使用 k3s 在 Fedora IoT 上运行 K8S

使用 k3s 在 Fedora IoT 上运行 K8S,第1张

Fedora IoT 是一个即将发布的、面向物联网的 Fedora 版本。去年 Fedora Magazine 的《 如何使用 Fedora IoT 点亮 LED 灯 》一文第一次介绍了它。从那以后,它与 Fedora Silverblue 一起不断改进,以提供针对面向容器的工作流的不可变基础 *** 作系统。

Kubernetes 是一个颇受欢迎的容器编排系统。它可能最常用在那些能够处理巨大负载的强劲硬件上。不过,它也能在像树莓派 3 这样轻量级的设备上运行。让我们继续阅读,来了解如何运行它。

虽然 Kubernetes 在云计算领域风靡一时,但让它在小型单板机上运行可能并不是常见的。不过,我们有非常明确的理由来做这件事。首先,这是一个不需要昂贵硬件就可以学习并熟悉 Kubernetes 的好方法;其次,由于它的流行性,市面上有 大量应用 进行了预先打包,以用于在 Kubernetes 集群中运行。更不用说,当你遇到问题时,会有大规模的社区用户为你提供帮助。

最后但同样重要的是,即使是在家庭实验室这样的小规模环境中,容器编排也确实能够使事情变得更加简单。虽然在学习曲线方面,这一点并不明显,但这些技能在你将来与任何集群打交道的时候都会有帮助。不管你面对的是一个单节点树莓派集群,还是一个大规模的机器学习场,它们的 *** 作方式都是类似的。

一个“正常”安装的 Kubernetes(如果有这么一说的话)对于物联网来说有点沉重。K8s 的推荐内存配置,是每台机器 2GB!不过,我们也有一些替代品,其中一个新人是 k3s —— 一个轻量级的 Kubernetes 发行版。

K3s 非常特殊,因为它将 etcd 替换成了 SQLite 以满足键值存储需求。还有一点,在于整个 k3s 将使用一个二进制文件分发,而不是每个组件一个。这减少了内存占用并简化了安装过程。基于上述原因,我们只需要 512MB 内存即可运行 k3s,极度适合小型单板电脑!

安装 k3s 非常简单。直接运行安装脚本:

它会下载、安装并启动 k3s。安装完成后,运行以下命令来从服务器获取节点列表:

需要注意的是,有几个选项可以通过环境变量传递给安装脚本。这些选项可以在 文档 中找到。当然,你也完全可以直接下载二进制文件来手动安装 k3s。

对于实验和学习来说,这样已经很棒了,不过单节点的集群也不能算一个集群。幸运的是,添加另一个节点并不比设置第一个节点要难。只需要向安装脚本传递两个环境变量,它就可以找到第一个节点,而不用运行 k3s 的服务器部分。

上面的 example-url 应被替换为第一个节点的 IP 地址,或一个完全限定域名。在该节点中,(用 XXX 表示的)令牌可以在 /var/lib/rancher/k3s/server/node-token 文件中找到。

现在我们有了一个 Kubernetes 集群,我们可以真正做些什么呢?让我们从部署一个简单的 Web 服务器开始吧。

这会从名为 nginx 的容器镜像中创建出一个名叫 my-server 的 部署 (默认使用 docker hub 注册中心,以及 latest 标签)。

为了访问到 pod 中运行的 nginx 服务器,首先通过一个 服务 来暴露该部署。以下命令将创建一个与该部署同名的服务。

服务将作为一种负载均衡器和 Pod 的 DNS 记录来工作。比如,当运行第二个 Pod 时,我们只需指定 my-server(服务名称)就可以通过 curl 访问 nginx 服务器。有关如何 *** 作,可以看下面的实例。

默认状态下,一个服务只能获得一个 ClusterIP(只能从集群内部访问),但你也可以通过把它的类型设置为 LoadBalancer 为该服务申请一个外部 IP。不过,并非所有应用都需要自己的 IP 地址。相反,通常可以通过基于 Host 请求头部或请求路径进行路由,从而使多个服务共享一个 IP 地址。你可以在 Kubernetes 使用 Ingress 完成此 *** 作,而这也是我们要做的。Ingress 也提供了额外的功能,比如无需配置应用即可对流量进行 TLS 加密。

Kubernetes 需要 Ingress 控制器来使 Ingress 资源工作,k3s 包含 Traefik 正是出于此目的。它还包含了一个简单的服务负载均衡器,可以为集群中的服务提供外部 IP。这篇 文档 描述了这种服务:

