移動計算的未來十年與超越

2021-05-23 23:34:39 字數 3472 閱讀 1869

mahadev satyanarayanan 博士是美國卡內基梅隆大學計算機系教授、美國計算機學會和電氣電子工程學會院士,在移動計算和普適計算(pervasive computing)領域有著豐富的研究成果。2023年到2023年期間,他是英特爾匹茲堡實驗室(intel research pittsburgh)的 founding director。下面,讓我們一起聽聽他在21世紀計算大會上對未來移動計算的展望吧!

世界渴望移動

非常感謝你們邀請,很榮幸來到這邊和著名學者參加這次會議。今天我想和大家分享一下對於未來移動計算的展望,但是在展望未來之前,我們也需要了解一下我們現在的情況。我想告訴大家的是,在2023年到2023年這段時間,電腦的銷量減少了,而與此同時移動計算機在2023年的時候,銷售量第一次超過了台式電腦,而且在未來這一趨勢會繼續。

更有意思的是智慧型手機的銷量。五年前智慧型手機甚至不存在,沒有人知道智慧型手機是什麼,但是在很短時間裡,智慧型手機銷量大幅上公升,明年智慧型手機銷量將預計超過各種各樣電腦的銷量,包括台式電腦和筆記本。所以我們可以非常清楚的看到世界變得越來越移動,世界渴望著移動,更小、更輕、電能儲蓄時間更長,成為壓倒一切的需求!

夢想的起航和發展

在90年代,如果你就這些主題問一些剛剛在這個領域起步的研究者的話,他們會說,任何時間、任何地點用手提的硬體,或者用無線網路訪問資料的能力就是移動技術。這是15年前研究人員的想象,但是今天這已經不足為奇了。

我們看到通訊技術方面的進展也同樣令人矚目。十年當中我們有了pc卡,再過四年就看到了你們筆記本中無線模組的晶元卡。由此可見,前進的勢頭一點都沒有減緩。上週一微軟發布了windows phone 7系列的智慧型手機,顯而易見,無論是計算還是通訊技術領域都取得了很大的進展。

在這我想跟大家分享的是,我們的研究情況如何呢?實際上移動計算可以追溯到70年代末期和80年代的分布式計算。不過,隨著計算硬體和通訊的融合,一旦我們開始研究移動計算的系統,我們就覺得這個工作比預想的要難。我們必須要適應無線網路中不同的傳輸協議,解決好網路技術的問題,而且要具有足夠的靈活應變性,能根據夠得到的資源改變行為,以克服在網路環境當中任何可能的失敗。另外,要控制好功耗,因為你的移動裝置是要靠電池的。我們要讓系統能夠識別位置,並且通過判定位置、使用場景,對軟體發出指令,這就是在過去15年當中我們主要的研究領域。

在過去的幾年當中又出現更多的研究工作,在90年代早期,談到了無處不在、普及性的計算,正如一位教授早上所說。有了這個想法之後就帶來一系列我們需要解決的問題。比如從使用者角度來說它的可見性。另外,要解決使用者在不同水平空間之間的移動問題,這是當時的研究者推進無處不在的移動需要所面臨的。

我剛才也談到了要注意能源,這是移動計算要解決的非常重要的方面。另外乙個層面是人和移動計算間的互動性。因為人是移動的,沒有辦法用滑鼠、鍵盤,比方說他們的眼睛是看著路面,而不能看著手上的電腦。所以語音識別、手勢識別這些新型的人機互動模式變得越來越重要。這些模式在計算上面會提出更高、更苛刻的要求,而且會帶來更高的功耗。

今天很多人都在談的話題就是注意力分散,比如開車的時候用手機就會造成注意力分散。再從另外乙個角度看,移動系統必須要認識到人,人是使用者,他的注意力已經分散在太多的東西了,所以移動計算系統必須要解決注意力分散的問題。

