一、AIoT 產生背景
1. 物聯網終端裝置大規模普及：
據華為 GIV 和思科預測：到 2025 年全球連線的裝置數將達到 1000 億台，而到 2030 年將有超過 5000 億物聯網裝置接入互聯網。終端數據和連線出現井噴式增長，海量數據連線需要計算能力更高的物聯網體系架構以實作數據的及分時析和處理。
2. 特殊的領域套用場景的興起：
隨著如安防監測、自動駕駛、線上醫療等特殊的領域套用場景的興起，對數據的即時性、傳輸時延要求較高，且對私密性保護的要求也極為迫切。
3. 人工智慧技術的突破：
隨著深度學習、機器學習和自然語言處理等人工智慧技術的快速發展，為 AIoT 提供了豐富的數據處理和分析手段。
4. 物聯網終端計算能力的提升：
隨著智慧芯片、嵌入式處理器、感知裝置等的不斷發展和小型化，終端裝置被不斷賦予了智慧數據處理能力，可以在成本約束下完成部份數據處理和智慧推理任務。
5. 邊緣計算和邊緣智慧的興起：
邊緣計算：在使用者或資料來源的物理位置或附近進行的計算，能就近提供邊緣智慧數據處理服務。它的興起進一步提升了本地數據處理能力。
綜上，傳統物聯網架構的處理和計算能力已不足以支撐物聯網路的深度覆蓋、海量連線、即時處理、和智慧計算等需求，在終端智慧及邊緣計算等發展背景下，智慧物聯網 AIoT 作為未來物聯網發展的新趨勢近年來得到廣泛關註 [1] 。
二、AIoT 是什麽
AIoT 的定義
智慧物聯網 AIoT 可被定義為：透過人工智慧、邊緣計算、物聯網等技術的深度融合，賦能感知、通訊、計算和套用等路徑實作萬物智聯，呈現 人機物融合泛在計算、雲邊端泛在協同計算、泛在智慧感知、分布式機器學習等 新特征，具有更高靈活性、自組織性、自適應力、持續演化的物聯網系統。
AIoT 以智慧資訊的高效、即時處理為中心，隨著邊緣計算和邊緣智慧的引入，將形成雲邊端協同的體系架構（如下圖所示），其系統分為：智慧終端層、邊緣智慧層和雲端運算層。
AIoT的特征
1. 人機物融合泛在計算：
人、機、物三種要素可以理解成人類社會、資訊系統和物理世界的三元空間。這三種要素的融合即人、機、物在同一環境或套用場景下和諧共生，但彼此能力差異，需要透過協作互動來實作能力增強。
泛在計算，是指計算無縫融入物理環境，無處不在、無跡可尋 [2] 。
2. 雲邊端泛在協同計算：
針對海量智慧物聯網數據及即時性、私密性等數據處理需求，將 5G 通訊、人工智慧、雲端運算、邊緣計算等資訊科技引入物聯網，形成「雲—邊—端」泛在協同計算的智慧物聯網體系架構，計算任務可靈活地在不同位置和不同資源上排程執行 [3] 。
3. 泛在智慧感知：
利用網路攝影機、RFID、Wi-Fi、紅外、聲波、公釐波等感知資源，產生豐富的多模態感知數據，進而透過機器學習和深度學習等方法實作對目標（人、環境或事件等）行為的準確感知。
4. 分布式群體智慧：
針對單個終端智慧體數據和經驗有限、模型訓練能力弱、套用場景和任務多變等問題，與現有集中式學習模型和框架相區別，在分布式環境下實作多智慧終端協作增強學習。
5. 物聯網終端智慧：
將深度學習模型（如即時視訊數據處理）離線部署在資源受限且環境多變的物聯網終端裝置執行，使其具有低計算延時、低傳輸成本、保護數據私密等優勢，實作對套用場景現場的「全面感知、泛在互聯、即時認知、精準調控」。
三、成果
1. 2015年，微軟釋出 Azure 物聯網套件 -- Azure IoT Suite；亞馬遜釋出了 AWS IoT 平台。
2. 2017年，亞馬遜推出了 FreeRTOS 作業系統，適用於小型低功耗的邊緣裝置進行編程、部署、連線與管理。
3. 2018年，阿裏巴巴推出了 AliOS Things 物聯網作業系統，提供 IoT 連線、智慧處理、雲邊端協同計算等服務；京東釋出了「城市計算平台」，結合深度學習等構建時空關聯模型及學習演算法解決交通規劃、火力發電、環境保護等城市不同場景下的智慧套用問題。
4. 2019年，華為推出了華為鴻蒙作業系統 HarmonyOS，是一種基於微內核、面向 5G 的全場景分散式作業系統，在傳統的單裝置系統能力基礎上，提出了基於同一套系統能力、適配多種終端形態的分布式理念。
5. 2021年，微軟釋出了全新的邊緣計算平台 -- Azure Edge Zone，即時數據處理； 北大資訊科技高等研究院 釋出了矽璓工業物聯作業系統 XiUOS 1.0、XiUOS 2.0，為工業物聯網提供智慧化的「感、聯、知、控」套用框架，幫助工廠數位化轉型升級。
6. 2022年，中國電信天翼物聯釋出了分布式物聯網作業系統 CTWing OS 2.0，是一個為智慧終端匯聚、套用開發執行服務和輕量級套用提供的物聯網平台。
參考
- ^ 郭斌,劉思聰,劉琰等.智慧物聯網：概念、體系架構與關鍵技術[J].電腦學報,2023,46(11):2259-2278.
- ^ 梅宏,曹東剛,謝濤.泛在作業系統:面向人機物融合泛在計算的新藍海[J].中國科學院院刊,2022,37(01):30-37.DOI:10.16418/j.issn.1000-3045.20211117009.
- ^ 曹東剛.面向工業物聯網的泛在作業系統[J].中國電腦學會通訊, 2023.05第19卷第五期