Ingress 控制器已经通过这个负载均衡器暴露在外。你可以使用以下命令找到它正在使用的 IP 地址。

找到名为 traefik 的服务。在上面的例子中,我们感兴趣的 IP 是 10008。

让我们创建一个 Ingress,使它通过基于 Host 头部的路由规则将请求路由至我们的服务器。这个例子中我们使用 xipio 来避免必要的 DNS 记录配置工作。它的工作原理是将 IP 地址作为子域包含,以使用 10008xipio 的任何子域来达到 IP 10008。换句话说,my-server10008xipio 被用于访问集群中的 Ingress 控制器。你现在就可以尝试(使用你自己的 IP,而不是 10008)。如果没有 Ingress,你应该会访问到“默认后端”,只是一个写着“404 page not found”的页面。

我们可以使用以下 Ingress 让 Ingress 控制器将请求路由到我们的 Web 服务器的服务。

将以上片段保存到 my-ingressyaml 文件中,然后运行以下命令将其加入集群:

你现在应该能够在你选择的完全限定域名中访问到 nginx 的默认欢迎页面了。在我的例子中,它是 my-server10008xipio。Ingress 控制器会通过 Ingress 中包含的信息来路由请求。对 my-server10008xipio 的请求将被路由到 Ingress 中定义为 backend 的服务和端口(在本例中为 my-server 和 80)。

想象如下场景:你的家或农场周围有很多的设备。它是一个具有各种硬件功能、传感器和执行器的物联网设备的异构集合。也许某些设备拥有摄像头、天气或光线传感器。其它设备可能会被连接起来,用来控制通风、灯光、百叶窗或闪烁的 LED。

这种情况下,你想从所有传感器中收集数据,在最终使用它来制定决策和控制执行器之前,也可能会对其进行处理和分析。除此之外,你可能还想配置一个仪表盘来可视化那些正在发生的事情。那么 Kubernetes 如何帮助我们来管理这样的事情呢?我们怎么保证 Pod 在合适的设备上运行?

简单的答案就是“标签”。你可以根据功能来标记节点,如下所示:

一旦它们被打上标签,我们就可以轻松地使用 nodeSelector 为你的工作负载选择合适的节点。拼图的最后一块:如果你想在所有合适的节点上运行 Pod,那应该使用 DaemonSet 而不是部署。换句话说,应为每个使用唯一传感器的数据收集应用程序创建一个 DaemonSet,并使用 nodeSelector 确保它们仅在具有适当硬件的节点上运行。

服务发现功能允许 Pod 通过服务名称来寻找彼此,这项功能使得这类分布式系统的管理工作变得易如反掌。你不需要为应用配置 IP 地址或自定义端口,也不需要知道它们。相反,它们可以通过集群中的命名服务轻松找到彼此。

随着集群的启动并运行,收集数据并控制灯光和气候,可能使你觉得你已经把它完成了。不过,集群中还有大量的计算资源可以用于其它项目。这才是 Kubernetes 真正出彩的地方。

你不必担心这些资源的确切位置,或者去计算是否有足够的内存来容纳额外的应用程序。这正是编排系统所解决的问题!你可以轻松地在集群中部署更多的应用,让 Kubernetes 来找出适合运行它们的位置(或是否适合运行它们)。

为什么不运行一个你自己的 NextCloud 实例呢?或者运行 gitea ?你还可以为你所有的物联网容器设置一套 CI/CD 流水线。毕竟,如果你可以在集群中进行本地构建,为什么还要在主计算机上构建并交叉编译它们呢?

这里的要点是,Kubernetes 可以更容易地利用那些你可能浪费掉的“隐藏”资源。Kubernetes 根据可用资源和容错处理规则来调度 Pod,因此你也无需手动完成这些工作。但是,为了帮助 Kubernetes 做出合理的决定,你绝对应该为你的工作负载添加 资源请求 配置。

尽管 Kuberenetes 或一般的容器编排平台通常不会与物联网相关联,但在管理分布式系统时,使用一个编排系统肯定是有意义的。你不仅可以使用统一的方式来处理多样化和异构的设备,还可以简化它们的通信方式。此外,Kubernetes 还可以更好地对闲置资源加以利用。

