趙 鵬

（中國鐵塔股份有限公司 云南省分公司，云南 昆明 650228）

1 物聯(lián)網與人工智能

1.1 物聯(lián)網

物聯(lián)網的概念起源于美國麻省理工學院自動識別中心的學者提出的網絡無線射頻識別系統(tǒng)。生活工作中的所有物品通過射頻識別的信息傳感設備，能將物品與互聯(lián)網連接起來，實現(xiàn)物品的智能化識別。隨著互聯(lián)網技術與移動通信技術的不斷發(fā)展進步，物聯(lián)網作為新一代技術得到了人們的青睞。物聯(lián)網技術作為集成應用與系統(tǒng)創(chuàng)新發(fā)展的一項重要技術，幾乎與所有信息技術存在聯(lián)系。因此，社會各界普遍認為物聯(lián)網的發(fā)展應用將會是世界的第三次信息技術革命。物聯(lián)網通過信息傳感設備（射頻識別、紅外攝像頭以及激光掃描儀），在確定的通信協(xié)議基礎上將各種物品（生活工作中的設備、設施，甚至包括人和動物）與互聯(lián)網連接起來，實現(xiàn)世界上的人與物、物與物之間的信息交換。對物體進行智能化識別、定位、跟蹤以及監(jiān)控，物聯(lián)網上所有連接的物品都具有獨特的標識編碼和物理特性。從技術層次來講，物聯(lián)網并不是一項新技術，而是多種信息技術的集成應用，可以使人與物之間、物與物之間以及人與環(huán)境之間進行信息交流[1-3]。我國對物聯(lián)網技術研究分為3個層次，分別為感知層、網絡層以及應用層。感知層包括各種各樣的傳感器、傳感器網關等硬件設備，主要作用是識別物體和采集信息，并且將信息傳遞給網絡層。網絡層包括互聯(lián)網、通信網、廣電網以及多種接入網與專用網，主要是傳輸、處理感知層采集的數據信息。應用層主要向用戶提供物聯(lián)網接口，實現(xiàn)物聯(lián)網技術的具體應用。物聯(lián)網結構如圖1所示。

圖1 物聯(lián)網結構圖

1.2 人工智能

人工智能通常指運用機器來完成目前借助人類才能完成的事物，分為強人工智能和弱人工智能2種。強人工智能在科幻電影中應用較多，指機器可以像人類一樣具有獨立意識，能夠進行溝通交流和自我學習，也能對問題進行推理和解決。現(xiàn)實中由于技術限制，計算機并不具備獨立意識能力，即弱人工智能，也可將其稱為遷移學習。遷移學習指生活中舉一反三的能力。人工智能只能在特定領域內使用特定方面的能力，不能跨越領域。例如，在圍棋上戰(zhàn)勝人類的阿爾法狗，只能在圍棋方面超越人類水平。目前，人工智能已經經歷機械自動化、電子自動化以及信息自動化的發(fā)展。目前處于弱人工智能時代，機器程序只能被動接收信息和要求。強人工智能成為人類未來研究方向，是機器程序對人類的思考方式和行為進行學習后形成自身獨立意識。人類研究人工智能主要為了更好地替代人類工作，是推動人類生產力發(fā)展的重要動力。本質上，人工智能通過計算和科學模擬人類的思想行為實現(xiàn)，包括哲學、科學以及藝術等多種學科。作為人類智慧發(fā)展的重要成果，它可以有效解放人類的體力和腦力，促進人類社會持續(xù)發(fā)展。20世紀50年代，計算機專家約翰·麥卡錫提出人工智能一詞。人工智能剛被提出時引起了廣泛關注，出現(xiàn)了第1次發(fā)展高峰，被廣泛應用于語言領域和數學領域，用于推理和解決幾何、英語以及代數方面的問題。20世紀70年代，人工智能技術發(fā)展遇到瓶頸，即不能完成大規(guī)模復雜任務和數據訓練，發(fā)展進入低谷。人工智能的第2次發(fā)展高峰是在誤差反向傳播（Error Back Propagation，BP）算法的首次提出后，實現(xiàn)了大規(guī)模人工智能神經網絡訓練，促進了人工智能的快速發(fā)展[4,5]。

