寻找临界质量的物联网

物联网的发展如何受到摩尔定律、库珀定律和梅特卡夫定律的影响。

寻找临界质量的物联网
寻找临界质量的物联网

“物联网”(简称物联网)在世界范围内越来越受到包括美国国会在内的各种利益相关方的关注(例如,最近参议院提出的法案,即:2017物联网(IoT)网络安全改进法案).

由于没有专门用于物联网的互联网,“物联网”一词已被用作一种比喻或范式,来描述一场仍处于早期阶段的广泛运动,它正在广泛地席卷各个经济部门。本质上,它被广泛认为与智能事物的互联有关,即具有不同程度智能的端点。由于科学、技术和社会进步和趋势的及时融合,这些迄今为止“超出范围”的东西逐渐被插入到通信空间中。

物联网将带来一个从物联网设备不断发送和接收数据的“脉动世界”。随着物联网的发展,产品的制造当然会带有嵌入式智能能力,催生新的生态系统和相关的商业模式。它必将以前所未有的规模改变社会和经济。如果我们再加上日益普遍的网络安全漏洞,就不难理解它目前所享受的审查。

本文的目的是反思物联网增长的关键引擎。虽然无可否认有很多,但有三条众所周知的所谓“定律”比较突出,它们或许应该被更好地定义为“经验观察”、“趋势描述”或“教育预测”。它们都在以不同程度的即时性和影响力影响物联网的扩张,但尚未使物联网达到临界规模。

摩尔定律
2015年9月报告由半导体行业协会和半导体研究公司在美国国家科学基金会的支持下编写的关于通过实现“物联网和大数据的充分好处”来“重启IT革命”的报告强调了摩尔定律在“洞察技术”中的重要性:“在过去的50年里,大约每18个月将单个晶体管的尺寸缩小一半的能力,导致了以更低的成本提高性能,并以更小的形状因素实现更大的功能。(英特尔(Intel)联合创始人戈登•摩尔(Gordon Moore)用了24个月的时间进行开创性的研究1965篇文章).

虽然人们对摩尔定律有合理的担忧“没有空间了”让它继续运营的战斗正在进行困难在美国,技术实力并未受到遏制。2017年6月,IBM、三星和环球铸造厂宣布他们已经开发出一种行业首创的制造硅纳米片晶体管的工艺,该工艺将使5纳米(nm)芯片成为可能,为指甲大小的芯片上的300亿个开关铺平了道路。这是一个了不起的成就,因为作为一个比较,这是最近的研究大脑的研究表明人类大脑平均有860亿个神经元。

劳伦斯伯克利国家实验室的研究人员在2016年10月报告称,他们证明了“有更多的空间来缩小我们的电子设备”可能性(概念证明)工作的1nm晶体管。虽然这些晶体管还没有被封装到芯片上,而且大规模生产仍在图纸上(这无疑是一个巨大的里程碑),但我们可以相当预期,在不久的将来,令人难以置信的计算能力将使今天已经可用的令人印象深刻的能力变得微不足道,这将被放在一个四分之一大小的传感器上。

因此,在物联网社区中,边缘计算(即在物理世界和数字世界之间的边界进行数据处理)被视为最佳选择也就不足为奇了。

同时,随着物联网对传感器、致动器和无线发射机尺寸的显著缩小,纳米能源领域,即利用纳米材料和纳米器件进行小规模、高效的能量收集、存储和应用的研究,也在近十年来得到了极大的发展。“王中林教授”(自供电物联网应用的核心),在环境中收集小规模能源,已于2006年由乔治亚理工学院的王钟林教授领导的团队发明。

总而言之,由于摩尔定律的不断发展,现在虽在挣扎但仍然存在,它已准备好服务于新兴的物联网领域,现场的巨大计算能力可以达到小人国的规模。

库珀定律
马丁·库珀是电信界的标志性人物。他最广为人知的身份或许是手机之父1973年4月3日,时任摩托罗拉副总裁的他开玩笑地给在新泽西州贝尔实验室总部工作的竞争对手乔尔·s·恩格尔打了第一个手机电话(据说,乔尔·恩格尔不记得接过那个电话)。作为一个真正的梦想家、创新者和企业家,马丁·库珀的影响是深远的。