容器技术使构建“随处运行”应用的想法成为可能。现在,Kubernetes 可以更轻松地来负责“随处”的部分。作为构建一切的不可变基础,我们使用 Fedora IoT。

via: >主要有以下几种方式:
1农产品众筹
农产品众筹在国内已经非常常见,比如本来生活与众筹网联合推出的尝鲜众筹,他们众筹的项目是延安宜川红富士,在选择品类上,本来生活可谓独具匠心:第一,苹果的受众面极为广泛,可以说不吃苹果的是小众;第二,我们知道山东、辽宁、河北、北京的红富士对于北上广尤其是北京来说,早已司空见惯,完全不算是特产了,而他们主打的“北纬35°海拔1000米”的延安宜川红富士是一线城市较为少见的苹果,有足够的吸引性。不过由于众筹网的风格和创意属性,尝鲜众筹并不适宜众筹网,并且有农产品生产链很长,具有极大的不可控性,后续服务无法保证,经过几次尝试后,众筹网在自己的项目发起规范中不允许发布的项目第一项就是:食品、农产品、酒类项目。农业众筹网站大家种则不同,它弱化了创意和情感属性,而是还原了农产品原汁原味的属性,不讲故事不凸显创意,只是强调F2F(家庭直达农场)这一特点,让城市消费者与新农人之间进行无缝对接。农产品众筹目前还需要一段观念的培育期,大众有着稳定的农产品消费习惯,不是说变就能变的,不过该变的迟早是要变的!
当然以上都是消费型众筹,农产品还可以是股权型的,现在很多新农人正在酝酿各种创新型的农产品众筹形式,比如端午众筹一个粽子品牌,集合众人的资金然后回报股权,炒概念玩花样层出不穷。
2农业技术众筹
国内可以考虑这些农业技术的众筹:1、类似于杂交水稻的增产技术,粮食在整个世界都占据重要位置,粮食增产技术当然也格外受到青睐;2、类似于引种蓝莓等新型农作物的种植技术,这项技术的价值点在于该农作物被世界公认有价值并具有极大的稀缺性,通过该项引种技术可以解决稀缺性问题;3、有机化肥农药技术,随着有机食品的热度逐渐升温,围绕着有机会形成一条系统的产业链,哪一个不可替代的环节都是值得投资的4、农业信息化,农业物联网为时尚早,不过农业信息化技术已经该开始入手了…
3农场众筹
“耕地宝”的横空出世,在业界恐怕又产生了“鲶鱼”效应,互联网真的是可以专治各种不服,农场众筹不可避免地要遇到这样的问题:我们众筹的是土地、农畜产品还是参观采摘?这就要围绕着农场的个性化特色来做文章,所以还是要围绕着该农场的商业价值来分析,拉菲庄园和农业产业基地完全是两码事。
4公益众筹
公益众筹在农业方向上实际上有更大的需要,除了教育实际上农业也需要“希望工程”,比如西北治沙、农村建设等使社会资源得到更有效的配置。

1、《第一宇宙》 (Project First Universe)

继《细胞进化》和《最后旅途》之后,2019年啸神的又准备再度发力了。据啸神本人透露纯白矩阵的下一款作品《第一宇宙》将在今年2月发布,不难预测年后回来各大媒体又有得忙了。

《第一宇宙》是一款宇宙题材的沙盒区块链游戏,玩家除了能在浩瀚的宇宙中自由探索、对战外,还可以个性化组建和搭配自己飞船。再加上区块链技术的应用,在自由交易和通证经济的激励下,似乎还有点区块链版EVE的意思。

2、《Card Maker》

与Last Trip一样诞生于2018 年GameJam独立游戏大赛的Card Maker一直都备受瞩目。如今经过大半年的打磨和筹备了,Card Maker终于要结束长达三月的预售,正式向广大玩家开放。

CardMaker是一款卡牌+RogueLike元素的区块链游戏,玩家不仅可以通过自由组合的卡牌进行战斗来冒险闯关,更值得赞赏的是,通过与区块链结合,玩家还可以自己设计卡牌和关卡,并且收获创作内容的奖励。

3、《绿洲》(Oasis)

进入2019年不久,有的游戏团队已经开始声势浩大地宣传了,但也有不少团队在默默耕耘。一款基于BCH区块链打造名为《绿洲》的沙盒区块链游戏,便在年初悄悄开启了内测。

测试期间,游戏只放出了部分玩法。玩家在游戏中扮演一个原始人,通过去不同地方冒险收集资源来提高自己和整个游戏世界生产力。

4、《比特宝石》(BitGem)

如今链游圈的节奏如此之快,也让现在肯认真做游戏的团队不多了,在国内这更是少之又少,从去年年初立项,到现在还在限号内测,这大概就是大家所说的团队在做事吧。

《比特宝石》是一款主打宝石养成题材的模拟经营游戏,在游戏里玩家需要和其他玩家竞争,在72个变化莫测的矿区中找到富矿区,挖掘到最多的原矿。然后通过亲手打磨、加工和镶嵌制作成独一无二的数字珠宝。

5、《加密之塔》(Cryptower)

