量子位 宣布 | 公众年夜众号 QbitAI
还记得《少数派报告》里，阿汤哥踏进智能服装店的场景吗？
一个眼神，虚拟客服就能查出阿汤哥过去的购买记录资料，在他面前投影出推举产品。
△电影《少数派报告》
这种觉得好似打算无处不在，又有种不知不觉的透明感。
实际上，类似的场景已经进入到我们的生活方方面面。
一个Wi-Fi，就能实时监测人的呼吸、就寝、身体状况，还能检测老人有没有跌倒。
△网络老人就寝时的状态信息
家具不须要手动操控，空调、风扇就能自动感知房间人数情形，实时调控风速和强度。
大到用基站的无线旗子暗记来预测城市的人群流动，用出租车的GPS来检测有无绕路；
小到用日常通勤的交通IC卡，无打仗就能自动扣款乘车。
……
它们无处不在、形状互异，但背后都有同一种技能——普适打算。
而落到感知层上的研究方向，叫做泛在感知。（泛在指利用广泛利用的设备，比如手机、腕表、WiFi路由器等）
量子位采访到了在该领域深耕已有二十余年的北大博雅讲席教授、欧洲科学院院士张大庆，对这一领域有了更深入的理解。
「打算无处不在」时期已来临如前所言，普适打算有两种特性——
无处不在与不知不觉，即普适性和透明性。
从用户的角度来看，普适打算便是能够随时随地得到自己希望的做事，而不去考虑这做事是从哪里来的，乃至压根儿也觉得不到打算的存在。
而从技能层来看，普适打算是尽可能将打算融入人类的生活中，用低本钱、利用便捷的设备和自然的交互办法，知足用户的各种做事需求。
也正因这样的特性，决定了普适打算因此人为本、运用导向的。
比如，面向独居老人的跌倒检测系统。
张大庆教授团队就曾利用WiFi旗子暗记，实现了在室内自然生活状态下的跌倒行为识别。
放在当时的学术界，做连续行为识别还是国际上首例。
无打仗、实时、也没有任何行为拘束、低本钱……乃至相较于用摄像头识别来说，还没有隐私的困扰。
而除了实时检测跌倒外，无线旗子暗记还能感知呼吸、心跳以及就寝状态等生理参数。
这一技能还可以进一步延伸到医院、养老院、仓储、医院、家庭、办公室、宾馆、汽车等运用处景。
张大庆教授遐想到，新闻上时时时有小孩被家长锁进车里发生意外的场景，有了这项技能问题就能得到办理——
无线旗子暗记感知到汽车里有人在活动，然后及时奉告孩子的父母。
如此前沿性的技能理念，追本溯源，却要从三十年前的一篇经典文章提及。
Mark Weiser，马克•雅瑟，施乐公司PARC研究中央的首席科学家，普适打算之父。
他在文章的开头写道：最影响深远的技能该当是那些消逝的技能。（The most profound technologies are those that disappear. ），未来的打算、通讯、感知、做事该当是无处不在的，打算会像电和水一样成为我们生活环境的一部分。
对此，他和他的团队设想并设计了三种形式的打算设备。
Tabs，尺寸以厘米打算，类似便利贴；Pads ，尺寸以分米打算，类似一张纸、一本书或一本杂志；Boards ，尺寸以米打算，类似一块黑板或公告板。值得一提的是，他预测未来的物品都会包含一个打算机或者标签，人们可以很随意马虎地得到有关物品的信息， 比如看到的某件衣服由谁设计，商店是否有库存，还可以在哪里买到？
如今看来，Mark Weiser的想法正在影响全体打算机学科，而他的愿景也正在逐步实现。
谈到这里，张大庆教授感慨道，普适打算的时期也已经来临！
在过去10多年中，普适打算在世界各国都得到了重视和发展。
日本、韩国在2004年提出“U-Japan”“U-Korea”操持；在欧洲，普适打算已被欧盟采纳为信息社会技能研究及技能开拓操持的主导项目，拨款超36亿欧元……
而对付海内的发展，张大庆教授作为最早从事普适打算的华人学者之一，在跟我们交谈过程中充满了激情。
将海内普适打算的研究带到国际前沿1996年，张大庆在罗马大学得到博士学位。博士毕业后，他决定先在国外发展一段韶光，再将新的研究思路和成果带返国内。
