“继各地物联网应用的第一次产业高潮之后，物联网产业正迎来第二次发展高潮。”北京科技大学教授、英国阿尔斯特大学讲座教授宁焕生近日在北京聚焦物联网领域的2021年学术成果报告会期间接受《中国科技报》记者采访时表示。

对此，中国工程院院士、北京理工大学教授周理威也表示，物联网作为引领第四次科技革命的核心和基础，已经成为中国乃至全球的热点技术，将是经济发展的主要驱动力。

那么，物联网行业面临哪些机遇？对于技术环节的多重“爆炸式”挑战，如何破壁？如何通过人才培养带动产业发展？《中国科学报》采访了相关专家。

第二产业的浪潮来了。

2009年我国提出发展物联网产业后，次年工信部启动物联网产业发展基金，我国物联网产业及应用进入蓬勃发展期。“这一时期可以视为中国物联网发展的第一个高潮，其特点是物联网应用遍地开花。”宁焕生说。

但他表示，由于现阶段物联网产业缺乏核心技术和人才，投资环境和应用需求仍然不足，很多企业的业务定位和商业模式不够清晰，核心技术和竞争力不足，市场定位不够准确。一批物联网企业没有发展起来，几年后物联网产业发展进入相对低潮期。

宁焕生表示，当前物联网产业正迎来第二次发展高潮，主要是因为物联网发展所需的资金、技术、市场、用户、需求、服务都比较丰富和明确。“这一波高质量发展会有很多机会。”他说。比如在技术方面，物联网的传感器和传感技术日趋完善，网络传输能力更快更强，应用场景和业务需求更丰富更清晰。

对此，周理威也表示，现阶段，“大智慧云转移”——大数据、人工智能、云计算、移动互联网、物联网的实施已经渗透到社会的各个领域。5G、人工智能、区块链等新一代信息技术正在加速与物联网融合，驱动物联网场景不断创新，开启万物互联新时代。

诱惑与挑战并存。

随着物联网第二次浪潮的开启，物联网相关的技术和应用正在蓬勃发展。

典型的物联网由三层组成——感知层、网络层和应用层。以传感技术为例，移动群体智能传感网络正在取代传统传感模式，成为物联网领域的“新宠”。

“移动群体智能感知将移动感知与众包相结合，即利用人和车携带的移动终端进行感知，以大量‘草根’用户的移动设备为基本感知单元，实现感知任务的分发和感知数据的收集，完成大规模、复杂的感知任务。北京邮电大学计算机科学学院副教授赵东对《中国科学杂志》说。与传统的固定部署传感器网络相比，具有低成本、易维护、高可扩展性等优点，在智慧城市建设中具有巨大潜力。

目前，移动群体智能感知的兴起正在带来许多新的业态，比如“微跑腿”。一些通用的移动群体智能感知平台可以吸收数十万普通基层用户完成群体智能感知任务。比如微软发布的实景拍摄任务，将用户拍摄的数据整合到地图中。“用户甚至可以在购物等日常生活中随时随地做一些感性的工作，顺便赚点钱。”赵冬说。

目前在建设新能源系统，尤其是电力系统的过程中，物联网也是非常有用的。“目前，中国风电和光伏发电量均居世界第一，但其总用电量仅占10%。要实现二氧化碳排放峰值和碳中和，光伏和风电的比例最终要达到50%~70%。”专注于能源互联网研究的清华大学机电工程系副教授张宁告诉《中国科学报》。

他说，随着风电、光伏，特别是分布式光伏等能源的加入，能源系统已经与原来的统购统销模式产生了分歧。同时，风电和光伏具有很大的不确定性，需要通过电力电子设备接入电网，会造成电网的安全稳定。物联网将有助于协调成千上万的发电机，并消耗大规模的可再生能源。

“人类一直生活在复杂多样的物理空间、社会空间和思维空间。随着计算机和网络的发展，网络空间已经成为人类的第四个基本生存空间。”宁焕生说。因此，在典型的物联网技术路线——“泛在连接”(感知/网络/应用)的基础上，宁焕生提出了另一条技术路线——“空间融合”，即以物联网为桥梁，促进物理空间与网络空间的融合。

他表示，虽然物联网给生活和生产带来了诸多便利，但这两条技术路线都面临着“爆炸性”的挑战。比如“泛在连接”的挑战包括数据爆炸与有限感知的矛盾(感知层的技术瓶颈)、连接爆炸与高效沟通的矛盾(网络层的技术瓶颈)、应用爆炸与精准适配的矛盾(应用层的技术瓶颈)。“空间整合”的挑战包括身份爆炸(对象的识别瓶颈)和关系爆炸(对象之间的连接瓶颈)。从“无处不在的连接”和“空间融合”的角度来看，出现了服务爆炸。

教育“破壁”促进创新发展

“如果说新技术的应用是物联网的产业推动者，那么学术和科研就是物联网技术的基础理论和新技术的主要创造者，是物联网产业发展的原始动力。”周理威建议进一步推动相关学术思想的成长，为物联网这一战略性事件注入新的力量。

基础研究和技术创新的关键在人。在人才培养方面，宁焕生表示，国内很多高校在本科阶段就开设了物联网专业，大部分课程都是按照“感知层、网络层、应用层”的技术体系设置的。根据教育部两套物联网专业建设课程体系的指导意见，根据不同的附属学科，有的高校在前端开设相关课程，有的高校在后端开设。

多位专家对《中国科学报》表示，近年来，物联网教育为产业发展输送了很多人才，功不可没。但鉴于该领域的高度复杂性和跨学科性，教育应进一步“破壁”，培养跨学科人才，促进基础教育与产业发展的对接。对此，一些高校已经做出了安排。

北京理工大学教授夏介绍，自2018年起，北京理工大学实行以学院为基础的培养管理模式，设立了瑞信学院(信息科学与技术、电子信息工程)等9个学院。入学第一年，新生不分专业，培养综合发展能力。同时还设置了交叉课程。比如北京院负责北京的“高层次人才交叉培养计划”和“高端人才贯通培养实验”。

要实现从基础教育到产业的对接，张宁认为，在打基础的同时，还要加强实践教育。以清华大学能源互联网国际班为例。一方面，其本科课程进行了一系列创新。必修课既要学习大数据技术、人工智能、物联网等信息领域，又要学习传热学、工程物理等交叉学科知识。另一方面，通过实践教育，如让学生参加相关国际会议、参观实际工程项目、参与能源互联网示范项目等，让学生体验能源互联网行业的前沿发展。

“在物联网的应用上，我们的市场足够大，信息发展速度足够快，相对领先。但高端传感器还是比较缺乏。”宁焕生说。他建议进一步培养更多创新人才，加强基础研究，推动物联网“泛在连接”和“空间融合”两条技术路线的跨越式发展。
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