数字孪生在新型智慧城市建设中的应用都有哪些?

数字孪生在新型智慧城市建设中的应用都有哪些?,第1张

数字孪生在新型智慧城市建设中可以进行数字孪生流域建设、数字孪生排水管网、数字孪生桥梁防撞指挥等应用场景,进行数字化、精细化、可视化管理。

一、数字孪生流域政策环境:

2021年12月23日水利部召开推进数字孪生流域建设工作会议,水利部部长李国英提出:“数字孪生流域是以物理流域为单元、时空数据为底座、数学模型为核心、水利知识为驱动,对物理流域全要素和水利治理管理全过程的数字化映射、智能化模拟,实现与物理流域同步仿真运行、虚实交互、迭代优化”,同时强调以数字化、网络化、智能化为主线,以数字化场景、智慧化模拟、精准化决策为路径,以算据、算法、算力建设为支撑,加快推进数字孪生流域建设,实现预报、预警、预演、预案功能。

二、水利信息化发展现状:

①透彻感知能力不足:

水利感知的覆盖范围和要素不全,对于水文信息、环境信息、工程信息等方面的监测能力已经不能满足现有业务发展和管理需要,虽然现在能够通过地面、水上、航空、航天等技术与设备进行信息采集工作,但整体智能化水平仍处于相对较低的程度。对于将要建设的数字孪生流域体系要求仍有较大的距离,物联网技术与设备也没有得到充分的利用,且通信基础能力较为薄弱,在网络带宽、应急措施方面均有不足。

②信息基础设施“算力”欠缺:

现有水利业务网中,仅有6个省(自治区)的水利业务网能够通达到乡镇级水利单位,对于工程管理单位来说联通率更低,严重阻碍了水利业务应用“三级部署、多级应用”的发展原则。骨干网络不能满足现有数据传输、服务调用的需要。面对现在越来越多的影像、图像等数据的快速增长,缺乏大数据处理、云计算与数据存储能力。

③信息资源开发利用有待提升:

水利内部信息系统缺乏整合,导致现有水利设施基础信息不全、准确性不高、基础数据不统一、对象代码不统一、数据标准不统一等问题,各类业务和各级部门间存在数据“重采、重存”的现象。同时对所需要的如地质信息等联系紧密的外部信息缺乏共享,联动不足。

④业务应用智能化水平差距较大:

现有水利信息系统中的水利工程、水资源开发、水灾旱灾防御、水土保持等业务均存在业务与信息技术融合不深入,智能化水平不足,对于5G、AI、大数据、物联网等新兴技术未能充分应用,最终导致信息系统对业务发展支撑能力薄弱的问题。

三、水利数字孪生,实现物理空间数字化映射与智慧化模拟

广东地空智能科技有限公司协同水利专业机构,在智慧水利领域进行了相关的钻研和实践,通过感知层抓取实时监测数据,基于全数字测量、大数据、云计算、地理信息、三维虚拟模型、人工智能、区块链等十余项高新技术,整合水利各项基础数据,以水利时空数据为重点研究对象,聚焦于水利数据的管理、展示与分析,对水利空间进行精细、全面、动态的模拟,构建水利业务横向共享、纵向联动,以此实现各级水利部门间信息联通,真正打通涉水信息孤岛,打破涉水业务分割,为管理者进行安全分析评估、工程运维管理、防汛调度管理、综合展示等提供可视化的便捷支持。数字孪生水利信息化监管平台集成数字孪生流域管理系统、数字孪生模拟仿真系统和数字孪生知识服务系统三大系统,融合与汇聚了多源数据,建立全时空、多维度、多粒度的水利全时空资源池,实现水利数据资产的一体化管理;一方面升级与拓展水利一张图,建设基础数据统一、 监测数据汇集、 二三维一体化、三级协同贯通的数字底板,提供水利场景的高保真、高稳定、高质量模拟仿真;另一方面集成耦合多维多时空尺度的水利专业模型和AI智能模型,提供集分析-模拟-表达-决策于一体的“四预”能力,为“2+N”业务提供智慧化服务。