Fomo3D之后很多拿它开过不少脑洞,但是目前来说改编得最精彩的无疑是《加密之塔》了。《加密之塔》是在2019年上线的第一款链游,此前哈希君也给这款游戏做过评测,可以说这是一款相当有意思的游戏。

《加密之塔》由Fomo+卡牌策略两部分玩法组成,玩家购买Fomo玩法中的合约后可以免费获得一定数量的英雄,然后玩家可以一边收取合约的分红收益,一边利用英雄参加攻塔玩法获得更多的报酬。

为认真贯彻落实今年中央一号文件和上级农业农村工作会议精神,按照《关于高水平实现全面小康开启农业农村现代化新征程的若干意见》(慈党〔2020〕1号)要求,进一步推进农业产业高质量发展,确保2020年实现全面建成小康社会目标,特制定本扶持政策。
一、加快产业转型升级
(一)确保粮食、生猪增产保供。认真贯彻落实粮食生猪增产保供相关政策,对粮食规模种植大户规模化种粮给予补贴,种植水稻给予140元/亩补助,种植大小麦给予120元/亩的补助(含上级补助),对粮食规模种植大户收购环节按宁波政策给予补助,根据上级文件要求,落实专项资金,支持生猪增产保供。
(二)实施产业融合集成项目。鼓励农业经营主体打造集绿色化、数字化、集约化、融合化于一体的农业特色园区,促进乡村产业融合和新产业、新业态开发,对主体实施的农业产业新建项目或提升项目,按投资额的40%予以补助,最高不超过150万元。对列入国家农村一二三产业融合发展项目,且项目投资额在500万元以上的,按照项目管理办法,给予一定的配套奖励。
(三)推广应用数字化物联网技术。鼓励农业经营主体运用先进物联网技术,通过数据采集分析、自动化控制,提升农业生产标准化、智能化和精准化水平。对开展数字农场(牧场、渔场)建设的,按投资额55%予以奖励,最高不超过25万元。
(四)强化基地示范引领。对创建成为国家级、省级水产健康养殖示范场的,每个主体分别奖励3万元、2万元;对通过农业农村部水产健康养殖示范场复查换证的,每个主体奖励03万元。
二、鼓励质量兴农、品牌强农
(一)强化农产品质量安全。对新认证、续展认证绿色食品的,每个分别奖励3万元、05万元。强化农产品质量追溯体系建设,对实现全程追溯的市场主体,每家奖励1万元,对农场、合作社等市场主体购置快检设备、追溯设备、追溯用品的,按购置额50%补助,最高不超过1万元(含上级补助)。
(二)鼓励创建农业名牌。对新获得国家、省、宁波级农业名牌产品称号的,每个分别配套奖励10万元、5万元、3万元;对新认定的浙江省知名农业品牌,每个配套奖励5万元。新获省级及以上优质农产品金奖、银奖的,每个分别奖励1万元、05万元,新获宁波市级优质农产品金奖、银奖的,每个分别奖励05万元、03万元。对新获农产品地理标志、证明商标的,每件奖励5万元。
(三)积极拓展农业市场。经组织参加上级政府及部门举办的各类农业展会的农业市场经营主体,省内、省外展会每家分别奖励03万元、05万元,赴国(境)外参展的每个摊位奖励1—2万元,特装展示或举办农产品专场推介会的,每家奖励2—3万元。加快农产品电商发展,对线上销售农产品的农业市场主体,年线上销售额超10万元的,给予不高于全年快递费总额20%,最高不超过2万元的奖励;利用线上平台销售农产品达一定规模的,给予最高不超过2万元的网上宣传推广费用奖励。加快农民信箱推广力度,对评为省万村联网“季度之星”的村级网站,每村每次奖励01万元。
三、全面推进农业绿色发展
(一)推进农业肥药双控。深入实施肥药双控工程,对列入计划的50亩以上规模农场施用商品有机肥的,按核定量内给予200元/吨补助。对推广应用性信息素、频振式杀虫灯、黄板粘卡等病虫绿色防控技术的,按其设备材料购置额的50%进行补助。对列入农田氮磷生态拦截沟渠示范点的,按投资额80%给予补助,每家最高不超过30万元。实施沃土工程和标准农田地力提升工程,按照上级政策给予补助。对稻麦良种种子收购、种子储备转商亏损及化肥储备给予一定补助,其中化肥储备由市供销社组织实施。
(二)加快渔业绿色发展。全面开展水产养殖尾水治理,对水产养殖尾水治理示范点按照投资额80%给予最高不超过30万元的奖补;对大型连片区域化水产养殖尾水治理,按150亩折算为一个示范点,给予最高不超过180万元的奖补。
(三)推进畜牧业绿色发展。加快畜牧业转型升级,对后备母牛按每头500元的标准进行补助。支持动物疫病防控,实施病死畜禽及产品无害化处理,养殖环节对设储存点的生猪养殖场每头收集补助15元,镇(街道)收集生猪每头补助25元,对病死动物无害化处理中心处理生猪补助每头60元,其它动物及产品按每吨2600元补助,对各地的产地检疫工作按每头生猪产地检疫费07元的标准进行补助。支持畜禽屠宰行业规范发展,生猪屠宰环节病死生猪每头损失补助800元,病害产品及废弃物损失补助4元/公斤,资源化利用补助08元/公斤,病死猪及产品收集补助每头15元(产品按90公斤1头折算);屠宰环节病死家禽每羽损失补助4—8元,病死家禽收集补助每羽05元;家禽定点屠宰企业“净膛杀白”年实际屠宰量达到80万羽以上的,给予一次性净膛补助25万元。
