)(Ambient Intelligence ,AmI)。在一個具備環境智能的世界,隱藏于物聯網的各種器件與設備非常協調地工作著,提供信息與智能來支持并幫助人類輕松地生活和完成各種工作。這就是物聯網的目標。
要發展物聯網,首先需要明確物聯網的準確定義。遺憾的是,現在各行業好像還沒有統一的認識。
傳感器網絡實現“泛在計算”
傳感器網絡是當前國際上備受關注的、由多學科高度交叉的新興前沿研究領域。傳感器網絡綜合了傳感器技術、嵌入式計算技術、現代網絡及無線通信技術、分布式信息處理技術等,能夠通過各類集成化的微型傳感器協作地實時監測、感知和采集各種環境或監測對象的信息;通過嵌入式系統對信息進行處理,并通過隨機自組織無線通信網絡,以多跳中繼方式將所感知信息傳送到用戶終端,從而真正實現“泛在計算”的理念。
傳感器網絡的研究采用系統發展模式,因而必須將先進微電子技術、微細加工技術、系統級芯片SoC(System-on-Chip)設計技術、納米材料與技術、現代信息通信技術、計算機網絡技術等融合,以實現其微型化、集成化、多功能化及系統化、網絡化,特別是實現傳感器網絡特有的超低功耗系統設計。
傳感器網絡具有十分廣闊的應用前景,在軍事、國防、工農業、城市管理、生物醫療、環境監測、搶險救災、防恐反恐、危險區域遠程控制等許多領域都有重要的科研價值和巨大實用價值,已經引起了世界許多國家軍界、學術界和工業界的高度重視,并成為進入21世紀以來公認的新興前沿熱點研究領域,被認為是將對21世紀產生巨大影響力的技術之一。這也是為何許多工業發達國家將傳感器技術作為未來科學研究與發展重點的一個重要原因。
過去,互聯網上的信息是人放上去的,而“物”的加入,特別是傳感器網絡的加入使得信息來源一下擴大到非常廣闊的范圍,并且網絡一經建立,信息更新就無需再依賴于人,可隨時反映信息收集對象的歷史及即時狀況。更重要的是,所有這些信息都是有針對性需求的特定信息,因此就像極高品位的礦藏一樣有價值。
“人工智能”再靠近
從信息到思維再到輸出結果,整個過[FS:PAGE]程就是智能。數學大師萊布尼慈曾大膽預言:“通過計算可以達到智能。”這種期望,一直在推動著人類的科學探索歷程。我們可以造出人工智能嗎?
上個世紀五十年代中期,科學家發明了第一代真空管計算機,緊接著在五十年代末期,科學家們發明了第二代晶體管計算機,在六十年代中期又發明了第三代集成電路計算機,六十年代末期有了第四代的大規模集成電路計算機。
1981年10月,日本率先開始研制“智能計算機”,并于1982年4月制訂了為期10年的“第五代計算機技術開發計劃”,總投資為1000億日元。
按照設想,第五代計算機是為適應未來社會信息化的要求而提出的,與前四代計算機有著本質區別,堪稱計算機發展史上的一次重要變革。該“智能計算機”將信息采集、存儲、處理、通信同人工智能結合在一起,主要面向知識處理,具有形式化推理、聯想和理解的能力,能夠幫助人們進行判斷、決策、開拓未知領域和獲取新的知識。
第四代及之前的電子計算機雖然已具有一些相當幼稚的“智能”,但它不能進行聯想(即根據某一信息,從記憶中取出其他有關信息的功能)、推論(針對所給的信息,利用已記憶的信息對未知問題進行推理得出結論的功能)、學習(對新問題的內容高度靈活地加以運用并進行記憶的功能)等人類頭腦最普通的思維活動,也不能真正聽懂人的說話,讀懂人的文章。
