零售環境中AI和IoT的長期使用

· 啟用IoT的安全攝像機可以使零售環境更高效,客戶友好,更重要的是,更加安全。

· 人工智能應用程序可以通過可行的智能數據來協助多個零售部門增強客戶體驗並增加銷售轉化率。

· 通過將智能相機與物聯網中的其他系統連接,安全流程可以完全自動化。

在面對數十年來最富挑戰性的時代之後,全球零售商都在謹慎地重新打開大門,而在世界上某些地區,可能仍在面臨著最艱難的時期。由COVID-19疫情引起的短期破壞是顯而易見的,但其對零售業務未來的影響尚待觀察。這種不確定性給零售商​​帶來了看不見的挑戰,他們正在尋求對技術進行明智的投資,一旦健康與安全指南和限制解除,這些投資就不會過時。

許多零售商集中精力實施技術,主要是為了減輕持續的疫情帶來的風險。但是,如今,在新型智能監控攝像頭上進行投資,可使零售商在疫情期間和運營開始正常化的同時,為多種類型的場景設計具有強大應用程序的可持續系統。這些攝像機可以靈活地配備各種視頻分析應用程序並進行重新裝備,並可以隨時重新調整用途,以適應企業最緊迫的需求。在過去的幾個月中,許多零售商店發現自己處在未知領域,如果他們的安全攝像頭有辦法解決這些新挑戰,他們會非常受歡迎。關鍵是要立即投資新技術,可以靈活地應對下次的不時之需。

考慮到這一點,"安保與物聯網"(S&ST)概述了智能監視技術可以支持短期重新開放措施並為零售商提供更多長期利益的幾種方式,例如:

· 優化商店和倉庫中的庫存

· 增加銷售轉化

· 增強客戶體驗

· 簡化工作流程

視頻分析應用程序可以通過分析客戶行為並為零售管理提供可行的見解來優化運營。通過評估客戶在商店中花費的時間,經理可以更好地計劃高流量時段–增加人員配備或高需求庫存物品的數量。如果商店設有咖啡店,則零售商可以計算出顧客可能在商店中停留的額外時間,從而使他們能夠計劃繁忙的時間或潛在的瓶頸。這也使零售商能夠採取其他措施來優化客戶的購物體驗。

智能相機還可以評估人流量大的區域,使管理人員可以利用向上銷售的機會。區域計數器應用程序可用於分析與商店的特定貨架或區域的交互。這使管理人員可以更好地管理現有庫存以滿足客戶需求。智能攝像機還可以連接到銷售點系統,並且通過將視頻數據與收銀員數據結合起來,使零售商能夠分析商店甚至部門的入住率與銷售量之間的相關性,從而提供優化轉換率的機會。

在需要採取其他安全措施的情況下,具有智能分析功能的智能相機可以幫助通知有關人員有關過道洩漏和其他潛在安全隱患的信息,並在客戶跌倒時立即通知工作人員。此外,當配備了物體檢測功能時,這些攝像頭可以識別零售倉庫中的損壞商品並管理庫存以防止盜竊。

以前只能提供視頻數據的安全攝像頭現在還可以使零售商更好地了解其客戶的購物習慣並優化業務運營-所提供的不僅僅是安全或健康安全工具。這些攝像機有效地成為了IoT傳感器,如今可用於COVID-19相關主題,明天將進行改裝以進一步改善建築物安全性和訪客體驗。

物聯網和邊緣計算將隨著5G的採用而增加

導讀:許多企業越來越多地在其網絡邊緣部署物聯網解決方案,以便發送、接收和處理數據。

現在是時候讓更多的企業升級他們的優勢,以飆升帶寬密集型技術。

許多企業越來越多地在其網絡邊緣部署物聯網解決方案,以便發送、接收和處理數據。將計算轉移到邊緣簡化了帶寬壓力,加快了處理速度和響應速度。結果,它允許包括AR和VR在內的更多帶寬密集型技術得以加速。

根據評估報告,預計到2025年底,邊緣計算市場的複合年增長率將達到19.9%。這種激進的物聯網浪潮正促使企業重新思考其IT處理架構。迄今為止,它主要側重於集中數據及其處理。

現在問題出現了:組織是否應該考慮將其處理的一部分轉移到邊緣?

