密歇根州立大學(xué)教授、清華大學(xué)軟件學(xué)院教授劉云浩是中國最早定義 “物聯(lián)網(wǎng)” 的學(xué)者。近日，他接受了 ACM 官網(wǎng)的專訪，談了他對未來五年內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)和傳感網(wǎng)領(lǐng)域研究前景的展望。

劉云浩，密歇根州立大學(xué)講座教授、計算機科學(xué)與工程系主任。他還擔(dān)任清華大學(xué)長江學(xué)者特聘教授、清華大學(xué)軟件學(xué)院教授。他的研究領(lǐng)域包括物聯(lián)網(wǎng)、普適計算和定位計算，傳感網(wǎng) / 射頻識別（RFID）和分布式系統(tǒng)。

他曾獲得 ACM 主席獎、ACM MobiCom 最佳論文獎，中國國家自然科學(xué)獎、NSF 中國國家杰出青年基金、中國計算機學(xué)會物聯(lián)網(wǎng)青年成就獎等。

劉云浩著有《位置，定位計算與可定位性》一書，以及中文教科書《物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論》。他因為對傳感器網(wǎng)絡(luò)和物聯(lián)網(wǎng)做出的杰出貢獻被評為 ACM Fellow。他還擔(dān)任 ACM Transactions on Sensor Networks 期刊主編、ACM 中國理事會名譽主席等職。

近日，ACM 官方對劉云浩教授進行了專訪，劉教授在訪談中談到自己如何對走上物聯(lián)網(wǎng)研究之路，展望了未來五年物聯(lián)網(wǎng)和傳感器領(lǐng)域可能出現(xiàn)的進步，并以 ACM 中國理事會主席的身份，提到了 ACM 在中國面向開發(fā)者和從業(yè)者開展的一系列活動。

以下是新智元對此次訪談內(nèi)容的編譯。

ACM：您是何時開始對傳感器網(wǎng)絡(luò)和物聯(lián)網(wǎng)感興趣的？

劉云浩：進入計算機領(lǐng)域的研究生學(xué)習(xí)階段之前，我從事了四年工程師工作，專注于物流和供應(yīng)鏈方向。行業(yè)的工作經(jīng)歷給我增加了網(wǎng)絡(luò)和其他IT方面的經(jīng)驗。本世紀初，我開始攻讀博士學(xué)位時，互聯(lián)網(wǎng)革命正在進行，我深刻地意識到互聯(lián)網(wǎng)將在全世界產(chǎn)生巨大的影響。

我特別欣賞互聯(lián)網(wǎng)“自我可擴展”這個設(shè)計理念。我認為我們要（并且最終會）使互聯(lián)網(wǎng)變得更加聰明，要實現(xiàn)這樣的想法，不僅要連接機器，而且要連接人、汽車、衣服甚至其他所有東西，同時要給互聯(lián)網(wǎng)加上“眼睛”和“耳朵”，讓互聯(lián)網(wǎng)具備感知能力。我開始深入研究物聯(lián)網(wǎng)、傳感網(wǎng)和 RFID 相關(guān)技術(shù)，希望能打造一系列深度互聯(lián)、可編程的、智能化新型實用設(shè)備，打通數(shù)據(jù)的采集瓶頸，提供比以往更多的實時數(shù)據(jù)與信息。

ACM: 您主持的項目 GreenOrbs 在森林里部署了 1000 多個傳感器節(jié)點，會用來收集一年多的數(shù)據(jù)。在開發(fā) GreenOrbs 的過程中遇到了哪些挑戰(zhàn)？機遇又在哪里？

劉云浩：該項目開展的動機是人們在過去幾十年中為應(yīng)對全球氣候變化所做的總體努力。環(huán)境研究表明，溫室氣體排放量的增加（其中主要成分是二氧化碳）是全球氣候變化的罪魁禍首。森林消化陸地生態(tài)系統(tǒng)中的碳儲量，而城市是二氧化碳排放的主要來源。

2007 年，我們啟動了 GreenOrbs 項目。首要目標是在森林中建立長期和大規(guī)模的傳感器網(wǎng)絡(luò)，以提供全年的生態(tài)監(jiān)測，包括收集各種感官數(shù)據(jù)，主要涉及溫度、濕度、照明和二氧化碳的含量，然后與研究人員共享這些數(shù)據(jù)。當時，在野外還沒有超過 200 個節(jié)點的傳感網(wǎng)系統(tǒng)，已有的系統(tǒng)一次只能工作幾個月。因此，我們是第一個旨在創(chuàng)建擁有數(shù)千個傳感網(wǎng)節(jié)點并能連續(xù)運行幾年的系統(tǒng)項目。從 2008 年開始，GreenOrbs 在不同地方經(jīng)歷了多次不同規(guī)模的部署。例如，到 2010 年初，杭州項目中的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模達到了 330 個節(jié)點。

