在不久的将来,你再也不用担心上班迟到了,更不用老婆每天早上当闹钟把你摇醒……
因为到了该起床的时候,你卧室的灯会自动打开,在这种强度的灯光照射下,你的眼睛恨不得马上睁开,再加上卧室自动响起的“起床冲锋号”,伴随着床的剧烈摇晃震动,你的老腰恨不得马上从床上弹起来……
当你走到洗手间前,门自动打开等候你的进入,灯光也已开启,自动牙刷也刚刚帮你挤好了牙膏,在你走进淋浴室之际,温度刚刚好的热水已经从花洒缓缓流出……
等你走到餐桌前,椅子自动退后一步,等待你的落座,当你的翘臀贴到椅座后,椅子马上调整到你最舒服的姿势。与此同时,餐桌桌面弹开,桌下浮出一杯热牛奶和一碟面包片,自动滑送到你的面前……
当你走到门口之际,鞋柜悄悄打开,一双你想穿的鞋马上滑送到你的脚下,在你穿好鞋、拉开房门之际,一个温柔悦耳地声音响起,“亲爱的主人,再见,祝你工作愉快……”
当你走到电梯口时,电梯门刚好打开,正等着你移步进入,丝毫不用让你多等一秒钟,不过并不是你的专属电梯,电梯里还坐着楼上下来的其他人……但这并不是电梯到了你所在的楼层,有人专门按住电梯在等你,而是会思考的电梯记住了你的出门时间和合理安排的结果,那一刻不早也不晚……
到了地下车库,抬抬手腕,你便看到了去往爱车所在停车位的最佳路线,当你走到车前,新能源无人驾驶汽车的后座车门已经打开。
当你落座后,车门关闭,爱车便向你请示,“主人,早上好,去公司还是去哪里?”“公司”,于是爱车便载着你出发,她选择了一条不会堵车的路,十分钟后你便到了公司楼下……
当你走进没有保安和前台的公司大楼,人脸识别门禁系统看到是你,自动打开门禁,同时为你打开了电梯门,进入公司你也不用签到,因为在你踏进公司时,你的脸已经签到了……
“工作愉快!”
欢迎切入正题,这种甚至“比你老婆还懂你”的房子,你想要吗?你相信这样的房子会存在吗?
答案当然是肯定的,因为这并不是我的异想天开,达沃斯世界经济论坛人工智能委员会主席Justine Cassell也是这么认为的。
在近日杭州举行的阿里巴巴2017智慧建筑(IB)峰会上,Justine Cassell畅想道,“当你走到自己的工位,你头顶上的灯光会根据你这一周的健康情况,自动调节到最健康舒适的光色、强度、温度等,因为灯也在不断地学习,你的座椅每20分钟还会提醒你站起来活动一下。”
“到了下班时间,你的电脑就会提醒你该下班回家了,甚至会强行给你放一些轻松活泼的广告。当你下班回家时,路过楼下的信箱墙时,你家的信箱会自动弹开,等你取阅信件,而且会帮你过滤掉垃圾广告。” Justine Cassell意犹未尽。
在城市和经济发展的新常态之下,借助于云计算、物联网、人工智能等新技术的迅猛发展,建筑开启了从智能向智慧的转变,这种拥有“最强大脑”、会思考、“比你老婆还懂你”的房子,在不久的将来便会实现。
“传统建筑太low”
18年前,18个人在马云杭州西湖边的三层民居小楼里创业。
这18个人便是如今阿里帝国的十八罗汉,18岁意味着一个人的成年,走过18年的阿里,也正在逐渐走向成熟。
回忆起当年的民居生涯,阿里巴巴创始人、合伙人戴珊仍唏嘘不已,“我在那个民居里面住了快一个多月,一边生活一边工作。”
2000年,阿里巴巴迁居到华星科技大厦,“我们终于有了1.4米的办公桌,”戴珊感慨,“但是在2008年之前,我们一直在不停地找地方、租房子”。
2007年,阿里巴巴置业部成立,次年,阿里滨江西溪园区落成。即使在风景优美、气候宜人的西溪湿地,随着阿里员工的不断增多,作为传统建筑的阿里滨江西溪园区的缺点和弊端也逐一爆发。
“我加入阿里巴巴置业部是2012年八九月份,至今差不多五年时间,这期间我的个人感受是不好的。” 阿里巴巴智慧建筑发起人、集团副总裁王建勋遗憾地说。