最近,AR、VR和自主工具等先進技術正在擴展。如果企業和消費者希望對此類技術進行同步響應,他們必須將處理從組織的中心轉移到邊緣。

目前,公司的重點是(至少)將預處理或更多處理轉移到邊緣。這將有助於他們減少帶寬和頻繁的網絡需求。因此,將邊緣視為服務(EaaS)是為邊緣計算做好準備的最重要的方法。

在這個數字化時代,EaaS對於許多企業來說並不是什麼新鮮事。簡單地說,這只是從集中處理到邊緣處理的新轉變。隨著5G採用率的上升,將有更多的帶寬密集型技術。通過這種方式,可以將數據移動到中心數據存儲庫中,這些存儲庫是內部的,或者在需要時可以在雲中使用。

何時移動數據的實踐主要是關於移動的物流和位置。然而,專家指出,下一輪邊緣部署和處理規劃的下一波浪潮預計將集中在如何為公司物聯網價值開發和處理數據。

例如,當物聯網接收、處理和存儲數據時,可以正確地從數據中獲得業務價值,而無需傳遞數據。否則,企業更希望物聯網數據與來自其他核心系統的數據進行聚合,從而支持人工智能和分析等整體技術。

因此,使用EaaS,企業可以直接在邊緣解鎖處理、數據存儲等服務。組織還可以建立“微型”數據中心,這些數據中心離成功使用帶寬生成數據集的地方只有幾步之遙。

什麼? 2061年機器人就能完全取代人類工作

最近又新爆出了一項震驚瓜民的研究!據外媒報導,牛津大學與耶魯大學研究人員的一項最新研究顯示,未來50年內機器人將取代數百萬個人類工作職位,從貨車司機到暢銷書作家。研究人員發現,到2136年將取代所有人類職位。到2061年,人工智能將完成所有人類任務。

共有352位人工智能研究者參加了此次調查,就機器人何時將取代各種人類工作發表了他們的意見。領導此次調查的Katja Grace和她的同事們發現了未來10年內最有可能被自動化的是機械性任務。預計到2024年,機器人在語言翻譯方面就將超過人類;到2026年,機器人能夠比人類寫出更好的高中水平的論文……

至於那些更複雜和更具創造性的任務,例如寫書和進行高等數學運算,則需要更長時間。最終,研究人員發現,到2061年,人工智能將可完成所有人類任務,到2136年將取代所有人類職位。

很難想像那時的人類社會將變成啥樣。是將迎來被機器人“踩在腳下”的全民失業呢?還是坐享其成,享受機器人為人類“打工”的全新生活?恐怕一切還要等到未來的人類去揭曉、去體驗了。

無人配送車要解決的5個問題

隨著電商和外賣的快速發展,快遞配送人力支出已經成為各平台的重要支付成本,配送機器人也成了各大平台和初創公司解決“最後一公里”配送問題的新方向。據測算,近年來全球食物配送市場規模超1000億美元,而包裹配送市場高達3000億美元。其中,“最後一公里”的配送市場份額約800億美元。據麥肯錫預測,未來10年,80%的包裹交付都將自動進行配送。

從國外到國內,從室內配送到室外配送,從餐飲、快遞配送到設備零部件配送,電商、食品公司、初創機器人公司,甚至老牌機械公司都已經開始競相角逐這一尚未完全開啟的市場。那配送機器人要解決的問題有哪些呢?

 第一,自主行走

配送機器人要擁有強大的獨立思考能力和計算能力,並使用多個攝像頭或雷達等組成的傳感器,以及高分辨率3D城市地圖來高效地穿過繁華的城市街道。可以自行找到目的地,能夠辨別並“記住”路線,通過機器學習可以實現自主導航,準確識別紅綠燈信號,自主停靠配送點,不僅自己會上電梯、感知電梯的擁擠程度,甚至還要識別路上的行人、車輛,智能規劃路線。同時,通過優化交付路線,減少事故和減少勞動力投入,以達到節省成本的目的。此外,所有配送機器人之間的信息是共享的,才能大大降低機器人的學習成本。