例如,2003年7月,他为《科学美国人》(Scientific American)写了一篇文章,讲述自适应天线阵列如何通过虚拟电线连接移动用户,从而极大地改善无线通信。这篇题为“天线变得智能”的文章描述了定向无线天线如何提高移动网络的效率,并减少人们忍受的射频暴露量发布他和他的妻子,连续创业家和发明家阿琳·哈里斯于1986年创立了Dyna公司。

2010年,马丁·库珀写了一个著名的观点关于“频谱稀缺的神话”以及为什么“在用户中转移现有频谱不能解决美国无线宽带的挑战”。在书中,他认为,最好、最经济的解决方案是更有效地使用当前的分配,并再次强调了众所周知的“库珀定律”,即“自1897年以来,技术进步使电信可用的频谱数量翻了一番,同时降低了信息传输的成本。”随后,成立了总统顾问委员会同意他在2012年发表的一份报告中指出,无线频谱的使用效率将达到目前的4万倍,容量将增加1000倍。

随着频谱效率的提高,网络可能能够吸收对频谱需求巨大的物联网的容量需求。

Thomas Hazlett在他的新书中《政治光谱:无线技术的动荡解放,从赫伯特·胡佛到智能手机》(耶鲁大学出版社,2017),简明扼要地总结了这一业绩增益的力度;“我们今天享受的无线网络容量是一个世纪前的一万亿倍。这一迅猛的步伐并没有放缓。(第2页)。这一步伐并没有减弱,由公告2017年8月,来自美国布朗大学(Brown University)和法国里尔大学(University of Lille)的国际研究人员“展示了通过太赫兹多路复用器传输两个单独的视频信号,其数据速率比当今最快的蜂窝数据网络快100倍以上”。

梅特卡夫定律
梅特卡夫定律是以罗伯特·梅特卡夫的名字命名的,他是以太网的共同发明人,也是位于加州圣克拉拉的网络公司3Com Corp.的联合创始人。据报道,很多次重申(最初,在1980年左右,是关于设备的)制定乔治·吉尔德著1993在美国,它声称网络的价值与它的用户数量的平方成正比——或者有一些不同的规定,电信网络的价值与系统连接用户数量的平方成正比。它还指出了一个诱人的命题,即一旦网络通过了早期用户的临界数量,它就会像滚雪球一样进入利润非常丰厚的领域,收益的增长速度比成本更快、更大。

从本质上说,这条经验法则是关于网络效应的,任何图表理论家、经济学家或工业系统工程师都很熟悉。试图将这一陈述视为对现实的严格表征可能是徒劳的(价值是如何定义的?它真的与用户的平方成正比吗?- - - - - -陷阱和可能性是一个一直存在的研究课题,其他“法则”已经被提出以确定网络的价值),但将其视为网络成功的催化剂是非常有用的。

很容易看到,在一个起点的100用户,4950独特的网络成员之间的连接(例如= (100 x 99) / 2)可以建立,当网络中用户的数量增加到150,可能链接跳转到11175年(即= (150 x 149) / 2)。因此,虽然网络增加了50%,潜在关系的数量已经增长了126%,也就是说,两倍多,这表明网络的“价值”,然而它定义,增长比它的大小快。

当然,这种网络效应(正如梅特卡夫定律所揭示的)是社交媒体公司成功的内在原因。

中小微企业是数字广告牌,向那些愿意花大价钱吸引特定目标客户的广告商推销其快速增长的“圈定眼球”。为了吸引这些眼球,中小企业提供免费的有吸引力的服务,这可以被理解为“锚磁铁”,以换取广告权。这种商业模式或许可以找到其根源(或至少类似于)广告支持的收入模式,如传统的电视和广播网络,以及创新的概念德高贝登的这项计划是在1964年引入法国市长的,主要是提供和维护公共汽车候车亭,全部资金来自广告。

梅特卡夫定律的一个可能被忽视的方面是新来者产生的增值潜力,这是smc增长的关键因素,与现有的网络居民无关。梅特卡夫定律依赖于网络中每一个新用户/节点与每一个已存在的用户/节点连接起来,从而创造出超过网络整体价值线性增长的结果。然而,新进入者不仅会连接现有的网络成员,还会带来“新节点”进入网络,也就是那些还没有进入网络的个体,同时,可以为关于使用强度的正反馈循环创造条件,因为更多的成员可能会产生新的(如果不是更多相同的)方式连接整个网络。