(四)开展清洁美丽田园建设。对各镇(街道)收集点建设、垃圾箱设置、日常管理运营等经费给予补助,原则上按耕地面积对各镇(街道)每年每亩最高补助10元。对市级认定的秸秆收集利用单位,按照收集量、销售额等给予补助,最高不超过5万元。宁波(慈溪)绿色农产品加工基地供热由崇寿镇解决,市财政给予50万元定额补助;腌制废水装运由周巷镇解决,市财政给予50万元定额补助。
四、培育农业新型经营主体
(一)稳定土地规模经营。推进农村承包土地流转,对2018年前已认定的委托流转到二轮承包期剩余年限内的农户或土地股份制入股农户,仍按每年每亩150元予以补贴。对新委托流转且注册成立的单体规模在30—50亩、50亩以上的家庭农场的,每家分别奖励1万元、15万元。
(二)培育农业市场主体。对新命名国家、省级农业龙头企业的,每家分别配套奖励20万元、15万元;对新命名宁波和慈溪市级农业龙头企业,每家分别奖励5万元、3万元。鼓励农业企业加大技改投入,对慈溪市级以上(含市级)农业龙头企业引进国内外先进设备且投入在50万元以上的(自制设备除外),按实际投入额的8%奖励,每家奖励最高不超过80万元;鼓励企业成长壮大,对市级以上农业龙头企业年销售超3000万元且增幅在20%以上的,每家奖励3万元,对年销售超亿元且当年增幅在15%以上的,每家奖励10万元。开展新型农业经营主体提升计划,对新命名的省级及以上示范性家庭农场、农民专业合作社配套奖励2万元,新命名的宁波示范性家庭农场、农民专业合作社配套奖励1万元。开展“十佳家庭农场”评选,对列入“十佳”的主体,每家奖励2万元。对通过新型职业农民认定的,给予每人200元的奖励。鼓励大学生从事现代农业生产经营,对大学生从事现代农业创业就业的,按宁波市补助标准给予配套。
(三)积极培育农机服务组织。实施功能培育项目,达到宁波规定标准的建设单位,按上级有关规定给予奖励。实施提质工程项目,被评定为宁波市级、省级(或国家级)示范合作组织的,分别配套奖励2万元、3万元(同年度配套奖励就高原则享受一次);服务组织被宁波评定为区域性农机服务中心的,配套奖励3万;被宁波评定为农机作业服务公司的,按上级有关规定给予奖励;达到综合农机服务中心建设标准的,奖励3万元。
(四)深化农业政策性保险。根据上级有关规定,不断完善农业保险政策体系,提高农业抗风险能力。
五、强化农业科技支撑
(一)积极推进农业机械化。购置宁波市补贴机具品目内的农机具按上级补贴标准执行,其中对宁波市重点推广的水稻插秧机、打(压)捆机、水稻直播机、水稻侧深施肥装置、秧盘播种成套设备、粮食烘干机按中央补贴额的30%累加补贴(累加机具视宁波实施方案调整);购置列入《2020年宁波市新型农机试验示范与推广补贴机具一览表》内符合慈溪本地实际的机具,按宁波市补贴标准执行,同时按上级定额补贴的30%累加补贴(具体补贴机具在年度实施办法中明确);购置列入中央财政“新产品补贴”范围的机具,按新产品补贴标准和办法执行,其中对田间运输机按中央补贴额的30%累加补贴。
对购置补贴机具品目外的符合慈溪特色的农机具,按购置价的35%给予补助,每家补助最高不超过35万元(具体补助机具在年度实施办法中明确);通过宁波市主要农作物生产全程机械化示范项目考核的,给予配套奖励5万元。
(二)继续开展平安农机建设。被评为市级以上“平安农机”示范单位的,按上级相关规定执行。推进农机报废更新,拖拉机报废补贴按上级规定执行;联合收割机报废补贴按种类分别给予1万元/台,15万元/台补贴;对实行牌证管理的大中型拖拉机、联合收割机报废更新的,按上级更新补贴标准实行1:1配套补贴(上级文件另有规定的,按上级文件执行)。
(三)加快发展设施农业。列入本市级设施农业补贴对象的,建设要求、标准、补贴范围、标准等按上级规定执行。列入《慈溪市养殖水域滩涂规划(2017—2030年)》养殖区范围内新建连片面积10亩(含)以上标准钢绳式水产暖棚,按3500元/亩给予补助(单户补助最高限额10万)。
(四)创新农技推广服务。每年安排一定资金开展农业科技项目研究,项目申报按照《慈溪市农业科技项目管理办法》执行。以科室(单位)负责人、副高及以上职称技术人员为培训对象,组织现代农业高研班培训,不断更新知识结构满足现代农业发展要求。
六、其他
(一)本政策若无特殊说明的,补助标准均含上级一般转移支付资金。
(二)本政策同一补助(补贴、奖励)对象的同一项目或参照同一补助(补贴、奖励)考核依据的项目,市级优惠政策不重复享受;执行过程中如遇上级政策调整,按上级意见执行。
(三)各地各有关部门要加强涉农项目和资金监管,对经营主体申报项目已审批立项但未实施的,应暂缓其他项目申报;对受扶持的家庭农场、农民专业合作社等市场主体以及个人发现骗取财政资金行为的,三年内不得申请享受财政补助政策。
(四)市现代农业开发区根据发展需求,结合本政策另行制定政策,所涉扶持资金由开发区管委会自筹解决。
(五)本政策自2020年1月1日起实施,有效期一年。此前相关补助政策停止执行。市级相关部门会同财政部门制订具体实施办法。

