創(chuàng)建智能“事物”網(wǎng)絡(luò)將使人類能夠比以往任何時候都更有效率，而且對環(huán)境也會更好……
作家安德魯·麥卡菲（McAfee）在其著作《從少到多》中挑戰(zhàn)了人們普遍認為的人類正在掠奪地球直至毀滅的假設(shè)，相反，他認為，我們一直在提高效率。
官方數(shù)據(jù)也支持他。在美國，從19世紀(jì)到20世紀(jì)30年代，平均玉米產(chǎn)量保持相對平穩(wěn)，自1940年以來，它們增長了五倍多。
但工業(yè)生產(chǎn)不僅僅是變得更加高效，而且也越來越干凈了。美國政府?dāng)?shù)據(jù)顯示，盡管國內(nèi)生產(chǎn)總值大幅上升，但1970年至2019年間，六種常見空氣污染物的總量下降了77%。
這怎么可能？
答案很簡單：創(chuàng)新。
正如McAfee所說：“之所以會發(fā)生這種情況，是因為資源成本高，而公司不愿花這筆錢，而技術(shù)進步不斷開辟新的方式來生產(chǎn)更多的產(chǎn)出（如作物），同時減少在材料投入（如肥料）上的支出。”
好消息是，這一創(chuàng)新周期依然很強勁。事實上，有一項特殊的技術(shù)將帶來一系列新的顯著改進。
當(dāng)然，這就是物聯(lián)網(wǎng)。
在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中，越來越多的設(shè)備將從“笨拙”走向“智能”。它們將無縫地相互共享數(shù)據(jù)，然后使用機器學(xué)習(xí)實時修正這些數(shù)據(jù)。這些修正將使流程運行得更快、更高效。
據(jù)分析機構(gòu)Juniper Research稱，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)連接數(shù)量將從2020年的177億個躍升至2025年的368億個。
生產(chǎn)效率的提高將是巨大的。世界經(jīng)濟論壇(WEF)估計，到2030年，僅工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)就可以為全球經(jīng)濟增加14萬億美元的產(chǎn)值。
但有趣的是，與McAfee等思想家提出的論點一致，專家認為這種增長將有利于可持續(xù)發(fā)展。
世界經(jīng)濟論壇認為，84%的物聯(lián)網(wǎng)部署目前正在解決或有可能解決聯(lián)合國的17個可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。它說：“我們的分析支持了許多人的直覺，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)可以做到這一點的一種方法是實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟，即利用廢物創(chuàng)造新產(chǎn)品。代爾夫特理工大學(xué)的研究人員對此進行了調(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、位置或獨特成分的信息。
▲監(jiān)測：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，這包括警報和通知。
▲控制：制造商可以根據(jù)預(yù)定義的選項，通過軟件遠程控制產(chǎn)品的功能，這包括推送定期更新。
▲優(yōu)化：企業(yè)可以通過使用高級算法對運營進行持續(xù)改進。
▲設(shè)計進化：產(chǎn)品或服務(wù)的設(shè)計可以根據(jù)其他生命周期階段的數(shù)據(jù)反饋進行改進。這包括功能升級以及新產(chǎn)品和服務(wù)的開發(fā)。
與此同時，其他機構(gòu)則更進一步，對物聯(lián)網(wǎng)資源效率的能力做出了具體預(yù)測。
在其《新興技術(shù)的可持續(xù)性》報告中，Transforma Insights對2030年做出了以下預(yù)測:
▲物聯(lián)網(wǎng)對燃料消耗的凈影響將使(碳氫化合物)燃料減少3.5 PWh
▲物聯(lián)網(wǎng)將節(jié)約近2300億立方米的水——這要歸功于智能水網(wǎng)運營、作物管理和遠程病蟲害防治的改進。
▲物聯(lián)網(wǎng)將使全球用電量增加34太瓦時(TWh)，但將被物聯(lián)網(wǎng)解決方案節(jié)省的160太瓦時電力抵消。
▲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)十億臺設(shè)備將引發(fā)數(shù)據(jù)海嘯，其中每個端點都將成為攻擊者的潛在切入點，而且每個數(shù)據(jù)流都有可能被竊聽。如果沒有強大的安全性，惡意勢力很容易破壞網(wǎng)絡(luò)。
但是保護‘事物’帶來了一系列不同于保護人類的問題，人類可以回答問題并輸入密碼，而機器則需要不同的身份驗證方法，這使得很難確定遠程對象的真實身份。
安全專家表示，最好的策略是在設(shè)備、云以及設(shè)備和遠程服務(wù)器之間的通信通道這三個位置從頭開始構(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)，以便價值鏈中的每個參與者至少可以遵循相同的基本技術(shù)和設(shè)計原則。
上述預(yù)測提供了許多對物聯(lián)網(wǎng)的長期影響持樂觀態(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)
怎樣才能少花錢多辦事？聽起來很矛盾。但是在過去的100年里，農(nóng)業(yè)一直在“解決這個問題”。
現(xiàn)在，隨著全球人口到2050年將達到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。
雖然過去的改進本質(zhì)上大多是關(guān)于機械的，但數(shù)字工具將帶來生產(chǎn)力的下一個飛躍。位于田間或嵌入設(shè)備的實時傳感器將幫助農(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。