 第二,安全避障

配送機器人通常要採用激光與視覺並行的方案,能夠觀察周邊的複雜環境,並在系統中建立自己的多維世界,運用自適應的算法,對動態實體進行準確的軌跡預測,避讓行人、車輛等物體。內置的導航系統要出於安全方面的考慮,對最高速度進行限制,例如每小時15公里,若是檢測到附近有人或汽車,會把速度降低到每小時10公里,留出足夠的剎車距離。配送機器人還要配備有位置追踪、障礙物傳感器,送貨時可以避開碰撞。車身結構和材料要為了最大程度上保護周圍的行人而進行設計。對於夜間行走的場景,機器人還需配備一套紅外熱像儀,可以在夜間進行導航,為考慮惡劣天氣,還要加入防水的設計。通常路面也不可能全程平整,所以配送機器人要有六個輪子,以便爬上路肩,並通過較粗糙的路面。

 第三,承載儲藏

作為配送的工具,每次配送能夠搭載多少數量的包裹是需要重點考慮的,甚至有些是能夠根據貨物尺寸自主調整貨運箱大小的。有些大的配送機器人,設計載重100公斤,最多可以搭載200件小包裹,相當於一個小件快遞員一天的配送量。但負載越重,電量消耗也越大,先進的配送機器人據稱充一次電可以行駛100公里,但全程重載時可能只行駛60公里就沒電了。因此,也有設計成模塊化的貨艙,可以根據有效載荷在沿途站點進行換貨。為了滿足不同物品配送的需求,例如生冷海鮮或熟食,配送機器人也有定制化的配備冷藏或加熱裝置。

  第四,人機交互

用戶通過手機APP下單後,可以選擇向機器人發出服務需求,配送機器人會與運輸管理系統(TMS)對接規劃最優配送路徑,將物品送到指定位置。當前的配送機器人還配備了面部識別系統,在即將到達目的地時,系統將取貨信息發送給用戶,到達目的地後,用戶可選擇人臉識別、輸入驗證碼、點擊手機APP鏈接等幾種方式取貨,還可以自動把貨物放入儲物箱,或電子掃描簽收。有些國外的配送機器人設想更加大膽,根據他們所申請的專利描述,該機器人可以打開用戶門鎖,並將包裹放置在用戶家中。

 第五,落地場景

為解決“快遞最後一公里”問題而研製的配送機器人,不會排放任何尾氣,還可以靜悄悄的移動,這兩大優勢意味著它們可以在城市中道路交通限制的時候行駛,而在夜深人靜的時刻,它也能在居民區內投遞貨物。 ”目前落地的場景,除了快遞包裹外,有在美食廣場的室內和室外配送食物,甚至實現從餐館到住宅的配送任務。也有電梯維修過程中,工程師在現場診斷電梯故障後,讓配送機器人從最近的電梯配件服務點將統計出需要更換的配件快速取過來的案例。在推廣中的配送機器人服務涉及餐廳、藥房、生鮮超市、服裝百貨、乾洗等領域。未來還會拓展到更多場景中。

作為電商與自動化、物流與機器人的融合,配送機器人顯然還有很長的路要走,但其可能帶來的新技術進化與應用、物流與服務模式的變革、就業結構的變遷,都值得我們去思考和想像。

歷史上第一個聊天機器人:200 行代碼就能欺騙人類感情

在 1964 年至 1966 年間,麻省理工學院人工智能實驗室的德裔美國計算機科學家約瑟夫·維森鮑姆(Joseph Weizenbaum)開發了歷史上第一個聊天機器人—— Eliza。

Eliza 的名字源於愛爾蘭劇作家蕭伯納的戲劇作品《賣花女》中的角色,劇中出身貧寒的賣花女Eliza 通過學習與上流社會溝通的方式,變成大使館舞會上人人艷羨的“匈牙利王家公主”。作為世界上第一個聊天機器人,Eliza 被其作者賦予了充滿戲劇性的內涵。

儘管在當時已經存在一些基本的數字語言生成器(可以輸出一些連貫文本的程序),但 Eliza 是第一個明確設計用於與人互動的程序。用戶可以使用打字機輸入人類的自然語言,獲得來自機器的響應。正如維森鮑姆解釋的那樣,Eliza 使“人與計算機之間的對話成為可能 ”。

