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项立刚:5G时代智能家居将多一样东西,你猜是不是“脑子”?

时间:2019-09-07 08:53:02        来源:大风号

【文/观察者网专栏作者 项立刚】

人们一直以来都梦想着让家居更加方便好用、和蔼可亲,充满人性化,实现“智能家居”。事实上,目前的物联网技术,已经能够将家中的音视频、照明、窗帘、空调、安防、数字影院等设备连接到一起,并提供各种控制功能。不过,很显然,目前的技术仍处于初级阶段,远未达到人类要求的极致。

智能家居的概念已经提出20年了,但是在很长一段时间内发展得并不好,其中的核心原因是通信能力没有被加入到智能家居中。这些家居产品的智能控制过于简单,控制能力较差,还无法真正形成智能化系统。在这种情况下,大部分智能家居产品功能单一,体验较差。随着5G时代的到来,NB-IoT和eMTC技术会被广泛应用于智能家居中,智能家居将迎来巨大的机会。

环境感知成为现实

1984年,美国联合科技公司在对康涅狄格州哈特佛市的一栋旧式大楼进行改造时,首次采用计算机系统对大楼的照明、电梯、空调等设备进行了监测和控制,并对大楼提供诸如语音通信、电子邮件和情报资料等一系列信息化服务。

这是建筑设备信息化的首次应用。以前那种游离于信息主体之外,仅靠人为手动或传话控制的建筑载体似乎一定程度地活了起来,变得不再那么效率低下和死板僵化。

在建筑界,这是智能化的开端,这栋旧大楼也有幸被人们称为世界首栋“智能型建筑”。虽然只是一栋旧楼,但代表着一个新趋势的开始。

也就是从那时起,“智能家居”概念被广泛提及,人们将其定义为:“将家庭中各种与信息相关的通信设备、家用电器和家庭保安装置通过家庭总线技术(HBS)连接到一个家庭智能化系统上进行集中的或异地的监视、控制和家庭事务性管理,并保持这些家庭设施与住宅环境的和谐与协调。”

智能家居颠覆了人们对家居的认知。在智能家居之中,信息互动无处不在,我们不需要人为地控制,建筑本身就能为我们完成一切,人、物和环境都只是这个智能网络中的一环。

智能家居想要达到的是信息的自动捕捉和调节,随着5G时代的到来,这一切正变得愈发简单。在3G或4G时代,人们对智能家居的控制主要依赖于手机远程遥控,而5G时代,人们更加注重智能设备的“自我感知”。也就是说,智能家居将不再是被动地接受用户的控制,而是主动地去“感知”环境,并做出相应的反应。

一栋只能的大楼应该可以感应天气,并自动调整窗子的状态(图片来源:视频截图)

家居环境包含很多参数,例如室内的空气湿度、温度、质量以及光照强度、声音强度等。这些都是现代人非常看重的,毕竟现在城市的空气质量越来越不尽如人意,雾霾、沙尘暴的出现也让人们迫切地需要一个能够智能调节的家居系统。而5G智能家居能感知这些环境参数,并对这些参数进行分析,然后自动地联动相关设备。与之前的智能设备最大的区别,就是这些设备不需要人类去指导或遥控,一切都是主动进行的。

比如,中国柒贰零健康科技公司就是从环境感知切入,开发出世界上集成度最高的环境监测器,可以监测温度、湿度、噪声、甲醛、TVOC、PM2.5、PM10、二氧化碳等数据,通过Wi-Fi、NB-IoT等多种通信能力,把数据传送到网络上,通过智能云平台进行分析,对家庭中的空气净化器、新风机、抽油烟机等设备进行控制,进而实现环境感知和对空气质量的智能管理。

华为公司的智能家居平台,通过HiLink协议,把各种智能家居产品连接起来,照明、清洁、节能、环境、安防、健康、厨电、影音、卫浴等各类设备都通过HiLink协议逐渐打通,实现互操作,形成一个智能的服务体系。

随着5G的到来,智能家居将迎来爆发,这个领域的大量设备已经拥有智能化的基础,只是需要一个低功耗的通信能力加入,就能在很大程度上改变产业格局。

安全防护更可靠

智能家居的基础是物联网,而物联网的一大优势,就是能将我们原先认为是“高大上”的企业级应用融入家庭住宅之中,比如安全防护系统,能最大限度地消除家庭安全中的各种隐患。

传统意义上,智能家居的安全防护系统是一个集传感技术、无线电控制技术、模糊控制技术等多种技术为一体的综合应用。

3G及4G时代,常见的家居安全防护系统多采用如下形式:用户在家中安装摄像头,并设定智能控制程序。在这个智能控制的基础上,用户可以随时随地通过手机或平板电脑监控家里的情况。如遇突发情况,用户发出相应指令,屋内的智能终端接收指令后,迅速采取措施,控制险情。另外,窗户传感器、智能门铃和烟雾传感器等,都是家庭安全防护系统的一部分,这些系统本身内设一些极限值或带有摄像头,遇有危险情况时发出警报,由人为手动或自动关闭相应终端。

