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  很多新科技出现之初,总被舆论视为是革命性的,让我们相信在不远的未来即将出现在我们生活的每一个角落,并彻底改变我们的生活。但现实却是,有些科技在历史的进程中已经灰飞烟灭;有些科技的发展速度远没有宣传得那样快,普及的速度更是没有那么乐观。上一篇中,我们提到了说来却没有彻底到来的:机器人时代、人工智慧时代和自动驾驶时代。今天,我们将继续了解几个尚未彻底到来的科技时代。\姚刚

  物联网时代

  物联网(IoT:Internet of Things),也常被称为「万物互联」,它的最终理想状态是:生活中的一切物体都自带各种感测器,可以通过网络进行相互通信,交换数据,从而实现对事物状态的感知和智能化控制。

  与传统的互联网相比,物联网具有其鲜明的特征。首先,物联网是由数量巨大、类型繁多的感测器所组成的,每个感测器都是一个数据源,不同类别的感测器所收集到的数据各不相同,从而可以达到对环境的全面感知能力。其次,物联网将感测器和智能管控技术相结合,将获得的海量资讯经过云计算分析、加工和处理,得出有意义的数据后,通过人工智慧或手动操作,可以对相应的受管控设备进行智能远程调节。

  物联网发展简史

  1990年,美国电脑网络工程师约翰.罗姆奇(John Romkey)发明了一台可以通过互联网打开和关闭的烤面包机,被普遍认为是世界上第一台物联网设备。

  1995年,比尔盖茨在他的《未来之路》一书中首次提到「物联网」这个词。同年,由美国政府运营的GPS卫星定位系统的第一个版本完成,自此,物联网设备具有了提供位置资讯的能力。

  2005年,在突尼斯举行的资讯社会世界峰会(WSIS)上,国际电信联盟(ITU)正式确立了「物联网」的概念。

  2008年,第一届国际物联网大会在瑞士苏黎世举行。

  2010年,中国政府将物联网列为关键技术,并宣布其长期发展计划。

  2011年,IPv6协议正式发布,允许更多的设备接入互联网,促进了物联网的发展。

  2022年,全球物联网设备数量预计将达144亿台。

  现状

  目前,全球主要国家和地区均在积极推进智慧城市、智能家居、智能制造等多个领域的物联网专案进行建设试点。我们开始接受通过语音指令等方式控制家里的灯光、家电甚至窗帘的开闭。先进的「黑灯工厂」通过各种感测器,结合机器人和人工智慧技术,实现了全自动自主化的生产方式。这样的物联网技术在我们生活中应用的例子数不胜数,但物联网设备距离完全普及还有很长的路要走。

  发展瓶颈

  「智能化」、「平台化」是物联网的发展趋势。而要实现这个目标必须解决两个问题。首先是网络连接的速度和稳定性问题。网络接入速度决定着应用系统的性能和效率;网络的稳定性决定着系统的可靠性。其次是标准化,目前物联网行业存在着多种技术标准,特别是在通信标准上,采用了不同标准的感测器之间无法直接进行通信,这在一定程度上阻碍硬体的普及和物联网平台的发展。此外,安全性方面,网络犯罪分子正使用越来越复杂的手段来发现连接设备中的漏洞,从而获得私人资讯。因此,消费者和组织越来越关注物联网安全,并将其视为物联网广泛应用和普及的主要障碍。

  3D打印时代

  3D打印概念起源于19世纪末的美国,并在20世纪80年代得以发展和推广。3D印表机实际上是利用光固化和纸层叠等技术的快速成型装置。它与普通印表机工作原理基本相同,印表机内装有液体或粉末等「列印材料」,与电脑连接后,通过电脑控制把「列印材料」一层层叠加起来,最终把电脑上的蓝图变成实物。大家都梦想着,未来,我们想要拥有某一件东西时,将不再需要购买这个商品的成品,而只需下载它的图纸,通过家中的3D印表机打印并进行组装即可。

  3D打印技术简史

  1986年,Charles Hull开发了第一台商业3D印刷机。

  1993年,麻省理工大学教授EmanuaI Sachs创造了三维打印技术(3DP),将金属、陶瓷的粉末通过黏接剂黏在一起塑形。

  2005年,市场上首个高清晰彩色3D印表机Spectrum Z510由ZCorp公司研制成功。

  2011年,英国南安普敦大学开发出世界上第一架3D打印的飞机。

  2012年,苏格兰科学家利用人体细胞首次通过3D印表机列印出人造肝脏组织。

  2013年,全球首次成功拍卖一款名为「ONO之神」的3D打印艺术品。

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  2018年,3D打印枪支在美国合法,3D打印手枪的设计图也可以在互联网上自由下载。