Eliza 是維森鮑姆用一種名為 MAD-SLIP 的編程語言,在 36 位的IBM 7094(一種早期的晶體管大型計算機)上開發的。在那個年代裡,計算機時間是非常寶貴的資源,所以 Eliza 只能通過分時系統運行,用戶只能通過電動打字機和打印機與程序進行遠程交互。當用戶鍵入一個句子並按 Enter 鍵時,一條消息會被發送到遠端的大型機。 Eliza 掃描消息中是否存在關鍵字,並將這些關鍵字組成新的句子,用以回复響應,打印出來並供用戶閱讀。

為了鼓勵用戶與 Eliza 對話,維森鮑姆使用“狡猾策略”為 Eliza 設計了一種模擬羅傑式心理醫生(一種以人為本的心理諮詢)的對話風格。該程序將接受用戶所說的內容,並將以一個問題作為回應,如下面的示例所示。 (可以注意該程序如何接收“男朋友”和“沮喪”之類的關鍵字並重新使用它們。)

人:男人都是一樣的。

Eliza:怎麼說?

人:他們總是在困擾我們一些事情。 Continue reading

可用於自動駕駛汽車的VR頭戴式耳機!蘋果新專利曝光

據PatentlyApple報導,日前美國專利商標局發布了蘋果公司的一項延續專利申請,該專利涉及用於自動駕駛汽車的VR頭戴式耳機,該耳機旨在為駕駛員提供娛樂、工作、虛擬會議等體驗。

圖源:PatentlyApple

蘋果在專利文件中指出,汽車的窗戶是不安全的,並且增加了成本。通過提供真實環境或模擬環境的虛擬視圖,VR系統可以減少或消除自動駕駛汽車對窗戶的需求,從而使車輛的工程設計可以使用更少或更小的窗戶,或者根本不需要窗戶。

另外,通過VR系統提供的VR體驗可以使乘客感覺他們實際上乘坐的車輛比無人駕駛車輛的實際尺寸大,這可以為乘客提供更愉快和安全的感覺。

據悉,蘋果早在2015年就開始了自動駕駛領域的佈局,一度僱用了超過1000名員工開展各種自動駕駛技術的研究。後來,因為蘋果的自動駕駛車輛在道路測試中發生了事故,導致蘋果的自動駕駛項目在2016年底被迫擱淺。

不過蘋果近期頻頻申請與智能駕駛相關的專利被爆出,看來蘋果仍舊執著於“泰坦計劃”。

Fawkes照片工具:秘密給人臉識別系統“下毒”

據外媒報導,互聯網上充斥著數十億張照片,其中許多都消失在已經被廢棄的賬號和舊託管服務中。然而由於社交媒體平台的興起,將它們跟照片中的人物鏈接起來比以往任何時候都容易。不為公眾所知的是,一些公司正在悄悄地下載這些內容並用它來創建秘密的人臉識別模型的主體…但有一個解決方案,它被稱為Fawkes。​​​​​​​

資料圖

很明顯,面部識別模型被面部識別系統用來識別一個特定的人。 AI接受的圖像越多,它就能越能準確地識別隨機視頻和圖像中的人物–包括實時監控等。很多人都沒有意識到這些面部識別模型的存在,而這對隱私的影響真的很可怕。

企業和政府能通過簡單地收集人們在網上自由發布的自己的圖片來訓練他們的人工智能模型。大量的信息被輸入到人工智能係統中並由此形成一個難以阻止的難題。

芝加哥大學SAND實驗室的研究人員為解決這一問題邁出了一步,他們讓普通人能對自己的圖像進行複雜的控制。該團隊已經公開發布了Fawkes,一個簡單、免費的工具,它使用人工智能對一個圖像進行微調從而使其在人類看來是不變的但在人工智能係統訓練時卻變得“高度扭曲”。

研究人員解釋稱,通過向系統輸入這些圖像,某人本質上是在參與一種“攻擊”,通過破壞系統對那個人長相的理解來毒害系統。輸入給人工智能的每一張“中毒”圖像都降低了它在圖像和視頻中準確識別那個人的能力,使得它對於任何想要利用它的公司或政府來說幾乎毫無用處。