例如智能汽车:主要是对传统机动车的产业链产生负面冲击效应,而且不出意外的话,这种冲击会随着时间的推移而越发严重。因此也会有大部分传统机动车的生产商家面临企业转型的必然阶段。其实不仅是机动车的生产,还有其一系列的衍生产业也会受到不同程度的负面冲击,而且,冲击越大的产业极有可能是转型越困难的产业。但是另一方面,因为智能汽车的兴起,也会随之诞生一些之前未有的、无法通过转型实现的新兴产业。总之,人工智能的快速发展对知识储备少的行业以及传统行业冲击会最大。

作者 | 宫学源

人工智能技术的应用,或许能帮助蓝色星球的科学家们摆脱无穷无尽实验的痛苦,加速重大科学理论的发现,将人类文明提升到新的台阶。

——题记

人工智能技术的潜力大家都有目共睹,但未来人工智能可以用来做什么,将会给人类社会带来多大的变革,也在考验我们的想象力。

尽管人工智能技术还处在初级发展阶段,但它现有的能力也足以改变众多领域,尤其是那些有着大量数据却无法有效利用的领域。

1 人工智能推动基础科学理论突破

实际上,材料、化学、物理等基础科学领域的研究过程中充满了“大数据”,从设计、实验、测试到证明等环节,科学家们都离不开数据的搜集、选择和分析。

由于物理、化学或力学规律的存在,这些领域的数据往往都是结构化的、高质量的以及可标注的。

人工智能技术(机器学习算法)擅长在海量数据中寻找“隐藏”的因果关系,能够快速处理科研中的结构化数据,因此得到了科研工作者的广泛关注。

人工智能在材料、化学、物理等领域的研究上展现出巨大优势,正在引领基础科研的“后现代化”。

以物理领域为例,人工智能的应用给粒子物理、空间物理等研究带来了前所未有的机遇。为寻找希格斯玻色子(上帝粒子),进一步理解物质的微观组成,欧洲核子研究中心(CERN)主导开发了大型强子对撞机(LHC)。

