吉安

“Google氣球”項(xiàng)目在今年6月公布時(shí)引起了業(yè)界廣泛地關(guān)注。

解讀“Google氣球”項(xiàng)目

2012年10月的一天，美國肯塔基州派克縣的天空出現(xiàn)一個(gè)閃光的物體，但大家都不清楚這個(gè)物體是何物，甚至有報(bào)警電話打到了當(dāng)?shù)鼐炀帧?/p>

幾天后，名為《天空中的神秘物體引發(fā)居民關(guān)注》的文章為大家揭開了面紗，當(dāng)?shù)仉娨暸_(tái)做了報(bào)道，就連CNN也派出了記者團(tuán)隊(duì)。

是外星人造訪地球嗎？事情的真相是什么？外界對(duì)此爭論時(shí)，Google高管里奇·德瓦奧卻穩(wěn)穩(wěn)地坐在加州山景城的會(huì)議室通過YouTube觀看自己的杰作。這個(gè)神秘的發(fā)光物體，正是由他帶領(lǐng)的Google團(tuán)隊(duì)的杰作，是“Google氣球”項(xiàng)目的一場測(cè)試。

目前，全球網(wǎng)民大約有27億，未過全球人口總數(shù)的一半。在互聯(lián)網(wǎng)迅速發(fā)展之時(shí)，Google期望把網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)帶給更多的人。這個(gè)期望也符合Google的戰(zhàn)略利益，只要上網(wǎng)就有機(jī)會(huì)接觸并使用Google的產(chǎn)品。

“Google氣球”項(xiàng)目中，約1.8萬米的高空漂浮著數(shù)千個(gè)太陽能高壓氣球，通過無線網(wǎng)絡(luò)與地面基站連接，彼此傳遞信號(hào)。每個(gè)漂浮的太陽能高壓氣球都可以作為下方直徑約40公里區(qū)域內(nèi)的無線基站。在信號(hào)覆蓋的地區(qū)中，只要使用Google提供的天線，就可以通過一種升級(jí)版的WiFi技術(shù)上網(wǎng)。只需要很低的成本，就能為偏遠(yuǎn)地區(qū)提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，這個(gè)嘗試太了不起了。

“登月計(jì)劃”與Google X

經(jīng)過兩年的研發(fā)和測(cè)試，2013年6月15日，Google在新西蘭基督城正式啟動(dòng)“Google氣球”項(xiàng)目。太平洋上空漂浮著30個(gè)裝有天線的太陽能高壓氣球，為當(dāng)?shù)丶s50個(gè)家庭提供臨時(shí)上網(wǎng)服務(wù)。在未來，50這個(gè)數(shù)字是否能夠擴(kuò)大為5萬？500萬？5億？甚至數(shù)十億？這正是Google希望的，為了推動(dòng)項(xiàng)目的發(fā)展，將“Google氣球”加入到高風(fēng)險(xiǎn)、高回報(bào)的“登月計(jì)劃”中?！暗窃掠?jì)劃”由Google X部門負(fù)責(zé)，其中包含無人駕駛汽車、Google眼鏡等項(xiàng)目。

Google X擁有一支“快速評(píng)估”團(tuán)隊(duì)，它最主要的任務(wù)是對(duì)各種理念進(jìn)行分類，將可能成功的瘋狂創(chuàng)意與完全無法成功的瘋狂創(chuàng)意區(qū)分開。通過平流層空氣球提供無線上網(wǎng)服務(wù)的創(chuàng)意是由德瓦奧負(fù)責(zé)的。Google創(chuàng)始人拉里·佩奇對(duì)這個(gè)創(chuàng)意非常關(guān)注，時(shí)常會(huì)在會(huì)議中提起。Google X實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人非常清楚，只要是佩奇感興趣的項(xiàng)目，通常都能獲得資金的支持，所以他和眾多技術(shù)專家早在幾年前就開始思考?xì)馇蛲ㄓ嵓夹g(shù)的前景。

