日本物联网国家战略及研究现状

国际动态 Globe View 2 0 1 1 0 9 物联网 3 一 国家战略 日本对信息技术的重视程度有目共睹 发展物联网 也比其他国家起步较早 2000 年公布的五年信息技术计划 e Japan 就为日后日本物联网的发展做好了准备 之后又 相继颁布了 u Japan 国家物联网战略以及 ICT 维新愿景 2 0 计划 这些政策都大大促进了日本物联网的发展 e Japan 战略 2001 2005 年 2001年 1月开始实施的 e Japan 计划主要包括以下五个 方面内容 自 2001 年起 互联网应用价格合理化 在 2002 年前创建良好的电子商务法律环境 在 2003 年前建设好电子 政府的基础环境 在 2005 年前培养出与美国相当的信息化人 才 在 2005 年前建设好超高速互联网 事实上 到 2005 年底 e Japan 战略圆满落幕 日本 互联网用户数量是 2001年的 20 倍 达 1690 万 月入网费降 低为原来的三分之一 仅 2 500日元 约合人民币 205 元 宽 带互联网用户家庭数激增 ADSL 用户达 4 630 万 光纤用户 达 3590 万 e Japan 战略迅速推进了日本信息化社会的建设 为日后物联网的发展奠定了良好的基础 u Japan 战略 2006 年 2010 年 从 2005 年开始 物联网 的概念开始在日本 ICT 科研 界流行起来 日本总务省决定大力发展该技术 u Japan 中的 u 来自英文单词 ubiquitous 无所不在的 这就是当 时 泛在网 的概念 日本政府主要希望通过 u Japan 解决以下几大问题 减少交通事故及拥堵问题 通过信息化降低政务成本 防御自然灾害 减少社会犯罪 加强理工科教育 增强大学 教育竞争力 远程医疗及电子病历建设 加强可再生能源和 生物技术 通过 ICT 应用增强日本工业的竞争力 推动日本 文化和艺术的发展 提高日本的国际影响力 解决老年人 学 生和妇女的就业问题 保证就业市场的公平 战略公布初期 日本建立了uID 中心 主导日本 RFID 标 准研究与应用 和 Auto ID 实验室 从事 RFID 技术开发研 究 日本民众对该战略抱以极大期望 而因 u Japan 代表着 泛在 的概念 因此宽带的发展成为重中之重 日本总务省 首先想到了发展无线网络 2008 年日本宇宙航空研究开发机 构 JAXA 为此发射了一颗卫星 将该战略的发展推向顶峰 但 2008 年出现的金融危机使得 u Japan 战略无疾而终 默 日本物联网国家战略 及研究现状 中国贸促会电子信息行业分会 张 靖 摘 要 除了u Japan 战略 日本的其他物联网国家战略总体来说较成功 仅从 uID 泛在 ID 标准在世界上造成的影响就可以看出 日本至少已经达到了 在世界物联网领域处于领先水平 的目标 尽管 ICT维新愿景 2 0 战略 又回归到了有线互联网上 但这个战略对日本整体 ICT水平的发展 尤 其是物联网的发展仍然具有促进作用 关键词 u Japan 泛在 ID 超宽带 气象传感器 国际动态 Globe View 物联网 2 0 1 1 0 94 默收场 日本官方最终也未公布 u Japan 战略的完成情况 但从 各方数据来看 u Japan 的成果可总结成三大部分 1 90 的人口可接入宽带或超高速宽带 但未达到战 略设定的 100 目标 2 82 的人口开始了解 ICT 在解决社会问题中的重要 性 基本达到预期目标 但老年人仍对 ICT 了解甚微 这对 日本 ICT 的发展可能是一大障碍 因为目前 30 的日本人口 超过 50 岁 3 日本人在日常生活中使用 ICT 的比率已有显著提高 ICT 维新愿景 2 0 2010 2020 2009 年 12月 日本总务省隆重推出 ICT 维新愿景 2 0 计划 该计划对日本 ICT 未来的发展提供了一个新的 愿景 摒弃了以前以 物联网 发展为重点的战略目标 将 ICT 发展 目标定位于解决日本目前面临的社会问题 尽管这份战略与物联网并没有太多直接的关系 但是战 略中制定的一些目标都是有利于推动日本物联网发展的 比 如 根据日本总务省的预测 ICT 领域未来年平均投资总量将 以 9 3 的速度增长 目前为 3 直至达到 2010 年的两倍 2020 年 投资总额将达 40 万亿日元 同时 战略中关于能源 和绿色 IT 的规划也相当引人注目 日本预计将比 1990 年减少 10 的二氧化碳排放量 即每年减少1 25 亿吨 而超过半数 以上二氧化碳排放量的减少将要依靠 物联网 技术 从这 些例子上可以看出日本 物联网 战略的新方向 物联网将根 