1、纳米传感器和纳米物联网(IoNT)
世界经济论坛预计,预计到2020年时,物联网将连接300亿个设备,而物联网也将成为最令人振奋的一大科技领域。与此同时,世界经济论坛也在报告中指出,纳米传感器将来还可能应用到从人体到墙壁到家居等在内的一切事物之中,而且还将被应用于包括建筑、农业、健康、医药等在内的多个行业之中。
2、下一代电池
据世界经济论坛的报告,这一技术对极大增强的可再生能源将起到关键作用。通过使用钠、铝和锌为基本原料的电池,再辅以先进的能源存储解决方案,这种电池将能够让微型电网(mini-grids)更好地为整个村庄或小城镇提供清洁能源。
3、数据区块链(Blockchain)
这一技术可以用作所有执行的比特币交易的公共分类账薄。世界经济论坛在报告中指出,这个账薄将按照时间顺序记账,“可能从根本上改变市场和政府的工作方式”。目前来看,数据区块链起步良好,仅去年一年就收到了10亿美元的投资。
4、2D材料
尽管3D打印已经受到了世人的紧密关注,但是,世界经济论坛还是指出,单原子层材料——例如石墨烯等,就可以应用于像空气和水过滤器、可穿戴设备以及电池等产品之中。
5、无人驾驶汽车
尽管谷歌在主导无人驾驶汽车行业的研发工作,事实上,无人驾驶汽车技术已经引发了越来越多的关注,在不久的将来某一天,无人驾驶汽车将能够行驶在公路上,为乘客出行提供便捷。世界经济论坛还指出,此技术还具备救护乘客生命、遏制污染以及改善经济等潜力。
6、器官芯片(Organs on chips)
研究人员已经研发出“记忆棒大小”的人体器官模型。据世界经济论坛的报告,此项工作“或将激发医疗研究与药品发现领域的变革”。这种微型器官能够被用帮助研究人员按照此前一直不可能的方式来研究生物学行为。
7、钙钛矿太阳能电池
钙钛矿材料是具有特殊晶体结构的矿物和陶瓷材料,这种材料的电池比传统的硅太阳能电池具有更多的优势。据世界经济论坛的报告,这些材料还很容易生产,并能够更加有效的发电。毫无疑问,对于一个努力生产可再生清洁能源的产行而言,钙钛矿太阳能电池理当是一个非常重要的发展动力。
8、开放性的人工智能生态系统
不计其数的可用数据,再加上最新的运算方式,这将意味着智能数字助手的发展将能够帮助用户追踪他们的金融与健康相关的更多信息。
9、光遗传技术
光遗传技术就是利用光来控制活组织中的细胞的技术。世界经济论坛在报告中指出,科学家一直在使用光和颜色来与大脑中的神经元进行互动。然而,近期的进展已经能够将这种交流光深植到活的大脑组织之中,从而研发治疗大脑障碍的全新方式。
10、系统代谢工程
随着环境问题的日益突出,以及化石燃料资源越来越有限,科学家们也一直在挖掘和打造全新的燃料、化学物质和可再生资源材料。例如植物燃料等。世界经济论坛指出,通过使用植物,最终的燃料产品成本可能会下降,而且生产也会更加容易。
物联网的应用领域涉及到方方面面,在工业、农业、环境、交通、物流、安保等基础设施领域的应用,有效的推动了这些方面的智能化发展,使得有限的资源更加合理的使用分配,从而提高了行业效率、效益。
在家居、医疗健康、教育、金融与服务业、旅游业等与生活息息相关的领域的应用,从服务范围、服务方式到服务的质量等方面都有了极大的改进,大大的提高了人们的生活质量;
在涉及国防军事领域方面,虽然还处在研究探索阶段,但物联网应用带来的影响也不可小觑,大到卫星、导d、飞机、潜艇等装备系统,小到单兵作战装备,物联网技术的嵌入有效提升了军事智能化、信息化、精准化,极大提升了军事战斗力,是未来军事变革的关键。
一、智能交通
物联网技术在道路交通方面的应用比较成熟。随着社会车辆越来越普及,交通拥堵甚至瘫痪已成为城市的一大问题。对道路交通状况实时监控并将信息及时传递给驾驶人,让驾驶人及时作出出行调整,有效缓解了交通压力;
高速路口设置道路自动收费系统(简称ETC),免去进出口取卡、还卡的时间,提升车辆的通行效率;公交车上安装定位系统,能及时了解公交车行驶路线及到站时间,乘客可以根据搭乘路线确定出行,免去不必要的时间浪费。
社会车辆增多,除了会带来交通压力外,停车难也日益成为一个突出问题,不少城市推出了智慧路边停车管理系统,该系统基于云计算平台,结合物联网技术与移动支付技术,共享车位资源,提高车位利用率和用户的方便程度。
该系统可以兼容手机模式和射频识别模式,通过手机端APP软件可以实现及时了解车位信息、车位位置,提前做好预定并实现交费等等 *** 作,很大程度上解决了“停车难、难停车”的问题。