2 面向物聯(lián)網應用的人工智能技術

2.1 智能制造技術

隨著科學技術的不斷發(fā)展，基于物聯(lián)網發(fā)展的人工智能技術不斷進步，已經朝著成熟階段發(fā)展?；诨ヂ?lián)網發(fā)展的人工智能技術有利于提高制造企業(yè)的核心競爭力，轉變原有的傳統(tǒng)制造模式，著手打造智能工廠，為消費者提供全新的智能制造服務。智能制造作為人工智能技術與物聯(lián)網技術的綜合體現(xiàn)，可以從多個角度為消費者帶來個性化的產品定制服務[6]。

2.2 智慧屏聯(lián)技術

隨著科學技術的不斷發(fā)展，人們在生活工作中可以隨時隨地看到色彩繽紛的圖像。這些圖像來自各個地區(qū)的硬件產品，結合互聯(lián)網技術，充分使用人工智能技術實現(xiàn)實物影像。智慧屏聯(lián)技術作為在互聯(lián)網基礎上發(fā)展的人工智能，是向消費者提供硬件產品、軟件平臺以及場景應用的綜合解決方案。目前，智慧屏聯(lián)已經在銀行系統(tǒng)中應用，采用的超級柜臺技術已經解決了原本的人工操作效率低的問題。智慧屏聯(lián)技術通過人臉識別、語音識別、身份證以及銀行卡掃描技術，可有效提高銀行的運行效率。此外，該技術在醫(yī)療系統(tǒng)、導航軟件以及網購平臺中廣泛應用。人工智能技術在物聯(lián)網基礎上還發(fā)展了3D全息投影技術，能夠構建出三維立體圖像。全息投影技術是伴隨著20世紀60年代激光器的生產而發(fā)展起來的一項重要技術。3D全新投影技術構建的三維立體圖形與現(xiàn)實物體十分接近，主要是通過光波干涉法記錄物體光波振幅，使用全息重現(xiàn)光波，保留光波的振幅長度與相位信息，進而將接近真實物體的三維圖像呈現(xiàn)出來。近年來，隨著人工智能技術與物聯(lián)網技術的發(fā)展，全息投影技術已經在人們的生活中逐漸應用，目前在媒體報道、商業(yè)櫥窗以及遠程教學領域有了初步嘗試，促進了影像技術的發(fā)展[7]。

2.3 語音識別技術

語音識別處理技術在智能應用技術中具有重要地位。在物聯(lián)網中應用的語音識別處理技術主要包括機器翻譯、語音合成、語音識別以及語義理解等。近年來，人們越來越關注語音識別技術與語音理解技術的創(chuàng)新發(fā)展，目前已經在各種智能設備上廣泛應用，其中語音收集與識別功能應用較為廣泛。語音理解技術作為人工智能技術發(fā)展階段應用較為頻繁的技術類型，目前主要應用于內容推薦與搜索引擎，并結合識別技術為人工智能技術在物聯(lián)網中的應用帶來全新的發(fā)展機遇。

2.4 智能駕駛技術

最早提出的自動駕駛概念指人們通過無線電波發(fā)送指令，對車輛的方向盤、離合器以及制動器等機械設備實現(xiàn)自動控制，實現(xiàn)汽車自動行駛的目的。隨著物聯(lián)網技術與人工智能技術的不斷發(fā)展，將高精度傳感器和實時通信系統(tǒng)結合，使得車輛控制程序越來越成熟。車輛自動駕駛系統(tǒng)包括環(huán)境感知、車輛智能控制以及輔助駕駛等多種功能，使機動車輛在沒有人類的主動操作下也可以安全上路自動駕駛。目前，谷歌、百度等公司已經投入自動駕駛車輛試驗車型運行。智能駕駛技術包括感知層、決策層以及執(zhí)行層。感知層通過車輛上的多種感測器獲取車輛的工作狀態(tài)與運行情況。例如，通過攝像頭、激光雷達以及超聲波傳感器等設備獲取外界環(huán)境信息，通過傳感器直接獲取車速、輪速以及檔位等車輛運行信息，通過視覺傳感器識別道路車道線、停止線、其他車輛、行人以及信號燈等信息。感知層收集信息后通過通信系統(tǒng)將相關信息傳輸給車輛智能控制程序。決策層是指智能駕駛技術的控制程序，主要是分析處理感知層收集的數據信息。