項(xiàng)目還未正式開始，開發(fā)團(tuán)隊(duì)就遇到了難題，那就是氣球會(huì)受制于風(fēng)向的變化。如果讓氣球固定在某個(gè)位置，就必須通過外力對(duì)抗風(fēng)力，但這是很難實(shí)現(xiàn)的。曾設(shè)想用太陽能飛艇，但在2011年首次測(cè)試中，“高空長耐久力示范機(jī)”原型卻未能通過測(cè)試，最終被迫降落在賓夕法尼亞的一處叢林里，類似的測(cè)試也從此停止了。

德瓦奧將想象力發(fā)揮到了極致，他決定放棄需要巨大能量抵抗風(fēng)力的巨型氣球，轉(zhuǎn)而采用體積更小，價(jià)格更低的氣象氣球。這種氣球最多能夠在高空停留40天，并且能夠環(huán)繞地球飛行。德瓦奧的想法就是“為什么不能放飛一組氣球呢？這樣可以覆蓋整個(gè)地區(qū)。”但這一設(shè)想存在一個(gè)明顯的缺陷，那就是這種氣球在長達(dá)數(shù)周的環(huán)球飛行時(shí)，是無法控制方向的。方案討論時(shí)，提出通過調(diào)整氣球的高度來利用風(fēng)流。通過控制氣球的升降，使它處在我們所期望的風(fēng)向區(qū)域中。只需分析過去和現(xiàn)在的海量風(fēng)流數(shù)據(jù)，就能找到規(guī)律。數(shù)據(jù)可以從美國國家海洋和大氣管理局獲得。

數(shù)據(jù)分析對(duì)Google來說不難，借助恰當(dāng)?shù)臍庀髮W(xué)知識(shí)、超強(qiáng)的模擬技術(shù)和龐大的計(jì)算資源，就可以讓氣球進(jìn)入理想的軌道。這與借助風(fēng)力航行的帆船進(jìn)入目標(biāo)港口一樣，都不需要任何動(dòng)力燃料。

首次測(cè)試

2011年的8月，德瓦奧開始首次測(cè)試，當(dāng)時(shí)使用的是非常廉價(jià)的乳膠“探空”氣球，但效果不理想。這種氣球飛得越高，內(nèi)部填充的氣體和外部大氣間的氣壓差就會(huì)不斷增大，最終導(dǎo)致氣球的爆炸。最后，德瓦奧決定采用表皮材料制作的、能夠抵御這種氣壓差的高壓氣球進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。此外，他還找到了幾個(gè)Google工程師幫忙，他們?cè)谝淮喂P(guān)活動(dòng)中，將一個(gè)綠色的Android吉祥物放飛到數(shù)千米的高空。德瓦奧對(duì)這些工程師說：“你們能夠?qū)ndroid探空氣球放飛到數(shù)千米的高空，那么或許會(huì)有辦法把一臺(tái)帶有WiFi發(fā)射器的小型Linux電腦放飛到太空邊緣上去?！?/p>

德瓦奧和幾位Google工程師將測(cè)試地點(diǎn)選在了加州中央山谷圣路易斯水庫旁的恐龍岬，首先他們給四個(gè)乳膠氣球充滿氦氣，每個(gè)氣球都搭載一個(gè)WiFi發(fā)射器，使其能夠與地面接收器交換數(shù)據(jù)。

放飛的開始階段，氣球平穩(wěn)上升，隨后開始向東移動(dòng)，速度非?？?。所有的發(fā)射裝置仍安放在地上，但氣球已經(jīng)飛到幾英里外，很快氣球遇到了速度接近100英里/小時(shí)的氣流。德瓦奧幾人開車追趕飄向遠(yuǎn)方的氣球，車上安裝了兩根定向天線，其中一根與頻譜分析儀（用來探測(cè)信號(hào)強(qiáng)度）相連，另一根與WiFi卡相連。

很幸運(yùn)，氣球往東飄了一段距離后，開始上升，德瓦奧追上了它們。汽車行駛約16公里后，他們收到了WiFi信號(hào)，測(cè)試成功了。

組建團(tuán)隊(duì)

隨后的幾個(gè)月，德瓦奧和團(tuán)隊(duì)成員又進(jìn)行了數(shù)次測(cè)試。德瓦奧開始熟悉氣球的飛行路線，有時(shí)甚至能提前到一個(gè)地點(diǎn)等待氣球的飛過。此外，德瓦奧還進(jìn)行了多個(gè)實(shí)驗(yàn)，以了解當(dāng)距離地面基站最近的氣球能夠提供網(wǎng)絡(luò)傳輸服務(wù)時(shí)，其他幾個(gè)氣球是否能夠相互傳遞信號(hào)。

