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我想用科学的办法,解决情侣牵手撞电线杆的困境|张晋

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在都会中,路灯是云云常见,以至于我们每每会忽略它们。但你有没有想过,有一天,路灯会拥有聪明?拥有聪明的路灯会为我们的都会生存带来哪些改变?粤港澳大湾区博士后科技创新(南沙)公共研究中央信息化专业委员会主任委员、广东省农科院特聘研究员张晋带来分享《用聪明路灯,织就都会神经网》。


张晋演讲视频



以下为张晋演讲实录:


各人好,我是张晋,来自粤港澳大湾区博士后科技创新公共研究中央。



“物联网”这个概念,各人并不生疏,我起首跟各人分享一个关于物联网的爱情故事。


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一个蜜意的小男孩爱上了一个美丽的小女孩,每当男孩缅怀女孩的时间,他就使用互联网给女孩发信息:“酷爱的,我想你了”。我们人与人之间的通讯可以用互联网络来完成。


在物联网期间,一个装备爱上了另一个装备,也会发信息:“我想你了。”装备之间的通讯靠什么来完成呢?答案是物联网,于是就有了物联网的诞生。


相比互联网,物联网最告急的是解决了物与物、人与物之间通讯的标题


1999年,美国麻省理工大学提出了“万物皆可互联”的概念,这是物联网最早的雏形。国内物联网的研究约莫从2015年开始,当时我刚刚博士结业,我也是从那一年开始举行物联网的研究。可以说,我把最优美的芳华献给了物联网古迹


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提起物联网,我们就不得不说一个概念,叫做“数字都会”。


数字都会由都会底子网络、都会海量应用以及都会科学大脑三部门构成。此中,都会底子网络对接了都会的海量应用,然后将信息传输给都会科学大脑;都会科学大脑对网络到的信息举行判断、决定,终极完成整个聪明都会的运营。以是,都会底子网络是整个数字都会的信息通道,有了信息通道才形成了网络。


我和网络的结缘着实源于我的“吊儿郎当”。


为什么这么讲呢?


我本科和硕士都就读于哈尔滨工业大学数学与应用数学专业,但我并没有把全部的精力都会合在对数学的研究上,而是渴望把数学应用到生存中。以是在读硕士时,我加入了学校一个激光卫星通讯的研究团队。


一个学数学的人要去举行通讯网络的研究,着实是一件难度非常大的事。


但作为一个科研工作者,我们须要用科学的办法来管理标题。


我是怎样管理这个标题的呢?


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我学习了通讯网络大多数的底子知识,差不多每天都在实验室待16个小时以上,很快就成为了小组的一名核心成员。小组其时一共有18位核心成员,我是唯逐一位硕士研究生,如许一来就奠基了我在小组的科研职位。我们研究的项目终极通过了国家的验收,还取得了国家技能发明一等奖,可以说是一个非常巨大、非常故意义的项目。这个项目也结果了我,让我对网络更感爱好。


以是当我再去读博士的时间,就更加吊儿郎当了,选了一个压根跟数学完全不搭边的专业——盘算机网络。


在读博士过程中,我就开始思索,盘算机网络毕竟要研究什么?


是一个算法吗?是一个局域网吗?是一个路由协议吗?
都不是。


我们真正要研究是和生存息息相干的网络,是我们都会中的网络,是我们地球上的网络,也就是本日讲的数字都会。


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数字都会毕竟是怎么构成的呢?


都会科学大脑毗连了都会运营大平台、都会管理大平台和都会应用大平台,这三个平台再毗连旅游、环境、农业,工业、应急指挥、大康健等等各方面行业和应用。随着应用的增多,数字都会的内容也越来越丰富。以是说,网络的研究让我重新熟悉了整个都会,也重新熟悉了我的生存。


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颠末很多调研,我们发现都会级神经网络的最好载体是路灯,由于路灯在大街小巷随处可见,在夜晚带我们走过漫漫长路。如果我们把一些基站和装备摆设在路灯上,就可以形成具有感知化、互联化、聪明化的聪明路灯,建立起都会级的神经网络。


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聪明路灯具备PM2.5检测、光照度监测、安全监控、温湿度检测等环境因素网络的功能,也可以举行停车位、沙井盖、路灯信号的管理监控。