智能家居仅仅能实现远程控制是不够的,它必须要有感知的能力,而且能够自主判断,协调联动,在正确的时间做正确的事,实现人、物和环境的有机协调。

但在5G时代,情况会完全改变。5G的超高速传输极大地方便了信息的检测和管理,如此一来,智能家居各部件之间的“感知”更精准和迅速,智慧化程度也会大大提高。

现在市面上各智能家居制造商都专注于连接自己的产品,为了凸显自身亮点,纷纷制造一些竞争者没有的产品,行业并无标准。而5G通过官方牵头制定国际标准,会打破各厂商自订标准的局面。如此一来,智能家居整个系统就会更为稳定,更重要的是它本身就是一个封闭的系统,受到黑客攻击的可能性将大大降低。

作为考验智能家居的重要标准之一,安全防护已经得到高度重视,相关厂家也在不遗余力地开发更先进的产品。如今,澳大利亚的某些智能家居,系统内就内置了数量众多且灵敏度极强的传感器,即使是居室外飞过一只小虫,系统都可以轻易地探测出来,并做出应对。

5G全面商用以后给智能家居安全防护带来的变化,我们可以从室内与室外两个维度来说明。

在室内,用户走到哪里,智能家居都能精准有效地感知,例如用户离开以后,室内的灯光自动熄灭;家中的孩子爬到了飘窗或阳台上,系统能够自动地关闭窗户,防止孩子从高处坠落。

在室外,住户离家或是熟睡时,安全防护系统就会自动开启,如遇入侵者,系统会自动发出警报,阻止入侵者有下一步的行动,减少家庭的财物损失。

也就是说,5G时代的智能家居,系统可以轻松实现对所有安全问题的控制。安全防护系统对家中可能出现的险情进行等级布防,以高速的信息传输为依托,利用准确的逻辑判断,险情发生以后,系统会自动确认报警的信息,出现险情的位置和状态,发出相应的指令,必要时强制占线。此外,5G商用之后,监控设备的分辨率达到8K,用户能够轻松获取更高清的画面、更丰富的视频细节,视频监控分析价值也会更高,这些无疑都是为安全防护加码的必备措施。

智能化融入日常生活

前世界首富比尔•盖茨曾在《未来之路》一书中用了很大篇幅来介绍他正在华盛顿湖畔建造的一所豪宅。

这本书1995年出版,而两年之后的1997年,这所豪宅就已正式竣工。从整体上看,豪宅占地约6600平方米,临山近水,有着浓郁的“西北太平洋岸别墅”风格。据说,豪宅整体造价9700万美元,绝非普通人敢想。

比尔•盖茨的豪宅(图片来源:视频截图)

最主要的是这所豪宅称得上是一所真正的“智能豪宅”。按比尔•盖茨自己的说法:“这是一所由硅片和软件建成的,并且不断采纳前沿的尖端技术的‘房子’。”豪宅完全按照智能家居的概念打造,不但有高速上网的专线,所有的门窗、灯具、电器都能通过计算机控制,而且有一个高性能的服务器作为系统的管理后台。

我们来看一看盖茨在这个豪宅中所能享受到的便利之处。

因为屋内配备了先进的声控和指纹技术,他进门并不需要启用钥匙,系统会根据他的声音和指纹来识别。如果是炎热的夏天,盖茨想要一进门就享受到空调的凉爽,他可以事先拿起手机接通家中的中央电脑,利用数字按键来和中央电脑沟通,启动遥控设备,开启空调,甚至事先做一些简单的烹饪,调节浴缸中水的温度等等。

如果有访客,在访客进门时,就会领到一个内置芯片的胸针,胸针中有访客的偏好信息,屋内的所有设备都可以根据胸针中所包含的信息来进行对接处理。访客进入房间以后,房间的空调自动调至客人喜欢的温度,屋内的扬声器也会自动播放访客喜欢的旋律,墙壁上则会投放客人最喜爱的画作,处处给客人一种宾至如归的感觉。

盖茨的豪宅虽然大,但对细节的追求却达到极致。整栋建筑物的墙壁上看不到任何插座或开关,供电系统、传输光纤都藏于地下,作为主人需求和家中电脑的连接中介,实现盖茨和电脑的对话。家中的所有设备也都能够听得懂盖茨的语言指令。也就是说,盖茨豪宅的家居控制建立在一个典型的数字控制基础之上。

盖茨的豪宅算得上是“智能家居”的一个经典之作,科技界大佬总有超出常人的眼光和设计,家居也不例外。这栋1997年落成的豪宅仍在不断改进之中。但不可否认的是,它前瞻性地实现了5G智能家居的部分功能,那就是尽量让生活的一切都变得智能化。

