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电池问题是困扰世界的一大难题，自锂电池于1991年被发明以来，它的充电效率每年都会提升5%~10%。遗憾的是，我们的需求增长远快于此，而且锂电池本身的尺寸也没有大幅度缩小。我们需要更轻的相机、更轻的智能手机、更轻的笔记本电脑……与此同时，这些智能电子装备昼夜待机很是耗电，我们又不想背一个又大又重的电池，该怎么办呢？
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手机被发明后，尺寸在20多年里一直是越来越小，直到最近数年，智能手机的屏幕反而越来越大。人们很快就会明白，不仅是屏幕大带来的体验好，更重要的是电池的续航能力：如今的大屏智能手机仍然用的是锂电池，但尺寸几乎是几年前的2倍。这也是锂电池的价格近几年来很难降下来的原因。
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电池问题还会带来地缘政治学的难题，因为全世界的大部分锂产品是由四家化工企业生产的，分别是总部位于美国路易斯安那州的Albermarle、智利化工和矿业公司（Chile’s SQM）、美国费城的富美实公司（FMC Corporation）以及中国的天齐锂业。2012年，美国政府发现锂电池是如此重要的战略性资产，专门发布了“能源存储研究项目”（JCESR）。大公司们也纷纷开始了自己的电池研究项目，特斯拉和松下正在美国内华达州建立制造先进电池的工厂，特斯拉很快会开始销售Powerwall（特斯拉主打的家用电池，不仅可以给Tesla供电，而且可以供给整个家庭用电，使用来自太阳能电池板的电能）。
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由于电池的局限，目前的物联网应用大多都跟用电的设备有关（即那些需要插上电源插座才能运行的设备）。比如，2016年，亚马逊开始销售“智能”打印机，当它没有墨水的时候，可以自动加墨，销售“智能”洗衣机，当忘加洗衣液或洗衣液比较少的时候，可以自动添加。短期之内，如24M（位于波士顿）这样的创业公司正试图发明更好、更便宜的锂离子电池。
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目前，我对电池的主要希望都寄托在了纳米技术上，比如，以色列的创业公司StoreDoT，正在研究“超级电容器”，可以跟特斯拉和松下的电池匹配，但只需几分钟就能充满电，而不是像原来那样需要几个小时。
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物联网需要的电池正是纳米技术有望实现的：轻便、便宜，几分钟乃至几秒钟就可以完全充好电，充一次电能使用好几个月。
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1902年，电气工程师和发明家尼古拉·特斯拉（Nikola Tesla）设计了用于无线输电实验的沃登克里弗塔，又称作特斯拉塔，后因资金原因被拆除。特斯拉的眼光超前了一个多世纪，2007年，美国麻省理工学院的物理学教授马林·索尔亚契奇（Marin Soljacic）发表论文证明特斯拉的梦想是完全可行的，电能完全可以在空气中传输，只不过要用磁共振这种方法。马林·索尔亚契奇试图将基于磁共振的充电技术商业化，这也是WiTricity公司的由来，这种技术具有支持远距离传输、支持多个设备同时充电、对放置位置的要求不高、可以穿越障碍等多个优点。
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2014年，英特尔购买了将无线充电功能集成到Skylake处理器的许可证。这一年，一家名为Powermat的创业公司的表现也很抢眼。Powermat由以色列企业家Ran Poliakine在2007年创立，它采用特斯拉的想法，用感应充电的技术实现相近物体之间的电能传输。2009年，Powermat发布了一种装备，可以实现远程为智能手机充电，之后，该公司跟世界电池领域最知名的品牌金霸王Duracell成立了合资企业。2014年，这家合资企业重新设计的产品被湾区200多家星巴克咖啡店采用，为顾客提供无线手机充电。
