信息時代，知識就是力量?？赡芎苌儆衅髽I(yè)能夠像微軟一樣真正明白這個道理，該公司每年支付約90億美元，用于研究和開發(fā)新技術(shù)。微軟研究院（Microsoft Research，簡稱MSR）是世界上最大的研究機(jī)構(gòu)之一，全世界設(shè)有十幾個實驗室，研究人員近1 000名。有很多在計算機(jī)科學(xué)、物理學(xué)、數(shù)學(xué)等領(lǐng)域受到高度公認(rèn)的專家及許多著名科學(xué)獎項獲得者都供職于微軟研究院，包括圖靈獎得主東尼·霍爾和詹姆斯·尼古拉·格雷、菲爾茲獎得主邁克爾·弗里德曼、沃爾夫獎得主拉茲洛·洛瓦什、麥克阿瑟研究員獎得主吉姆·布林以及戴克斯特拉算法獎得主萊斯利·蘭波特。

微軟歐洲實驗室坐落在德國亞?。ˋachen），不遠(yuǎn)處就是世界著名的萊茵威斯特伐利亞研究所，40位研究人員在此工作，他們的任務(wù)是與德國乃至歐洲的客戶合作開發(fā)云計算產(chǎn)品，推動企業(yè)、政府機(jī)構(gòu)和研究機(jī)構(gòu)之間的合作，并最終為微軟招來生意。微軟歐洲高新技術(shù)實驗室（Advanced Technology Labs Europe，簡稱ATL歐洲）副主任沃爾夫?qū)ぢ╓olfgang Manousek）在CHIP的訪談中用一句話很好地介紹了他們所從事的事業(yè)：“當(dāng)今世界，任何人想要變得強(qiáng)大，需要的不僅僅是知識，還要懂得如何通過電腦從數(shù)據(jù)中獲得知識，而微軟可以提供必要的工具?！?/p>

傳感器是感官、云是大腦

白發(fā)蒼蒼的沃爾夫?qū)ぢ勑︼L(fēng)生地和我們談?wù)撝嘘P(guān)物聯(lián)網(wǎng)、機(jī)器學(xué)習(xí)、智能芯片和數(shù)據(jù)合并等當(dāng)今的技術(shù)熱點，討論著床單作為傳感器如何區(qū)分睡眠障礙和夜間起來小便，介紹著導(dǎo)航設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)的連接對于交通規(guī)劃問題產(chǎn)生的沖擊，在曼努瑟對未來情景的設(shè)想當(dāng)中，信息時代所有的一切理所當(dāng)然地都應(yīng)該連接起來，所有的信息都應(yīng)該可以被利用起來。

云計算是微軟歐洲高新技術(shù)實驗室主要的研究項目，而云計算將在信息時代的未來發(fā)展遠(yuǎn)景中扮演重要的角色。無論是智能網(wǎng)絡(luò)設(shè)備還是傳感器收集到的信息，都將傳輸?shù)接嬎銠C(jī)中心（云計算）進(jìn)行處理，前者就好像人的肌肉和感官細(xì)胞，而云則是大腦。

因而，云計算雖然只是曼努瑟以及他的團(tuán)隊正在研究的許多新項目之一，但是它可能是最重要的一個。為了從行業(yè)、政府和研究機(jī)構(gòu)中尋找最佳的機(jī)會發(fā)展客戶，作為頂級信息產(chǎn)業(yè)企業(yè)的微軟公司高新技術(shù)實驗室，最終選擇了將研究與行業(yè)結(jié)合在一起。按照曼努瑟的說法，最為關(guān)心的問題是：“我們是否可以通過我們的研究，解決客戶的問題？”這里所討論的問題主要涉及信息安全和數(shù)據(jù)分析領(lǐng)域。而在這些領(lǐng)域，最具有說服力的莫過于微軟能夠讓那些從未受到重視的數(shù)據(jù)成為財富。曼努瑟和他的團(tuán)隊正在為此而努力，研究和評估更多數(shù)據(jù)處理的算法和設(shè)備，未來這些程序?qū)⒖梢杂糜谔幚硎澜缟厦恳粋€角落的傳感器數(shù)據(jù)，并且這些程序?qū)⒛軌蜃詣诱{(diào)整以適應(yīng)新的變化?？梢灶A(yù)見，未來越來越多的人將喜歡曼努瑟以及他們團(tuán)隊的產(chǎn)品。