2012年初，泰勒確定這個(gè)項(xiàng)目不會(huì)被取消了。Google開始考慮組建更大的團(tuán)隊(duì)，進(jìn)行更長距離的飛行測(cè)試，并思考如何改進(jìn)設(shè)計(jì)，切實(shí)為用戶提供寬帶服務(wù)。

考慮到德瓦奧更喜歡參與研發(fā)過程，而不是領(lǐng)導(dǎo)團(tuán)隊(duì)，Google最終決定讓麥克·卡西迪來負(fù)責(zé)該項(xiàng)目?？ㄎ鞯仙先魏?，除了招募常規(guī)無線網(wǎng)絡(luò)工程師、無線電專家和計(jì)算機(jī)科學(xué)家外，還引入了一些其他行業(yè)的轉(zhuǎn)業(yè)人士。結(jié)合實(shí)際情況，招聘航天工程師支持項(xiàng)目的順利進(jìn)行。另外，由于負(fù)責(zé)發(fā)射和回收氣球的團(tuán)隊(duì)經(jīng)常需要在路況復(fù)雜的道路上作業(yè)，我們還招聘了兩名退伍軍人。一名是前海軍特種兵，另一名則是無人飛機(jī)駕駛員。考慮到下一代氣球需要將特制的聚乙烯薄膜縫合到一起，專門聘請(qǐng)了專業(yè)的裁縫。

為使項(xiàng)目進(jìn)展順利，Google X與Raven Aerostar合作，雙方共同解決氣球飛行持續(xù)時(shí)間、方向控制、能量消耗等問題。經(jīng)多方驗(yàn)證后，決定采用雙氣囊（氦氣、空氣）設(shè)計(jì)，另外還配備了一套閥門控制系統(tǒng)，使其能夠利用極少的能量實(shí)現(xiàn)高度調(diào)節(jié)。德瓦奧感嘆道，“這比開發(fā)火箭還難?！?/p>

氣球回收

為了探測(cè)壓力、溫度等，氣球上會(huì)安裝許多傳感器，這使Google在測(cè)試過程中積累了大量的數(shù)據(jù)，因此如何回收氣球也是Google X考慮的問題。

升上天空的Google氣球都配備了降落傘，在遇到故障或想要回收氣球時(shí)，地面人員啟動(dòng)一套放氣機(jī)制，同時(shí)打開氣球上的降落傘。在初期測(cè)試時(shí)，大多數(shù)氣球都降落在農(nóng)場里，有時(shí)，好奇的路人會(huì)比回收?qǐng)F(tuán)隊(duì)更早達(dá)到氣球降落地點(diǎn)，為避免引起誤會(huì)，Google氣球上會(huì)用黑色字寫明這是一次無害的科學(xué)實(shí)驗(yàn)，并標(biāo)明“保羅”的電話，撥打電話提供氣球位置線索可以得到獎(jiǎng)勵(lì)。在約200次測(cè)試中，只有兩個(gè)氣球沒有被收回。其中一個(gè)是撿到氣球的人未與Google聯(lián)系（Google通過GPS鎖定了氣球的位置，但因不想泄露項(xiàng)目秘密而放棄了）；另一個(gè)是在肯塔基州引發(fā)關(guān)注的閃光物體。這個(gè)閃光物體在空中漂浮了11天，最后在加拿大境內(nèi)降落。

軟件系統(tǒng)

在氣球測(cè)試過程中，Google X開發(fā)了一套控制軟件，第一代版本被命名為“伏爾甘”。隨著測(cè)試的深入，“伏爾甘”最終被名為“任務(wù)控制”的全能操作系統(tǒng)取代?！叭蝿?wù)控制”是一套純粹的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，團(tuán)隊(duì)成員可以通過任何PC或平板電腦與系統(tǒng)相連。它能夠分析美國國家海洋和大氣管理局的數(shù)據(jù)（包括當(dāng)前狀態(tài)與歷史記錄）；它可以利用Google的計(jì)算資源來規(guī)劃氣球飛行的理想路線；它能夠?qū)馇蛞龑?dǎo)至正確的高度，并追蹤它們的“神經(jīng)系統(tǒng)”和具體方位；在地圖上標(biāo)注每個(gè)氣球的狀態(tài)和位置；向當(dāng)?shù)乜展軉T發(fā)出信息，并告知屏幕上閃爍的信號(hào)無任何危害等。

