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第440期(总第440期) 2018年6月11日   本期四版  上一期  下一期  更多期次  
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     语音播报

广东省无线大数据与未来网络工程技术研究中心专访

无线感知的黄金时代 给你的城市加点“智慧”



作者:刘虹
  “某天的清晨,你从长长的睡梦中醒来,窗帘自动拉开,安全系统关闭,咖啡机开始煮你爱喝的日晒耶加雪菲。电视机打开,播放的是你感兴趣的节目,同时冰箱提醒你,牛奶还有一天就要过期。小到手表、手机,大到汽车、道路甚至整个城市,它们都能感知人类的行为并作出相应的举动。”

  这是美国密歇根州立大学计算机系主任、IEEE/ACMFellow刘云浩对工业4.0世界的描绘。随着物联网、无线感知、云计算、大数据乃至区块链领域的发展,这些画面不再局限于如梦似幻的科幻电影。在深圳大学,一批科研攻坚者正努力把它从“科幻片”转至“纪录片”。

■砥砺前行 从“深”出发

    坐落于深圳大学南校区的计算机与软件学院楼,藏匿着一个无线感知的“科研帝国”———广东省无线大数据与未来网络工程技术研究中心。该研究中心成立于2016年,基于深圳大学智能感知与移动计算实验室建立。踏进计算机与软件学院楼7楼,入眼便是研究中心的标牌。悠长走廊的两侧细数着科研团队3年来的茁壮发展。这个汇聚着校内外计算机科学、生物科学、物理科学及认知科学优势力量组建的多学科交叉科研机构,承载着深港创新的基因,专注于物联网和移动计算方向,为一步步勾勒出智慧城市的蓝图做出贡献。

  三年前,毕业于香港科技大学计算机专业的博士生伍楷舜只身来到深圳大学,当时的物联网领域机遇初显,而深圳大学尚无专门研究物联网与无线感知领域的学者,伍楷舜便向其他教授“借”了两名学生,成立了深圳大学首个在该领域探索钻研的团队。如今,在伍楷舜的带领下,研究中心不仅吸引了来自加拿大英属哥伦比亚大学、新加坡南洋理工大学、香港科技大学、清华大学等名校的高层次人才,更有来自埃及的专职科研人员,以及来自印度等国家的外籍博士生。
  目前,研究中心已在国际主要学术期刊和会议上发表论文80余篇;研究成果已申请美国发明专利6件、中国发明专利60件,其中20件中国发明专利获得授权。在这面积超过300平米的研究中心里,一间间计算机实验室时而能传出指尖敲击键盘的声音,研究中心的科研成就便是始于这里的一点一滴。

  创于深圳大学,并从“深”出发。置身于产学研紧密结合的创新活力之都,研究中心不仅着眼于科学前沿的突破,也积极着手于高水平研究与产业化相结合,多家著名企业如XLINX、NATIONALINSTRUMENTS、华为、腾讯等都成为研究中心的合作伙伴,一同助力科研变现,以创新服务的理念、架构、方式和业态,促进人类在城市中更好地生活和发展。

■“智慧城市”悄然降至

    初见伍教授是在他的办公室,前后放置两台办公桌,一台桌上堆积着书籍和资料,弥补书柜的狭小。而他面前的桌子也已被两台电脑、几叠纸张占据,一侧是随意摆放着的几个茶包。随性,是这位85后特聘教授给人的第一印象。