這有時被稱為精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)，而許多創(chuàng)新公司已經(jīng)將其付諸實踐。
例如，法國的Bilberry是為數(shù)不多的開發(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，利用計算機視覺實時分析圖像。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，同時保護環(huán)境并顯著降低農(nóng)民的成本。
此外，核心計算機視覺技術(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其進行分類。傳統(tǒng)上，人類操作員會完成這項工作，但這項工作很無聊，而且容易出錯。
聯(lián)網(wǎng)汽車
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。聯(lián)網(wǎng)汽車（通常是電動汽車）比使用汽油的汽車更環(huán)保，原因有多種。
我們先從源頭說起，讓電動汽車在生產(chǎn)階段和使用時減少排放。事實上，奈梅亨大學(xué)的研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)電動汽車所使用的電力主要來自可再生能源和核能時，它們的終身排放量可以降低70%。
然后是預(yù)測性維護。當(dāng)傳感器分析車輛數(shù)據(jù)并診斷出故障時，它可以通過無線方式將其報告給機械師。它甚至可以在問題發(fā)生之前預(yù)測并糾正問題，這對于未聯(lián)網(wǎng)的汽油汽車是不可能的。預(yù)測性維護可以讓車輛在路上行駛的時間更長。
汽車不僅僅是和制造商連接在一起，它們還可以互相“交談”并與周圍的環(huán)境交互——交通系統(tǒng)、照明、停車、電力。所有這些都使城市規(guī)劃者可以進行實時調(diào)整，當(dāng)交通更加高效時，這也會減少排放。
聯(lián)網(wǎng)汽車革命的一個更微妙影響可能是新所有權(quán)模式的興起。在未來通過智能手機“撥打”汽車時，許多司機可能想知道他們是否需要擁有一輛汽車。優(yōu)步、滴滴和Ola等公司的叫車服務(wù)已經(jīng)在測試這種“移動即服務(wù)”（MaaS）模式。
MaaS模式還支持“多式聯(lián)運”的理念，即在不同的交通工具選擇之間移動，以滿足當(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，其月度計劃包括使用火車、公共汽車、出租車、租車或自行車。據(jù)報道，MaaS Global已說服12%的赫爾辛基居民放棄開車。
智能電網(wǎng)
向清潔能源過渡的主要挑戰(zhàn)之一是可再生能源的不可預(yù)測性。與化石燃料相比，太陽能和風(fēng)能并不可靠，解決此問題的一種方法是設(shè)計新型能源管理方式。
現(xiàn)有電網(wǎng)缺乏靈活性，它們主要是為從發(fā)電廠到消費者的單向分銷而設(shè)計的。它們無法檢測到電力峰值、設(shè)備故障和停電，這意味著它們無法實時響應(yīng)變化，也無法將電力實時輸送到需要的地方。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)中的每個組件——輸電線路、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)點都收集實時數(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？因為根據(jù)國際能源署預(yù)計，到2040年全球能源需求將增加37%。
智能電網(wǎng)試驗已經(jīng)進行了大約十年，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，沃達豐已經(jīng)開始與英國電力網(wǎng)、ABB、通用電氣和西門子合作創(chuàng)建切片網(wǎng)絡(luò)。合作伙伴將在每個變電站中構(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)的動態(tài)變化，包括大規(guī)模轉(zhuǎn)向可再生能源、電動汽車和電加熱帶來的未來需求”。
沃達豐估計，如果在全國推廣，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了，甚至有人認為，高收入國家丟棄的糧食數(shù)量與撒哈拉以南非洲國家生產(chǎn)的一樣多。
似乎這還不夠糟糕，剩余的食物通常會進入垃圾填埋場，在那里釋放溫室氣體。再加上種植、倉儲和運輸所需的能源，每年會產(chǎn)生多達30億噸的二氧化碳。
大多數(shù)浪費是可以避免的，食物變質(zhì)是因為溫度太高或到達目的地的時間太長。
顯而易見的補救措施是將產(chǎn)品“從農(nóng)場到餐桌”保持在完全正確的條件下。
目前，在大多數(shù)情況下，由人工對溫度敏感的貨物進行檢查，并將其記錄在紙上或電子表格中。不用說，該系統(tǒng)效率低下且容易出錯。
現(xiàn)在，借助物聯(lián)網(wǎng)，嵌入式溫度傳感器可以隨時跟蹤溫度波動，將結(jié)果傳送到云端并進行不斷的調(diào)整。
Dyzle等專業(yè)公司現(xiàn)已開發(fā)出結(jié)合溫度監(jiān)測和GPS跟蹤的系統(tǒng)，他們可以測量從門的狀態(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)對自然環(huán)境造成的破壞？一些項目已經(jīng)報告了良好的結(jié)果，而蜜蜂就是一個很好例子。
據(jù)估計，自1962年以來，蜂群數(shù)量減少了90%。據(jù)信這種蜂群崩潰癥(CCD)的一個原因是一種名為瓦螨破壞者的螨蟲，殺蟲劑可以提供幫助，但世界不想要或不需要更多的殺蟲劑。
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。
Eltopia開發(fā)了一種叫做BeeSafe的智能蜂箱，可監(jiān)測蜂箱溫度并防止螨蟲繁殖。當(dāng)達到閾值時，BeeSafe會將命令發(fā)送回控制器以增加蜂巢特定區(qū)域的熱量，從而對螨幼蟲進行消殺。（編譯iothome）
