专栏中喝计年将学个通沁第8卷第10期2012年10月 手机用户经常会在各种建筑物内走动，每走到一个位好用手摸。有人摸到了大象的牙齿认为大象就是一 置，手机都可以不用用户操作而自动记录下当前位置个又粗又大的萝卜，有人摸到了大象的耳朵认为大 的信号指纹，这样收集就变得简单而几乎没有成本象就是一把蒲扇，有人摸到了大象的腿认为大象是 了。当然这样做还有一一个难点，就是如何把信号指纹 根大柱子，还有人摸到了大象的尾巴认为大象并不 与其相对应的物理位置联系起来，从而建立“指纹一大，不过是根草绳。如果我们换一个角度去考虑， 位置”关系数据库。MobiCom2012收录了两篇用群 盲人就是感知大象这个任务中的基本感知单元，其实 智理念研究室内定位的论文：一篇来自我们科研组的他们都正确感知到了事物，并如实地进行了汇报。我 杨铮和吴陈沭，根据信号指纹间的时空特性建立指纹 们说盲人摸象是失败的范例，原因并不在于“盲”， 与位置的对应关系；另一篇来自微软研究院，根据用也不在于感知数据稀缺或者角度片面，而在于数据没 户路径与室内地图的匹配情况建立对应关系。两个工有充分收集和有效利用。将每个盲人的信息进行正确 作都采用了用户无意识合作的思想，智能手机“暗 的汇总，那么大象应该是两牙如萝卜、两耳如蒲扇、 中”记录的用户移动信息经过汇总成为关联指纹和位 四条腿如柱子、一条尾巴如草绳的复杂组合体，这样 置的关键依据。 离事实就非常近了。但是如何才能做到这个看起来非 室内定位面临的另一个挑战在于，无论何种 常简单的“收集和利用”呢 室内定位技术，最终都离不开数字化的室内地图， 首先，感知数据必须要高效地收回来。我们不 否则就如同没有地图的GPS信息一样无用，空有精 能也不必要求传输的实时性和整体性，这就和传统 准的经纬度却徒叹奈何！这里“数字化”的含义不的网络追求的很不一样了。为了降低开销，移动设 仅是室内地图的电子图片，而是包含了室内的结构备可以采取一种“弱”联网的方式。从联网时间 信息，诸如走廊、楼梯、房间甚至房间的逻辑功能来看，由于网络覆盖条件、应用程序、或者用户的 等。若想单纯靠人工来绘制全球范围的数字化室内限制，移动设备不能保证实时在线，感知数据从产 地图，不啻于愚公移山。因此我们组刘峻良等同学 生到传输至目的地可能要经历很大的延迟，从几秒 的一个尝试是利用内置于智能手机中的种类繁多功钟到几天都有可能，形成容迟网络(delay-tolerant 能先进的传感器（例如：磁场强度传感器、加速度network)。从网络接入形式来看，也可以由直接变 传感器、陀螺仪、数字指南针等)，随时随地记录为间接，在没有无线网络基础设施的情况下，移动 用户的行为、路径。用户的行走路径最真实地呈现设备形成局部无线网络，实现设备与设备之间的直 了建筑物内部的结构：凡是可活动区域，用户的足接或者多跳数据传输，以高度动态的无线自组织网 迹都可能出现；凡是阻隔区域例如墙体等，用户路 络(ad-hoc network)进行小范围内的数据融合。另 径均不可能到达或穿过。因此，大量的用户移动路外，联网通讯手段由单一变为多样，移动设备可以 径交织在一起，真实地刻画建筑物内部的空间结包含多套无线数据通信接口，例如GSM、Wi-Fi、 构。未来，人类的记忆或许也能融合在一起：每一蓝牙等，研究人员在设计数据传输协议时除了考虑 个个体的“到此一游”般的匆匆印象，将通过移动可靠性、带宽、延迟等传统因素，还必须考虑计 计算和云端共享汇聚成为一幅详实的地图。 费、流量、能耗，在多套通信手段间进行选择、切 群智感知计算仍处在刚刚开始的阶段，这是移换，或者并行利用等新情况。 动智能设备的发展水平和普及度，以及我们对这个 其次，群智感知需要大数据(big data)处理技 新生事物的理解所决定的，而其真正的发展，必须术。多大的数据算是大数据？TB已经不能满足胃 突破感知数据的“收集和利用”这个关键。我们口，PB正当年，EB、ZB也不是终点，或者换个角 都熟悉“盲人摸象”的故事，《涅槃经》里说，四度来描述，大数据就是现有数据处理技术难以有效 个盲人想知道大象是什么样子，可他们看不见，只处理的规模。