在英特爾中國(guó)研究院,一個(gè)10立方米大的全封閉的玻璃房里,一個(gè)年輕男人正在拼命抽煙。玻璃房?jī)?nèi)的空調(diào)和空氣凈化器,可以模擬各種環(huán)境下的溫濕度。這是一個(gè)“空氣實(shí)驗(yàn)艙”實(shí)驗(yàn),可以人為在短時(shí)間內(nèi)把艙內(nèi)的空氣顆粒物從0提升到上千,再降到0。

　　隔著玻璃,他的老板姜小凡和其他幾個(gè)同事正緊張注視著面前的儀表盤。他們正在試驗(yàn)一款新型傳感器的性能表現(xiàn)。要在pm2.5濃度達(dá)到測(cè)試要求后,盡快把自愿冒險(xiǎn)的戰(zhàn)友從這種“自殺行動(dòng)”中解救出來。

　　這是中國(guó)英特爾物聯(lián)技術(shù)研究院(物研院)成立后的首批研究項(xiàng)目之一。

　　姜小凡和他的團(tuán)隊(duì)所在的中國(guó)英特爾物聯(lián)技術(shù)研究院(物研院),是英特爾中國(guó)研究院聯(lián)合中科院自動(dòng)化所和北京政府去年成立的,專門做物聯(lián)網(wǎng)方面的研究;它的使命之一就是孵化出一些高新技術(shù)產(chǎn)業(yè),特別是可以為國(guó)計(jì)民生帶來實(shí)質(zhì)性改變的創(chuàng)新項(xiàng)目。

　　這款正在進(jìn)行測(cè)試的物聯(lián)網(wǎng)式空氣監(jiān)測(cè)與服務(wù)平臺(tái),英文名為“Pervasive Air-Quality Monitoring”,簡(jiǎn)稱PAM;基于現(xiàn)在流行的云平臺(tái),通過互聯(lián)網(wǎng)與云端數(shù)據(jù)分析引擎相結(jié)合,可以提供實(shí)時(shí)實(shí)地的空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)。

　　這種方式,通過手持移動(dòng)終端,實(shí)時(shí)匯集很多不精準(zhǔn)的小數(shù)據(jù),然后通過機(jī)器學(xué)習(xí)和大數(shù)據(jù)的手段在云端做數(shù)據(jù)糾正?；谠贫似脚_(tái)的強(qiáng)大優(yōu)勢(shì),結(jié)合手機(jī)上的GPS定位系統(tǒng),空氣監(jiān)測(cè)儀能夠發(fā)現(xiàn)身邊的空氣質(zhì)量污染源位置,從而獲得更為精準(zhǔn)的空氣質(zhì)量值。

　　“物聯(lián)”小氣候

　　某種程度上,物聯(lián)網(wǎng)式空氣監(jiān)測(cè)與服務(wù)平臺(tái)的誕生是一個(gè)偶然。

　　事情源起于2013年,北京初春,某個(gè)早晨,霧霾籠罩,英特爾中國(guó)研究院首席架構(gòu)師姜小凡走進(jìn)停車場(chǎng),快速鉆進(jìn)車?yán)?。他一邊慶幸自己躲開了窗外的糟糕空氣,一邊聽著收音機(jī)里關(guān)于空氣中PM2.5指數(shù)的播報(bào),突然他意識(shí)到,自己并不知道車?yán)锏腜M2.5是多少,也許更糟……

　　一般人無法預(yù)知的空氣質(zhì)量問題,在姜小凡眼里有了不同的意義。他發(fā)現(xiàn),手機(jī)上查找公共數(shù)據(jù)并不能反映身邊的現(xiàn)實(shí)情況,而市場(chǎng)上的測(cè)試儀器都非常昂貴,人們也許需要一種更便攜、更精確的PM2.5傳感器,來知道車內(nèi)或者辦公室的空氣質(zhì)量。

　　定制隨身的天氣數(shù)據(jù),聽起來簡(jiǎn)單,實(shí)現(xiàn)起來卻不容易。

　　姜小凡的研究方向包括移動(dòng)與嵌入式系統(tǒng)、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、能源使用監(jiān)視與控制,以及分布式系統(tǒng)。他剛剛加盟英特爾中國(guó)研究院不到一年,在此之前,他曾在美國(guó)谷歌、Xilinx、Arch Rock(現(xiàn)屬Cisco公司)和People Power等公司工作。但還沒有機(jī)會(huì)參與到與現(xiàn)實(shí)生活距離如此接近的研究項(xiàng)目中。

　　姜小凡認(rèn)為,借鑒“Network of Workstations(工作站網(wǎng)絡(luò))”模式的無線傳感網(wǎng)絡(luò)——通過大量低廉設(shè)備構(gòu)建測(cè)量數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò),將比用少量昂貴但精確的設(shè)備測(cè)量結(jié)果更加全面、準(zhǔn)確。這一理念得到了英特爾物聯(lián)院內(nèi)部的極大重視。