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从技术上讲，感应技术是紧耦合的，而共振技术是松散耦合。这两种技术之外还有另一条路线，由2012年成立于湾区的公司Energous提出的另一种方案：射频电波。它可以为设备提供点对点无线电力输送。Energous的方案分发送器和接收器两端。Energous在2015年和2016年开始销售它的充电设备，并将其缩小到了一个U盘里，一端的发送器插入笔记本电脑的USB接口，用蓝牙定位可兼容设备并发送射频波；另一端的接收器设备（一个微小的接收器芯片）连接到一个智能手机或可穿戴设备上，将射频波转换为可充电的直流电。2016年，包括希亚姆·格拉科塔（Shyam Gollakota）（2015世界通信技术奖得主）在内的美国华盛顿大学的一个团队发布了一款名为PoWi-Fi（Power over Wi-Fi）的创新路由器，不仅可以无线接入互联网，还能利用无线为终端设备充电。约书亚·史密斯（Joshua Smith）在英特尔主导一个无线充电项目时听起来像个疯子，因为他的想法是利用电视的辐射波来发电。不过，现在他正跟萨亚姆·古拉卡塔的团队合作，他们“空中取电”的计划是，“捕获”电视辐射波、电脑辐射波、Wi-Fi和蓝牙辐射波等各种各样在房间里移动的能量，再把它们转化为可充电的电能，一旦这个实验获得成功，电池就将成为历史了！这项名为无源Wi-Fi（passive Wi-Fi）的技术，正由该团队创建的Jeeva Wireless公司商业化。
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无线充电领域的创新者还试图用超声波为电子设备充电，这个想法的发明者是美国一位名叫梅瑞狄斯·佩里（Meredith Perry）的女孩，她也是uBeam公司的创始人，uBeam充电过程是先将电转化为超声波，然后从空中发送超音频，再在另外一端用一个电子设备捕捉超声转化回电流，接收者连接该设备实现充电。
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一如既往，大公司们都在等着看到底哪项无线充电技术可以占优势。三个大的联盟各有自己支持的标准，第一个无线充电联盟（Wireless Power Consortium，WPC）推出的无线充电标准是“Qi”，该标准的支持者包括三星、LG、索尼、黑莓、HTC和诺基亚；第一个充电联盟电源事物联盟（PMA）的主要支持者有Powermat、AT&T、WiTricity、谷歌以及金霸王电池；第三个无线充电联盟为无线电力联盟（Alliance for Wireless Power），2015年，A4WP和PMA两大无线充电技术联盟合并，新联盟更名为AirFuel Alliance，这家拥有近200家会员企业的联盟在寻找统一标准上往前迈了一步。
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物联网需要“医生”和“警察”
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物联网的安全问题要怎么解决？2015年，一群黑客对世界最大的电子玩具生产商伟易达（VTech）的袭击已经让超过六百万的儿童的个人数据曝光，如果同样的黑客袭击伟易达制造出来的“智能玩具”会怎样？因为智能玩具跟家长的数据乃至家中很多其他装置都是连接的，意味着黑客只要破解一个装置，就会对你家中的一切了如指掌。中国已经发生了类似的犯罪，黑客们通过儿童戴的智能手表，轻松掌握了家长的电话、住址等很多信息，只要篡改软件，就可以轻松地带走孩子并误导家长。
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之所以存在安全隐患还有一个非常简单的原因：将物品和应用变得“智能”的公司，通常本来就在生产这些物品和应用，但它们原来的制作过程有着强大的惯性，要改变通常要花很长时间。
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这种安全问题确实棘手，目前有些公司采用的策略跟医生防止感染很相似，即检查到系统入侵信号后，立即切断已“感染”的设备，避免它们继续“感染”其他连接的装置。比如，亚特兰大的Luma公司销售一种Wi-Fi路由器，能够检查家中网络的拥堵之处并查明“感染”；芬兰的F-Secure Sense公司销售一种安全监测器，安置在家庭路由器和它连接的装置之间，检查网络中可能出现的“感染”；ForeScout，最初是2000年创立于以色列的公司，主要的产品就是帮助人们整理分类接入网络的各种装置，在这个过程中发现伪装成正常装备的“渗入者”。
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2014年，Danger公司联合创始人乔·布里特（Joe Britt）在加利福尼亚州洛斯拉图斯成立的Afero公司能够在没有Wi-Fi或Wi-Fi连接中断的情况下提供物联网通信的安全保障。
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真正的创新来自“开源”
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解决目前这些大大小小的问题都需要创新，物联网真正的创新既不会来自创业者，也不会来自大公司。而是会来自开源（Open Source）。首先是开源硬件平台。开源硬件平台Arduino Uno 2005年在意大利诞生，因为没有操作系统，每次只能运行一个应用，因此也是控制每次只能做一件事情的“智能”物体的理想平台。