据具体问题来研究和开发解决方案 而不是在解决方案开发 出来后才去寻找相应的问题 ICT 维新愿景 2 0 与当年的 e Japan 相呼应 e Japan 是要让日本民众享受宽带接入 现在的目标是让所有的日本家 庭在 2015 年前接入光纤 并将此计划命名为 光之道 因此 有人认为 ICT 维新愿景 2 0 是 e Japan 战略的回归 除此之外 日本总务省于 2010 年 5月公布的 新 ICT战 略 则主要着眼于鼓励 ICT合作以及开拓国际 ICT 新市场 由于日本政局动荡 ICT 维新愿景 的前景如何 我们 只能拭目以待 小结 除了u Japan 战略 日本的其他物联网国家战略总体来 说比较成功 仅从uID 泛在 ID 标准在世界上造成的影响 就可以看出 日本至少已经达到了 在世界物联网领域处于领 先水平 的目标 尽管 ICT 维新愿景 2 0 战略又回归到了 有线互联网上 但这个战略对日本整体 ICT 水平的发展 尤 其是物联网的发展 仍然具有促进作用 二 研究现状 日本大学里的物联网研究绝大多数依靠国家公共基金 因此 受日本政局的不确定影响 只有那些当下热门的研究课 题才能得到政府的财政资助 一般资助总额从1000 万日元到 3 亿日元不等 分几年发放 日本的一名大学教授说 经常有 些在当时热门的研究刚开始没几年 项目还未完成就不得不 让位于新的热门课题 一名庆应义塾大学的教授指出 这种拨款形式给他的研 究带来了严重的影响 这名教授是智能交通系统 ITS 方面 的知名专家 他说因研究潮流的变化 他的许多项目都中途 搁浅了 但有些项目有时也得益于潮流回归而得以重新开始 尽管日本物联网领域的一些研究受到政府财政政策的制 约 但私人资金也支持了许多重要的研究项目 从全球角度 来看 日本仍然是在物联网技术发展 尤其是能源和环境保护 方面 领域投资人力物力最多的国家之一 一 学术界著名研究项目 著名项目介绍之一 TRON TRON The Realtime Operating system Nucleus 实时操 作系统内核 项目可谓是日本物联网的雏形 它由 uID 研究 中心的坂村健教授于1984 年启动 项目的目标是实现一个 泛 在的计算环境 即让所有 物体 相互 沟通 协调运行 以实现高度信息化的社会环境 为实现节能高效的嵌入式计算结构 TRON 项目开发了 T Engine 解决方案用于高效开发实时嵌入式系统 它由开放 式标准平台 标准化硬件结构 T Engine 如图1 所示 与 标准开源实时开发系统核心 T Kernel 组成 图1 T Engine 基础架构组 T Engine 迄今为止共推出了四个基础架构 分别是 T Engine 标准型 T Engine 微型 nT Engine 纳米型 和 pT Engine 微微型 尺寸从大到小对应不同的功能需求 TRON 项目获得了巨大的成功 目前在世界上许多国家 包 国际动态 Globe View 2 0 1 1 0 9 物联网 5 括中国 迅速推广 它在智能家居 泛在代码标签等物联网领 域得以应用 许多企业和机构也已经在 TRON 基础上开发了 新的技术和产品 著名项目介绍之二 Live E Live E 项目由日本宽带项目 WIDE 执行主席江崎浩 教授 Hiroshi Esaki 领军 于 2005 年启动 项目的目标是创 建一个联网的传感器网络 用以收集全球所有地区的气象数 据 对于通信领域专家江崎浩教授来说 这个项目有双重意义 一来可以收集气象数据 二来可以创建一个大范围的传感器 网络 传统的天气和气象研究设备一般都相当复杂和昂贵 为 节约成本 简化设备 近来有两种研究方向 一是建立涵 盖整个观察地区的观察站 二是将观察地区划分成几个区域 每个小区域装配一个传感器 由各传感器将信息通过信息网 络传输到中心站集中处理 Live E 项目采用的就是第二种方案 它在每个观察点装 配一个 如图 2 所示的 简单气象传感器 Vaisala WXT510 WXT520 可收集 6 种数据 风速 风向 温度 相对湿度 气压以及降水量 这些小的观察站建造简单而且开支少 可由 个人 学校 研究机构等进行管理 中心站服务器每分钟更 新一次数据 这些数据对外公开并可随时查询使用 这对预 防自然灾害等起到了很好的作用 图2 气象传感器 Vaisala WXT510 WXT520 对于那些不需要随时更新数据的观察点 Live E 项目推 出了 DTN Delay Tolerant Networks 比如在自然放养的动 物身上安装了一些用以收集动物活动 作息等方面信息的装置 这些装置只在特定时间才将收集的数据发送给中心站处理 如今 Live E 项目已在日本 