链接:网页链接

数字孪生水利信息化监管平台聚焦数字孪生,以物理流域为单元,以水利时空数据为底座,以流域数据集成和可视化、水利模拟仿真为核心,以水利知识为驱动,运用物联网、大数据、人工智能、虚拟仿真等技术,实现物理空间内全域、全要素、全过程的数字化映射与智慧化模拟,支撑水利精准化决策。

四、整合数据,搭建数字孪生水利大数据中心:

基于水利行业相关的数据标准与规范,梳理水利数据资源目录,接入并整合多时空、多粒度、多维度水利数据,包括基础地理空间数据、业务管理数据、监测感知数据、跨行业共享数据等,经标准化处理,形成数字孪生水利大数据中心,为用户提供统一标准的数据服务。

五、分类入库,形成水利时空大数据全景图:

分类融合与汇聚多时空、多粒度、多维度水利数据,构建标准一致的水利数据资源池,形成水利时空大数据全景图,为用户提供全方位、多时空、多粒度的全时空数据资源服务。

子系统一:数字孪生流域管理系统

数字孪生流域管理系统是数字孪生水利信息化监管平台的基础,主要是建设数据底板,为模拟仿真、知识服务提供海量数据支撑。系统构筑统一门户,接入多源水利时空数据,打破数据壁垒,实现数据统一管理;建立物理空间到数字空间的虚拟映射,构建水利时空全景一张图;综合运用物联网、云计算、大数据、人工智能、地理信息等新型信息化技术手段,提供海量数据分析能力,实现对水利空间的精细、全面、动态模拟,为精细化管理提供支撑。

①多源异构数据接入,实现数据统一管理

②“物理-数字”全映射,形成水利资源“一张图”:

③软、硬件加持,助力海量数据分析:

子系统二:数字孪生模拟仿真系统

数字孪生模拟仿真系统是数字孪生流域管理系统的升级,主要是提供高保真、低延时、高稳定的三维可视化场景,为提供细化、量化、动态、直观的计算分析提供支撑。系统基于大场景高效率图形可视化技术,借助轻量化+webp+块存储+子域等一系列技术,提升整体加载效率与浏览流畅度,实现多源、多维度、多粒度数据的高保真、高质量空间化表达与仿真建模。

子系统三:数字孪生知识服务系统

数字孪生知识服务系统是数字孪生水利信息化监管平台的核心内容与最终目标,主要是集成耦合多维多时空尺度的数据模型,提供“四预”能力。系统在共享水利部本级、流域管理机构各类计算模型与计算成果的基础上,按需构建水利专业模型、人工智能模型和水利知识模型,形成数字孪生水利模型库,提供工程调度、安全监测、知识挖掘等智慧化服务,实现“预报、预警、预演、预案”功能的综合决策指挥。

①集成水利专业模型,推进水利精准模拟:

聚焦智慧水利与空间智能领域,广东地空智能科技有限公司致力于打造专业的水文-水动力-水质耦合模型,支撑流域、区域的防洪抗旱、水资源水环境的调度管理、智慧城市的防洪排涝与水环境治理、大江大河的水污染应急调度指挥等,推进水利精准化模拟与分析。

②引入AI智能模型,助力水利智慧决策:

利用遥感AI、视频AI等技术,对遥感影像进行自动解译和加工处理,对雨水情、工情、险情、旱情、水土流失、水质水环境、非法采砂、水域岸线占用等实现大尺度的动态监测预警,提升水利安全监测能力。

③建立水利知识模型,支撑水利知识服务:

以模型库、知识库为驱动,快速分析研判,优化完善应急方案,配合人员终端信息交互,为单位内部以及与流域管理机构、水利部的异地多方会商、相关人力、物力资源应急调度指挥等提供支撑。