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我认为在开源硬件跟家庭自动化之间有着令人兴奋的进步。比如Raspberry Pi（中文译名为树莓派），它是一个信用卡大小的“卡片电脑”（Single-board Computer，单板机），2012年由英国剑桥某实验室研发并发布，最初是为学生计算机编程教育而设计的。2015年，PINE64，一款只比智能手机稍微大一点的64位单板计算机诞生，官方将其称为世界上第一款15美元的平板、IoT设备、游戏机、笔记本电脑……而且，它在设计上还可以跟开放式家庭自动化总线OpenHAB标准兼容。OpenHAB全称为Open Home Automation Bus，该标准旨在为家庭自动化构建提供一个通用的集成平台，是德国的凯·克任滋（Kai Kreuzer）为了让“智能”物体彼此对话而设计的（2010年）。
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其次是开源互连（interconnection）技术。上文提到的OpenHAB平台是用Java语言写成的，而且是开源的，用户可以用它设置系列个性化操作，诸如“早上7点打开卫生间的暖气，7点15分打开房间里的灯”或者，“当有人按门铃的时候，在电脑监视屏上显示监控摄像机的图像，打开前门的灯并暂停音乐播放……”该平台的发明者凯·克任滋如今在领导由多个公司和独立工程师们组成的物联网项目——Eclipse IoT（http://iot.eclipse.org/）。
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很多开源的故事都可以回溯到2004年的乌班图（ubuntu），一款基于linux的免费开源桌面PC操作系统，由于它的目标是为一般用户提供一个最新的、完全基于自由软件的操作系统，在个人电脑和智能手机领域很受欢迎。它是Debian（广义上指的是致力于创建开源操作系统的合作组织及其作品）的“后代”。
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另外，OpenHAB跟ROS也兼容，ROS是吴恩达领导的研究团队2005年在斯坦福发明的机器人操作系统，这一系统在Willow Garage公司得到了进一步的完善。ROS也是开源的，它提供了一整套的软件工具来构建机器人应用（http://www.ros.org/ ROS）。比如，ROS可以用于家庭助理机器人，很大程度上也就是物联网的一部分。你可以在家门口设置一个运动探测器，当它检测到有人来访时，房间内的机器人会自动在ROS上识别这个人的身份，如果是可信任、被允许的访客，它会打开房间的灯，打开门迎接客人，并主动问：“您需要咖啡吗？”如果答案是肯定的，它再迅速让咖啡机准备好咖啡。在这整个流程里，运动探测器、机器人和咖啡机则通过OpenHAB交流，就好像你我日常用英语交流一样。
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谁是下一个黑马
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目前，物联网领域还没有出现远胜于其他领域的创业者，很难说谁是下一个黑马。正在投资物联网的“老公司”们都是各有青睐。英特尔投资了Arrayant、WebAction（Striim）和Ossia，思科投资了Ayla、Jasper、ParStream、Evrythng、iControl、Worldsensing和Sensity Systems。谷歌最有名的投资当然是Nest，其他也有不少。唯一能与几个大公司竞争的是全球电力设备巨头通用电气旗下的子公司通用资本（GE Ventures），它先后投资了OnRamp Wireless、Mocana、Quirky、APX Labs、Clearpath Robotics以及FlexGen Power Systems。
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专注于设计的软件公司Autodesk 2015年用1亿美元成立了一个专门的基金会，旨在为物联网创业者服务。虽然总部位于加州，但Autodesk不一定非要投靠硅谷的创业者。过去5年业内被资本发现的最好的物联网创业公司是法国创业企业Sigfox（2014年，三星发布了开放平台ARTIK，并收购了硅谷帕洛阿尔托的创业公司Smart Things，紧接着收购了法国创业公司Sigfox，该公司的目标是建立一个能够取代传统移动网络的低功耗物联网专用网络），再往前才是来自美国洛杉矶地区的Telogis和科罗拉多州的Tendril。硅谷目前唯一的重大成功（“成功”=“拿到大量投资”）是被思科收购的Jasper Technologies。当然硅谷不乏很多“早期尝试者”，比如帕洛阿尔托已开了第一家专注物联网产品的商店。
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