“第一是交通问题,随着中国经济的发展和阿里自己的员不断增多,你会发现我们阿里西溪园区的交通是一个很大的问题,进入阿里园区区域的交通异常拥挤。”王建勋进一步解释,“我们的园区建筑布局和交通规划能不能改善,所有人都告诉我,‘没有办法,我们的建筑已经做死了,我们唯一能做的事情是在附近多找一些停车位。”
“第二,当我们说能否环保一点,整个建筑内部的空间装修完以后,内部空间对员工身体的影响是怎样的?员工的身心健康是不是得到持续关心?我问他们,我们的建筑从过去到现在,从一个空间节点和时间节点,是否有这些数据来反映当中环保的情况、二氧化碳的情况、温度的情况,结果通通没有,要调节室内温度只能自己去调空调。”王建勋懊恼地说。
“园区西边的办公室,夏天下午太阳西晒的时候,西边很热,但冬天的时候已经很冷了,但你说‘不好意思,出风口都是这个温度’,所以在西面工作的员工冬夏都非常不舒服。”王建勋举例说,“在整个建筑里,无论是作为管理者,还是作为用户,我的体验都是不好的。从能耗的角度,作为管理者,我不知道知道楼宇整体的能源分布情况,也无从规划解决能耗。”
数据显示,中国的房地产建筑业占据中国社会总能耗的40%以上。Justine Cassell介绍,目前,全球商业建筑已经使用和消耗了全部用电的35%,而且这个趋势未来还会继续上升。因此建筑节能责任重大。
于是,智慧建筑开始进入阿里巴巴置业部的视野,“从1999年到现在,我们在技术方面有很多的沉淀,我们有云计算,我们有如视频、语音、机器学习、神经网络等新技术,包括IOT,在芯片、软硬件一体方面我们都有很多的沉淀。我们就希望在未来能够把这个能力作为建筑的一种基础能力,并且能够对外输出,让我们的建筑更智慧、更懂我们。”戴珊说。
“中国这几十年的发展,能够保存下来的一些文物或是古文化并不多,在北京最有名的是故宫,杭州是西湖,但是我们拥有百年历史的建筑非常少,而在日本、欧洲不经意的一个小房子就有百年历史,难道我们中国就只能建那种十年以后就要推倒重建的建筑吗?”戴珊反问道。
智慧建筑的前世今生
随着技术进步和思想观念的转变,20世纪80年代,拥有全自动服务控制系统的智能建筑开始出现,世界上第一座智能大厦便是美国的城市广场。
当时,美国联合技术公司在城市广场的改造过程中,引入了信息系统,之后大楼内的供水、空调、防火防盗、供配电系统均由电脑控制,用户可以方便获得语音通讯、市场行情信息、科学计算和情报资料检索等服务。
英国的莫特尔公寓,所用原材料基本都是自然可再生材料,通过完善的智能控制设计,在节能和降低成本方面有突出贡献,同时可以非常便捷地为残疾人服务。
阿里巴巴当日发布的《2017智慧建筑白皮书》显示,目前,日本被认为是智能建筑领域最具代表性的国家,日本的野村证券大厦、KDD大厦、NTT总公司和东京国际机场,都体现了“舒适、安全、便捷、经济和环保”的日本特色。
在大数据、云计算、人工智能、物联网技术不断进步完善的大背景下,各国对于智慧建筑的要求也不断提高。
美国的智慧建筑是指通过优化建筑自身结构、系统、服务和管理等,来提供投资合理、具有高效、舒适和便利环境的建筑物,日本的智慧建筑更关注建筑中人的体验,要求具有信息通信、办公自动化服务、楼宇自动化服务等功能,并适应智力活动需求等。
而欧洲的智慧建筑则在日本的基础上,加入了对环境的要求,不光要创造最大化绩效,还要在最小化环境影响和减少自然资源浪费方面有所成效。