自動學(xué)習(xí)和調(diào)整的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組

這并不是科幻小說，該項目負(fù)責(zé)人馬塞爾·蒂利在巨大的演示墻前為我們進(jìn)行了演示。一個風(fēng)力發(fā)電機(jī)組模型通過微軟歐洲高新技術(shù)實驗室的程序連接到一個智能電網(wǎng)中，天氣模擬器顯示著新的數(shù)據(jù)，工業(yè)電腦上一堆指示燈正閃爍著。突然，兩個風(fēng)力發(fā)電機(jī)輕微地移動了一下，開始自動進(jìn)行調(diào)節(jié)，這是由于接收到了工業(yè)控制電腦的指令，指令來自“計算云”中，它通過對電力消費習(xí)慣、模擬的風(fēng)向和風(fēng)力天氣信息計算生成控制指令。

微軟歐洲高新技術(shù)實驗室希望通過風(fēng)力發(fā)電機(jī)組模型展現(xiàn)機(jī)器和傳感器如何能夠變得更智能。其背后的想法是，通過傳感器檢測每一個風(fēng)力發(fā)電機(jī)的設(shè)備使用率、氣壓、溫度、發(fā)動機(jī)的振動，加上氣象資料、全國電力消費模式和其他盡可能多的相關(guān)數(shù)據(jù)，在云中嘗試找出數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)性和規(guī)律。為此，微軟結(jié)合統(tǒng)計學(xué)方法和機(jī)器學(xué)習(xí)的方法，分析實時的數(shù)據(jù)流和歷史數(shù)據(jù)，從云中匯集的數(shù)據(jù)中提煉出有用的信息和改進(jìn)的工作指令，并將其發(fā)送到控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)的電腦，盡早地根據(jù)氣象情況和電網(wǎng)的消費情況做出反應(yīng)，例如增加功率和安排維護(hù)服務(wù)，并且讓系統(tǒng)根據(jù)計算的結(jié)果不斷地進(jìn)行調(diào)整和完善。眾所周知，任何設(shè)備說明書上的基本配置參數(shù)不可能適合所有的應(yīng)用環(huán)境，特別是對于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組這樣的設(shè)備來說更是如此。

基本上，這是每一個控制論專家的夢想，通過環(huán)狀的反饋回路不斷地自動校正系統(tǒng)。讓機(jī)器完成所有工作的同時，還要能夠完成得最好。然而，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的模擬器僅是一個例子，根據(jù)蒂利的介紹，這種技術(shù)可以適用于許多工業(yè)、科學(xué)等其他的流程，只是操作的數(shù)據(jù)流不同而已。那么，類似的技術(shù)如何在實踐中加以應(yīng)用呢？蒂利說：“通過我們的StreamInsight平臺，一個公司改良了其生產(chǎn)線的公差范圍。在使用該系統(tǒng)之前，舊系統(tǒng)為了不放過一個有缺陷的零部件，近乎吹毛求疵地檢測零部件。而現(xiàn)在“好”和“壞”之間的差異被明確地定義，生產(chǎn)系統(tǒng)的效率得到了極大的提高。毫無疑問，這應(yīng)該歸功于微軟集成了StreamInsight的云服務(wù)。除此以外，在計算機(jī)中心我們使用麥克風(fēng)來監(jiān)控硬盤的狀態(tài)，我們的云應(yīng)用已經(jīng)學(xué)會了什么樣的聲音表示設(shè)備的壽命即將終結(jié)，并可以規(guī)劃一個合適的時間進(jìn)行設(shè)備更換?！?/p>

這些例子表明，云中的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，可以優(yōu)化生產(chǎn)流程，適用于各種工業(yè)、科研和管理部門。不過，這顯然需要使用微軟的系統(tǒng)解決方案。根據(jù)項目總監(jiān)蒂利的介紹，他們的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組模型從控制器到云應(yīng)用程序使用的都是微軟的技術(shù)。

一個錯誤將毀掉整個系統(tǒng)

微軟歐洲科學(xué)技術(shù)實驗室副主任沃爾夫?qū)ぢf：“我們已經(jīng)向很多中小企業(yè)介紹了我們的云服務(wù)，他們的興趣極大?！蔽④浀募夹g(shù)可以為企業(yè)提供更多的控制能力和生產(chǎn)效率。而且，監(jiān)測和控制生產(chǎn)主要通過工業(yè)電腦或者電腦化的控制設(shè)備，這些設(shè)備許多都運(yùn)行Windows Embedded，因此，遷移到云是簡單的，唯一的問題是對于安全的顧慮。