借助聪明路灯,我们形成了都会级的管理和运营平台。通过路灯的充电桩,我们可以为停在路边的新能源汽车充电;通过路灯上的一键召唤体系,我们可以在发生伤害的第一时间向救济职员求救;通过聪明路灯的人机交互体系,当我们须要查找信息的时间,可以与数字天下、信息化的天下举行沟通。因此,聪明路灯为搭建都会神经网络提供了非常宝贵的资源和载体。


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我为什么会选择聪明路灯举行研究呢?这源于一次观光。


其时,我带着女朋侪去一个都会观光,两个人牵动手闲步在陌头,非常浪漫。但人行道上林立着各种杆子,有监测环境的、有监测噪声的,尚有收罗街道视频的。以是我没有办法不绝牵着女朋侪的手——


“为什么你跟我闲步的时间总要松开我的手?”
“不松开不可,不松开就撞电线杆上去了。”


这个标题引起了我的反思。
作为一个科研工作者,我们要学会用科学的办法来管理标题。


我们渴望把全部的物联网装备联到一个载体上,通过这个载体来网络整个都会的信息,就像我们身材每一处神经会通过知觉和触觉感受外界信息。聪明路灯也是一样,它创造出一个神经网络,让我们感受到都会每一个角落都在发出信息,终极把信息汇聚到都会大脑科学中央。


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有了如许的想法,我们就开始举行聪明路灯的研究。随着研究的深入,我们发现聪明路灯不但仅是把全部物联网装备联合。我们渴望都会的神经网络将信息传输给都会大脑科学中央,让都会大脑科学中央像人一样思索。


但是在传输过程中,大概会出现非常严峻的网络安全标题。


2015年,美国一辆吉普车在高速公路上奔驰。忽然,司机发现汽车空调以最大的风量、最低的温度向他开释寒气,同时汽车电台被调到了本地嘻哈音乐的电台,接下来汽车失去了动力,也就是说他踩油门已经不管用了。这时间司机就感到特殊无助,由于他的汽车已经被挟制了。


着实我以为他不但仅是无助,尚有绝望。为什么?由于他行驶的不是高速公路,有大概要走完漫漫的人生路。当这类伤害到临的时间,我们会感受到物联网安满是多么告急,如果没有一个安全的掩护,我们的信息将有大概被走漏,会带来非常严峻的危害。


这个标题怎么管理呢?


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现在整个聪明都会体系仍然在使用中央化存储的方式,数据很大概被走漏、流失或窜改,乃至大概导致体系的崩塌。


通过研究,我们发现区块链技能和可信盘算是管理安全标题最好的工具


我们通过一些智能合约的本事,实现了数字都会物联网数据的分享。我们团队在现有区块链算法的底子上举行了改进,改进后的算法可以反抗量子攻击。因此,我们使用区块链技能掩护了数据的隐私,也使数据防窜改、更安全、更有效。


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我们不但在算法协议上举行了研究,还使用可信盘算的方式举行了安全芯片的研发。大多数物联网终端装备都是低功耗的装备,不支持高功率的安全算法芯片以及安全算法。如许一来,我们如果想包管物联网终端装备的安全,就要给它一个轻量级的安全算法和更有效的安全协议。


我们现在研究的物联网安全芯片使用了大数乘法的方式,根据现在仿真实验的结果,它不须要中央结果的存储,在一个时钟周期内就可以完成一次大数乘法的运算,同时所斲丧的能源比传统办法节流了60~80%。因此,我们现在的安全芯片能包管物联网终端传输信息的安全。


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以是各人肯定要信任,将来的数字都会,将来的物联网,肯定是一个安全的天下,能为各人提供一个便捷、有效、宜居的环境。


对于将来的数字都会,我们有很多种畅想:有5G网络,有无人驾驶汽车,有自动送快递的无人机,有可以监控到都会各个角落的无人车、无人船等,但全部的这些都离不开都会的底子网络。本日我们用聪明路灯搭建了一张都会的神经网络,来日诰日这张神经网络将会为将来的数字创造更大的代价,创造更优美的生存空间。


谢谢各人!


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     作者:张晋
编辑:Yuki、凝音
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