第五代計算機的研究領域主要包括人工智能、系統結構、軟件工程和支援設備以及對社會的影響等。日本通產省全力支持了該項計劃,組織富士通、NEC、日立、東芝、松下、夏普等8大著名企業配合首席科學家淵一博的研究所共同開發。然而到1992年,因最終沒能突破關鍵性的技術難題,無法實現自然語言人機對話、程序自動生成等目標,導致該計劃最后階段研究的流產。
應該說,“五代機”計劃不能算做完全失敗,它在前兩個階段基本上達到了預期目標。1992年6月,日本展示了它研制的五代機原型試制機,由64臺處理器實現了并行處理,已初步具備類似人左腦的先進功能,可以對蛋白質進行高精度分析,已經在基因研究中發揮出作用。1992年,日本重新開始實施“現實世界計算機”計劃,接著研制具有類似于人類右腦功能的計算機。
對人類思維認知的研究從來都是科學界的熱點,目前,人們主要從三個方面來研究思維科學:“邏輯思維”(左腦)、“形象思維”(右腦),以及“頓悟”(靈感)。人工智能的研究,從最初“基于法則推理”的簡單專家系統開始,已經進入到運用人腦結構及運行仿生學的“人工智[FS:PAGE]能神經系統”,正朝著真正的人工智能逼近。
與第五代計算機不同,物聯網超出了單計算機的范圍,從量變走向了質變。云計算給它提供了巨大的計算能力,互聯網給它提供了海量的信息,傳感網給了它“主動”收集所需信息的能力——傳感器網絡中具有計算能力的各個網絡節點,就能夠模仿人腦神經系統的神經元,提供經過智能加工的信息給整個大智能系統,進行更深層次的綜合加工利用。
因此,物聯網使我們進一步靠近人工智能。從事物聯網研究的人,都應當對思維科學有所熟悉,才能夠充分認識到從物聯網到智能網的潛力,才能夠引導自己的思路,從而得出創新性的成果。
政府:探索新型舉國體制
科技部部長萬鋼指出,科技重大專項投入強度大、實施周期長、涉及范圍廣,是一項極具挑戰性的復雜系統工程,需著重推進五方面工作。
其中,第一條即“著力探索新型舉國體制”。“組織實施重大專項,就要借鑒‘兩彈一星’、載人航天的經驗,不斷完善市場經濟條件下的新型舉國體制,形成強大的科技攻堅合力,以科技發展的重點跨越帶動產業競爭能力的整體提升。”
科技部政策法規司司長梅永紅提出,美國在實施曼哈頓計劃、登月計劃、核能計劃、導彈防御系統等重大科研項目時,都采取了舉國體制。最近,日本為攻克電池方面的關鍵性技術,建立了開發高性能電動汽車動力蓄電池的最大新能源汽車產業聯盟,也是一種舉國體制。我國科學技術水平相對落后,尖端和領軍人才匱乏,更要在重點領域形成協調統一的舉國體制。特別是在實施重大科技專項中,能不能把舉國體制與市場經濟體制有機結合起來,將直接決定最終的成敗。
在物聯網領域,我國主要的差距是在硬件方面,如傳感器、微電子機械系統(MEMS)及傳感器網絡領域的基礎技術創新;至于物聯網相關標準,只要投入人力,難度是不大的;物聯網應用方案及軟件,也不會是問題。
因此,工信部最迫切的任務應該是匯同科技部、廣電總局、發改委及財政部,按照舉國體制,計劃、組識、安排物聯網相關硬件的攻關。硬件基礎問題的自主知識產權創新解決了,一切都會變得順利。
前段時間,由工信部電子標簽標準工作組、全國信標委傳感器網絡標準工作組、全國智標委等19家相關標準化組織自愿聯合組成的中國物聯網標準聯合工作組在北京成立,以推進物聯網技術研究和標準制定,這是非常及時的。