Fawkes並不是一個簡單的圖像操縱器,而是一個更複雜的人工智能驅動的應用,它會產生一些無法被目標面部識別訓練系統檢測到的變化,這意味著它們將無法識別並移除那些有害的“有毒”圖像。研究人員稱,由於無法分辨出哪些圖像被隱藏了,這些公司將不得不投入相當大的精力,對收集到的所有內容進行分類以找到導致圖像失真的圖像。

根據這項研究,對人工智能的測試顯示了非常高的準確率。

火星直徑大小的太陽黑子出現 潛在影響地球通信系統

北京時間8月12日消息,據國外媒體報導,目前,研究人員觀測到太陽存在一個巨大黑子正在朝向地球,預計未來幾天黑子體積將逐漸增大。該區域被稱為AR2770,是一處與火星直徑相當的“主暗核”區域,其表面散佈著許多隕坑大小的“斑點”。當前太陽黑子正處於25太陽週期,這是最新11年電磁活動週期中的黑子,並觀測到存在輕微耀斑裂紋。雖然AR2770區域還沒有出現“殺手級”太陽耀斑,但專家們正在密切關注,為可能影響地球電力系統運行的耀斑做好準備工作。

該區域被稱為AR2770,是一處與火星直徑相當的“主暗核”區域,其表面散佈著許多隕坑大小的“斑點”。

最新發現的太陽黑子是由業餘天文學家馬汀·懷斯(Martin Wise)在美國佛羅里達州特倫頓市觀測的,他說:“我的太陽望遠鏡很容易瞄準這個太陽黑子。”據悉,他使用一個8英寸直徑的放大鏡片捕捉該圖像。

據太空氣象報告稱,太陽AR2770區域釋放一系列B級耀斑,這是最低等級的太陽耀斑,這是發射穿透地球大氣層的次級電離波。然而,這個黑子正在逐漸增大,未來幾天活躍性可能增大,可能產生更強烈的太陽耀斑。

美國宇航局稱,太陽耀斑是黑子附近磁場線纏繞、交叉或者重組引起的能量突然爆發事件。預測太陽活動性可能會保護太空軌道的宇航員,以及避免人造衛星遭受破壞。

今年6月份,英國華威大學科學家研製一種新型太陽時鐘,它可以更好地計算太陽活動開啟和關閉時間。該研究報告第一作者桑德拉·查普曼(Sandra Chapman)教授說:“太陽活動大事件可能隨時發生,但更有可能發生在太陽活動高峰期。通過對觀測數據清晰排序,我們發現地球過去150年的地磁活動,只有很少一部分發生在這種平靜環境中。”

美國宇航局稱,太陽耀斑是黑子附近磁場線纏繞、交叉或者重組引起的能量突然爆發事件。預測太陽活動性可能會保護太空軌道的宇航員,以及避免人造衛星遭受破壞。

評估未來太陽超級風暴發生風險的能力對於太空氣象敏感的空基、陸基技術至關重要,例如:人造衛星、通信系統、電力分配和航空飛行等。

如果我們掌握一個對太空氣象敏感的預測系統,就能知曉未來發生太空氣象大事件的概率,知道我們什麼時候處於太陽活動平靜期,這樣便於從事太空設備維護等活動。

研究小組使用過去200年的太陽黑子觀測數據綜合分析,並將太陽18個太陽週期的活動性繪製成標準化的11年太陽活動週期,太陽每11年開始一次新的周期,在周期的一半,太陽活動增加,產生更多的耀斑和輻射,所有這些都可以通過太陽黑子進行測量。

研究小組利用自1818年以來每天的黑子數量記錄繪製出太陽活動圖,從而可以精確計算太陽活動的開啟和關閉時間。一旦由太陽黑子的觀測構建了時鐘,就可以對太陽活動和太空氣象觀測進行排序。

查普曼說:“科學家畢生都在努力解讀’自然之書’,有時我們會製造新的方式轉換數據,那些看起來凌亂複雜的事物會突然變得簡單漂亮,我們的太陽時鐘首次清晰地揭曉太陽活動開啟和關閉時間,能區分太空氣象平靜和活躍時間間隔。”