首先，對收集的原始信息進行預處理。例如，將激光雷達傳感器收集的數據轉化為車與物體、人的距離數據，將攝像頭拍攝的視頻、圖片信息轉化為判斷路上、信號以及行人的信息，然后根據深度學習模型的運算處理，在實時路況、交通環(huán)境以及車輛運行狀態(tài)信息的基礎上智能制定自動駕駛決策，前提是遵守交通規(guī)則，收集車輛運行方向、行駛速度、燈光開關以及動力變化等信息，將信息傳輸給決策層。智能駕駛系統(tǒng)的執(zhí)行層在接收到決策層傳輸的指令信號后，在電子控制單元（Electronic Control Unit，ECU）輸出信號控制下，使車輛完成加速、減速、轉向、倒車以及亮燈等操作。目前，智能駕駛技術發(fā)展迅速，但是只能在環(huán)境簡單的情況下實現(xiàn)智能自動駕駛，一旦遭遇復雜路況，需要人工接管車輛控制。其中，智能駕駛技術的高精度傳感器、決策系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)仍然是研究重點。如果在技術上實現(xiàn)突破，可以極大程度提高智能駕駛水平。如果智能駕駛技術廣泛應用，可以極大程度改善城市交通路況[8-10]。

2.5 智能醫(yī)療技術

醫(yī)療物聯(lián)網是智能醫(yī)療技術的重要體現(xiàn)，它通過互聯(lián)網將醫(yī)療感應設備與醫(yī)療人員、醫(yī)療資產以及醫(yī)療物品相連接，實現(xiàn)信息傳輸交互。通過感應設備對人或物的狀態(tài)、身份進行識別，包括條形、二維碼以及射頻標簽。應用服務器包括醫(yī)院醫(yī)療信息系統(tǒng)、電子病歷系統(tǒng)等。在沒有應用人工智能技術的情況下，醫(yī)院可以通過感應器收集統(tǒng)計患者血壓、體溫以及使用的醫(yī)療設備與藥品信息，直接記錄在醫(yī)療信息系統(tǒng)中，應用場景較為簡單。在應用大數據技術、深度學習系統(tǒng)以及智能機器人等新技術后，醫(yī)療物聯(lián)網不再只是簡單的醫(yī)療數據信息采集傳輸，而是可以幫助醫(yī)院實現(xiàn)醫(yī)療管理的智能化，可有效拓展醫(yī)療資源，推動新型醫(yī)藥的研究。目前，智能醫(yī)療技術已經在遠程智能遙控、智能診療以及藥品智能研發(fā)方面獲得應用。遠程智能看護是通過在患者身上佩戴相應的采集設備，實時采集并統(tǒng)計患者的心率、體溫、脈搏以及血壓等數據信息傳輸給醫(yī)療物聯(lián)網平臺。服務器分析處理患者數據，判斷各項指標是否正常，一旦數值異常，將會向醫(yī)護人員發(fā)出預警信號。使用深度學習訓練模型分析判斷患者長期健康監(jiān)測數據信息，檢測是否存在其他潛在病癥，并將患者的各項數據信息傳輸到醫(yī)院醫(yī)療信息系統(tǒng)與電子病歷中，為醫(yī)生診斷提供可靠參考。智能醫(yī)療是人工智能對專家醫(yī)生醫(yī)療知識的深入學習，通過模擬醫(yī)生思維對疾病進行診斷推理，患者可以直接通過網絡提出診斷咨詢。人工智能系統(tǒng)在模擬訓練后可以根據病情有效解決醫(yī)療資源缺乏問題。藥品智能研發(fā)將人工智能深度學習技術應用于藥品研究，結合大數據分析技術篩選挖掘合適的生物成分與化合物，采取計算機模擬技術預測藥物活性、安全性以及副作用，從而提高藥品研發(fā)成功概率，有效降低藥品研發(fā)成本。目前，在心血管藥物、抗腫瘤藥物以及傳染病藥物研發(fā)中應用人工智能技術已經取得巨大突破[11]。

3 結 論

基于互聯(lián)網的人工智能技術的推廣應用，不但可以有效提高物聯(lián)網運行效率和質量，而且對人工智能技術優(yōu)化具有重要意義?；诨ヂ?lián)網發(fā)展人工智能技術，可以促進互聯(lián)網與互聯(lián)網的整合，使物聯(lián)網在實際應用中更加方便快捷，從而為人們提供更加精準的智能化服務。為了能不斷提高物聯(lián)網應用水平，相關研究人員需加強創(chuàng)新，促使人工智能技術不斷發(fā)展。