【新智元導讀】密歇根州立大學教授、清華大學軟體學院教授劉雲浩是中國最早定義「物聯網」的學者。近日，他接受了ACM官網的專訪，談了他對未來五年內物聯網和感測器領域研究前景的展望。

劉雲浩，密歇根州立大學教授、計算機科學與工程系主任。他還擔任清華大學長江學者特聘教授、清華大學軟體學院教授。他的研究領域包括物聯網、普適計算和本地化，感測器網路/射頻識別（RFID）和分散式系統。他曾獲得ACM總統獎、ACM MobiCom最佳論文獎，中國國家自然科學獎、NSF中國國家傑出青年獎學金獎、中國計算機大會物聯網青年成就獎等。

劉雲浩著有《位置，本地化和可本地化》一書，以及中文教科書《物理網導論》。他因為對感測器網路和物聯網做出的傑出貢獻被評為ACM Fellow。他還擔任 ACM Transactions on Sensor Networks期刊主編、ACM中國理事會名譽主席等職。

近日，ACM官方對劉雲浩教授進行了專訪，劉教授在訪談中談到自己如何對走上物聯網研究之路，展望了未來五年物聯網和感測器領域可能出現的進步，並以ACM中國理事會主席的身份，提到了ACM在中國面向開發者和從業者開展的一系列活動。

以下是新智元對此次訪談內容的編譯。

您是如何開始對感測器網路和物聯網產生興趣的？

我當了四年工程師，進入研究生階段學習，開始關注物流和供應鏈問題。在產業界的工作經歷也讓我具備了使用網路和其他IT技術的經驗。本世紀初，當我開始攻讀博士學位時，互聯網革命剛剛起步，我當時就意識到互聯網將在全世界產生巨大的影響。

我喜歡互聯網本身即可自我擴展的設計理念。而且我認為我們不僅需要連接機器，而且最終需要連接人、汽車、衣服和其他幾乎所有東西，使互聯網變得更加智能化。另一方面，用眼睛和耳朵增強互聯網的能力。因此，我對深入研究物聯網/感測器網路/ RFID有著充分的動力，並致力於打造互聯、可編程、智能化和功能性兼備的新型設備，並提供比以往更多的信息。

您主持的項目Green Orbs在森林中部署了1000多個感測器節點，收集數據的時間段超過一年。開發Green Orbs面臨著哪些機遇和挑戰？

啟動該項目出發點是，人們在過去幾十年中為應對全球氣候變化所做的共同努力。環境學研究表明，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。森林在陸地生態系統中能夠螯合碳儲量，而城市則是二氧化碳排放的主要來源。

我們在2007年啟動了Green Orbs項目。首演目標是在森林中建立一個長期、大規模的感測器網路，以提供全年的生態監測，收集各種感官數據，包括溫度，濕度，光照和二氧化碳含量等數據，然後與研究人員共享數據。

當時，超過200個感測器節點的感測器系統還無法在野外工作。而且當時的系統一次持續工作時間最長只有幾個月。因此，我們是第一個創建具有數千個感測器，連續工作時間長達幾年的系統項目。從2008年開始，Green Orbs在不同地方進行了多次不同規模的部署。到2010年初，我們在杭州項目的網路規模達到了330個節點。

後來我們將網路規模擴大到了500多個節點，並將網路擴展到中國國家級自然保護區天目山。總體而言，到2011年時，我們已經在森林中部署了2000多個節點。我們還使用網路進行「林冠鬱閉度」（Canopy closure）測量。林冠鬱閉度的定義為：由頂葉垂直遮蔽的地面面積占林區總面積的百分比。這是一種廣泛使用的重要林業指標，但傳統的測量技術要麼準確性差，要麼成本過高。使用類似的方法，Green Orbs還能夠另一個名為「葉面積指數」的林業指標，系統感測器部署在三維空間中。

在Green Orbs項目第一階段的基礎上，我們開始了推進第二階段，CitySee。2011年，我們在江蘇省無錫市區部署了1200個節點，每個節點配備了數十個感測器。在未來三年內，在中國國家科學基金會的資助和行業的支持下，我們在30多個城市部署了不同規模的CitySee子系統。該系統能夠收集多個維度上的數據，包括二氧化碳、溫度、濕度、聲音、光照、位置和人類行為等。

極其動態的環境以及對城市區域進行長期，大規模，連續和同步監控的需求帶來了新的挑戰，因此我們採用了一系列創新設計，包括低功耗協議，無線定位，網路診斷和無感測器感應。GreenOrbs和CitySee成為智能城市實施中的兩個早期項目，我們從這個項目中學到了很多，有利於我們今天的系統設計。

在未來五年內，您認為感測器網路或物聯網技術可能會有什麼明顯的進步？

近年來，我們可能會經常聽到AI + IoT，邊緣計算和大數據等詞。ACM不久前剛剛將2018年的圖靈獎授予三位AI領域的開拓者——Yoshua Bengio，Geoffrey Hinton和Yann LeCun。我很清楚，嵌入AI技術的物聯網是未來最有前途的技術之一。物聯網設備多年來一直致力於建立一個互聯世界。這些設備生成大數據，能夠處理從辦公室到家庭到汽車的所有事務。

現在，有些人已經開始使用「萬物互聯」（或IoE）一詞，而不是「物聯網」。對於傳統的數據分析方法而言，數據是以集中的方式存儲在雲中的，需要到雲中去挖掘。然而，對於像自動駕駛汽車這樣的實時應用來說，這個數據分析過程還不夠快，而且仍然要面對隱私等問題的挑戰。

相比之下，AI嵌入式物聯網技術能夠幫助企業和個人直接從物聯網設備中獲得有意義的觀點。邊緣系統變得更加智能，AI+物聯網系統的強大功能將使工業設備更安全、更個性化。這些技術也將使家用設備走向智能化和私密化。互聯網服務將從更多關注以消費者為導向的需求，轉向以行業為導向的需求，轉向更廣泛的領域。

中國的研究人員和從業人員如何通過參與ACM和ACM中國理事會的活動中獲益？

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，由北京大學張明主持的ACM SIGCSE（中國）與ACM中國會員就計算機科學，軟體工程和人工智慧的課程建設上進行著合作。ACM中國分會還幫助為ACM中國會員提供在線學習資源和課程。其他SIG中國分會，包括SIGAI，SIGMOD，SIGCOMM，SIGMOBILE，SIGBIO，SIGMM，SIGSAC，SIGOPS等機構也為中國研究人員和從業人員舉辦了大量的輔導和研討會活動。

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ACM分會的支持下，ACM中國理事會自2017年以來每年在中國組織ACM圖靈獎慶祝大會（ACM TURC）。每年有1500多名ACM中國會員參加。許多圖靈獎得主在該活動中舉辦講座。在往年的會議上，Vinton Cerf，Raj Reddy，John Hopcroft，Leslie Valiant和姚期智等圖靈獎得主都曾出席。前ACM主席亞歷山大·沃爾夫和Vicki Hanson也參加了此次活動，並進行了會談。

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人員提供了強大的工具和資源，起到促進職業生涯發展、豐富知識的作用，同時幫助他們在行業內結識更多的人。

原文鏈接：

https://www.acm.org/articles/people-of-acm/2019/yunhao-liu

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