日本餐飲行業開始啟用送餐機器人……

日本餐飲行業開始大量啟用送餐機器人

近日,日本東京山手線第30個新車站“高輪Gateway站”內,東日本鐵路公司(JR東日本)正在全力推進擁有消毒、送餐和運送行李等功能的機器人實證試驗。

據報導,該車站被定位為機器人技術的試驗場。為防止新冠病毒傳播,該公司還考慮使用能消毒的機器人,在不撞到人和牆壁的情況下巡迴,給扶手噴灑消毒液。

另外,該車站還啟用了可以把咖啡送到車站會議室,然後自動歸位的機器人、裝載行李箱自動行走的機器人及適合小範圍移動的交通工具“Personal Mobility”等。

SK電訊與外賣公司Woowa Brothers聯手,將利用5G技術開發送貨機器人服務

韓國移動運營商SK電訊公司表示,已與韓國最大外賣公司Woowa Brothers公司合作,利用5G技術開發機器人送貨服務。此前,Woowa Brothers已在首爾南部水原的有限區域內運營基於4G LTE網絡的送貨機器人,兩家公司自6月起在首爾東部的建國大學校園內對送貨機器人進行了5G技術測試。

兩家公司計劃將該機器人部署在工廠中,用於遠程維護和貨物裝載等任務。

MiR最新移動協作機器人亮相

近日,丹麥著名機器人製造商Mobile Industrial Robots(以下簡稱MiR)推出新產品——移動協作機器人MiR250。 MiR250具有安全性、靈活性、易用性,可以通過快速更換電池實現24小時連軸轉,其模塊化設計使得產品尺寸更小且適應性更強,有助於優化內部物流,可以快速部署在客戶的應用場景,且無需改變設施佈局。

MiR機器人可用於商用或者醫療服務行業,幫助醫院做一些搬運工作或者消毒工作。因為底盤移動靈活,也很容易做二次開發,能夠把以前需要人完成的消毒或者搬運藥箱的工作用移動底盤來替代,可以實現很多自動化的場景

人本集團20億元機器人及智能裝備製造項目落戶蕪湖

8月5日,鳩江區人民政府與人本集團簽署規劃總投資20億元機器人及智能裝備製造項目。根據協議,人本集團擬總投資20億元,建設年產2000萬套高效能、精密機器人及智能裝備軸承,年產3億套高精度微型機器人及智能裝備軸承和年產500萬套高精度機器人及智能裝備用交叉滾子軸承項目。

考古學家利用水下機器人對古代沉船施以保護

據愛爾蘭當地新聞資訊網站“ancient-origins” 8月3日消息,一艘位於希臘阿隆尼索斯島(Alonnisos)海域附近的古代沉船將首次面向公眾開放。本次阿隆尼索斯島(Alonnisos)海域附近的古代沉船遺址得以開發給公眾潛水參觀,得益於水下智能機器人對遺蹟的層層保護。根據資料顯示,這艘木船於公元前5世紀沉沒於愛琴海域,考古學家判斷,這是一艘商用貨船,船上運載了3000-3500壺希臘釀造的葡萄酒。有報導稱,這是歐洲首​​次向普通潛水愛好者開放水下沉船遺跡。

衛星互聯網把“基站”搬到太空

7月上旬,國內首架高速衛星互聯網飛機完成首航,利用一顆高通量衛星在萬米高空完成了百兆以上速度的聯網,並實現了流暢的空中直播。早在今年4月,衛星互聯網就被明確列入新型基礎設施的範圍。作為新一代信息技術演化生成的信息基礎設施,從構想到發射組網,衛星互聯網的藍圖正一步步變為現實。

衛星互聯網示意圖

中國航天科工集團二院供圖

衛星互聯網是什麼?