可以利用物联网技术实现定制化宣传效果,应用人工智能技术提高互动性和个性化,运用虚拟现实技术建立沉浸式学习体验。
1、利用物联网技术实现定制化宣传效果:在进行宣传活动时,可以利用物联网技术,通过智能设备合理调配宣传资源,让每一位参加者都能得到充分的关注和呵护。
2、应用人工智能技术提高互动性和个性化:人工智能技术可以针对每一个参加者建立不同的机器人帮助他们解答问题、提供有针对性的辅导,同时也可以根据参加者的反馈情况及时调整培训内容和方式,让培训变得更加贴心、自主化和个性化。
3、运用虚拟现实技术建立沉浸式学习体验:虚拟现实技术可以模拟真实的工作场景,利用VR/AR等技术让受训者参与其中,亲身感受工作流程和 *** 作方法,并在虚拟环境中进行培训和评估,让培训更加直观、真实和生动。
在宣传和培训过程中,利用大数据和数据分析技术监控,评估宣传效果可以更好地了解参加者的需求和反应。并基于收集到的大数据进行实时、个性化的调整,以提高宣传效果和参加者的体验。

环境保护一直是政府耳提命面的重要课题,尤其是临近年关,京津冀各地工厂纷纷宣布停产、限产,北方因供暖造成的大气污染加重,而实行分时段供暖,自从PM25、雾霾等关键词闯进人们的视野之后,环保更是每年必抓的重点。
在环境越来越恶劣的今天,物联网能够给环境保护带来哪些帮助呢?智能环保如何为人类造福?
智慧环保是借助多种技术方案,构建一个高度感知的环保基础环境,实现对环境相关指标及时、互动、整合的信息感知、传递和处理,以促进污染减排、环境风险防范、生态文明建设防范、生态文明建设和环保事业科学发展的先进环保理念。
在我国,环境形势十分严峻,主要原因之一是表现为环境监测能力严重滞后,环境监测水平地区差异十分明显,部分落后地区的环境监测站甚至不能正常开展工作,同时环境监测领域的广度及深度还不够,环境监测对象以水、气、声、渣为主,土壤、生物、放射物、电磁辐射、环境振动、让污染、光污染等监测工作还处于起步阶段,有毒、有害、有机污染物等项目的检测还处于 谋划阶段。
而且,我国的环境监测网络体系并不完善,环境监测信息统一发布平台尚未建立,以点代面,存在很大的隐患,为了适应环境发展的需求,必须通过加强环境科技创新以提高环境监测和预警的技术支撑能力,提高检测装置的进度,扩大自动检测范围, 提高所用设备长期运行的可靠性,加强信息处理能力、控制技术的应用,实现环境质量变化的预报和环境质量的直接控制。
物联网在智慧环保中,是数据实时获取、更新与管理的重要手段。对智慧环保企业信息技术应用而言,大数据对其产生的影响:促使数据获取与存储设备的更广泛应用,激发数据分析与挖掘技术的更强烈需求。
物联网智慧环保通过综合应用传感器、全球定位系统、视频监控、卫星遥感、红外探测、射频识别等装置与技术,实时采集污染源、环境质量、生态等信息,构建全方位、多层次、全覆盖的生态环境检测网络,推动环境信息资源高效、精准的传递,通过构建海量数据资源中心和统一的服务平台支撑,支持污染源监控、环境质量检测、监督执法及管理决策等环保业务的全称智能,从而达到促进污染减排与环境风险防范、培育环保战略性新型产业,促进生态文明建设和环保事业科学发展的目的。
物联网在环境保护中的应用
1 构建环保领域物联网体系
物联网作为一个系统,与其他网络一样,也有其内部特有的架构,其结构主要有三层:一感知层,通过RFID技术、传感器、二维码等物联网底层传感技术,实现物体信息实时获取,并通过传感网络;二网络层,通过将互联网、3/4G网络、短波网等多种网络平台的融合,构建物联网网络平台,将感知层采集到的信息实时准确地传递至环保信息中心,并对数据清理、整合、汇总,处理各种机械或人工造成的异常;三应用层,把感知层采集的信息,根据各功能模块需要进行智能化处理,实现污染的早期预警、治理IDE自动调节、环保信息的实时发布等环境物联网应用功能,并补救各种不稳定的技术结构,和程序、硬件以及网络的错误、调整数据采集传感器不稳定的工作环境。
2 开发智能化处理功能
物联网技术应用的目的在于,通过广泛采集的数据,运用数据挖掘等智能化技术,对采集的数据进行筛选和提炼,为决策层提供安全、可靠、有效的决策依据。数据的智能化处理是物联网技术应用的本质特征之一,在任何领域对物联网智能化优势,对环境监测进行智能化处理,将简单的环境监测数据提炼为各有价值的统计数据,至少可以达到两个目的:一方面延长污染环境预警时间,另一方面为环保部门治理环境污染提供可靠的决策依据。
3 实现自动化控制作用
物联网技术在环保领域中的应用,不能单单对数据进行采集然后传输至环保部门信息处理中心,除了要达到对环境污染提前预警和智能决策之外,物联网技术的应用实现在污染扩大之前自动对污染做出早期处理,缓解或阻止环境污染的进一步扩大。
4 提高抗损坏能力属性
在环保领域,大多数物联网传感设备需要长期暴露在不同的自然环境,如空气、水源等自然环境中,这会对物联网设备造成一定负面影响,尤其是在垃圾收集、生活污水处理、工业废气的检测等污染严重的区域,对传感设备的损坏程度十分胭脂红,物联网设备设施的耐用性问题,是目前制约其在环保领域应用上的主要瓶颈。
5 构建多平台网络模式
为保证环保工作中,物联网的正常运作,需要建立以互联网为主体,多网络平台共同适用的网络平台环境,以互联网为主体,原因在于需要环保工作中,信息采集处理的范围广,需要互联网作为主要运作平台,且面对城市、大型环保工程等基础设施较好的区域,互联网平台优势明显。
智能环保发展价值分析
1 对政府的价值分析
提高管理效率,提升环境保护效果,解决人员缺乏与监管任务繁重的矛盾。
2 对企业的价值分析
提高企业管理水平,对企业产生的废气、废水、废渣数量可准确掌握,承担起企业应用的社会责任。
3 对公众的价值分析
满足公众对于环境状况的知情权,还可以环境污染举报与投诉处理平台。
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一篇文章看懂什么是NB-IoT和物联网