  作为广东省无线大数据与未来网络工程研究中心主任、国家青年千人、省科技创新领军人才、深圳大学计算机与软件学院特聘教授,伍楷舜见证并参与着物联网及无线感知技术的萌芽与发展。
  早在2009年,国家前总理温家宝视察无锡时,便提出“感知中国”计划。伍楷舜回忆起当时的物联网领域,只能用“火爆”形容。“大家争相研究物联网,但那时物联网只有一个基础概念,直到今天,云计算、大数据、区块链诞生并发展,硬件设施逐渐成熟,无线感知才终于迎来了发展的黄金时期。”
  今年3月,伍楷舜作为第一完成人的科研成果《面向智慧城市的大规模无线感知和异构互联系统及其产业化应用》荣获2017年度广东省科学技术奖一等奖。这似乎预示着无线感知技术即将全面铺开,以产业化势态引领智慧城市的到来。
  “所谓‘智慧城市’,其实是指系统大规模收集一些城市的信息,获得信息后进行有效地分析处理、管理决策,从而实现‘智慧城市’信息管理的功能。”伍楷舜解释道。智慧城市囊括着人在城市生活的方方面面———家居、交通、医疗、安保等。
  本着万物互联的理念,无线感知与异构互联旨在构建庞大系统网络,大规模地将城市连接起来。而网络形成的基础便是感知。事实上,我们所处的空间充满着电磁波,打开手机便能看到许多无线WiFi接点。当空间内无人或人不做动作,正常无线信号传输便处于较平稳状态;一旦空间中的人做出挥手、前进等动作,空间内的电磁场便会发生改变。原来的干扰变成了感知的信号,颇有“变废为宝”的意味。而这还只是感知与传输,伍楷舜补充道:“系统还会将接收到的信号进行分析,判断出无线信号改变的原因。”目前该技术最简单的应用是面向独居老人设置的无线感知设备。这是智慧家居领域的突破。过去已有的传感器大多需要老人佩戴或穿戴,但老人时常会忘记,存在诸多不便。在伍楷舜看来,这种非接触技术较好地规避了这些问题。

  这种设备不仅可以在家庭中运用还可应用于公共场合。在深圳福田、皇岗通关口岸,无线感知和异构互联系统已派上用场。数个无线感知设备构成“天罗地网”,协助安保识别“水客”抓住“要犯”。此外,系统还具备一定计算分析能力,一旦确定了一人为水客,便会通过图谱计算其行为交际网络,找出跟他相近、相交集的人,从而挖掘出更多可疑人员,利于安保进行排查、追踪,将“水客”团伙一网打尽。   

 ■“懒”意萌生实干践行

     “懒是推动人类科技进步的最大原动力。”比起众人对“黑科技”蓬勃发展的崇拜,伍楷舜的解释似乎更接地气。在他看来,人类之所以制造大量传感器和无线感知系统,正是为了能省去感知成本。

  人对世界的认知、信息的收取往往是通过自身感官,但还有很多东西是人不能直接接触或者感知的。“现在我可以坐在这里,通过这个机器拓宽我的感官功能,感知到周围甚至更远处的东西,然后让机器帮我做判断,那么我就可以去做更多事情。”伍舜楷背靠软椅,笑着说道。
  科研道路的一步突破有时是源于生活中一个看似“懒惰”的想法。深大计算机与软件学院研究生陈文强,作为主要研发人员,与澳大利亚国家联邦科学与工业研究组织首席科学家、新南威尔士大学教授胡文合作开发的“智能腕表虚拟键盘”技术不仅申请了两项国家发明专利,相关论文还发表于国际顶级会议ACM、IEEE的核心期刊中。这样一个利用打字的振动实现的手背虚拟键盘,源于陈文强在使用智能腕表时的不便。“虽然携带轻便,但智能腕表的屏幕实在太小了,打字很不方便。”他皱着眉说道,“在嘈杂的环境里,语音识别功能也派不上用场。”
  目前陈文强正尝试将该项技术与市场各大平台接口相连,与企业合作,实现产品落地,推向市场。从一个想法的诞生到产品产业化落地,对每个科研人员而言都实属不易。伍楷舜表示,从“纸上谈兵”到实干践行,让科研成果达到产业化运用的转变,挑战极大,所需周期漫长。相比实验室,现实中存在各种各样的干扰会影响数据准确性,但产品开发必须保证任何使用者在任何场合都能最大限度地自由、便捷使用。
  深圳,这座以创新闻名的城市,产学研结合紧密,常倒逼科研人员不断思考技术升级的空间以及市场战略的需要,加快对科研成果产业化发展。但与此同时,企业给予科研人员的前沿性研发期较短。伍楷舜表示,研究中心将会权衡双方,一方面做前沿研究,一方面找适合的时机把成熟产品落地。“如果把科研成果停留在论文里,科研人员只用潜心研究创新性理论,但成果变现,造福于人类生活才是每个科研工作者的目标吧!”

    

    伴随无线感知黄金时代的到来,“智慧城市”的卷轴也在逐渐展开。物理世界、数字世界与真实世界交织碰撞,科学技术与人类智慧结合互补,万物互联让城市更加宜居宜业,无线感知让生活变得更加方便简洁,或许这才是“智慧城市”的题中之义。本报记者 刘虹

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