以衛星為接入手段的互聯網寬帶服務模式

“衛星互聯網主要是指以衛星為接入手段的互聯網寬帶服務模式,它屬於新基建中的信息基礎設施。”中國航天科工集團“虹雲工程”總設計師向開恆說,目前衛星互聯網較多的是指利用地球低軌道衛星實現的低軌寬帶衛星互聯網。相比高軌衛星,它具有低時延、易於實現全球覆蓋的特點。

中國航天科技集團五院全球低軌衛星移動通信與空間互聯網系統中心副主任黃華介紹說,地面網絡靠基站通信,衛星互聯網則是基於衛星通信技術接入互聯網,好比將地面的基站搬到了太空中,每一顆衛星就是一個移動的基站。

根據通信衛星所處軌道的不同,衛星互聯網可分為高軌和低軌兩類。

高軌衛星的軌道距離地面約3.6萬公里,也叫作對地靜止軌道。儘管都在高速運動,但該軌道上的衛星軌道周期和地球自轉週期嚴格一致,相對地面保持“靜止”,其覆蓋的地區也是固定,因此建立通信服務比較容易。利用這個特點,可以通過高軌衛星實現寬帶通信,而且所需的衛星數量不用太多。但高軌衛星互聯網也存在天然的局限。地球半徑只有6378公里,用高軌衛星實現通信服務,相當於從地球表面發信號到3.6萬公里以外,一來一回,再加上信號處理等過程,導致時延不小。對於一般的通話或訪問網頁來說還可接受,但對實時性要求高的應用如聯網游戲、無人機遙控等則無法滿足需求。此外,地面接收高軌衛星信號的終端必須做得比較大,才能良好接收如此遠距離的信號。

因此,人們把目光投向了500—2000公里範圍內的近地軌道。在這個軌道上,地面和衛星之間的通信傳輸時延達毫秒,足夠滿足車聯網、自動駕駛等需求,接收終端可做成手持的,智能手機都能接入。

“衛星互聯網的興起,是由需求和技術的可能性共同驅動的。”黃華說,將衛星互聯網納入新基建,反映了數字化、信息化帶來的需求。而隨著航天和通信技術的進步,又使得提供這種服務成為可能。

專家認為,從發展趨勢看,數字化、信息化已深刻改變人們生活,手機用戶希望隨時隨地都能聯網。儘管地面網絡發達,但許多特定場景下靠地面網絡覆蓋代價太大,難以收回成本。相關數據也顯示,目前全球仍有35億人不能上網,7億人沒有通信服務。於是,將“基站”佈設到近地太空成了一個選擇。而且,與上世紀90年代的銥星等窄帶低速衛星互聯網不同,新的衛星互聯網要實現的是和地麵類似的寬帶網絡服務,也就是低軌寬帶衛星互聯網。

低軌寬帶衛星互聯網如何實現?以1000公里的近地軌道為例,衛星繞地球一圈100多分鐘,通過成百上千個衛星在這個軌道高度組成星座,從而實現對全球的無縫覆蓋。對用戶來說,儘管衛星始終在運動,但每時每刻都有衛星飛過頭頂,網絡信號始終保持穩定覆蓋。

衛星互聯網能幹什麼?

無論身處沙漠還是海上、飛機上,都能享受到像家裡一樣的上網體驗

隨著低軌寬帶衛星互聯網概念的興起,近年來國際上出現了星鏈、OneWeb等相應計劃。

在國內,2018年12月22日,“虹雲工程”首發星即技術驗證衛星被送入軌道,標誌著我國低軌寬帶通信衛星系統建設邁出實質性步伐。 “虹雲工程”是由中國航天科工集團有限公司牽頭研製的覆蓋全球的低軌寬帶通信衛星系統,通過搭建由156顆小衛星組成的衛星互聯網系統,實現全球無死角的自由接入寬帶互聯網。幾乎同時,2018年12月29日,“鴻雁”星座首發星也成功發射並進入預定軌道。 “鴻雁”星座是由中國航天科技集團自主建設的低軌衛星通信系統,其目標也是在太空構建一條四通八達、覆蓋全球的信息通路,計劃用60顆核心骨幹衛星和數百顆寬帶通信衛星組成系統,實現全球任意地點的互聯網接入。

“虹雲工程”技術驗證星發射入軌後,在2019年完成了不同天氣條件、不同業務場景等多種工況下的全部功能與性能測試。測試人員通過衛星用戶終端接入互聯網,成功實現了網頁瀏覽、微信發送、電商購物、視頻聊天、高清視頻點播等典型互聯網業務,也可以正常使用短視頻APP。衛星在軌實測的所有功能與指標均滿足要求甚至超出預期。這顆試驗星用戶體驗速率超過10兆。

