2019圖靈大會| 前奏：清華大牛劉雲浩的萬物互聯之眼

「注智世界，賦能未來」。

2019 ACM 中國圖靈大會（ACM TURC 2019）將於5月17日——19日在中國成都舉行。

作為一個擁有極高水平的國際性計算機科學研究論壇。會議邀請了包括數位ACM圖靈獎獲獎者在內的國內外學術專家和教授出席會議，與國內外學術青年共同交流計算機領域的尖端科技、探索人工智慧的未來發展。

會議形式開放活潑。除主會議之外，各個專題研討會及小組討論並行不悖，大咖針鋒相對的圓桌論壇也備受期待。此外，值得注意的是由ACM China YSCA（Young Scientists of Computing Academy）主辦的未來新星論壇與本屆圖靈大會共同舉辦。雙星璀璨，這是一場學術大師傳道受業之旅，也是學術新秀們思想碰撞，探索發現的創新之旅。

「蜀」山論劍，觀者雲集。群賢畢至，少長咸齊。人工智慧從「圖靈」開始，也將從「圖靈大會」獲得源源不斷的活力。

圖靈大會能夠在國內學術圈產生如此大的影響力，作為ACM中國理事會名譽主席，密歇根州立大學計算機系講座教授、系主任，清華大學長江學者特聘教授劉雲浩功不可沒。

作為中國最早定義「物聯網」的學者，劉雲浩教授在物聯網、普適計算和定位計算、感測網/射頻識別（RFID）和分散式系統等研究領域都有很深的造詣。他曾獲得ACM主席獎、ACM MobiCom最佳論文獎，中國國家自然科學獎、NSF中國國家傑出青年基金、中國計算機學會物聯網青年成就獎等。

日前，劉雲浩教授接受了ACM官網的專訪，就未來五年內物聯網和感測器領域的研究前景發表了自己的看法和思考。

1. 您是何時開始對感測器網路和物聯網感興趣的？

進入計算機領域的研究生學習階段之前，我從事了四年工程師工作，專註於物流和供應鏈方向。行業的工作經歷給我增加了網路和其他IT方面的經驗。21世紀初，當我開始攻讀博士學位時，互聯網革命正如火如荼，我深刻地意識到互聯網將在全世界產生巨大的影響。

我特別欣賞互聯網「自我可擴展」這個設計理念。那個時候我覺得我們需要（並且最終會）使互聯網變得更加聰明。要實現這樣的想法，不僅要連接機器，還要連接人、汽車、衣服和其他幾乎所有東西，要給互聯網加上「眼睛」和「耳朵」，讓互聯網具備感知能力。我開始深入研究物聯網、感測網和RFID，致力於打造一系列深度互聯的、可編程的、智能化的新型實用設備，從而打通數據的採集，提供比以往更多的實時信息。

2. 您主持的項目GreenOrbs在森林裡部署了1000多個感測器節點，會用來收集一年多的數據。在開發GreenOrbs的過程中遇到了哪些挑戰？機遇又在哪裡？

該項目開展的動機是人們在過去幾十年中為應對全球氣候變化所做的總體努力。環境研究表明，溫室氣體排放量的增加（其中主要成分是二氧化碳）是全球氣候變化的罪魁禍首。森林消化陸地生態系統中的碳儲量，而城市是二氧化碳排放的主要來源。

2007年，我們啟動了GreenOrbs項目。首要目標是在森林中建立長期和大規模的感測器網路，以提供全年的生態監測，包括收集各種感官數據，主要涉及溫度、濕度、照明和二氧化碳的含量，然後與研究人員共享這些數據。當時，在野外還沒有超過200個節點的感測網系統，已有的系統一次只能工作幾個月。因此，我們是第一個旨在創建擁有數千個感測網節點並能連續運行幾年的系統項目。從2008年開始，GreenOrbs在不同地方經歷了多次不同規模的部署。到2010年初，杭州項目中的網路規模達到了330個節點。

