物联网设备需要什么才能变得更加强大?

在过去几年中，一个重要的技术趋势是物联网设备的大量采用。虽然物联网设备有时也被称为智能设备，但我见过的大多数物联网设备并没有那么聪明，许多设备只包含将其数据传输到云端的传感器。当然，还有更复杂的设备(尤其是在消费领域)，但是在商业/工业方面，物联网在很多情况下还没有发挥出它的真正潜力。

虽然我认为物联网设备应该配备强大的处理能力和内存，但这可能会适得其反。使物联网举措如此成功的原因之一是物联网设备往往价格低廉，一般不需要太多维护。向物联网设备添加额外硬件将不可避免地增加设备的成本和复杂性。

物联网设备：想想瘦身

有一种方法可以使物联网设备变得更加强大，而无需额外的硬件支持。诀窍是将设备视为瘦客户端并执行后端处理。

显然，这种方法并不适用于所有设备。例如，我家书房门上有一个传感器，用来传达门的开/关状态，当我外出时，它能确保姆不会进入书房。像门传感器这样简单的东西可能不会从更复杂的体系架构中受益，但是还有很多其他类型的设备可能会受益。

这种类似瘦客户端的方法并非史无前例。Alexa智能音箱一直以来都是瘦客户端，似乎永远如此。当有人与Alexa智能音箱说话时，该命令不会在设备内部处理，相反，用户的语音输入被传输到云服务器进行处理，并返回处理结果。这种方法可以应用于商业或工业物联网设备，而不会给设备增加显著的成本或复杂性。一些设备已经这样做了，但我认为这项技术没有得到充分利用。

我一直在思考瘦客户端的物联网方法，并且总是想知道这种技术的局限性。毕竟，诸如设备数量、网络延迟和可用的处理能力等因素都会影响这种体系架构的有效性。然而，最近我看到了这种技术的一个非常新颖的用法。

一个奇怪的演示

在开讲之前，我先告诉大家我见过的一个最奇怪的技术演示。这是一只由无线电控制的蟑螂，我说的不是机器蟑螂，而是一只真正的虫子。

这是在20世纪90年代，我已经不记得我到底在哪里看到了这个演示。有人在蟑螂的大脑上安装了一个遥控接收器，如果操作员向左移动操纵杆，则会向蟑螂的大脑发送一个告诉它向左移动的小电子信号。该演示让人感觉既有趣又不安，事实上，这样的东西可以被用来工作是很有意思的，但同时，我发现这个演示令人不安，因为这对生物来说似乎是一件很残忍的事情。

主持人解释说，蟑螂可以进入人类无法进入的地方，并且有各种各样的应用，从灾后救援到国防等等。我必须承认，我总是有点怀疑用遥控蟑螂作为间谍工具的提议。许多人在蟑螂出没的地方疯叫，此外，一只背上绑着电子设备的蟑螂并不十分微妙。

我提出无线电控制蟑螂的原因是因为这项技术似乎正在重新引起了人们的兴趣。不过，这一次，研究人员并没有给不幸的虫子植入外科植入物，而是创造了一种作为物联网设备的机器昆虫(甚至可能是成群的机器昆虫)。

信不信由你，有各种各样的机器昆虫正在测试或开发中。例如，劳斯莱斯已经制造了机器昆虫，它们可以爬进喷气式飞机发动机内部并进行目视检查，而这项任务以前需要拆卸发动机来完成。该公司还创造了用于类似目的的机器蛇。

同样，英国军方已经制造了一种像蜻蜓大小的情报收集无人机。像它的生物同类一样，这种无人机有四个翅膀和四条腿，甚至看起来跟蜻蜓一模一样。

或许关于机器昆虫最酷的事情是正在创造的各种各样的设计。研究人员专注于模仿飞虫，但现在陆生机器昆虫也正在被创造出来，有人甚至想出了如何制造一种能在水面上行走的机器昆虫。

那么，这与物联网或类似于瘦客户端的后端处理有什么关系呢?好吧，考虑一下无线电遥控汽车的所有内部部件(这可以被认为是一个非常简单的机器人)。当然，遥控汽车需要结构部件，例如框架和车轮，它还需要电池、马达、转向系统、无线电接收器、电子速度控制器和其他一些部件。现在想象一下，试图把所有这些都塞进一个像虫子一样大小的东西里。好像还不够，再想象一下，为商用无人机增添传感器，以及一台电子飞行计算机，它可以接收所有的感官输入，并将其转化为指令，使无人机能够飞行。

至少在目前的技术条件下，期望将所有这些部件塞进蚊子般大小的东西里是完全不现实的。我个人见过的机器昆虫非常简单，我看到的那一台甚至没有用“真正”电机。相反，机翼是由导电材料制成的，当施加电流时，这种材料会改变形状，因此，连续快速地打开和关闭电流会导致翅膀煽动。

因为机载飞行计算机太大太重，我看到的机器昆虫被设计成一个物联网设备。机器昆虫会通过无线连接传输传感数据，后端计算机会将这些数据转换成指令，并实时传输回机器昆虫。不用说，网络延迟可能是灾难性的，因为如果没有飞行计算机的指令，这个机器昆虫就无法继续飞行。

这是一个昆虫，一个功能

我发现机器昆虫已经成为现实，这绝对令人着迷，我坚信在设计这些机器昆虫时学到的经验能够并将塑造未来的物联网设备。机器昆虫毫无疑问地证明，一台连网设备也可以完成复杂的任务，即使该设备配备了最少的硬件。

我发现机器昆虫的另一个有趣之处是，昆虫群可以合作完成单个昆虫(甚至无人机)无法独自完成的任务。我最喜欢的Ted演讲是Raffaello D'Andrea的一次演讲，他在演讲中展示了成群的无人机可以通过协同工作来完成一些非常特别的任务。