在新加坡国立大学和资讯通讯研究院（I2R）事情几年后，他在新加坡开拓了普适打算这一研究方向并在2003年创立聪慧家居实验室，在2004年景立情境感知系统研究部并担当创始部长，期间提出了目前仍被国际普适打算、移动打算和做事打算领域广为采取的基于本体的情境模型。
也是从2003年起，他开始担当西北工业大学客座教授致力于为海内培养普适打算的青年人才。
2007年开始，张大庆受邀成为法国巴黎国立电信学院一级终生教授，创建ALPS（Ambient Intelligence and Pervasive System Group）实验室。
无论是在新加坡的I2R， 还是在法国的ALPS实验室，他和海内的高校如西工大、清华、北大、浙大、华中科大一起互助，培养了一大批海内涵普适打算、群智感知和大数据剖析等领域的青年才俊， 个中不少已成为这一领域海内的中青年领军人才。
除此之外，他培养的一些国外的学者，如今在美国、澳大利亚的有名高校、企业担当教授、研究主监工作。
△张大庆和学生在ALPS
2014年，张大庆正式加入北大，成为信息科学技能学院的讲席教授；很快又担当中国打算机学会普适打算专委果副主任、主任。他通过组织普适打算夏令营、前沿论坛和讲习班，每年约请国际、海内著名学者一起推进海内普适打算的研究。
2016年起， 海内学者在普适打算A类会议ACM UbiComp揭橥的论文数量开始位居国际第二（仅次于美国），张大庆教授的团队也保持着在UbiComp揭橥文章数量国际领先、引用数每年位居前三的记录。
如今，张大庆在Google学术上的论文引用次数达到21000+，H因子72，他也是普适打算顶刊IEEE Pervasive Computing唯一的海内编委，和ACM IMWUT会刊7位国际辅导委员会委员之一。
他也曾得到过中国打算机学会（CCF）推举的全部4个普适打算国际顶会的最佳论文或提名奖，包括ACM UbiComp 2015、2016的最佳论文提名奖，和IEEE PERCOM、IEEE UIC的“十年最具影响力论文奖”。
今年9月的ACM UbiComp 2021上，张大庆团队的「Exploring LoRa for Long-range Through-wall Sensing」论文，再次得到了精彩论文奖。
从2000年起至今，已有20余年韶光，张大庆一贯没有停下研究的脚步，这也与他选择普适打算的初心有关。
其一，普适打算属于运用（场景）驱动型研究：
我们做普适打算研究时，首先都要选一个场景，就像“老人康健监测”这个运用处景，它并不限定技能实现的办法，用可穿着、无线设备、摄像头都可以做，目标是把性能做到极致，这让我们的研究办法很灵巧。
我很喜好参加普适打算会议，由于每次都能看到国际同行们展示最新、很酷的运用，都是我们日常都能碰着的场景，能切实感想熏染到这些研究是有用的。
其二，普适打算属于交叉学科，“永久在路上”：
普适打算的研究没有“固定套路”。你可以利用最前辈的感知技能、也可以研究通讯和AI算法，只要它对你办理详细的运用有帮助，你都可以探索，这也是我现在还在不断学习新知识的缘故原由。
这两点，在张大庆所做的研究中都得到了完美的印证。
以2016年揭橥在UbiComp的无线感知论文为例，张大庆等人将源于光学的菲涅尔区模型引入到无线感知领域，揭示了用WiFi旗子暗记何时能检测人的呼吸的机理。
理论上，WiFi作为一种电磁波旗子暗记，是可以用来反响物体活动情形的。但干系研究大都没有建立WiFi旗子暗记变革与设备位置、人体活动位置、方向、速率之间的定量关系，因此WiFi感知运用碰着问题时，人们不能从事理上理解为什么。
菲涅尔区，是源自光学理论中的一个观点，指以收发旗子暗记的设备（这项研究中指WiFi旗子暗记发射和吸收器）两点为焦点的一系列同心椭圆。
乍一看，WiFi旗子暗记彷佛和光学并不干系，但如果仔细一想，就会创造WiFi旗子暗记属于电磁波，广义上性子与光波相似。