二、智能家居
智能家居就是物联网在家庭中的基础应用,随着宽带业务的普及,智能家居产品涉及到方方面面。 家中无人,可利用手机等产品客户端远程 *** 作智能空调,调节室温,甚者还可以学习用户的使用习惯,从而实现全自动的温控 *** 作,使用户在炎炎夏季回家就能享受到冰爽带来的惬意;
通过客户端实现智能灯泡的开关、调控灯泡的亮度和颜色等等; 插座内置Wifi,可实现遥控插座定时通断电流,甚者可以监测设备用电情况,生成用电图表让你对用电情况一目了然,安排资源使用及开支预算;
智能体重秤,监测运动效果。内置可以监测血压、脂肪量的先进传感器,内定程序根据身体状态提出健康建议; 智能牙刷与客户端相连,供刷牙时间、刷牙位置提醒,可根据刷牙的数据生产图表,口腔的健康状况;
智能摄像头、窗户传感器、智能门铃、烟雾探测器、智能报警器等都是家庭不可少的安全监控设备,你及时出门在外,以在任意时间、地方查看家中任何一角的实时状况,任何安全隐患。看似繁琐的种种家居生活因为物联网变得更加轻松、美好。
三、公共安全
近年来全球气候异常情况频发,灾害的突发性和危害性进一步加大,互联网可以实时监测环境的不安全性情况,提前预防、实时预警、及时采取应对措施,降低灾害对人类生命财产的威胁。
美国布法罗大学早在 2013 年就提出研究深海互联网项目,通过特殊处理的感应装置置于深海处,分析水下相关情况,海洋污染的防治、海底资源的探测、甚至对海啸也可以提供更加可靠的预警。该项目在当地湖水中进行试验,获得成功,为进一步扩大使用范围提供了基础。
利用物联网技术可以智能感知大气、土壤、森林、水资源等方面各指标数据,对于改善人类生活环境发挥巨大作用。
趋势和特征
物联网近年来的主要显着趋势是由互联网连接和控制的设备的爆炸性增长。物联网技术的广泛应用意味着从一个设备到另一个设备的具体细节可能大不相同,但大多数人都具有基本特征。
物联网为将物理世界更直接地集成到基于计算机的系统中创造了机会,从而提高了效率、经济效益和减少了人力。
物联网设备的数量在 2017 年同比增长 31% 至 84 亿,预计到 2020 年将有 300 亿台。物联网的全球市场价值预计为到 2020 年达到 71 万亿美元。
环境智能和自主控制并不是物联网最初概念的一部分。环境智能和自主控制也不一定需要互联网结构。然而,(英特尔等公司)的研究发生了转变,将物联网和自主控制的概念结合起来,初步成果朝着这个方向发展,将物体视为自主物联网的驱动力。
在这种情况下,一种有前途的方法是深度强化学习,其中大多数物联网系统提供动态和交互式环境。训练代理(即 IoT 设备)在这样的环境中表现得更聪明,无法通过传统的机器学习算法(例如监督学习)来解决。
通过强化学习方法,学习代理可以感知环境状态(例如,感知家庭温度),执行 *** 作(例如,打开或关闭暖通空调)并通过最大化其长期获得的累积奖励来学习。
可以在三个级别提供物联网智能:物联网设备、边缘/雾节点和云计算。每个级别对智能控制和决策的需求取决于物联网应用的时间敏感性。例如,自动驾驶汽车的摄像头需要进行实时障碍物检测以避免发生事故。
通过将数据从车辆传输到云实例并将预测返回给车辆,这种快速决策是不可能的。相反,所有 *** 作都应在车辆本地执行。集成高级机器学习算法,包括深度学习物联网设备是一个活跃的研究领域,使智能对象更接近现实。
此外,通过分析物联网数据、提取隐藏信息和预测控制决策,可以从物联网部署中获得最大价值。物联网领域使用了各种各样的机器学习技术,从回归、支持向量机和随机森林等传统方法到卷积神经网络、LSTM和变分自动编码器等高级方法。
未来,物联网可能是一个非确定性和开放的网络,其中自动组织或智能的实体(Web 服务、SOA组件)和虚拟对象(化身)将可互 *** 作并能够独立行动(追求自己的目标)目标或共享目标)取决于上下文、情况或环境。
通过上下文信息的收集和推理以及对象检测环境变化(影响传感器的故障)并引入合适的缓解措施的能力的自主行为构成了一个主要的研究趋势,显然需要为物联网技术提供可信度。
市场上的现代物联网产品和解决方案使用各种不同的技术来支持这种上下文感知自动化,但需要更复杂的智能形式,以允许在真实环境中部署传感器单元和智能网络物理系统。
以上内容参考 百度百科-物联网
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