人工智能赋能的物联网：应用、产品与研究挑战

### 人工智能赋能的物联网：应用、产品与研究挑战 在当今科技飞速发展的时代，人工智能与物联网的融合正深刻改变着我们生活和工作的方方面面。从交通模拟到医疗保健，从智能家居到工业制造，这一融合展现出了巨大的潜力和无限的可能性。 #### 物联网的多元应用 1. **混合现实（MR）**：混合现实将VR和AR服务相结合，创造出能实时存在并相互交融的物理和虚拟对象。据调查，到2020年底，企业在MR领域的投资将超过44亿美元。基于MR的微软HoloLens和可穿戴全息计算机在教育和培训领域得到应用，专业人员可以在共享的虚拟环境中轻松进行3D建模。在医疗保健方面，专业人员可以实时远程传授手术技巧。 2. **智能锁**：物联网在家居安全领域的应用使得传统锁逐渐被智能锁取代。智能锁无需物理钥匙，可通过虹膜扫描、指纹和面部识别等生物识别信息开启。 3. **智能工厂**：智能工厂涉及企业资产管理，基于物联网的动力驱动资产管理可提高运营效率、优化资源，并更好地控制销售生命周期、合规程序等。WebNMS就是一个物联网智能工厂平台的例子，它可进行能源管理，提高企业的能源利用效率。 4. **智能道路收费与交通监控**：通过植入的传感器、摄像头、交通调节器和物联网设备收集数据，可轻松实现繁忙道路和高速公路上交通信号灯的自动化定时控制。物联网设备还能在车辆进入收费区域时自动收取费用，并在收费成功后自动升起闸门。 5. **智能电网**：在电力生产中，物联网可有效监测各种发电厂的发电情况，还可用于观察变电站、塔架、电力消耗和调度线路。物联网设备还能通过测量不同参数和网络，帮助客户使用智能电表。高处理能力的物联网设备可提高智能电网在处理、灾难恢复、可靠性和预警方面的性能。 6. **智能机器人**：机器人物联网（IoRT）有众多应用，可根据智能传感器收集的数据实时分析和优化机器性能。服务型和人形机器人可用于物流配送、救援、农业、安全、健康与国防以及娱乐等领域。但近期的疫情危机表明，IoRT技术仍需更多进步。 7. **废物管理**：大多数大城市面临废物管理问题，物联网策略可支持市政废物收集者监控垃圾车的时间表、垃圾倾倒量和整个过程的效率。 8. **近场通信（NFC）支付**：如今，大多数零售支付都通过NFC进行，客户可以使用支持NFC的智能设备进行非接触式支付，减少支付时间，提高支付的安全性。 9. **人工智能赋能的水下物联网**：具有智能传感器和自主水下航行器的水下物联网（IoUT）可用于探测水下宝藏和敌方潜艇，还可协助探测矿物、珊瑚、礁石和金属。 10. **智能无人机**：无人机具有高范围的敏捷性和自主性，可为物联网提供广泛的便利。基于无人机的物联网方案可用于人群监控、人脸识别和移动边缘计算等。无人机还可用于定位地面站、优化物联网设备的集群和降低传输功率。 11. **物联网法医应用**：尽管有许多用于物联网安全和隐私的模型，但这仍是一个开放的研究问题。如今，人们开始关注物联网中的数字取证。由于物联网安全仍在发展中，存在很高的安全漏洞风险，因此需要建立积极的数字取证程序来跟踪攻击并找到可靠的数字证据。 12. **智能医疗系统**：可穿戴物联网设备可持续监测生理指标，有助于进行健康监测。例如，Moodable是一种可提升情绪的设备，通过向大脑发送低强度电流来改善情绪。可摄入传感器可监测体内药物情况，为患者提供早期预警。 13. **智能灾难管理**：智能灾难管理有助于减少即将到来的灾难造成的潜在损失，并为受害者提供即时和合适的建议。物联网系统结合卫星通信和地理信息安排可帮助降低风险，进行预防、早期预警，并利用社交媒体进行意识创造、救援和响应措施以及失踪人员搜索。 14. **音乐领域**：物联网应用逐渐在音乐技术行业发挥作用。谷歌的Universal Orchestra和麻省理工学院的Patchwork是基于物联网的音乐创新的例子。SoundWire和JackTrip等远程表演方案使不同地点的乐器演奏者能够像在同一房间一样演奏。此外，通过节奏振动和自动调音乐器，演奏者可以远程演奏乐器。 #### 物联网消费电子产品 |产品名称|产品图片|特点|应用|局限性| | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- | |Bit Defender Box|来源：http://iotlineup.com/|提供高安全性扫描解决方案，有效阻止传入威胁，保护所有物联网设备，可作为智能无线路由器|智能家居安全、智能自动化网络安全|电池优化、存在漏洞、过度依赖技术| |SmartMat智能瑜伽垫|来源：http://iotlineup.com/category/iot_health_and_fitness|能检测使用者的姿势是否正确，并提供即时建议|健康与健身、健身设备、智能医疗保健|兼容性和复杂性、成本、安全问题| |Lockitron Bolt智能锁|来源：http://iotlineup.com/category/iot_consumer_security_cameras|在远离家的环境中提供智能锁选项，保障家庭安全|家庭安全与保障、家庭智能医疗保健、消费智能锁|成本、集成问题、缺乏连接标准| |Philips Hue Hue Go|来源：http://iotlineup.com/|属于智能照明方案，通过智能控制不断改变人们对光的体验|家庭能源管理、家庭自动化、室内照明|数据泄露、过度依赖技术、安全问题| |Airfy iBeacon家庭自动化设备|来源：http://iotlineup.com/|允许使用一个或多个Wi-Fi路由器实现家庭智能化，提供最佳WLAN连接|家庭自动化、家用电器、机器人|电池优化、存在漏洞、成本问题| |智能门锁|来源：http://iotlineup.com/category/iot_smart_locks|可通过控制台开门，为特定成员提供无线自定义访问代码|家庭自动化、安全、智慧城市|兼容性和寿命问题| |智能蓝牙追踪器|来源：http://iotlineup.com/category/iot_smart_locks|通过短程指示将必要物品与智能手机数字连接，离开物品时会发出警报，并通过移动应用引导找回物品|健康与健身、智慧城市、消费智能锁|缺乏认证标准、数据泄露、连接问题| |智能自行车追踪器|来源：http://iotlineup.com/category/iot_smart_locks|可追踪自行车位置，当自行车离开指定区域时发出警报，智能锁还允许多个骑手共享一辆自行车|家庭安全与保障、家庭自动化、消费智能锁