中国2015年颁发的《智能建筑设计标准》中,增加了对智慧建筑技术水平、尤其是“学习能力”的要求。其中要求以建筑物为平台,基于对各类智能化信息的综合应用,集架构、系统、应用、管理及优化组合为一体,具有感知、传输、记忆、推理、判断和决策的综合智慧能力,形成以人、建筑、环境互为协调的整合体,具备安全、高效、便利及可持续发展等特点。
《智慧建筑白皮书》显示,目前,中国智能建筑工程总量已相当于欧洲智能建筑工程量的总和,中国智能建筑系统集成商已超过5000家,智能建筑集成市场规模高达4000亿元。
但是在庞大工程量的背后,是中国智能建筑普及率低和信息孤岛、数据无法交换、传统的软硬件收费模式弊病等。
“我自己经历过,我们西溪园区一期所有的建筑,所有的系统都是一个垂直系统、一个封闭的独立系统。以安防为例,它一定是说从摄像头到中间的传输(即网线),到后面的控制系统全部要重新施工,一遍走下去。”王建勋举例说,“数据全部是封闭的,不是对外开放的,如果一定要对外开放的话,它只是对外开放了自己的状态。”
传统智能建筑系统多数是本地系统,缺少与互联网联接和跨系统的协同,而且缺乏全面而完整的数据标准、数据模型,各系统之间仍无法有效地交换数据,很多数据往往在使用一次后便被抛弃,缺乏数据沉淀,潜在价值无法被进一步挖掘。
同时缺少面向智慧建筑建设的行业云平台,信息化建设停留在传统的软硬件收费模式,智慧建筑智慧化系统解决方案缺乏可复制性,导致后期系统维护费用和难度都大幅增加。
“在传统以往的建筑里,智能化一定是提供很多套软件。但是软件会更新,一旦更新,就会遇到硬件兼容性的问题,有的硬件不兼容,就会出现重新购买硬件的问题,成本太高就会被废弃。”王建勋介绍。
“智能建筑 or 智慧建筑?”,达沃斯世界经济论坛人工智能委员会主席Justine Cassell从智慧分析、智慧定制化和行为改变三个方面阐述两个概念的区别与联系,她认为智能建筑会存储许多信息,而智慧建筑会从数据中不断地学习成长。
“智慧建筑意味着建筑的数据与其他建筑的数据相关联,同时将建筑的数据与人类的意图相关联,而不仅仅是绑架人类的行为,建筑可以理解并按照人类的期望来改变服务,比如室内的空气质量、温度、湿度等等。” Justine Cassell补充说。
“智慧建筑在未来一定是人、机、物的融合系统,” 中科院智慧城市研究中心主任宁德军介绍,“未来还会有一种脑机,现在中科院有一个团队专门研究脑智能,到那时,你就可以用你的意念、用人脑控制现实世界中的很多装有传感器的部分。”
科技的进步让这一切变得可能。2016年,谷歌人工智能程序阿尔法狗战胜世界围棋冠军,IBM发布类脑超级计算机平台,讯飞输入法的语音识别准确率已高达97%,再加上图像识别等技术的不断成熟,人工智能技术的飞速发展,进一步推动分布式云计算、物联网、虚拟现实、增强现实等技术的发展和普及。
数据显示,2014和2015年,中国物联网产业规模分别高达6200亿元和7500亿元,中国物联网研究发展中心预计,到2020年中国物联网产业规模将突破2万亿。
随着科技的进步,传感器的价格越来越低,性能和精度却越来越高,再加上传感技术的不断进步,使得未来的建筑中将遍布生物传感器、纳米传感器等各式传感器,就如同人体的各个关节一样,建筑中的传感器网络就像人体的神经网络、毛细血管网一样,无时无刻不在监测着建筑中的各种信息。
无论是定位技术,还是传感技术、物物互联等相关技术的进步,都将为未来智慧建筑的实现添砖加瓦,随着物物联接成本的降低,万物互联时代即将到来,智慧建筑的实现又将进一步助推智慧城市的发展。
而BIM模型的不断成熟,为智慧建筑的实现进一步提供可能。作为集几何模型、时间进度模型、成本造价模型为一体的BIM模型,通过数字信息技术将整个建筑数字化、虚拟化、智能化,不仅存储建筑工程设计、建造和管理等方面的完整信息数据,还包括物体三维的轮廓信息、材料的传热系数、采购信息、造价等,从而实现设计到施工到运维全过程的协同设计、虚拟施工、碰撞检查、智能管理的可视化,实现资源的最优利用。