連續(xù)飛行時(shí)間的困擾

測(cè)試過程雖然遭遇諸多困難，但最難解決的還是如何讓氣球在高空連續(xù)飛行100天，甚至更長的時(shí)間。20世紀(jì)60年代末，一種名為“全球水平探測(cè)技術(shù)” 的氣象探測(cè)氣球曾創(chuàng)下連續(xù)飛行744天的記錄，但此后再也沒有氣球能夠達(dá)到這一水準(zhǔn)了。

NASA在今年2月份放飛的測(cè)試氣球也只飛行了55天，而且尺寸遠(yuǎn)大于Google的測(cè)試氣球。因此，當(dāng)Google宣布將定期以極低的成本實(shí)現(xiàn)兩倍的飛行時(shí)間時(shí)，嘲笑聲時(shí)有出現(xiàn)。但Google認(rèn)為通過改進(jìn)技術(shù)是可以突破這個(gè)難題的，比如采用高級(jí)的氣球材料，使用緊密的閥門輔助配件，采用能在低溫下將泄漏量降到最低程度的定制墊圈等。

精通氣球制作技術(shù)的Raven Aerostar副總裁朗·斯特羅斯切尼認(rèn)為，根據(jù)Google工程師提供的方法，確實(shí)有可能突破氣球飛行時(shí)間的限制。Google的氣球?qū)＜业ぁU溫對(duì)此充滿信心，他表示Google在這個(gè)項(xiàng)目上投入的資源超過了任何一個(gè)團(tuán)隊(duì)，包括所有民間項(xiàng)目和政府項(xiàng)目。并堅(jiān)信能夠?qū)崿F(xiàn)目標(biāo)，甚至超越目標(biāo)。

Google氣球團(tuán)隊(duì)在新西蘭的成功，堅(jiān)定了Google X的信心。隨著項(xiàng)目的發(fā)展，Google X團(tuán)隊(duì)已經(jīng)準(zhǔn)備好在南緯40度線上，用300個(gè)氣球環(huán)繞新西蘭、智利、阿根廷和澳大利亞的上空，為這些國家的偏遠(yuǎn)地區(qū)提供無線網(wǎng)絡(luò)服務(wù)?？ㄎ鞯险f：“如果這個(gè)項(xiàng)目取得成功，我們會(huì)繼續(xù)向北擴(kuò)張，將服務(wù)延伸到更多的國家。”

根據(jù)Google氣球團(tuán)隊(duì)的設(shè)想，他們未來會(huì)在全球安裝數(shù)千個(gè)氣球，并設(shè)定一些指定的回收點(diǎn)，然后每天由多個(gè)運(yùn)營中心發(fā)送數(shù)十個(gè)替換的氣球?？ㄎ鞯险f：“我們意識(shí)到，全球還有數(shù)十億人無法上網(wǎng)。我們想幫助他們?！?/p>

“Google氣球”并不瘋狂

如果Google氣球項(xiàng)目取得成功，Google不僅能獲得社會(huì)的肯定，還能獲得巨大的經(jīng)濟(jì)回報(bào)。但泰勒表示，Google X不會(huì)受到嚴(yán)格的預(yù)算限制。他表示，如果把賺錢當(dāng)作目標(biāo)，那么就會(huì)失去積極性。整個(gè)Google都明白，只要你想辦法把世界變得更美好，錢自然會(huì)來找你。

Google希望，在未來幾年通過Google氣球上網(wǎng)的人數(shù)能夠與通過光纖、電纜上網(wǎng)的人數(shù)一樣多。這聽起來似乎瘋狂的想法，在新聞曝光后，并沒有遭到任何的批評(píng)或嘲笑，反而得到了輿論和用戶的一致稱贊。

Google氣球升騰吧，播撒更多的福祉，帶來更多的美好。