不過,與3G研發及產業化的歷程不同,物聯網沒有“牌照”發放作為調控的手段。目前各地雨后春筍般地成立物聯網“同盟”、“中心”[FS:PAGE]的態勢,及很多關于物聯網的市場推廣宣傳,很可能會形成一個非常有害的泡沫。在這個泡沫中,第一批積極性高而又未認真受過有關物聯網知識教育的客戶,很可能就成為別人推銷劣質或高價硬件及不成熟解決方案的對象。經濟、時間及其他資源的損失不用說,更嚴重的是,“領頭羊”的失敗將會影響到整個物聯網產業的信譽。因此,一種冷靜、謹慎與踏實的態度是重要的。
在盈利與競爭的驅動下,不可能指望推銷物聯網商品及服務的廠商及它們的推銷員有多大的“良心”。此時,政府主管部門要負起教育和培育市場健康發展的責任,包括建設提供充分資信的官方網站,提供客觀、中立的第三方咨詢、權威的產品測試實驗室,以幫助沒有經驗的用戶在購買物聯網服務前充分了解情況和潛在問題,并持續總結已實施項目的經驗教訓。
“科技舉國體制”正當時
有記者曾問美國前總統克林頓,“為什么政府放松出口一些高科技產品到中國?”克林頓的回答是,“這樣,他們就不會尋求自己去開發。”如果我們對此進行逆向思維,就不難得出答案。開放、進口與引進,是以自主研發與創新為前提的,否則就會成為奴隸的枷鎖、成為隨時受人威脅欺負的繩索。
回顧歷史,國內大飛機項目遭遺棄及重新上馬的過程,痛苦地向我們展現了一條曾經走過的險惡歧途。值得慶幸,最終中國大飛機成功試航,靠的還是舉國體制。
2006年,中國政府頒布《國家中長期科學和技術發展綱要》,明確提出“選擇具有一定基礎和優勢、關系國計民生和國家安全的關鍵領域,集中力量,重點突破。”這些關鍵領域的代表,就演化為16個重大專項。
2008年10月,國務委員劉延東在科技重大專項組織實施推進會上指出,要完善和創新舉國體制,發揮政府主導作用,在國家層面建立多部門協作機制和合作大平臺,以支持重大專項研發。
國務院總理溫家寶去年11月在題為《讓科技引領中國可持續發展》的講話中指出:“各國正在進行搶占科技制高點的競賽,全球將進入空前的創新密集和產業振興時代。我們必須在這場競爭中實現跨越式發展,縮小與發達國家在經濟和科技方面的差距。”“我們已經作出并將繼續完善戰略部署。制定了國家中長期科學和技術發展規劃綱要,把建設創新型國家作為戰略目標,把可持續發展作為戰略方向,把爭奪經濟科技制高點作為戰略重點,逐步使戰略性新興產業成為經濟社會發展的主導力量。”這些前瞻性、戰略性和全局性安排,體現了我國自主創新、重點跨越、支撐發展、引領未來的科技發展戰略方針。
“科[FS:PAGE]技創新舉國體制”的重新提出,也非常有助于補強市場經濟條件下中國科學研究領域存在的多處“軟肋”。科技創新需要的巨額成本往往使中國企業望而卻步。據統計,2008年中國企業的研發投入僅占企業銷售總收入的0.84%,而發達國家至少在3%以上,差距十分明顯。
“在戰略性新興產業領域,能不能把中國的制度優勢與市場經濟有機結合起來,將直接決定著我們能不能最終取得成功。”中國科學院科技政策與管理科學研究所研究員段異兵說,“在市場經濟環境下,與科研相關的各個主體的利益關系都發生了變化,如果以利潤最大化為原則,科研人員就很難按照國家的戰略需求來參與科研。”
因此,在市場經濟環境下,由國家領導的科技創新舉國體制鐵定是戰略性產業取得迅速趕超突破的最佳(甚至是唯一的)途徑。
Linux的教訓不可忘卻
推動物聯網發展,政府應積極作為,利用新型舉國體制,但不可忘卻傷痕猶在的歷史教訓!比如Linux,雖然從民間到政府,中國都較早引入以Linux為代表的免費開源軟件,但并沒有從中獲益,大量資金還在源源不斷地用做操作系統及辦公軟件的支出,而這兩類軟件都已經有非常實用的免費產品。另一方面,我們卻看到谷歌基于Linux推出移動設備操作系統Android,并風靡全球,還將進一步推出網絡操作系統Chrome OS。