太阳能、生物能、风能等新能源技术的不断成熟和普及,又为建筑的绿色环保和可持续发展提供了源源不断的能量,未来不仅会出现能源自给自足的智慧建筑,甚至能够产生多余能源的新建筑。
在物联网和BIM模型的深度融合之际,再加上人工智能技术在建筑中的大量采用,智慧建筑将产生庞大而复杂的海量数据,从而对数据计算和分析能力提出极高的要求。
“数据质量必须与数据算法的质量相匹配,如果数据只是挂在天花板的话,这将是一个灾难,对我们来说就没有任何益处。而且机器学习算法的输出数据必须要馈送到更智能的建筑控制方案当中,这样建筑才能够感知分析,根据业务的需求来进行响应。” Justine Cassell表示。
创立于2009年的阿里云,目前已成为全球领先的云计算平台,除了为中国国税总局、中国海关总署、中国联通、12306火车票网、中石化、中石油、飞利浦、华大基因等众多客户提供服务外,2017年1月又成为奥运会全球指定云服务商。
阿里云ET目前已具备智能语音交互、图像/视频识别、交通预测、情感分析等技能,在城市治理、交通调度、工业制造、健康医疗、司法、建筑施工等领域成为人类的强大助手。
随着云计算的不断成熟,智慧建筑庞大复杂的数据计算和应用分析成为实现,从而实现建筑互联,推动城市云端服务的共享,向智慧城市迈进。
据统计,目前,全世界每天有550完新设备接入物联网,BI Intelligence预测,2020年全球物联网设备数目将达到250亿台。
根据“十五年周期定律”,2017年距离智能建筑诞生已经过去2个周期,随着人工智能、物联网、传感技术、大数据、云计算等技术的不断成熟和普及,传统的智能建筑向绿色、安全、高度智能的智慧建筑演变成为必然。
2016年更是被认为是中国智能建筑和智慧建筑的分水岭,当年底中国国务院发布的《“十三五”国家信息化规划》提出,要加强量子通信、未来网络、类脑计算、人工智能、全息显示、虚拟现实、大数据认知分析等新技术。与此同时,中国住建部要求,到2020年,中国城镇绿色智慧建筑占新建建筑比重提升至50%。
“未来的智慧建筑就像今天我们的手机一样,它就像一个端,而很多智慧建筑需要的使能技术,包括AI、VR等很多应用,包括智慧建筑里的系统都可能是云端的一个服务。”宁德军介绍,“当任何一个智慧建筑需要某个应用的时候,你就自动下载,甚至建筑本身会随需地去下载。只有这样智慧建筑才能成为现实,而不再是梦想。”
阿里的智慧建筑蓝图
随着DT时代的来临,在阿里巴巴眼中,作为承载人类活动时间最长的载体——建筑,将成为一个具有感知和永远在线的“生命体”、一个拥有大脑的自进化智慧平台、一个人、机、物深度融合的开放生态系统,可以集成一切为人类服务的创新技术和产品。
“现在的建筑是离线的,这一个建筑里所有的数据、所有的功能或所有的状态都只是仅仅锁在建筑的水泥体里面。”王建勋表示,“智慧建筑一定是在线的,它一定是跟自己的建筑群体处于网上状态、融入所有大数据里,所以它是永远在线的,只有永远在线了,人工智能的深度学习才会成为必然,在线的背后还需要依靠大数据和云计算平台。”
这一点也得到了阿里技术“教父”、阿里巴巴集团合伙人、技术委员会主席王坚的认同,他在演讲中表示,“智慧建筑将通过互联网基础设施的接入实现在线和连接,通过在线产生的数据完成建筑设计到体验的闭环,最终通过云计算使其产生的价值远远超过建筑本身。就像你今天买一部智能手机的价值不是你买手机那一刻决定的,而是在你使用手机的过程中体现出来的,智慧建筑的价值也是从人入住以后开始体现的。”
