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【热点】边缘计算:军事物联网的“掘金者”

近年来,随着各种类型的机器人进入军队服役,军事物联网的发展开始进入快车道。曾经只在科幻电影中看到的场景,正加速变为现实——机器人不再只是一种武器或运输工具,而是逐渐成为军队编制的组成部分,与人类士兵联合执行任务。与此同时,这也导致战场数据出现爆发性增长,对数据处理能力的压力骤增。那么,这些战场数据究竟由谁来具体处理呢?

新时代的“神经末梢”

在物联网的世界里,每个设备都有自己的网络地址。预计到2020年,全球将有超过500亿的终端与设备连接物联网,到2025年更会突破千亿大关。然而,随着各类设备大规模接入物联网,在终端设备上产生的海量数据也对数据的高效处理提出了严峻挑战。云计算不失为一种应对挑战的有效方式。

不过,如果未来军事物联网的所有数据都依靠云数据中心统一处理,计算设备与网络带宽势必不堪重负,尤其是在瞬息万变的战场上,一秒钟的耽误都可能意味着失败。同时,云计算也会带来规模庞大的能源消耗,未来我们很有可能“填不饱”云计算在能量需求上的“巨大胃口”。其实,物联网时代大部分嵌入式小型设备都具备一定的基础信息处理能力,如果能在靠近数据源头的位置进行数据的计算、存储与应用,就能“就近”向附近的终端、传感器和用户提供各类通讯以及计算服务,这就是“边缘计算”。

如果把云计算比作物联网的“智慧大脑”,边缘计算更像是物联网的“神经末梢”。这就好比人的手掌碰到了火焰会立刻下意识的缩回,然后大脑才感知手碰到了火并产生后续反应,边缘计算起到的作用恰恰就是这种“下意识”的存在。

技术发展的“燃爆点”

曾几何时,人们对于构建边缘计算这种物联网“神经末梢”的构想还处于纸上谈兵阶段,如今随着智能手机、可穿戴设备等各类边缘计算设备的大规模涌入,边缘计算也日益成为新技术发展的“燃爆点”,正加速改变着我们的日常生活。

目前,边缘计算主要包含应用域、数据域、网络域、设备域四个功能域。你能想象一处不起眼的路灯,就是边缘计算的一次技术革新吗?传统路灯照明能耗巨大,能源浪费严重,通过边缘计算技术按需开关路灯,节能效率高达80%。同时,还可以在路灯上安装用于收集路面信息、空气质量和噪音水平的传感器,再通过边缘计算对此类数据加以处理,一座智慧新城悄然而生。可以说,边缘计算正在悄然改变我们的生活方式和工作模式。

在军事物联网中,边缘计算更加大有可为。未来的武器装备、作战个体和战场环境的状态信息与特征都可通过网络进行实时感知和快速反应,美军研发的单兵作战信息系统,就部分利用了边缘计算的技术成果,可收发统一的战场态势图、火力计划书、行动计划表等内容,还可以接入战术互联网,实现特定区域内的组内广播和点对点通话。边缘计算为每一个作战节点提供更强有力的“作战大脑”,在未来复杂战场环境中将发挥更为重要的作用。

深入挖掘“战场富矿”

军事物联网是把各类作战要素通过信息传感手段与专用的信息网络连通,进行军事信息交换和通信的网络技术。通过这种技术,战场上的所有人员与装备都将融入基于军事物联网的联合作战体系,是实现人与信息化装备结合的重要手段,因而也被誉为“一座尚未开采的军事富矿”。从科幻大片中走来的作战机器人采用的正是军事物联网技术,每一个战斗机器人都是军事物联网上最普通不过的网络节点,如何有效指挥未来战争“天罗地网”里的每一个小型作战集群,成为军事物联网发展亟待解决的重要课题。

随着边缘计算应用于军事物联网,这类“神经末梢”式的计算方式有望成为战场富矿的“掘金者”。以美军正在研制的“蜂群”无人机、无人艇和无人车辆等“群化武器”为例,此类武器的特征就是既能通过远程指挥对整个集群进行控制,每个集群也要有自己的“领头羊”进行战术分配。从这个意义上讲,边缘计算堪称“群化武器”的神经中枢。

此外,如何有效发挥各类传感器在军事物联网中的作用,同样是近年来的研究热点。经过几十年的发展,美军先后开展了收集战场信息的“智能微尘”系统、远程监视战场环境的“伦巴斯”系统、侦听武器平台运动的“沙地直线”系统、专门侦收电磁信号的“狼群”系统等传感系统的研究与应用。边缘计算的应用有望进一步提升这些传感器的工作效能,同时实现更加安全保密的信息处理,为未来战场多要素的有效感知打上一针“强心剂”。(张乃千)

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