群智感知作为物联网的新组织形式， 40专栏 第 8 卷 第 10 期 2012 年 10 月 40 手机用户经常会在各种建筑物内走动，每走到一个位 置，手机都可以不用用户操作而自动记录下当前位置 的信号指纹，这样收集就变得简单而几乎没有成本 了。当然这样做还有一个难点，就是如何把信号指纹 与其相对应的物理位置联系起来，从而建立“指纹— 位置”关系数据库。MobiCom 2012收录了两篇用群 智理念研究室内定位的论文：一篇来自我们科研组的 杨铮和吴陈沭，根据信号指纹间的时空特性建立指纹 与位置的对应关系；另一篇来自微软研究院，根据用 户路径与室内地图的匹配情况建立对应关系。两个工 作都采用了用户无意识合作的思想，智能手机“暗 中”记录的用户移动信息经过汇总成为关联指纹和位 置的关键依据。 室内定位面临的另一个挑战在于，无论何种 室内定位技术，最终都离不开数字化的室内地图， 否则就如同没有地图的GPS信息一样无用，空有精 准的经纬度却徒叹奈何！这里“数字化”的含义不 仅是室内地图的电子图片，而是包含了室内的结构 信息，诸如走廊、楼梯、房间甚至房间的逻辑功能 等。若想单纯靠人工来绘制全球范围的数字化室内 地图，不啻于愚公移山。因此我们组刘峻良等同学 的一个尝试是利用内置于智能手机中的种类繁多功 能先进的传感器（例如：磁场强度传感器、加速度 传感器、陀螺仪、数字指南针等），随时随地记录 用户的行为、路径。用户的行走路径最真实地呈现 了建筑物内部的结构：凡是可活动区域，用户的足 迹都可能出现；凡是阻隔区域例如墙体等，用户路 径均不可能到达或穿过。因此，大量的用户移动路 径交织在一起，真实地刻画建筑物内部的空间结 构。未来，人类的记忆或许也能融合在一起：每一 个个体的“到此一游”般的匆匆印象，将通过移动 计算和云端共享汇聚成为一幅详实的地图。 群智感知计算仍处在刚刚开始的阶段，这是移 动智能设备的发展水平和普及度，以及我们对这个 新生事物的理解所决定的，而其真正的发展，必须 突破感知数据的“ 收集和利用”这个关键。我们 都熟悉“盲人摸象”的故事，《涅槃经》里说，四 个盲人想知道大象是什么样子，可他们看不见，只 好用手摸。有人摸到了大象的牙齿认为大象就是一 个又粗又大的萝卜，有人摸到了大象的耳朵认为大 象就是一把蒲扇，有人摸到了大象的腿认为大象是 根大柱子，还有人摸到了大象的尾巴认为大象并不 大，不过是根草绳。如果我们换一个角度去考虑， 盲人就是感知大象这个任务中的基本感知单元，其实 他们都正确感知到了事物，并如实地进行了汇报。我 们说盲人摸象是失败的范例，原因并不在于“盲”， 也不在于感知数据稀缺或者角度片面，而在于数据没 有充分收集和有效利用。将每个盲人的信息进行正确 的汇总，那么大象应该是两牙如萝卜、两耳如蒲扇、 四条腿如柱子、一条尾巴如草绳的复杂组合体，这样 离事实就非常近了。但是如何才能做到这个看起来非 常简单的“收集和利用”呢？ 首先，感知数据必须要高效地收回来。我们不 能也不必要求传输的实时性和整体性，这就和传统 的网络追求的很不一样了。为了降低开销，移动设 备可以采取一种“弱”联网的方式。从联网时间 来看，由于网络覆盖条件、应用程序、或者用户的 限制，移动设备不能保证实时在线，感知数据从产 生到传输至目的地可能要经历很大的延迟，从几秒 钟到几天都有可能，形成容迟网络（delay-tolerant network）。从网络接入形式来看，也可以由直接变 为间接，在没有无线网络基础设施的情况下，移动 设备形成局部无线网络，实现设备与设备之间的直 接或者多跳数据传输，以高度动态的无线自组织网 络（ad-hoc network）进行小范围内的数据融合。另 外，联网通讯手段由单一变为多样，移动设备可以 包含多套无线数据通信接口，例如GSM、Wi-Fi、 蓝牙等，研究人员在设计数据传输协议时除了考虑 可靠性、带宽、延迟等传统因素，还必须考虑计 费、流量、能耗，在多套通信手段间进行选择、切 换，或者并行利用等新情况。 其次，群智感知需要大数据（big data）处理技 术。多大的数据算是大数据？TB已经不能满足胃 口，PB正当年，EB、ZB也不是终点，或者换个角 度来描述，大数据就是现有数据处理技术难以有效 处理的规模。群智感知作为物联网的新组织形式