　　工業(yè)研究院的經(jīng)費(fèi)一般來自公司或產(chǎn)品部門,英特爾研究院也不例外,中國(guó)研究院的經(jīng)費(fèi)也是由公司統(tǒng)一提供資金支持的。這就決定了英特爾研究院可以在產(chǎn)品部門的要求之外,對(duì)研究項(xiàng)目進(jìn)行客觀、誠(chéng)實(shí)的技術(shù)評(píng)估。

　　不過在英特爾中國(guó)研究院內(nèi)部,即便是姜小凡這樣剛?cè)肼氁荒甑摹靶氯恕?也有機(jī)會(huì)提出前沿的研究項(xiàng)目,對(duì)這個(gè)很“物聯(lián)網(wǎng)”的研究項(xiàng)目,在“不需領(lǐng)導(dǎo)批準(zhǔn)”的綠燈下,進(jìn)行一些試探性的實(shí)驗(yàn)。

　　賈冀是姜小凡招的第一個(gè)團(tuán)隊(duì)成員,他想法很多,負(fù)責(zé)PAM項(xiàng)目硬件方面的工作。在得到英特爾的offer后毅然放棄合肥的工作來到了物研院。之后加入的程云是做機(jī)器學(xué)習(xí)的,也正好是PAM團(tuán)隊(duì)需要的人。他的同學(xué)李修兩個(gè)月后也入伙,很快,經(jīng)過精心遴選的PAM項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)組成了。

　　他們中間,既有優(yōu)秀的硬件與嵌入式系統(tǒng)工程師,也有人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)的專家,還有負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)展示和可視化技術(shù)的軟件工程師,以及負(fù)責(zé)硬件傳感器和前端設(shè)計(jì)的工程師。

　　吸引他們的除了“想一起辦成一件事”的理由,還包括英特爾中國(guó)研究院為專業(yè)人士和管理性人才設(shè)計(jì)的“人才雙軌制”,這意味著,只要級(jí)別相同,無論是在薪資待遇上,還是在公司戰(zhàn)略制定的參與上,技術(shù)人員與管理人員都是平等的。

　　不僅所有研究員包括研究院院長(zhǎng)都使用同樣大小的工位,在同一間辦公室里工作。在專業(yè)技術(shù)軌道與經(jīng)營(yíng)管理軌道上,研究人員和管理人員將獲得的待遇、地位、晉升等機(jī)會(huì)都是同等的。

　　英特爾中國(guó)研究院通過舉辦各類豐富多彩的沙龍、講座和培訓(xùn)活動(dòng),幫助員工取得職業(yè)成長(zhǎng)和自我提升。在“技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)力協(xié)會(huì)”(Tech Leadership Council,簡(jiǎn)稱TLC)和盛名卓著的“極客俱樂部”中,通過技術(shù)組合策略討論、中國(guó)趨勢(shì)預(yù)測(cè),以及學(xué)術(shù)研究圈子里的非正式社交活動(dòng),研究員們有機(jī)會(huì)進(jìn)行跨領(lǐng)域的溝通,將應(yīng)用到實(shí)際項(xiàng)目和英特爾產(chǎn)品中。

　　讓計(jì)算消失

　　項(xiàng)目進(jìn)行的初期,團(tuán)隊(duì)遇到了設(shè)備短缺和技術(shù)層面的困難。需要有高精度的儀器測(cè)得的數(shù)據(jù)作為ground truth,但符合要求精度的Thermo設(shè)備要10多萬元人民幣,但最終物研院還是支持項(xiàng)目組拿到了實(shí)驗(yàn)儀器。

　　在英特爾中國(guó)研究院院長(zhǎng)方熙之看來,他所要做的就是幫助員工掙脫束縛,鼓勵(lì)其敢于夢(mèng)想、勇于創(chuàng)新。讓實(shí)驗(yàn)室的產(chǎn)品成為造福社會(huì)的應(yīng)用,這是節(jié)省開支以外,方熙之認(rèn)為最值得鼓勵(lì)的地方。

　　因?yàn)橥蔚膫鞲衅髟诓煌h(huán)境下都存在一定程度的差異,項(xiàng)目組討論了多套的解決方案并分別進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)試來驗(yàn)證效果。

　　團(tuán)隊(duì)成員用了兩個(gè)月的時(shí)間,在各種空氣條件下測(cè)試了五六種不同的設(shè)備,包括學(xué)校,公園,SOHO,公路旁。為了獲取第一手的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),他們還在在海淀區(qū)的不同地方布置了10個(gè)采集點(diǎn),在公園,他們被保安當(dāng)成“不速之客”,在學(xué)校部署時(shí)被當(dāng)作“恐怖分子”監(jiān)控著,在活動(dòng)中心被誤認(rèn)為是“推銷人員”。