NB-IOT是一种物联网实现技术 同zigbee及wifi一样 属于物联网的重要分支 NB-IOT是基于基于蜂窝的窄带物联网,它拥有低功耗的特点 跟zigbee一样 但是传输速率要大于zigbee 而wifi则消耗较大的功耗 但是传输速率比它们都要大
NB-IoT是IoT领域一个新兴的技术,支援低功耗装置在广域网的蜂窝资料连线,也被叫作低功耗广域网(LPWA)。NB-IoT支援待机时间长、对网路连线要求较高装置的高效连线。据说NB-IoT装置电池寿命可以提高至至少10年,同时还能提供非常全面的室内蜂窝资料连线覆盖。

物联网丨一篇文章搞懂LoRa,SigFox,eMTC和NB-IoT之间的区别

都是远距离无线传输,只是各自的应用领域不同而已。

LoRa比较适合区域网,自己管理资料,自己架设基站进行资料处理,比如一个农场、一个蔬菜基地等。

NB-IoT较适合广域网部署,应用领域比较适合广泛部署,一个特征应用比如共享单车就比较适合NB而不适合LoRa,比较像是3/4G跟WiFi的关系。

LoRa:基站需要自己管理,可以类比为自己家里WIFI路由器,手机连结WIFI上网

NB-IoT:基站运营商已经给你建好,要传输付钱即可,资料走运营商网路,可以类比为目前的手机3/4G上网

LoRa、SigFox因为出现的时间较早,且较基于授权频谱的LPWA技术更为成熟,也可以规模商用,能够满足当时部分使用者的需要,因此获得了运营商的选择。在市场上,基于非授权频谱的LPWA技术,主要是LoRa、SigFox为主。