在2017智慧建筑大会的会场,阿里巴巴便采用了众多黑科技,签到时600多名参会者并没有排成长长的队,而是通过人脸识别自助签到,在参会者走进会场之际,摄像头便通过抓取到的人脸照片与后台照片对比签到。
与此同时,会场通过各种传感器,可以通过数据大屏实时查看人行轨迹、人员分布、室内环境空气质量、温度和湿度等;如果室内空气PM2.5超标,新风系统会自动进行净化处理。
通过传感技术、人工智能、视频识别、语音识别、神经网络等技术使得建筑具备感知、永远在线的能力后,建筑就将成为万物互联的高速公路和基础设施,各种感知数据将被及时采集、处理,支持智慧建筑完成各种智慧响应和决策,随着数据的沉淀和应用,建筑不断深化学习,最终演进形成智慧建筑大脑,成为“比你老婆更懂你”的房子,提供比你老婆还贴心周到的服务。
“未来的智慧建筑必将成为一个人、机、物融合系统(HCPS),成千上万的智慧建筑HCPS系统相互连接、互动、演进发展,将形成更大的智慧建筑生态系统,真正的智慧城市将应运而生。” 阿里巴巴智慧建筑发起人、资深总监汪涛表示。
作为阿里巴巴智慧建筑应用层的起点项目,位于深圳阿里中心的“神鲸空间”目前已经开放。它囊括了智慧建筑软硬件一体化的雏形应用,并将阿里巴巴的平台技术与P2(联合创业办公社)的空间运营服务相结合,为无数应用开发者带来了新的机会。
“一个高品质的打印机,单台的购置成本是几万,但是作为创业企业一开始不可能把那么大成本投在这类固定设备上,在神鲸空间通过设备互联和应用服务开发,已经完全可以实现单次使用付费,使得客户体验极大提升,这便是智慧建筑给客户创造价值的具体体现。”汪涛举例说。
联合创业办公社创始人郑健灵介绍,神鲸空间的门禁系统已经采用人脸识别,墙上的大屏幕会实时显示室内的空气质量、湿度、温度等,同时每个会议室都可以通过神鲸APP来预约会议室,同时可以操控智能投影大屏、视频会议系统等。
传统建筑业是智慧建筑基础设施层建设的重要力量,中建三局第一建设工程有限公司的吴红涛表示,“建筑行业应该积极参与智慧建筑新产业标准的制定,在集成数据标准、智能化建筑部品材料标准等方面为智慧建筑的发展提供支撑力”。
“首富”王健林旗下的万达,便是这方面的先行者。万达拥有独立知识产权、广泛应用于万达旗下商业文化旅游等大型公共建筑的智能化管理系统慧云,目前已经历了1.0到3.0版本的升级。
万达高级总裁助理兼商业规划研究院院长叶宇峰在近期举行的国际绿色建筑大会的公开演讲中介绍,“目前万达监控设备数量超过60万台,信息定位近1000万个,每年产生的数据达1000万条,已经成为全球规模最大的物联网混合云之一。”
超万个探头和观感设备,再加上数据传输和人工智能技术,极大提高了建筑的安全保障,万达旗下的项目已可自动发现火警信息,并自动报警、指挥人员疏散,同时火警信息将通过远程系统上传到同城消防监控中心,还设置了动火离人报警系统,厨师离开,超时自动灭火。
2017年起,万达已经开始全部试运行BIM总发包管理模式,这也成为万达实现绿色设计、绿色建造与绿色运营的重要手段。
但是作为立志于成为世界第五大经济体的阿里巴巴,并不想成为像万达一样的智慧建筑开发商,更不会向房地产业进军,无论是戴珊和王建勋都在多次强调。
“我们希望成为智慧建筑的操作系统,我们阿里巴巴做非常底层的基础设施服务,我们输出服务、开放系统,我们希望赋予所有合作伙伴关于智慧建筑的思考力和能力,我们要做智慧建筑的阿里巴巴Intelligent。”戴珊说,这便是阿里巴巴的选择。
