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移動(dòng)計(jì)算的未來十年與超越
2010-12-23 14:56:11
Mahadev SATYANARAYANAN博士是美國(guó)卡內(nèi)基梅隆大學(xué)計(jì)算機(jī)系教授、美國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)和電氣電子工程學(xué)會(huì)院士，在移動(dòng)計(jì)算和普適計(jì)算(Pervasive Computing)領(lǐng)域有著豐富的研究成果。2001年到2004年期間，他是英特爾匹茲堡實(shí)驗(yàn)室（Intel Research Pittsburgh）的 founding director。下面，讓我們一起聽聽他在21世紀(jì)計(jì)算大會(huì)上對(duì)未來移動(dòng)計(jì)算的展望吧！
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世界渴望移動(dòng)
非常感謝你們邀請(qǐng)，很榮幸來到這邊和各位學(xué)者參加這次會(huì)議。今天我想和大家分享一下對(duì)于未來移動(dòng)計(jì)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(xiàn)在的情況。我想告訴大家的是，在2008年到2010年這段時(shí)間，電腦的銷量減少了，而與此同時(shí)移動(dòng)計(jì)算機(jī)在2010年的時(shí)候，銷售量超過了臺(tái)式機(jī)，而且在未來這一趨勢(shì)會(huì)繼續(xù)。
更有意思的是智能手機(jī)的銷量。五年前智能手機(jī)甚至不存在，沒有人知道智能手機(jī)是什么，但是在很短時(shí)間里，智能手機(jī)銷量大幅上升，明年智能手機(jī)銷量將預(yù)計(jì)超 過各種各樣電腦的銷量，包括臺(tái)式機(jī)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(dòng)，世界渴望著移動(dòng)，更小、更輕、電能儲(chǔ)蓄時(shí)間更長(zhǎng)，成為壓倒性的需求！
夢(mèng)想的起航和發(fā)展
在90年代，如果你就這些主題問一些剛剛在這個(gè)領(lǐng)域起步的研究者的話，他們會(huì)說，任何時(shí)間、任何地點(diǎn)用手提的硬件，或者用無線網(wǎng)絡(luò)訪問數(shù)據(jù)的能力就是移動(dòng)技術(shù)。這是15年前研究人員的想象，但是今天這已經(jīng)不足為奇了。
我們看到通信技術(shù)方面的進(jìn)展也同樣令人矚目。十年當(dāng)中我們有了PC卡，再過四年就看到了你們筆記本中無線模塊的芯片卡。由此可見，前進(jìn)的勢(shì)頭一點(diǎn)都沒有減緩。上周一微軟發(fā)布了windows Phone 7系列的智能手機(jī)，顯而易見，無論是計(jì)算還是通信技術(shù)領(lǐng)域都取得了很大的進(jìn)展。
在這我想跟大家分享的是，我們的研究情況如何呢？實(shí)際上移動(dòng)計(jì)算可以追溯到70年代末期和80年 代的分布式計(jì)算。不過，隨著計(jì)算硬件和通信的融合，一旦我們開始研究移動(dòng)計(jì)算的系統(tǒng)，我們就覺得這個(gè)工作比預(yù)想的要難。我們必須要適應(yīng)無線網(wǎng)絡(luò)中不同的傳輸協(xié)議，解決好網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的問題，而且要具有足夠的靈活應(yīng)變性，能根據(jù)夠得到的資源改變行為，以克服在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境當(dāng)中任何可能的失敗。另外，要控制好功耗，因 為你的移動(dòng)設(shè)備是要靠電池的。我們要讓系統(tǒng)能夠識(shí)別位置，并且通過判定位置、使用場(chǎng)景，對(duì)軟件發(fā)出指令，這就是在過去15年當(dāng)中我們主要的研究領(lǐng)域。
在過去的幾年當(dāng)中又出現(xiàn)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(jì)算，正如一位教授早上所說。有了這個(gè)想法之后就帶來一系列我們需要解決的問題。比如從用戶角度來說它的可見性。另外，要解決用戶在不同水平空間之間的移動(dòng)問題，這是當(dāng)時(shí)的研究者推進(jìn)無處不在的移動(dòng)需要所面臨的。
我剛才也談到了要 注意能源，這是移動(dòng)計(jì)算要解決的非常重要的方面。另外一個(gè)層面是人和移動(dòng)計(jì)算間的交互性。因?yàn)槿耸且苿?dòng)的，沒有辦法用鼠標(biāo)、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(yǔ)音識(shí)別、手勢(shì)識(shí)別這些新型的人機(jī)交互模式變得越來越重要。這些模式在計(jì)算上面會(huì)提出更高、更苛刻的要求，而且會(huì)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(shí)候用手機(jī)就會(huì)造成注意力分散。再?gòu)牧硗庖粋€(gè)角度看，移動(dòng)系統(tǒng)必須要認(rèn)識(shí)到人，人是用戶，他的注意力已經(jīng)分散在太多的東西了，所以移動(dòng)計(jì)算系統(tǒng)必須要解決注意力分散的問題。