随着技术的进步和发展,到了2016年,NB-IoT和eMTC这两项技术出现了,并且这两项技术都采用统一的3GPP标准来扩充套件物联网。这项技术具有行业标准的属性,是开放的,并且采用的技术方向是向5G进行逐步演进,标准会不断的提升和演进。

一篇文章看懂什么是工业40

这篇接地气的文章告诉你——什么叫工业40 导读:工业40到底是个啥,本来答应给他单独讲一遍,后来一想,不如整理下材料和思路,一块分享给大家,所以今天就跟大家谈谈这个神秘的工业40吧。
早年从事过工业自动化行业,后来为了赚点讲课费做零花。

工业40第一重天:智慧生产
之前我们说过,生产装置和管理资讯系统也各自连线起来,并且装置和资讯系统之间也连线起来了。你有没有觉得还缺点什么?没错,就是生产的原材料和生产装置还没有连线起来。
这个时候,我们就需要一个东西,叫做RFID,射频识别技术。估计你听不懂,简单来说,这玩意儿就相当于一个二维码,可以自带一些资讯,他比二维码牛叉的地方,在于他可以无线通讯。
我还是来描述一个场景,百事可乐的生产车间里,生产线上连续过来了三个瓶子,每个瓶子都自带一个二维码,里面记录著这是为张三、李四和王二麻子定制的可乐。
第一个瓶子走到灌装处时,通过二维码的无线通讯告诉中控室的控制器,说张三喜欢甜一点的,多放糖,然后控制器就告诉灌装机器手,“加二斤白糖!”(张三真倒霉……)。
第二个瓶子过来,说李四是糖尿病,不要糖,控制器就告诉机器手,“这货不要糖!”
第三个瓶子过来,说王二麻子要的是芬达,控制就告诉灌可乐的机械手“你歇会”,再告诉灌芬达的机械手,“你上!”
看到了,多品种、小批量、定制生产,每一灌可乐从你在网上下单的那一刻起,他就是为你定制的,他所有的特性,都是符合你的喜好的。
这就是智慧生产。
工业40第二重天:智慧产品
生产的过程智慧化了,那么作为成品的工业产品,也同样可以智慧化,这个不难理解,你们看到的什么智慧手环、智慧脚踏车、智慧跑鞋等等智慧硬体都是这个思路。就是把产品作为一个数据采集端,不断的采集使用者的资料并上传到云端去,方便使用者进行管理。
德美工业40和工业网际网路的核心分歧之一,就是先干智慧工厂,还是先搞智慧产品。德国希望前者,美国希望后者。至于中国,我们就搞加,还是加这个东西好,正加反加都行。
工业40第三重天:生产服务化
刚才说了,智慧产品会不断地采集使用者的资料和状态,并上传给厂商,这个就使一种新的商业模式成为可能,向服务收费。我好多年前在西门子的时候,西门子就提出来向服务收费,当时我觉得这是德国佬拍脑袋想出来的傻×决定,但是现在我才明白这是若干年前就已经开始为工业40的生产服务化布局了。你对西门子的印象是什么?冰箱?你个糊涂蛋,西门子这些年已经悄然并购了多家著名软体公司,成为仅次于SAP的欧洲第二大软体公司了。
这个服务是什么呢?比如西门子生产一台高铁的牵引电机,以往就是直接卖一台电机而已,现在这台电机在执行过程中,会不断的把资料传回给西门子的工厂,这样西门子就知道你的电机现在的执行状况,以及什么时候需要检修了。高铁厂商以往是怎么做的?一刀切,定一个时间,到时间了不管该不该修都去修一下,更我们汽车保养没什么差别。现在西门子可以告诉你什么时候需要修什么时候需要养护,你要想知道,对不起,给钱。