王建勋补充说,“这也符合马云主席和阿里倡导提倡的普惠价值观,我们希望阿里巴巴智慧建筑系统从一开始就能够普惠,我们将开放智慧建筑平台的接入能力,希望能够帮助很多中小企业和创业者拿到数据和技术在智慧建筑领域进行创业,可以在系统上定制它自己的服务,为更多的人提供更个性化的服务。”
阿里巴巴的另外两大理念是可持续发展、快乐和健康。然而在经济突飞猛进的同时,环境污染问题也日益严重。
数据显示,全球碳排放量的19.9%来自中国,而中国的碳排放量40%来自于房地产建筑业,相当于全世界8%的碳排放量来自于中国的房地产建筑业。
据统计,人的一生中有70%的时间都要在房子里度过,而其中至少一半的时间要在办公楼宇中度过。建筑质量和室内空气质量的好坏至关重要,有研究报告显示,中国每天有4000人死于空气污染,而且哮喘、白血病都与室内空气污染有关。
“人的健康是很重要的事情,因此智慧建筑所用的材料必须是绿色环保健康安全的,其中还包括最符合人体健康的空间设计,从而避免光污染、噪音污染、材料污染等。”王建勋介绍,“比如智慧建筑的建材数据不只是单一地从出厂到建筑现场,在人入住以后的健康状况、对于建筑全生命周期的监控数据要全部深度分析。我们希望联合所有的设计师、人机交互体验的合作伙伴等,一起开放数据,从而推动智慧建筑的环保和能源可持续发展。”
《白皮书》显示,阿里巴巴的智慧建筑系统架构通过各种传感器、智能设备、物联网和互联网等技术实现建筑全系统的互联互通,通过大数据、云计算和机器深度学习,从而实现智慧建筑对室内空气、建筑能耗、温湿度、视频、声音、位置和照明的智能控制,最终实现建筑的绿色化建设、智能化运营、人性化定制和服务化创新。
阿里巴巴智慧建筑开放生态系统,将通过云基础设施层(iaas)、云平台层(paas)和社会化服务(saas)三大层面,为地产商、运营商、研究机构、产业投资基金、设备集成商、应用开发商和服务提供商等各个行业的企业提供服务。
在云基础设施层,智慧建筑还可以采用已经开放的阿里云计算平台,在群体智能服务领域将包含智慧建筑应用商店和专业能力服务两大类,比如应用商店中包含建筑设备、通讯、办公、火灾报警与消防联动和综合安保等自动化系统,以及智慧建筑停车服务系统和建筑能效管理系统等,专业能力服务包括智慧建筑人工智能服务、BIM服务和虚拟现实、增强现实等服务。
“无论是在平台层还是在应用层,各类的合作伙伴都可以有效地接入,未来所有企业在这个行业里面能够取得的地位取决于自身企业对客户需求的感知能力、场景与服务的构建能力。”汪涛称。
汪涛以今年初与家居厂商探讨智慧建筑时代家居厂商的角色为例进一步阐释,他建议家居厂商在椅子里安装传感器,安装后办公室椅子的占用状况就可以实时反馈,可以做很好的工位管理,比如一家拥有1000名员工的公司,并不真的需要1000张桌子。除此之外,椅子还能够反馈出每个人坐的时间、纪录他的身体健康状况等,这样传统的家居厂商就演变为办公空间的健康咨询服务商。
“所以在智慧建筑的领域,当我们一旦把垂直体系打破变成平台体系的时候,整个产业链的很多合作伙伴都能很简单地接入到建筑,并且能够给建筑使用者提供更好服务,从而产生巨大的价值。我们希望用实际收益来激发智慧建筑生态环境中的利益相关者,以社会化的方式、用群体智慧聚集优秀的产品和服务,从而推动智慧建筑的发展壮大。”汪涛称。
阿里巴巴智慧建筑开放生态系统将立足于平台,通过汇集建筑中海量数据,为新的生产方式参与者源源不断地提供数据、云计算等多重生产资料,重新连接用户和供给者,共同打造可持续发展、关注人文体验、经济、环保的未来智慧建筑生态。
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