LHC是目前世界上最大的粒子加速,它每秒可产生一百万吉字节(GB)的数据,一小时内积累的数据竟然与Facebook一年的数据量相当。

有一些研究人员就想到,利用专用的硬件和软件,通过机器学习技术来实时决定哪些数据需要保存,哪些数据可以丢弃。

事实证明,机器学习算法可以至少做出其中70%的决定,能够大大减少人类科学家的工作量。

尽管人工智能商业化发展更容易受关注,但人工智能在基础科研中的应用,却更加激动人心。

因为社会生产力的变革,归根结底在于基础科研的进一步突破。

我们或许再也回不到有着牛顿、麦克斯韦和爱因斯坦等科学“巨人”的时代。

在那个时代,“巨人”们可以凭借着超越时代的智慧,在纸张上书写出简洁优美的定理,或者设计出轰动世界的实验。

像这样做出伟大工作的机会或许不多了,在这个时代,更多需要的是通过大量实验数据来获取真理的工作。

大到宇宙起源的探索,小到蛋白质分子的折叠,都离不开一批又一批科学家们前赴后继、执着探索。

人工智能技术的应用,或许能帮助蓝色星球的科学家们摆脱无穷无尽实验的痛苦,加速重大科学理论的发现,将人类文明提升到新的台阶。

2 人工智能推动社会生产效率快速提升

人工智能无疑是计算机应用的最高目标和终极愿景:

彻底将人类从重复机械劳动中解放出来,让人们从事真正符合人类智能水平、充满创造性的工作。

在60年的人工智能发展史中,已经诞生了机器翻译、图像识别、语音助手和个性推荐等影响深远的应用,人们的生活在不知不觉中已经发生了巨大变化。

未来,人工智能应用场景进一步延伸,是否能够带来社会生产效率的极大提升,引领人类进入新时代?

为了探索这一问题,曾在谷歌和百度担任高管的吴恩达于2017年成立了一家立足于解决 AI 转型问题的公司 Landing ai。

吴恩达通过一篇文章和一段视频在个人社交网站上宣布了该公司的成立,并表示希望人工智能能够改变人类的衣食住行等方方面面的生活,让人们从重复性劳动的精神苦役中解脱。

Landing的中文含义是“落地”,这家公司的目标是帮助传统企业用算法来降低成本、提升质量管理水平、消除供应链瓶颈等等。

截至目前,Landing ai已经选择了两个落地领域,分别是制造业和农业。

Landing ai最先与制造业巨头富士康达合作。

Landing ai尝试利用自动视觉检测、监督式学习和预测等技术,帮助富士康向智能制造、人工智能和大数据迈进,提升制造过程中AI应用的层次。

吴恩达认为,人工智能对制造业带来的影响将如同当初发明电力般强大,人工智能技术很适合解决目前制造业面临的一些挑战,如质量和产出不稳定、生产线设计d性不够、产能管理跟不上以及生产成本不断上涨等。

目前,工业互联网、智能制造和工业40等概念已经深入人心,传统企业都在向智能化、数据化转型,但生产过程中获取的大量数据如何应用又成了新的问题。Landing ai与富士康的合作,或许将给传统制造的从业者带来新的启示。

当然,制造业的核心竞争力还在于制造业本身,比如车床的精度、热处理炉的温度控制能力等等,农业的核心竞争力也在于农业本身,比如育种技术、转基因技术等等。

人工智能技术的主要价值在于提升决策能力,进一步提升生产效率,以及降低人的重复性劳动等方面,这就是人工智能为什么可以“赋能”各个行业的原因。

3 人工智能将有效改善人类的生存空间

自第一次工业革命以来,人类活动对自然界造成的影响越来越大,日益增长的资源需求使得土地利用情况产生巨大变化,污染愈发严重,生物多样性锐减,人类的生存空间变得越来越恶劣。

进入人工智能时代后,怎样更好地利用大数据和机器学习等前沿技术,为环保和绿色产业赋能,成为了政府、科学家、公众以及企业的关注焦点。

在能源利用方面,谷歌旗下的DeepMind无疑走在了最前面。

2016年开始,DeepMind将人工智能工具引入到谷歌数据中心,帮助这家科技巨头节省能源开支。

DeepMind利用神经网络的识别模式系统来预测电量的变化,并采用人工智能技术 *** 控计算机服务器和相关散热系统,成功帮助谷歌节省了40%的能源,将谷歌整体能效提升了15%。

2018年后,DeepMind更是将“触手”伸向了清洁能源领域。我们都知道,风力发电因为有较大的波动性和不可预测性,因而难以并入电网,无法有效利用。

DeepMind利用天气预报、气象观测等数据训练神经网络模型,可以提供36小时后的风力预测,从而让农场的风力发电变得能够预测。

一旦风力发电可以预测,电厂就能有充裕的时间启动需要较长时间才能上线的发电手段,与风力互补。如此一来,风电并网难的问题就可轻松解决。

DeepMind预测的风力发电量和实际发电量对比

在自然环境保护方面,微软的“人工智能地球计划(AI of Earth)”则为大家做出了表率。

这一计划于2017年7月启动,旨在借助云计算、物联网和AI技术,保护和维持地球及其自然资源,通过资助、培训和深入合作的方式,向水资源、农业、生物多样性和气候变化等领域的个人和组织机构提供支持。