再举个例子,智慧产品实现后,每一辆汽车都会不断地采集周边的资料,来决定自己的行驶路线,整个运输系统会完全服务化,任何人都不需要再买车,有一天也许自己开车会成为严重的违法行为,因为装置是智慧的,而人确是不可控的。
在这个阶段,所有的生产厂商都会向服务商转型。
工业40第四重天:云工厂
当工厂的两化融合进一步深入的时候,另一种新的商业模式就有要孕育而生了,这就是云工厂。
工厂里的装置现在也是智慧的了,他们也在不断地采集自己的资料上传到工业网际网路上,此时我们就可以看到,哪些工厂的哪些生产线正在满负荷运转,哪些是有空闲的。那么这些存在空闲的工厂,就可以出卖自己的生产能力,为其他需要的人去进行生产。
网际网路行业为什么发展的这么快,就是因为创业者只需要专注于产品和模式创新,不需要自己去买一个伺服器,而是直接租用云端的服务就行了。而目前工业的创业者,还是要不断地纠结于找OEM代工还是自建工厂中,这个极大地限制了工业领域的创新。当云工厂实现的时候,我预言中国的工业领域将出现一个比网际网路大百倍以上的创新和创业浪潮,那个时候这个社会的一切都将被深刻的改变。
工业40第五重天:跨界打击
网际网路行业天天说降维打击传统行业,什么谷歌小米阿里巴巴乐视,可是我告诉你,当工业40进入第五重天时,工业企业的跨界打击将比这些网际网路企业猛烈百倍。这个过程将从根本上撼动现代经济学和管理学的根基,重塑整个商业社会。
举个例子,一个生产手表的厂商,这个表每天贴着你的身体,采集你身体的各项资料,这些资料对于手表厂商也许没啥用,但是对于保险公司就是个金库,这个时候,手表厂商摇身一变,就能成为最好的保险公司。
当自动化和资讯化深度融合的时候,跨界竞争将成为一种常态,所有的商业模式都将被重塑。
工业40大圆满:黑客帝国
整个工业40过程,就是自动化和资讯化不断融合的过程,也是用软体重新定义世界的过程。
在未来,多元宇宙将在虚拟世界成为现实,一个现实的世界将对应无数个虚拟世界。改变现实世界,虚拟世界会改变;改变虚拟世界,现实世界也会改变。一切都在基于资料被精确的控制当中,人类的大部分体力劳动和脑力劳动都将被机器和人工智慧所取代,所有当下的经济学原理都将不再试用,还将有可能引发道德伦理问题。但是我相信有一些东西是不会变的,人类的爱、责任、勇敢,对未来和自由的向往,以及永无止境的奋斗。生生不息!
好吧,现在大谈黑客帝国似乎有些遥远,那就谈谈科理咨询的2016年德国汉诺威工业展与工业40标杆学习之旅吧!科理咨询带着学员都学到了什么呢?请关注随后的系列报道。

nb-iot和其他物联网的区别

nbiot和emtc应该是比较相似,因为都基于LTE技术
而其他非LTE系列的物联网就根本不同了

窄带物联网 nb-iot o为什么小写

NB-IoT是narrowbandinterofthings,即窄带物联网技术,是LPWA技术的一种。LTECategoryM2也被称为Narrow-BandIoT(NB-IoT)没有Cat-NB的说法