國家也曾撥了不少款項支持Linux的發展,但資助的方法欠妥,因為一些公司或機構拿到了錢,就一心想著如何造出自己控制產權的產品以獲取利益。筆者認為,政府的撥款應注重于建立公共技術機構,開發面向全國的免費或低收費的各種典型的物聯網基本解決方案,這樣,可以避免重復研發,大量的物聯網應用集成公司可以在這些基本解決方案的基礎上針對具體客戶項目的需要進行二次開發。作為交換條件,這些實施項目要讓國家了解其實施過程所獲取的經驗教訓(但保護其商業機密),以便獲得改進的幫助,同時讓整體獲益。這樣,從全國整體來看,就能達到“多快好省”。這應該是國家扶持推動的最佳方法。為了能招募到、留住人才在這樣的非營利研究機構中工作,為了激勵多出好成果,應當制訂相應的報酬制度措施,同時也應有合同條文防止競爭企業間的惡性挖角。”
5月6日發布的《中國RFID與物聯網2009年度發展報告》稱,中國物聯網產業鏈初步形成,物聯網應用逐步推進。應當說,這個報告的內容只限于物聯網射頻識別領域,完全沒有涉及其他傳感器的應用。報告稱:“中國已在上海、天津、無錫、深圳、沈陽、武漢、成都等地建立RFID產業園區。[FS:PAGE]統計顯示,2009年,中國RFID市場規模已達85.1億元人民幣,同比增長29.3%,在全球僅次于英國、美國。”
目前,物聯網產業在中國發展迅速,已具有自主開發生產低頻、高頻與微波電子標簽與讀寫器的技術及系統集成能力,在芯片設計與制造、標簽封裝、讀寫器設計與制造、系統集成與管理軟件、應用開發等方面取得了較大進步,市場培育和應用示范初見成果,目前中國物聯網相關企業總數已有數百家。
報告說,中國RFID的應用領域不斷拓展,正在從以身份識別、電子票證為主,向資產管理、食品藥品安全監管、電子文檔、圖書館、倉儲物流等物品識別拓展;從低高頻的門禁、二代身份證應用逐步向高速公路不停車收費、交通車輛管理等超高頻、微波應用拓展。
射頻識別技術是一個較容易攻克的突破口,這符合先易后難的創新原則。但即便是在這個領域,中國的超高頻及微波射頻器件也還是完全受制于國外。如果不掌握關鍵技術,中國物聯網元器件制造商就會被局限于低端射頻識別應用,物聯網產業將要付出極高的價錢去進口高頻、微波器件及其他傳感器,最終嚴重影響整個產業的發展。這個現狀,凸顯出運用科技舉國體制攻克物聯網器件關鍵技術的緊迫性!
相關文章
2020年中國物聯網產業市場規模及發展趨勢預測
物聯網技術是支撐“網絡強國”和“中國制造2025”等國家戰略的重要基礎,在推動國家產業結構升級和優化過程中發揮重要作用。物聯網是新一代信息技術的高度集成和綜合運用,對新一輪產業變革和經濟社會綠色、智能、可持續發展具有重要意...
2010年中國物聯網產業將達到1800億
5月17日消息,計世資訊公布了物聯網產業鏈國內外發展研究調查。認為,2010年將是中國物聯網產業發展最關鍵的一年,2010年中國物聯網產業市場規模將達到1800億元,至2015年,中國物聯網整體市場規模將達到7000億元,年復...
2021年中國物聯網行業市場現狀與競爭格局分析,行業內競爭激烈
隨著5G的加速到來,移動設備對物聯網網絡的訪問將大幅增加,越來越多的物聯網數據將掌握在更多人的手中。近年來,大量企業抓住風口率先起航,向物聯網這一新物種升級。物聯網將是下一個推動世界高速發展的重要生產力,是繼通信網之后的另一個...