“系統建成後,無論我們身處沙漠還是海洋,抑或是飛機上,都能享受到與在家裡一樣的上網速度和服務體驗。”向開恆說,衛星互聯網能夠實現隨時隨地的互聯網接入,尤其是在高山荒漠、深海遠洋等傳統移動通信到達不了的偏遠地方,更具優勢。

黃華認為,儘管衛星互聯網的最大網速比不過地面光纖,但用戶實際使用體驗不會有太大差別。衛星互聯網和地面網絡如5G網絡將是互補關係。在大城市等地面通信發達地區,人們優先使用地面網絡。而在地面網絡不能到達的地區,包括南北極科考、戶外探險等場景則更適合使用衛星互聯網。衛星互聯網能夠滿足信息基礎設施差的地方的需求,填補信息鴻溝,使網絡連接變得可能和便利。

衛星互聯網提供的服務並不限於寬帶,也包括能夠提高定位和授時精度的導航增強功能,可對航空、航海、遠洋貨物等進行跟踪的物聯網等。例如“虹雲工程”就是一個通信、導航和遙感一體化的系統,可滿足應急通信、傳感器數據採集以及工業物聯網、無人化設備遠程遙控等實時性要求較高的應用需求。 “鴻雁”星座是寬窄結合的系統,用戶既可以使用手持終端打電話,也可以上網和使用導航增強功能。

北京九天微星科技發展有限公司首席執行官謝濤認為,通過和5G、工業互聯網、物聯網、大數據等緊密結合,衛星互聯網未來的應用場景會非常豐富。衛星互聯網更像是一個太空中的平台,搭載5G的載荷,可以滿足寬帶通信;搭載攝像頭就能實現遙感;加上導航增強,就能支持自動駕駛。

怎樣用好衛星互聯網?

關鍵核心技術要進行攻關,產業發展要實現良性循環

當下,商業航天發展迅速​​。作為衛星通信與互聯網結合的產物,衛星互聯網尤其是低軌寬帶衛星互聯網勾勒出一幅讓人嚮往的商業藍圖。不過,要真正搭建起系統並投入實際應用,尤其是讓用戶獲得良好體驗,並不簡單。

“儘管我們對衛星和通信技術都有一定掌握,但衛星互聯網建設難度不小,不能一蹴而就,需要進一步創新。”黃華說。

相比高軌衛星相對地球靜止而容易“捕獲”,低軌衛星以每秒7公里多的高速繞地球轉動,這種快速移動所導致的頻率變化、衛星信號的動態切換等,和地面網絡不大相同。為了防止網絡中斷,從而讓用戶有良好的體驗,需要對許多關鍵核心技術進行攻關。此外,為了降低地面維護成本,上千顆在軌衛星有必要通過智能化實現在軌自主運行,這也要通過技術創新來實現。

除了解決技術難題,專家認為,衛星互聯網真正用起來,關鍵還在於被普通大眾接受,要好用也能用得起。這就要求衛星組網實現低成本,地面終端也要實現低成本、小型化。 “例如,通過批量生產,衛星互聯網的衛星會更便宜;通過技術攻關,把芯片越做越小,把天線從‘一塊磚’變成‘一片瓦’。”

謝濤認為,衛星互聯網這種複雜系統對於系統設計、技術路徑選擇、產業配套等都有非常高的要求,有必要在設計之初就考慮到成本、產業成熟度、地面情況以及實際應用需求等綜合性因素。 “衛星互聯網納入新基建給產業的快速發展注入了信心和活力,推動產業鏈提供更高性價比的衛星、載荷和地面終端產品,讓全產業鏈降低成本。”

向開恆表示,一方面,隨著低軌寬帶衛星互聯網應用不斷拓展,通信容量會不斷擴大。而規模越來越大,成本也會隨之不斷下降;另一方面,通過政府層面的引導、市場層面的實踐,整合資源,通過產業化、商業化運作降本提效,形成產業發展良性循環。

專家預計,普通用戶像打手機一樣用上衛星互聯網,可能還需要數年時間。

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