物联网《NB-IoT已经来了,LTE-V还会远吗

1、实现无人驾驶,单车智慧+汽车联网,两手都要硬
当前市场忽视了通讯网路对于无人驾驶的关键作用。之前大家讨论的更多的是单车智慧,而要实现最终的无人驾驶,必需单车智慧和汽车联网相辅相成,特斯拉事故已经说明,仅仅单车智慧是不够的。实现汽车联网的通讯网路必须具备低时延、大频宽的效能,实现车与车、车与路之间的通讯,而目前包括 NB-IoT、4G 等网路均不符合要求,必须要有专用的车联网通讯标准。
2、抢夺车联网标准,中国推出 LTE-V
中国是世界第一大的汽车市场,同时中国通讯产业又具备全球竞争力,出于通讯安全的考虑,中国工信部正在积极推动自主化的车联网标准。华为、大唐等主导的车联网标准 LTE-V 预计在 2016 下半年和 2017 上半年分步冻结,2018 年商用推广,抢在美国强制推广之前(DSRC)。同时,我国 8 月份将释出“智慧网联汽车发展技术路线图”,我们判断,LTE-V 将是其中的重要内容之一。

一篇文章看懂茅台为什么那么贵

历史悠久:贵州茅台酒独产于中国的贵州省遵义县仁怀镇,是与苏格兰威士忌、法国科涅克白兰地齐名的三大蒸馏名酒之一,是大曲酱香型白酒的鼻祖。

品质优越:被尊为“国酒”。他具有色清透明、醇香馥郁、入口柔绵、清冽甘爽、回香持久的特点,人们把茅台酒独有的香味称为“茅香”,是我国酱香型风格最完美的典型。

一张图看懂什么是物联网

物联网是网际网路的延伸,可以说是网际网路的一种应用。物联网通过各种感知装置,如射频识别、感测器、红外等,将资讯传送到接收器,再通过网际网路传送,通过高层应用进行资讯处理,达到“感知”的目的。