最後一點也是同樣重要的,就是移動計算是有危險的,你的計算機有可能被偷走,被水淹或遇到其他各種各樣的危險,所以這些挑戰是我們繼續要面對的,在將來也不例外。

未來三大新興主題

關於第乙個主題,我們舉個例子吧。首先在乙個很大的人群中,乙個小孩走丟了,他的父母非常著急,希望找到自己的孩子,於是就報了警。所有在一定距離之內的使用者都用手機發了乙個簡訊,說剛剛走丟了乙個孩子,如果看到這個孩子的話,請把在過去一小時當中你們拍的任何**都上傳過來,然後大家幫忙上傳很多**,最後,這對父母和警官一起看很多使用者上傳過來的**,並在其中的一張**裡看到了這個孩子,然後警官趕緊帶著孩子父母過去找到了這個孩子。這是乙個例子。

再講乙個「gigapan」的技術,它可以把這個**變成為一幅可以伸縮的,解析度極高的,即使是海灘上小的警告牌都可以分辨出來。這有什麼用途呢?舉乙個最簡單的例子——用於災後的拍照。這是今年海地大**太子港震後的情況,有乙個記者正好是在**前來到海地的,在太子港用剛才這個技術去拍了一些**,然後把這個景象傳到美國了。一般出現災難之後所有老地圖沒有用了,因為原來標誌物壞掉了,樓也倒了,你不知道該怎麼辦,而這個技術可以幫你在災後迅速做出新的地圖。如果沒有這個地圖,搜救工作就難以開展。有了這個技術,我們普通公民可以拍照,把資料結合在一起,形成乙個高解析度、可伸縮的影象。

我剛才給大家舉了兩個例子,有許多屬性和特點。通過這些特點,移動裝置實際上已經成為了功能豐富的感測器,而且這種功能豐富的感測器捕獲的資料要比那些傳統感測器豐富得多。

我想講的第二個不斷興起的研究主題,就是移動計算和雲計算的融合。我們看到自由和簡單之間的矛盾,移動要給我們無時無處的自由,但這樣的自由是要付出代價的,這個代價就是複雜性,你得記住你的資料在哪乙個終端和裝置上,你眾多裝置中哪乙個是最新的版本,而且還有故障要解決。雲計算能給你帶來簡單便捷,它對你的意義是不需要太艱苦的思考資料放在哪,在雲裡面都可以找到。雲計算就好比開燈一樣,想用電,拉開電燈就可以了,想用自來水,開啟水龍頭就可以了。

第三個我想講的正不斷興起的主題是「資源豐富的移動應用程式」,這指的是現在仍然不存在,但是有很好的未來的一些應用程式。之所以這些程式現在還不存在可能是因為之前講的移動性的問題。這種題目其實挺容易讓人暈眩的,因為移動應用程式本身所含的資源是比較少的,移動裝置所包含的資源也不會很多。

舉個例子來說,有乙個技術叫面部識別技術,十年前,如果我們來比較一下軟體和人,我們會發現這個軟體是完全沒用的,軟體沒有辦法識別人臉,它識別人臉的能力遠遠低於人的肉眼,但是到了2023年,人腦和電腦基本上是打平的,而到了2023年,就是四年前,我們看到,這個世界上最好的人臉識別軟體要比人的肉眼識別的準確率更高。

不管是語言翻譯,還是人臉識別都已經取得了很大的成功,當然這取決於更好的演算法。但除了演算法以外,我們也充分地使用了大量的、多樣的電腦資源,所謂的雲計算就可以讓我們充分利用雲來實現以上我們所講的計算,這就是問題所在。

最後總結下,至少有三個不斷興起的研究主題:把移動裝置作為功能豐富的感測器來用,雲計算和移動計算的融合,以及新一類的移動應用的問世以推動低延時、高計算效能的移動應用,通過這種移動應用,客戶還可以隨需進行定製。我希望我已經說服大家了。謝謝大家!

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