客戶希望知道，如何防止他人讀取或篡改數(shù)據(jù)？怎么識別傳輸錯誤的數(shù)據(jù)？曼努瑟認(rèn)為，一個錯誤或有問題的操作可能會毀掉整個系統(tǒng)，因此業(yè)內(nèi)人士擔(dān)心工業(yè)間諜或者系統(tǒng)缺陷會產(chǎn)生嚴(yán)重負(fù)面影響并不是沒有道理的。由于軟件等原因?qū)е律a(chǎn)中斷并不是什么新鮮事，而能夠接觸和操作系統(tǒng)的人是否可能出于某種目的而人為地修改數(shù)據(jù)，也是必須要防范的問題。

因此，MSR專門設(shè)有研究項目，致力于增強(qiáng)數(shù)據(jù)流訪問的安全保護(hù)措施，讓系統(tǒng)變得更強(qiáng)大、更能夠應(yīng)對各種錯誤。微軟實驗室目前所要做的是做好準(zhǔn)備，努力讓新技術(shù)變得更值得信任，因為大規(guī)模的應(yīng)用還沒有開始。不過，MSR云計算的應(yīng)用將很快進(jìn)入生活中的各個領(lǐng)域，除了家中的互聯(lián)網(wǎng)電視和收集各種數(shù)據(jù)所需的傳感器，冰箱也將連接智能電表，充分發(fā)揮智能電網(wǎng)的節(jié)能與控制優(yōu)勢。汽車的行駛和停放也可以通過云進(jìn)行控制，在接近停車點前即可確定停車位。曼努瑟說：“越來越多的信息將會交匯在一起，幫助系統(tǒng)做出最佳的決策?！?/p>

上述應(yīng)用中云起到了組織和分析的核心作用，如果將云看作是由電子神經(jīng)組成的大腦，那么在系統(tǒng)借助傳感器運(yùn)作時，我們將更多的數(shù)據(jù)交給它，它就會變得更強(qiáng)大。如果一切順利，云計算將被廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域，而在科學(xué)領(lǐng)域，云計算的表現(xiàn)已經(jīng)相當(dāng)好了，歐洲基于云計算基礎(chǔ)設(shè)施的虛擬化多學(xué)科環(huán)境項目（VENUS-C項目）目前已經(jīng)完成，歐洲的研究人員和企業(yè)可以更輕松地將他們的復(fù)雜計算任務(wù)外包到云。30個先導(dǎo)項目已經(jīng)啟動，目前的用戶分別來自生物信息學(xué)、系統(tǒng)生物學(xué)、醫(yī)藥開發(fā)、土木工程、公民保護(hù)與緊急事件處理、科學(xué)數(shù)據(jù)等領(lǐng)域。在希臘地震期間，需要進(jìn)行森林大火風(fēng)險安全性評估，這項工作以往需要花費幾個小時，而現(xiàn)在通過云計算只需要幾分鐘即可完成。在云的支持下，所有的人都相當(dāng)于擁有了一個小型的超級電腦。

有效利用知識就是力量

曼努瑟說：“現(xiàn)在我們都在討論大型數(shù)據(jù)集和大量數(shù)據(jù)源的處理，但是在數(shù)量巨大的數(shù)據(jù)中找到相關(guān)的信息并不是一件簡單的事情，而是一門藝術(shù)。”根據(jù)MSR歐洲實驗室研究人員的介紹：“數(shù)據(jù)中可供挖掘的潛力，隨著數(shù)據(jù)數(shù)量和多樣性的增加而增加。因而，組合和分析不同來源的數(shù)據(jù)，有可能獲得更準(zhǔn)確的結(jié)果，甚至是新的結(jié)果?！?/p>

不過，要有效地處理數(shù)量龐大的數(shù)據(jù)并不是易事，很快數(shù)據(jù)增長的速度將超過可用的寬帶。到2015年，約150億“嵌入式設(shè)備”將連接到互聯(lián)網(wǎng)，到2020年這些設(shè)備的數(shù)量大約會增加到400億，除了大部分智能手機(jī)和移動電腦以外，還有各種類型的傳感器也將連接到互聯(lián)網(wǎng)中。如何解決各種設(shè)備與云應(yīng)用程序的通信以及數(shù)據(jù)分析流量增長的問題呢？據(jù)MSR歐洲實驗室的研究人員介紹，他們發(fā)現(xiàn)了一種簡單的解決方法，那就是讓設(shè)備預(yù)先對數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和分類，只有在必要時才發(fā)送指定的數(shù)據(jù)到云中，由云精確地確定設(shè)備運(yùn)行的參數(shù)。也就是說由各種終端設(shè)備負(fù)責(zé)基本的操作，而數(shù)據(jù)中心將負(fù)責(zé)精密加工。這將為我們爭取到更多的時間，以應(yīng)對新的數(shù)據(jù)時代更巨大的挑戰(zhàn)。未來，我們有更多的知識，而且，更重要的是我們知道如何有效地利用知識。