我們隨后將網(wǎng)絡(luò)規(guī)模擴大到 500 個節(jié)點，并部署到中國國家級自然保護區(qū)天目山。到 2011 年，我們累計在森林中部署了超過 2000 個節(jié)點。我們還使用網(wǎng)絡(luò)提供“林冠郁閉度”（Canopy closure）測量。林冠郁閉度的定義為由頂葉垂直遮蔽的地面面積占林區(qū)總面積的百分比。它是一種廣泛使用的重要林業(yè)指標，但傳統(tǒng)的測量技術(shù)要么準確性差，要么成本過高。使用類似的方法，GreenOrbs 還可以通過將傳感器部署在三維空間中測量名為“葉面積指數(shù)”的林業(yè)指標。

基于第一階段的基礎(chǔ)，我們開始了 GreenOrbs 項目的第二階段，CitySee。2011 年，我們在江蘇無錫部署了 1200 個節(jié)點，每個節(jié)點配備了數(shù)十個傳感器。在接下來的三年當中，在中國國家自然基金委的資助和工業(yè)界的支持下，我們在 30 多個城市部署了各種規(guī)模的 CitySee 子系統(tǒng)。CitySee 收集多維數(shù)據(jù)，包括二氧化碳、溫度、濕度、聲音、照明、位置和人員行為等。變化極快的城市環(huán)境以及對長期、大規(guī)模、連續(xù)和同步監(jiān)測的需求給我們帶來了全新的挑戰(zhàn)，因此我們提出和嘗試采用了一系列創(chuàng)新設(shè)計來應(yīng)對，如超低功耗協(xié)議、非測距無線定位、被動網(wǎng)絡(luò)診斷和非傳感器感知等等。GreenOrbs 和 CitySee 成為智慧城市研究的早期實踐嘗試，我們從中學(xué)到了很多，對于如今的系統(tǒng)設(shè)計大有裨益。

ACM: 在未來五年內(nèi)，您認為傳感器網(wǎng)絡(luò)或物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可能會有哪些顯著的進步？

劉云浩：近幾年，你也許經(jīng)常會聽到 AI+IOT、邊緣計算和大數(shù)據(jù)這樣的概念。不久前，ACM 將 2018 年的圖靈獎授予了三位 AI 開拓者--Yoshua Bengio，Geoffrey Hinton 和 Yann LeCun，以表彰他們對深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)所做的貢獻。我覺得很顯然，嵌入AI的物聯(lián)網(wǎng)是最有前景的技術(shù)之一。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)多年來一直在建立一個全面和深度互聯(lián)的世界。生成大數(shù)據(jù)，處理人們從辦公室到家庭到汽車上的所有事務(wù)。有些人已經(jīng)開始使用“萬物互聯(lián)”（或 IoE ）來代替“物聯(lián)網(wǎng)”這個詞了。傳統(tǒng)上，數(shù)據(jù)分析在云中進行，以集中的方式存儲和挖掘。但是對于像自動駕駛這種特別實時的應(yīng)用來說，這個分析過程不夠快，況且數(shù)據(jù)的集中也引發(fā)人們對數(shù)據(jù)隱私問題的擔(dān)憂。

相比之下，AI 嵌入式技術(shù)可幫助企業(yè)和個人直接從物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備獲得有意義的洞察。邊緣系統(tǒng)變得更加智能，AI+物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的強大功能也將使工業(yè)設(shè)備更安全和更個性化，使家居更智能化和私密化。這標志著互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)將從更多地關(guān)注以消費者為導(dǎo)向的需求，轉(zhuǎn)向以行業(yè)為導(dǎo)向的需求，并擴展到更廣泛的領(lǐng)域。

ACM: 中國的研究人員和從業(yè)者如何通過參與 ACM 和 ACM 中國理事會的活動獲益？

劉云浩：自 2009 年ACM中國理事會成立以來，在過去的 10 年里，我們在中國建立了 20 多個城市分會和 10 多個 ACM 特別興趣小組（SIG）分會。這些分會非常活躍。例如，由北京大學(xué)張銘教授主持的 ACM SIGCSE 中國與 ACM 會員就計算機科學(xué)、軟件工程和人工智能的課程建設(shè)上進行合作。ACM 中國理事會還支持為 ACM 中國會員提供在線學(xué)習(xí)資源和課程。ACM SIG 中國分會，例如SIGAI，SIGMOD，SIGCOMM，SIGMOBILE，SIGBIO，SIGMM，SIGSAC，SIGOPS 也為中國的研究人員和從業(yè)者提供了大量的輔導(dǎo)和研討會。

連同 20 多個城市分會，特別是在南京、合肥、成都、上海、重慶、西安、大連、北京、哈爾濱、太原、天津、濟南、青島、蘭州等地的支持下 ，自 2017 年以來，ACM 中國理事會組織ACM中國圖靈大會（ACM TURC）。每年都有 1500 名 ACM 中國會員參加。許多 ACM 圖靈獎獲獎?wù)叱鱿瘯h并作主題發(fā)言；在以往的會議上，Vinton Cerf，Raj Reddy，John Hopcroft，Leslie Valiant 和姚期智都出席了，前 ACM 主席 Alexander Wolf 和 Vicki Hanson 也參加了中國圖靈大會并發(fā)言。簡而言之，作為 ACM 家族的一員，ACM 中國理事會為中國的研究人員和從業(yè)者提供了非常棒的工具和資源，以促進其職業(yè)生涯的發(fā)展并豐富其知識儲備，結(jié)識更多的科學(xué)同行。