之後，我們將網路規模擴大到500多個節點，並部署到中國國家自然保護區天目山。到2011年，我們累計在森林中部署了2000多個節點。我們還使用這個網路系統嘗試進行「林冠鬱閉度」（Canopy closure）測量。林冠鬱閉度的定義為由頂葉垂直遮蔽的地面面積占林區總面積的百分比。它是一種廣泛使用的重要林業指標，但傳統的測量技術要麼準確性差，要麼成本過高。使用類似的方法，GreenOrbs還能夠測量另一個名為「葉面積指數」的林業指標，這需要將感測器部署在三維空間中。

在第一階段工作的基礎上，我們開始了GreenOrbs項目的第二階段，我們稱為CitySee。2011年，我們在無錫市區部署了1200個節點，每個節點配備了數十個感測器。在接下來的三年內，在中國國家自然基金委的資助和工業界的支持下，我們在30多個城市部署了各種規模的CitySee子系統。CitySee收集多維數據，包括二氧化碳、溫度、濕度、聲音、照明、位置和人員行為等。變化極快的城市環境以及對長期、大規模、連續和同步監測的需求給我們帶來了全新的挑戰，因此我們提出和嘗試進行了一系列創新設計來應對這些挑戰，如超低功耗協議、非測距無線定位、被動網路診斷和非感測器感知等等。GreenOrbs和CitySee成為智慧城市研究的早期實踐嘗試，我們從中學到了很多，對於如今的系統設計大有裨益。

3. 在未來五年內，您認為感測器網路或物聯網技術可能會有哪些顯著的進步？

近幾年，你或許經常會聽到AI+IOT、邊緣計算和大數據這樣的概念。不久前，ACM將2018年的圖靈獎授予了三位AI開拓者--Yoshua Bengio，Geoffrey Hinton和Yann LeCun，以表彰他們對深度神經網路所做的貢獻。我覺得很顯然，嵌入AI的物聯網是最有前景的技術之一。物聯網技術多年來一直在建立一個全面和深度互聯的世界。生成大數據，處理人們從辦公室到家裡到汽車上的所有事務。有些人已經開始使用「萬物互聯」（IoE, Internet of Everything）來代替「物聯網」 （IoT, Internet ofThings）這個詞了。傳統上，數據分析在雲中進行，數據以集中的方式存儲和挖掘。但是對於特別實時的應用來說，比如自動駕駛，這個分析過程不夠快，況且數據的集中也常常會引發人們對數據隱私的擔憂。

相比之下，AI嵌入式技術可以幫助企業和個人直接從物聯網設備獲得有意義的洞察。邊緣系統變得更加智能，AI +物聯網系統的強大功能也將使工業設備更安全和更個性化，使家居更智能化和私密化。這標誌著互聯網服務將從更多地關注以消費者為導向的需求，轉向以行業為導向的需求，並擴展到更廣泛的領域。

4. 中國的研究人員和從業者如何通過參與ACM和ACM中國理事會的活動獲益？

自2009年ACM中國理事會成立以來，在過去的10年里，我們在中國建立了20多個城市分會和10多個ACM特別興趣小組（SIG）分會。這些分會非常活躍。例如，由北京大學張銘教授主持的ACM SIGCSE中國與ACM會員就計算機科學、軟體工程和人工智慧的課程建設進行合作。ACM中國理事會還支持為ACM中國會員提供在線學習資源和課程。ACM SIG中國分會，例如 SIGAI，SIGMOD，SIGCOMM，SIGMOBILE，SIGBIO，SIGMM，SIGSAC，SIGOPS也為中國的研究人員和從業者提供了大量的輔導和研討會。

連同20多個城市分會，特別是在南京、合肥、成都、上海、重慶、西安、大連、北京、哈爾濱、太原、天津、濟南、青島、蘭州等地的支持下，自2017年以來，ACM中國理事會承辦ACM中國圖靈大會（ACM TURC）。每年都有1500名ACM中國會員參加。許多ACM圖靈獎獲獎者出席會議並作主旨演講；在以往的會議上，Vinton Cerf，Raj Reddy，John Hopcroft，Leslie Valiant和姚期智等圖靈獎獲得者出席並演講，前ACM主席Alexander Wolf和Vicki Hanson也參加了大會並發言。作為ACM家族的一員，ACM中國理事會為中國的研究人員和從業者提供了非常棒的工具和資源，以促進其職業生涯的發展並豐富其知識儲備，結識更多的科學同行。

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