例如,“SilviaTerra”项目通过使用Microsoft Azure、高分辨卫星图像和美国林务局的现场数据来训练机器学习模型,实现对森林的监测;“WildMe”项目通过使用计算机视觉和深度学习算法,可对濒临灭绝的动物进行识别;“FarmBeats”项目在户外环境下可以通过传感器、无人机以及其它设备改进数据采集,进而提高农业的可持续性。

在前三次工业革命中,科学技术进步给人们带来极大生活便利的同时,也带来了气候变化、生物多样性退化、大气与海洋污染等棘手的自然环境问题,人类的生存环境正逐渐变得恶劣。

从表面上看,似乎发达经济体的自然环境已经改善了,但这种改善是以转移污染、破坏发展中国家自然环境为代价的,世界整体的自然环境状况依然不容乐观。

一直以来,人们寄希望于未来的科学技术进步能够解决当下的自然环境问题,而人工智能技术的出现点燃了这一希望。

一旦人工智能技术可以加速基础科学理论的突破,实现生产效率的大幅提升,有效改善人类的生存空间,一切发展与自然环境的问题也就迎刃而解。

4 总 结

站在2019年看人工智能,不免感到几丝寒意。人工智能算法没有明显突破,鲁棒性差、算法黑箱等问题依然突出,部分商业化落地也不及预期,一些专家学者开始担心人工智能将迎来新的“寒冬”。

但若站在未来回顾人工智能,当前所有的担忧将仅仅是一个个小插曲。

即便是目前,人工智能技术的潜力也远远未终结。

人工智能即将带来的变革,仍将会超乎大部分人的想象。

近年来,许多行业都已切实感受到人工智能带来的颠覆,包括金融、制造、教育、医疗和交通等等。

但人工智能的价值维度还有很多,加速基础科学研究、提升社会生产效率和改善人类生存空间也只是其中的几个方面,我们不妨先提升一下自己的想象力。

人工智能将为人类带来怎样的变革,让我们拭目以待吧!

边缘计算是由于物联网设备的大量增长而创建的。这些设备将连接到Internet以从云发送或接收数据。有时他们在 *** 作时需要传输大量数据。因此,物联网边缘是使用物联网网关使用户能够使用其物联网设备执行边缘计算的概念。边缘计算设备可以用作网关或数据处理单元。

工业40和工业物联网边缘。边缘计算设备将工业物联网设备整合在一起。例如,在生产车间的传送带上的工业物联网传感器可能将数据馈送到现场的边缘计算硬件。然后,边缘设备运行AI分析,任何ML算法或任何类型的数据处理来获取见解,而无需将数据发送到云。

一些边缘计算机用例的示例

智能工厂

如前所述,工业物联网边缘是工业物联网设备,其数据以及应用于该数据的边缘智能的结合。工业物联网边缘可以应用于智能工厂,包括最受欢迎的用例之一:制造工厂。智能工厂可以将其所有工业物联网传感器连接到边缘计算设备。工业物联网数据传输到其他分支机构或总部。

智慧城市

“ 智能城市 ”的一些品质是物联网传感器,网络,视频监控等的智能系统。这些系统可以使用边缘计算为城市的应用程序提供更快的响应和更高的安全性。边缘计算设备如何在智能城市中使用的真实案例范围可能包括:检测交通异常,不良驾驶员,不寻常的人群,通过面部识别罪犯,智能交通系统,水处理,垃圾管理等。

零售店

边缘计算设备还可以使零售商店受益。可以从边缘计算服务器虚拟化和集中管理(远程或本地)来自POS终端,库存服务器,支付控制器等的商店端点。运行计算密集型工作负载整合设备可确保许多VM同时运行。它还提供了一个连接可能存储设备外围设备的机会。

智能农场

边缘计算有助于处理从农场或农业环境收集的数据,而无需快速连接到云。农场通常是乡村环境,因此部署该技术可能会很困难。边缘计算设备可以在极端温度条件下运行,并在边缘处提供计算密集型工作负载处理。农村地区边缘智能的实际使用案例可能包括精准农业,无人机监控或农村视频监控,水流量监控等。

微数据中心和移动边缘计算机

微数据中心(MDC)有时与边缘计算可互换使用。但是实际上,MDC只是小型的模块化数据中心架构盒,几乎可以在任何环境中工作。边缘计算设备可以作为MDC中的核心计算元素运行。移动边缘计算机(MEC),是一样的MDC,但旨在为移动网络。MEC在移动网络的边缘(通常在RAN(无线访问网络)而不是核心)中处理,存储,流式传输并提供安全性。


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