　　為了得到用于訓(xùn)練模型和驗(yàn)證模型的數(shù)據(jù),對(duì)傳感器進(jìn)行校準(zhǔn),姜小凡和他的團(tuán)隊(duì)成員還搭建了文章前面提到的那個(gè)“空氣實(shí)驗(yàn)艙”,于是就有了文章開頭舍身“吸毒”的場(chǎng)面。

　　PAM通過3G或是以太網(wǎng)實(shí)時(shí)把這些數(shù)據(jù)傳輸?shù)綄?shí)驗(yàn)室的服務(wù)器里。這些產(chǎn)品在實(shí)驗(yàn)室、全開放的室外和封閉的室內(nèi)等多種環(huán)境里,經(jīng)歷了北京不同程度的霧霾,采集了很多初步數(shù)據(jù)。他們獲得了至少4個(gè)月的數(shù)據(jù),其中3個(gè)月的數(shù)據(jù)用來訓(xùn)練模型,1個(gè)月的數(shù)據(jù)用來驗(yàn)證模型。經(jīng)過反復(fù)的思考摸索,最終實(shí)現(xiàn)了傳感器自動(dòng)化的校正流程。

　　基于初步采集到的數(shù)據(jù),一個(gè)綜合很多維度的數(shù)據(jù)模型被用以“推測(cè)”空氣質(zhì)量。這個(gè)結(jié)果也同時(shí)融合了特征相似的其他點(diǎn)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)——云端的數(shù)據(jù)模型。

　　下一步,開始考慮系統(tǒng)方面的問題,包括采樣頻率,選擇CPU,以及協(xié)議上傳數(shù)據(jù)和藍(lán)牙,包括外殼的設(shè)計(jì),內(nèi)部氣流的控制等。這些技術(shù)條件都將對(duì)傳感器的精確度產(chǎn)生巨大影響。

　　為了激勵(lì)年輕的研究員實(shí)現(xiàn)自己的想法,研究院專門給研究員10%到20%的時(shí)間做自己感興趣的項(xiàng)目,并為此成立了技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)力委員會(huì)。在名為“草根創(chuàng)新計(jì)劃”的民間組織里,有專門的資金支持研究員自己的創(chuàng)新,也有資深研究員向后輩研究員提供支持。

　　每周一早晨的“分享會(huì)”上,研究員與大家分享最新的技術(shù)資訊,討論競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手或者整個(gè)產(chǎn)業(yè)界在關(guān)注什么、合作伙伴們都在做什么。多數(shù)時(shí)候,當(dāng)研究員在同事和領(lǐng)導(dǎo)面前提出想法后,當(dāng)場(chǎng)就能得到反饋和建議。

　　在PAM項(xiàng)目里,姜小凡和他的團(tuán)隊(duì)面也在積極與北京市環(huán)保及空氣質(zhì)量等部門聯(lián)系,計(jì)劃將來布置在北京城區(qū)和郊區(qū)的電線桿上布置上千個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn),利用電線桿的網(wǎng)線與云端平臺(tái)互動(dòng),進(jìn)行實(shí)時(shí)的環(huán)境監(jiān)測(cè),“把北京道路上布置成全球最密集的空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)點(diǎn)”。

　　兩個(gè)月前,在美國(guó)舉行的英特爾信息技術(shù)峰會(huì)上,英特爾首席技術(shù)官賈斯汀提出了“未來,凡計(jì)算,必互聯(lián)”的觀點(diǎn)。事實(shí)上,在日常生活中,計(jì)算設(shè)備的邊界越來越模糊,而計(jì)算本身則交織于人們生活的方方面面。而在享用這些功能時(shí),人們并未意識(shí)到這些設(shè)備都在“計(jì)算”!

　　這正是未來計(jì)算的一個(gè)重要特性:計(jì)算將跨越不同的設(shè)備與形態(tài),讓人們更加自由、一致地創(chuàng)造、分享、使用內(nèi)容,但卻意識(shí)不到它的存在。

　　正如“普適計(jì)算”之父、Xerox PARC研究中心的科學(xué)家 Mark Weiser教授說的那樣,“最棒的技術(shù)能夠無聲無息地融入人們的日常生活,并最終‘消失’”。這也是目前英特爾中國(guó)研究院的研究方向。

　　目前,已有企業(yè)在和姜小凡的團(tuán)隊(duì)談合作,新型傳感器還能夠進(jìn)行智能路徑規(guī)劃,找出A地到B地間對(duì)身體危害最小的路徑,傳回到用戶的手機(jī)、電腦上。他們的產(chǎn)品有望在明年上半年走向市場(chǎng)。正是英特爾互聯(lián)計(jì)算的愿景——無處不在的計(jì)算將使人們可以在各種設(shè)備上享受一致的計(jì)算體驗(yàn)。

　　“發(fā)現(xiàn)需求是開啟一個(gè)成功項(xiàng)目的第一步?！边@讓學(xué)術(shù)背景的姜小凡異常興奮。他和他的年輕同事們正繼續(xù)努力,讓計(jì)算無聲無息地“消失”在人們的生活中,演變?yōu)橐环N自然習(xí)慣。