一篇文章弄懂什么是虹膜识别

美国智库 Acuity Market Intelligence
曾发表过一份《生物识别的未来》报告,报告显示,虹膜识别技术将在未来10—15年迅速普及,并占全球生物特征识别16%的市场份额,虹膜识别产品总产值也将达到35亿美元。毕竟无需赘言,在智慧手机之外,未来整个IOT产业的崛起理论上都可被视作虹膜技术普及的基石——你知道,当万物互联时代来临,资料安全牵一发而动全身,人们都在企盼一种与机器更安全的互动方式。
拜好莱坞所赐,如下场景早已被视作未来理所当然的一部分:某Boss级人物神色淡定或慌张地进入实验室等神秘部门,他只需要“看一眼”萤幕即可来去自如。事实上,虹膜识别并不是一个初生事物,基于虹膜扫描识别身份的理论认知可追溯到上世纪30年代,并于90年代逐渐实现商业化落地,如今也已应用在诸如金融, ,机场和军方等现实中貌似类似“神秘部门”的地方。但如你所知,人类历史的底层驱动力永远都是技术以及让技术大范围扩散的商业,遵循着与计算机,网际网路,智慧手机等颠覆性技术的相似步伐,如今虹膜识别也正在从特定领域推广至普通消费人群之中。最直观的例子当然来自三星刚释出的Galaxy
Note7,这是虹膜识别技术第一次被添置在真正意义上的主流旗舰智慧手机之上。
在不少人看来,考虑到三星之于手机产业链的掌控力和号召力,与去年富士通ARROWS NX F-04G以及微软Lumia
950XL等小众机型对虹膜识别的仓促不同(譬如识别时间过长),三星的入局有望起到某种带动之力——据报道,三星的加入甚至让与虹膜识别相关的企业股票也一度飘红。技术的成熟当然是另一方面。古往今来,人类一直对“精准识别身份”心向往之——而有理由相信,愈到未来,安全地告知机器“我是谁”这件事就愈加重要。
而在这件事上,至少看起来,虹膜识别可以做到更多。
你的唯一
大体而言,在所有常规生物特征识别(包括指纹,人脸,虹膜,声音,掌纹等)当中,由于虹膜自身的精准性,防伪性,唯一性,稳定性,主流学界通常认为虹膜是比指纹或者面部识别更“高阶”的识别方式,要知道,相比于指纹08%,人脸2%左右的误识率,虹膜识别低至百万分之一的误识率看起来几乎没有任何蛊惑性。
那到底何为虹膜人眼结构由巩膜,虹膜和瞳孔三部分构成,虹膜即是位于其他二者之间的圆环状部分,属于眼球中层,负责自动调节瞳孔大小,从而适应不同光照环境。而交叉错杂的细丝,斑点和条纹等细微之物构成虹膜大量独一无二的资讯特征,也因此具备了某种与生俱来的不可复制性(顺便一提,虹膜的唯一性同样存在于同卵双胞胎身上,后者DNA资讯重合度非常之高),其复杂度远超如今在智慧手机普及的指纹识别,有研究表明,虹膜识别准确性是指纹识别的1万倍。
可想而知,细小的动态特性让伪造虹膜变得几乎不太可能,至少目前,无论照片,假眼,乃至在隐形眼镜上列印(对了,当眼球剥离人体,虹膜也会随瞳孔放大从而失去活性),都几乎没办法欺骗机器对于主人虹膜的信赖。
而极强的稳定性是虹膜用于生物识别的另一利器。任何人在胎儿发育阶段形成之后,虹膜即终生保持不变,且几乎不会受到外部环境的干扰——在眼睑的庇护下,它不易受到外伤侵袭,更重要的是,目前看来,诸如红眼病,白内障,青光眼,沙眼结膜炎,近视眼手术这些常见的眼部侵扰都无法影响虹膜自身纹理。这意味着,虹膜不会出现指纹解锁时易磨损,灵敏度低,蜕皮或者潮溼而致使手机无法识别的困扰。
另外,最后想说,相较于指纹,虹膜中远距离的非接触式采集无疑要卫生许多。
怎么用
很好理解,虹膜识别技术能将虹膜资讯特征转为密码储存。
在具体的实现路径上,拿Note7来说,在前置镜头同侧增加了IR
LED与虹膜摄像头,在识别过程之中,前置摄像头辅助虹膜摄像头确定持机者的大体轮廓,再经由IR
LED发射红外光源(虹膜识别无法用最常见的彩色可见光感测器,要用独立的红外感测器,以保证能为暗光下使用),虹膜摄像头通过光源扫描持机者虹膜资讯,然后将虹膜资讯转为编码,与已知密码进行比对,以最终决定是否解锁。通常来说,相比录入指纹时的繁琐,初次录入虹膜要迅捷许多,大概只需要几秒钟;而当用户试图用虹膜解锁手机时,根据视讯演示,虽不比指纹,但仍谈得上灵敏。
而直觉便知,虹膜识别的应用场景可被延伸至萤幕解锁之外,譬如Note7提出的一种场景方案是新增了一个“安全资料夹”,通过虹膜解锁存放一些包括应用,照片,便签在内的私人资料或资讯(你知道,每个人都有一些“不可告人”的小秘密),让其独立于其他手机资料之外,唯有虹膜可以开启,算是上了份双保险。
在我看来,这一功能也在很大程度上回应了业界对于虹膜识别普及性的担忧——事实上,至少在现阶段,作为科技急先锋的虹膜识别与已然成熟的指纹识别并非取代关系,而更接近于不同场景中的互补或进阶,Note7的安全资料夹即是如此,你大可将其视作指纹之后的第二道安全防护,**里出入神秘部门也得布防重重关卡不是
嗯,在告知机器“我是谁”这件事上,人类经历了各种密码,数字证书,硬体KEY(譬如U盾)等多种方式,有理由相信,身份识别的下一幕很大程度上将由虹膜等生物特征识别完成。其实追溯人机互动历史,一个清晰的脉络是:主流计算装置的每次形态改变,必然伴随着人机互动难度下降,而随着虹膜等识别技术的完善,人类与机器之间的“信任关系”势必将迈向一个新篇章。
未来由现实铺就,而“未来已经来临”。在科技领域,未来十年将会令过去的十年黯然失色,但愿这其中会有生物识别技术很大的功劳。


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