創(chuàng)建智能“事物”網(wǎng)絡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，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世紀到20世紀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。美國政府數(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，有一項特殊的技術將帶來一系列新的顯著改進。

當然，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)，然后使用機器學習實時修正這些數(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。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)傳感器共享有關產(chǎn)品標識、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。

設計進化：產(chǎn)品或服務的設計可以根據(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)品和服務的開發(fā)。

與此同時，其他機構則更進一步，對物聯(lián)網(wǎng)資源效率的能力做出了具體預測。

在其《新興技術的可持續(xù)性》報告中，Transforma Insights對2030年做出了以下預測:

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。

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，最好的策略是在設備、云以及設備和遠程服務器之間的通信通道這三個位置從頭開始構建安全性。值得慶幸的是，該行業(yè)現(xiàn)在正在制定標準，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和設計原則。

上述預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也可以應用于其他領域。Bilberry 還訓練其系統(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，奈梅亨大學的研究發(fā)現(xiàn)，當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%。

然后是預測性維護。當傳感器分析車輛數(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 等公司的叫車服務已經(jīng)在測試這種“移動即服務”(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測性。與化石燃料相比，太陽能和風能并不可靠，解決此問題的一種方法是設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計的。它們無法檢測到電力峰值、設備故障和停電，這意味著它們無法實時響應變化，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)絡更多的設備。它也可以“切片”，讓大型企業(yè)控制自己的小型網(wǎng)絡。

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。合作伙伴將在每個變電站中構建邊緣軟件和應用程序，以便他們能夠“響應電力網(wǎng)絡的動態(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)技術能否幫助修復對自然環(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。