  2019年,以色列科学家以病人自身的组织为原材料,3D打印出全球首颗「完整」的心脏。

  现状

  3D打印技术目前已被应用于汽车、航空航天和医疗产业、教育、珠宝、文物保护、鞋类、工业设计、建筑、食物加工等许多领域。

  3D打印在制造业的应用最为广泛。在很大程度上,3D打印技术可以取代原有的模具制造工序,实现小规模低成本的将模具设计蓝图快速直接的变为实体样品。在汽车零配件、机械关键部件的加工领域得到了广泛的应用。另外,一些企业也已经开始使用3D打印技术生产运动鞋和服饰。除了大批量的加工生产外,3D打印还能满足个性化、定制化生产的诉求,这些在传统制造业是不可想像的。

  发展瓶颈

  3D打印的过程是将需要加工的模型切成薄片从而一层层来塑形,我们如果想把物品制作得更精细,则需要减少每一层的厚度。而3D印表机的列印速度和精度一直无法做到两全其美。这也是目前3D打印在规模效应方面无法取代传统制造业的关键瓶颈所在。

  安全性方面,市面上的常用3D印表机首先会将塑胶耗材加热,然后通过喷嘴喷出,再凝固成模型。这个过程中会释出一定有毒物质,可能会引发人的肺部、血液或神经系统疾病。

  元宇宙时代

  元宇宙(Metaverse)的概念最初是在1992年由小说家Neal Stephenson在其小说《雪崩》中被创造出来的。在小说中,Metaverse被描述为一个基于现实世界,但一切却都是虚拟的「平行世界」。VR/AR,作为虚拟世界和现实世界深度叠加的技术被视为元宇宙的核心入口。VR/AR技术正在加速向各个领域渗透和融合,并且给这些领域带来前所未有的变革和促进。

  VR发展简史

  其实VR并不是一个很新的概念,VR的历史可以追溯到20世纪60年代。

  1961年,Phlico公司开发了一款头显设备──Headsight。同一时期,Bell Helicopter公司也设计了一款头显设备,用于飞行员和移动摄像头间的通信。

  1995年,任天堂推出了世界上第一款可显示3D图形的可携式游戏机──Virtual Boy。

  2012年,Oculus Rift推出了第一代VR头显设备,并在CES展会上推出了第二代原型机。

  2014年,Facebook以20亿美元收购了Oculus,引发了新一轮VR热潮。

  2016年,索尼推出了 PlayStation VR。

  2018年,斯皮尔伯格导演将科幻小说《挑战者1号》搬上大银幕,促进了VR行业的发展。

  2021年,Facebook宣布更名为Meta,全力投入元宇宙技术的研发和应用。

  现状

  现在,VR/AR已经走出了实验性应用阶段,慢慢走入人们的生活中,比如VR游戏,VR视频,VR看房,VR旅行,还有VR体验馆等等。AR技术则主要应用于商业领域,比如飞机维修、精密设备检修,甚至航空航天模拟等领域。尤其在近两年,消费级AR眼镜迎来了爆发期,市场上出现了大量的数千元级别的AR智能眼镜。

  发展瓶颈

  作为下一代计算平台,VR/AR眼镜的普及道阻且长。根据「六度人脉」理论(地球上所有的人都可以通过六层以内的熟人链认识地球上任何一个其他人)我们可以大胆推断,VR/AR行业进入正回圈发展期的前提是全球VR/AR设备达到大约10亿级别的保有量。回想全球智能手机从开始普及到彻底普及大约花费了10年时间,VR/AR设备的普及可能更加漫长。

  其次,则是技术方面的问题:

  显示技术方面:要达到真正接近人眼视网膜级别的真实显示效果,单眼大概需要达到6K的显示解析度。而目前大多数的智能眼镜的单眼显示解析度为2K左右,实际佩戴时可以明显看到像素点。

  电池技术方面:目前的锂电池体积和能量密度还无法达到既保持长续航又能够做到像传统眼镜一样轻便的水准,在售的VR/AR设备的平均续航时间大概在2至3个小时。行业亟须一种全新的成熟的小型高能量密度电池技术。

  交互技术方面:摆脱传统的键盘、滑鼠,甚至是现在较为普遍使用的操作手柄,以更自然和符合直觉的交互方式进行操作。「手势识别」被认为是较为适合VR/AR的交互方式,但此项技术目前仍处于早期实验性阶段。

  小结

  机器人、人工智慧、自动驾驶、物联网、3D打印、元宇宙……这每一项科技都被誉为是即将颠覆人类生产和生活的革命性技术。但,达到革命性的前提是它的广泛应用和普及,而这其中有的技术从诞生到现在已经经历了六七十年,依旧很难达到普及的水准。

  我们需要谨慎对待科技概念的炒作,合理认识科技发展的节奏和普及的速度,并以积极开放的态度去接受新科技,同时以互利共赢的态度与全世界一起努力,推动解决限制这些科技发展和普及的瓶颈。未来虽未来,但未来仍可期。

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