基于菲涅尔区的基本模型，张大庆等人进一步考虑了电磁波反射特性和WiFi旗子暗记的频率多样性，使得扩展后的模型能捕获到人体亚波长级别的眇小移动。这项研究，也奠定了用WiFi旗子暗记感知人体毫米级行为的理论根本。
在张大庆教授看来，要想真正把无线感知做好做到实用，第一件事便是要把人的活动对无线旗子暗记影响的机理搞明白。
包括WiFi旗子暗记是怎么传播的，有什么分外的性子，感知的极限和边界是什么；否则将AI算法生硬地用于无线感知碰着问题时，就无法理解问题的根源。
这也是当前为何环球很多团队都在将各种AI、机器学习算法用于WiFi感知，但性能并不稳定的缘故原由。而张大庆团队利用商用WiFi，就可将20米外的人的微弱呼吸检测到。
在未来，只有将根本理论和AI有机结合起来，才能将无线感知运用做好。但在那之前，还是要先从基本事理出发，去理解感知问题背后的实质。
实际上，这种研究方法放在其它运用领域，也是同样通用的。
把握「原始的创新」在与量子位的谈天里，张大庆教授谈及最多的，便是根本研究的主要性。
现在我们有不少学生和研究职员，喜好跟风其它团队的研究，仅对算法做些改进。
但我以为，要想真正搞好科研，还是须要去做根本理论的探索与创新，要理解技能和方法利用的假设条件和背后的道理，不能仅勾留在方法的大略利用和改进上。
个中，张大庆教授尤其强调了原始创新的主要性。
这是一种不雅观念、思维办法上的创新，诚如那些前所未有的重大科学创造、基本事理、颠覆性技能等创新成果：
只有原始创新，才能把技能真正做到前沿，对问题有深层的认识，并终极把运用做好。
至于像普适打算这样的交叉学科，详细怎么去学根本理论、怎么去做研究。张大庆教授表示，方法是很灵巧多样的：
你可以先做深一个学科，专精后再去理解其它学科，然后做交叉；
你也可以先接管通识教诲，将知识面拓宽，然后再聚焦某个领域；这样做交叉学科是从通识到专精，再逐步延申研究的范围，都是可以的。
如今，普适打算已经发展恰好30年，在张大庆教授的眼中，这个领域依旧如最初那般“有吸引力”。
它冲破传统的学科学习思路——先定义场景，再去思考如何用技能去实现，实现过程中进一步去参悟个中的科学问题。
正由于这种独特而实用的研究思路，深受工业界的认可和推崇，其多学科交融的内在使之已经落地多样的场景当中去。
或许过不了多久，真就如科幻电影那般，打算、通讯、感知就无处不在了……
参考链接：[1]https://www.slideshare.net/panchendrarajanruba/ibat-detecting-anomalous-taxi-trajectories-from-gps-traces-93850893[2]https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/9386235[3]https://www.researchgate.net/publication/49612119_CDTOM_A_Context-driven_Task-oriented_Middleware_for_Pervasive_Homecare_Environment[4]http://www-public.it-sudparis.eu/~zhang_da/people.html[5]https://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=9505583[6]https://web.archive.org/web/20140913030923/http://www.ubiq.com/hypertext/weiser/SciAmDraft3.html
— 完 —
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