特别是东京 大范围展开 并发展到泰国和加拿大 二 产业界重要研究项目介绍 日本的产业界承担了很大一部分研究工作 甚至比大学 和国家实验室的研究项目还多 一些大型企业如日本 ICT 行 业巨头日本电报电话公司 NTT 就有几千名专业研究人员 该企业非常重视物联网方面的研究 并推出了一个大规模项目 WAUN Wide Area Ubiquitous Network 宽带领域泛在网络 重点项目介绍之一 WAUN WAUN 项目由日本电报电话公司 NTT 于 2005 年推出 该项目的目标是建立一个可加入现有其他网络的 特殊的物与 物之间 沟通 的网络 这个项目也响应了当年的 u Japan 战略 NTT公司没有使用传统的仅限定在特定封闭空间内的物 联网应用技术 而是创建了一个可覆盖足够空间的无线网络 真正实现随时随地 泛在 的概念 与传统的物联网通信 发射器 天线 接收器 技术不同 NTT公司的 WAUN 项目使用的是六角形单元组件 每个单元 内包含三个天线 如图 3 图3 传统物联网无线网络 左 与WAUN网络 右 对比 在单元内部 每个 沟通 物体能与三个天线联系 因此 无论物体处于哪个位置 三个天线中任何一个都可以接收到 信号 而传统网络在信号不好时只能处于特定位置才能发送 或接收信号 目前 这个项目已经在东京展开测试 根据 NTT公司相 关负责人介绍 已有上万个物体安装了这种传感器 每个物体 每天能发送 1 000 b 数据 数据总量仍有限 这个项目的主要 优点是安全而非快速 因此目标客户是专业用户 而且 NTT 公司预计可能需要到 2015 年才能完全保证 WAUN 的可操作 性 推向市场的日期则更无法确定 重要项目介绍之二 Mushrooms 位于京都的 NTT 通信科学实验室 CS Lab 也同样针对 物联网展开了研究 并于 2004 年 10月推出了 蘑菇世界 项 目 World of Mushroom Steps Towards Ambient Intelligence 如图 4 所示 蘑菇 Mushroom 在这里的含义是 隐蔽的小型物体 只有当人们呼唤它的时候它才会出来 对环境不会构成威胁 可协助完成一些日常生活中的任务 国际动态 Globe View 物联网 2 0 1 1 0 96 图4 Mushrooms 图示 可以用一个例子来说明该项目 当你走进房间时 Cahmoo 装有面部识别功能相机的 Mushroom 会对你的面 部进行扫描 扫描信息会发送给房间内其他所有的 Mushroom 当你提问 Sultans of Swing 这首歌是谁演唱的 它于哪年 开始在电台播放 Keekie 装有语音识别功能的 Mushroom 能从所有声音中识别出您的声音 并将问题传输给 Sheeshie 回 答问题的 Mushroom Sheeshie 将问题转换成自然文本形式 并分析文本内容 然后在其数据库内查询答案 寻找到答案后 Sheeshie 将信息传输给 Chacha 它具备语音功能 可告诉你 正确答案 这个项目的研究时间可能会持续到 2030 或 2050 年 具 体时间要根据科技进步的水平来决定 而且 目前这类研究 也只是针对人机交流未来发展方向的一种探索 而非商业化的 开发应用 特邀评论员 项峰臣 日本是个资源紧缺的岛国 日本政府一直以来大力支持和鼓励高新科技和高新技术的研究和发展 例如 电子 通信 计算机 机器人与人工智能等 物联网作为当今最流行的新技术研究课题 日本自然不会落后于其他国家 近些年来 日本陷进了 长达 20 年的经济低迷困境之中 尤其是2008 年世界金融危机爆发后 日本经济更是一蹶不振 造成这个不利局面的主要原因 一方面是日本在关键技术领域中失去领先地位 另一方面是日本的传统优势领域 制造业 正在被边缘化 为 了改变这种现状 重新建立日本在世界技术领域中的领先地位 日本希望通过对物联网技术的研究和发展 在数字领 域占据制高点 使日本重新获得 第一梯队 的地位 日本政府推行的ICT国家发展战略计划 其发展历程经历 了 三个主要阶段 即e Japan 到u Japan 再到i Japan 2001年开始实施的 e Japan战略以互联网发展的宽带化为核心大力进行基础设施建设 在提前完成预定任务后 日本 ICT战略本部于2003 年及时调整 e Japan战略 制定了e Japan 战略 将重点转向推进ICT技术在医疗 食品 生活 金融 教育 就业和行政7个重点领域率先应用 u Japan战略是2005 年提出并开始实施的 u Japan战略是通过建立更高层次的无处不在的网络连接 即 泛在网 实 现基于泛在网络之上的新创意 新价值 直到2009 年 日本政府