如果说之前的这种智能家居设想只可能建立在大佬大把的钱财之上,那么在5G时代,智能家居却可能成为很多普通家庭都可以拥有的现实。

随着信息时代的高速革命,以前的一些限制条件被快速打破。例如盖茨豪宅中那长达48公里的光缆,现在能被一个Wi-Fi模块轻松替代。

对于需要不同设备进行互联的智能家居来说,5G特有的低时延、快缓冲、低功耗连接的特性,使得众多家用设备接入系统之中成为了可能,而且它带来的还是一个大范围、全方位的配套进步,垂直细分领域和移动通信行业的合作也将变得越来越紧密,这对于智能家居需要的“互联互通”,意义重大。

可以确信的是,5G时代智能家居能够上演的场景,就是上面提到的——生活的一切都变得智能化。

我们可以大胆地设想:“早上,被子、床榻能以一种很自然的状态将住户唤醒;接下来开启窗帘和调节灯光,在进入卫生间时,自动调节好水温甚至马桶圈的温度;在外出回家之前空调就已经打开;回家后热水已经烧好,浴缸中的水调到了合适的温度,饭菜已煮好,想要浏览的新闻和资讯已经自动推送到了手机上。”智能家居就像是一个贴心的私人管家,无时无刻不在照顾着住户的生活起居。

5G到来后,NB-IoT和eMTC技术将被广泛采用,它为用户提供的服务将远远超出比尔•盖茨20年前对于智能家居的想象,服务能力会更为强大,大量噱头的东西会被淘汰,而安全、舒适、便捷、节能等四个方面会涌现大量的产品和服务,并被整合在几个智能家居的平台中。还有最为重要的一点,就是价格便宜,绝大部分普通用户都可以使用,而不只是富豪的专享。

被取代的不仅是体力劳动

2015年,《纽约时报》记者尼克•比尔顿讲述了自己不愉快的智能家居体验:

尼克购买了一款智能恒温器Nest,某一天睡前他将恒温器的温度设置成21摄氏度,然后安然入睡。但不幸的是,智能恒温器因一个软件bug导致电池被耗尽,无法发挥作用,室内的温度立马降到了3摄氏度。尼克的妻儿在睡梦中被冻醒,按尼克的说法就是:“家里变成了‘冰窖’。”

这款智能恒温器没有发挥应有的作用。假想一下,如果这款恒温器有一个能够替代人脑的“大脑”的话,也许就不会出现这样的情况。说到底,这种恒温器还算不上是一款真正的“智能”产品。

现在的智能家居,普遍的操作方式需要用户手动控制,即利用手机、平板电脑显示的信息,进行人脑处理,然后将人脑处理的结果由人手传输到手机或电脑上,家居设备接收指令,再进行相应的调控。

实际上,利用手机、平板电脑来控制的智能家居只能说是比较低级的智能。智能家居真正要实现的绝不只是单品的智能化,而是要实现不同产品间的智能联动,系统化操作。也就是说,智能家居要有超越智能之上的智慧,有一个真正能够替代“人脑”的“大脑”。

这个控制中枢可以看作智能家居的数据大脑,它和家中所有的设备互联,接收传感器感知到的人和物的所有信息,然后代替人脑思考,进行自主判断,并发出最为合适的指令,各设备接收指令后进行相关操作,使得各设备始终保持在用户最需要的状态。

这些安全防护系统一定程度上保证了家的安全,改善了人们的家居生活,但也存在一些问题。比如,如果敏感数据被盗,就可能导致个人隐私泄露,或者是智能家居被非法入侵。知名智能家居厂商贝尔金的产品,就曾因为签名漏洞使其旗下的几款产品都遭遇了黑客入侵,儿童监视器最终演变成了黑客的窃听器。另外,传统网络本身安全防护的不足也使一些安全系统存在安全漏洞,原有的安全防护恰恰成了不安全的环节,这实际上是用户最为担心的问题。

带上“脑子”的智能家居才是一个4S的生态系统,即Software(软)、Smarthardware(硬)、Supercloud(云)、Service(服务)四个方面,能够覆盖人们衣食住行的各个方面,提前做出预判。

我们现在能够看到的是,智能领域已经在三个主方向上有了重大进展,即机器学习、计算机视觉和自然语言处理,而这三个方向在5G时代都可以应用在智能家居领域,在家居中实现万物互联、中枢控制的场景,人跟家居设备的互动也会更快更准确。

智能家居能够取代的,已不仅仅是体力劳动,而是不需要人们采取任何操作,就能根据生活习惯和实际需要给人更加灵活有效的照顾,让生活变得更加方便美好。

《5G时代》,项立刚著,中国人民大学出版社(想入手的点这里)

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