最后一點(diǎn)也是同樣重要的，就是移動(dòng)計(jì)算是有危險(xiǎn)的，你的計(jì)算機(jī)有可能被偷走，被水淹或遇到其他各種各樣的危險(xiǎn)，所以這些挑戰(zhàn)是我們繼續(xù)要面對(duì)的，在將來也不例外。
未來三大新興主題
接下來給大家講講未來十年當(dāng)中移動(dòng)計(jì)算的推動(dòng)力何在。在這里，主要給大家介紹三個(gè)新興的主題：一是把移動(dòng)設(shè)備作為豐富的傳感器來用（Mobile devices as rich sensors），二是移動(dòng)計(jì)算和云計(jì)算的融合（Cloud – Mobile Convergence），三是資源豐富的移動(dòng)應(yīng)用（Resource-Rich Mobile Applications）。
關(guān)于起始主題， 我們舉個(gè)例子吧。首先在一個(gè)很大的人群中，一個(gè)小孩走丟了，他的父母非常著急，希望找到自己的孩子，于是就報(bào)了警。所有在一定距離之內(nèi)的用戶都用手機(jī)發(fā)了一個(gè)短信，說剛剛走丟了一個(gè)孩子，如果看到這個(gè)孩子的話，請(qǐng)把在過去一小時(shí)當(dāng)中你們拍的任何照片都上傳過來，然后大家?guī)兔ι蟼骱芏嗾掌?，最后，這對(duì)父母和 警官一起看很多用戶上傳過來的照片，并在其中的一張照片里看到了這個(gè)孩子，然后警官趕緊帶著孩子父母過去找到了這個(gè)孩子。這是一個(gè)例子。
再講一個(gè)“GigaPan” 的技術(shù)，它可以把這個(gè)照片變成為一幅可以伸縮的，分辨率非常高的圖片，即使是海灘上小的警告牌都可以分辨出來。這有什么用途呢？舉一個(gè)簡(jiǎn)單的例子——用于災(zāi)后的拍照。這是今年海地大地震太子港震后的情況，有一個(gè)記者正好是在地震前來到海地的，在太子港用剛才這個(gè)技術(shù)去拍了一些照片，然后把這個(gè)景象傳到美國(guó) 了。一般出現(xiàn)災(zāi)難之后所有老地圖沒有用了，因?yàn)樵瓉順?biāo)志物壞掉了，樓也倒了，你不知道該怎么辦，而這個(gè)技術(shù)可以幫你在災(zāi)后迅速做出新的地圖。如果沒有這個(gè)地圖，搜救工作就難以開展。有了這個(gè)技術(shù)，我們普通公民可以拍照，把數(shù)據(jù)結(jié)合在一起，形成一個(gè)高分辨率、可伸縮的圖像。
我剛才給大家舉了兩個(gè)例子，有許多屬性和特點(diǎn)。通過這些特點(diǎn)，移動(dòng)設(shè)備實(shí)際上已經(jīng)成為了功能豐富的傳感器，而且這種功能豐富的傳感器捕獲的數(shù)據(jù)要比那些傳統(tǒng)傳感器豐富得多。
我想講的第二個(gè)不 斷興起的研究主題，就是移動(dòng)計(jì)算和云計(jì)算的融合。我們看到自由和簡(jiǎn)單之間的矛盾，移動(dòng)要給我們無時(shí)無處的自由，但這樣的自由是要付出代價(jià)的，這個(gè)代價(jià)就是復(fù)雜性，你得記住你的數(shù)據(jù)在哪一個(gè)終端和設(shè)備上，你眾多設(shè)備中哪一個(gè)是latest的版本，而且還有故障要解決。云計(jì)算能給你帶來簡(jiǎn)單便捷，它對(duì)你的意義是不需要 太艱苦的思考數(shù)據(jù)放在哪，在云里面都可以找到。云計(jì)算就好比開燈一樣，想用電，拉開電燈就可以了，想用自來水，打開水龍頭就可以了。
第三個(gè)我想講的正不斷興起的主題是“資源豐富的移動(dòng) 應(yīng)用程序”，這指的是現(xiàn)在仍然不存在，但是有很好的未來的一些應(yīng)用程序。之所以這些程序現(xiàn)在還不存在可能是因?yàn)橹爸v的移動(dòng)性的問題。這種題目其實(shí)挺容易讓人暈眩的，因?yàn)橐苿?dòng)應(yīng)用程序本身所含的資源是比較少的，移動(dòng)設(shè)備所包含的資源也不會(huì)很多。
舉個(gè)例子來說，有一個(gè)技術(shù)叫面部識(shí)別技術(shù)，十年前，如果我們來比較一下軟件和人，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)這個(gè)軟件是完全沒用的，軟件沒有辦法識(shí)別人臉，它識(shí)別人臉的能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于人的肉眼，但是到了2005年，人腦和電腦基本上是打平的，而到了2006年，就是四年前，我們看到，這個(gè)世界上較好的人臉識(shí)別軟件要比人的肉眼識(shí)別的準(zhǔn)確率更高。
不管是語(yǔ)言翻譯，還是人臉識(shí)別都已經(jīng)取得了很大的成功，當(dāng)然這取決于更好的算法。但除了算法以外，我們也充分地使用了大量的、多樣的電腦資源，所謂的云計(jì)算就可以讓我們充分利用云來實(shí)現(xiàn)以上我們所講的計(jì)算，這就是問題所在。
最后總結(jié)下，至少有三個(gè)不斷興起的研究主題：把移動(dòng)設(shè)備作為功能豐富的傳感器來用，云計(jì)算和移動(dòng)計(jì)算的融合，以及新一類的移動(dòng)應(yīng)用的問世以推動(dòng)低延時(shí)、高計(jì)算性能的移動(dòng)應(yīng)用，通過這種移動(dòng)應(yīng)用，客戶還可以隨需進(jìn)行定制。我希望我已經(jīng)說服大家了。謝謝大家