正如多次强调的那样,一个电话、传真机或社交媒体账号本身是毫无价值的。他们需要同伴。不使用社交媒体的人可以证明,朋友、同事和家人会敦促他们加入社交网络,有时甚至是施加压力。这是一个非平凡点。增长是中小企业业务的本质。他们的领导不需要向他们的俘虏眼球(产品)推销他们的免费赠品(锚磁铁),总体上,扩张会自动进行。虽然我们对这篇文章感兴趣的只是对成长阶段的探索,但很明显,基于同样的原则,不良影响可以反过来发挥作用。

在成长阶段,成功的中小企业已经能够利用梅特卡夫定律的爆发力。通过设计极具吸引力的产品(锚磁铁),他们能够触发一个自我维持的连锁反应,从而允许他们以有效的三重价值定位接近广告商,即,我们有一个粘性用户基础;我们很清楚(多维段);我们的网络越来越大。

相比之下,在物联网方面,企业仍在寻找规模,必须找到办法让梅特卡夫定律发挥作用;总体而言,物联网领域还远未达到能够持续自我强化增长的临界规模。

作为一个例子,IoT Analytics,一家位于德国汉堡的物联网(IoT)、M2M和工业4.0市场洞察提供商,报道2017年7月,在他们确定的全球450家物联网平台公司中,2016年只有7%的公司通过其物联网平台实现了超过1000万美元的收入。

结论
麻省理工学院数字商业中心主任Erik Brynjolfsson和副主任Andrew McAfee在他们广受好评的著作中指出了这种增长引擎的重要性第二次机器时代:辉煌科技未来的工作、进步与繁荣(诺顿,2014)-第37页。对于Brynjolfsson和McAfee来说,技术进步的基本特征是指数型的(即,恒定的增长速度,而不是线性情况下恒定的增长数量);数码产品(即产品在使用时不会减少或消失,而且极其便宜,即复制成本接近于零;因此这个词零边际社会成本杰里米·里夫金用它来描述一个物联网框架下的社会);组合(即重新组合已经存在的事物;这一观点呼应了约瑟夫•熊彼特教授的创新观点——或者至少是创新精神——他是20世纪上半叶最伟大的经济学家之一,在1939年出版的《商业周期》一书中总结道:“简而言之,就是在经济生活领域中任何‘与众不同的做法’”。

尽管一切似乎都在推动物联网达到人们常说的令人眩晕的高度,但物联网——尽管不可否认正在迅速发展——迄今为止还没有享受到与社交媒体(“人的互联网”)相同的惊人增长。

摩尔定律和库珀定律(指数定律)以惊人的准确性继续展开它们的翅膀,并在今天为物联网的扩展提供了坚实的基础,但梅特卡夫定律(或该定律的任何版本,其核心是额外成员对网络价值的关键正非线性影响)仍将产生影响。

这对于物联网领域至关重要,因为质量会带来价值。

正如上文所强调的,指数级增长是中小企业成功的关键,更普遍地说,是技术进步的关键。然而,指数增长函数根据参数范围的不同表现出不同的行为。有些植物比其他植物生长得更快。

我们发现,smc平台的快速增长可能在某种程度上是由于新进入者/社交媒体账户带来的额外价值,它们带来了潜在的未接入网络的用户(如电话或传真机网络)。有某种类型的相互依赖可以起到促进生长的作用。当个体“A”加入时,他/她可能会带来他/她的个体“B”和“C”,而“B”和“C”又可能增加自己的追随者,即所有可能刺激网络强度使用的新来者。增长是SMC产品的内置组件。

不可否认的是,物联网已经在轨道上,而且无论从哪个角度看,它已经“离开了车站”。但是,当物联网应用将通过设计合并新连接来促进发展时,现有节点的网络成员关系将以野火般的速度与这些新连接紧密交织在一起(例如,一个连接产生另一个连接,以社交媒体的方式),物联网将超越临界质量,达到我们现在几乎无法理解的规模。这种可能性可能需要一些时间来实现,但肯定已经超出了科幻小说的领域。

本文仅代表作者个人观点,并不代表佐治亚理工学院(“佐治亚理工学院”)的观点CDAIT(美国)乔治亚州的大学系统或(美国)乔治亚州。

更多的在家里