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李 扬
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    感知生态——物联网推动零产业
    ——物联网推动零产业

    作者:张文波 吴晶 出版时间:2011年05月
    摘要:

    零产业是指产品的形成过程及其终极成品的使用与报废处理过程,具有零排放、零污染的特点,并对自然、人类健康的扰动强度趋近于零,所生成的产品具有直接或间接促进生态向健康演进的产业。作为人类社会进化过程中的一个新的产业形态,其存在和发展依赖于物联网技术的发展。本研究以物联网对生态的感知为出发点,立意于物联网对零产业的推动。通过对产业系统与社会系统的分析,给出关于物联网将推动人类社会进入零产业时代的思考。

    Abstract:

    Zero-industry means in the process when the product is making and in its ultimate use and retirement,there is zero emissions and zero pollution,and it almost effect he natural and human health as zero,its product can directly or indirectly promote the ecological health. As a new industrial pattern in evolution of human society,its existence and development is dependent on the Internet of Things technology. In this study,we try to us the Internet of Things to achieve the perception of ecological as a starting point,conception in the promotion of Internet of Things to zero-industry. Analyzing the industrial system and social system,provides ideas about Internet of Things will promote the human society to enter the era of zero-industry.

    一 零产业与生态群落的自然物联

    (一)零产业

    零产业是指产品的形成过程及其终极成品的使用与报废处理过程,具有零排放、零污染的特点,并对自然、人类健康的扰动强度趋近于零,所生成的产品具有直接或间接促进生态向健康演进的产业。

    零产业主要包括生态技术产业、生态涵养产业、生态服务产业。

    生态技术产业,是以生态可持续发展为核心理念,以为解决环境、能源、资源等问题而研制或更新的工艺、方法、成品为主要产品的产业或产业链。

    生态涵养产业,是以维护生态资源现状不恶化为前提,以改善生物生存环境为目标的产业。

    生态服务产业,是零产业的软科学基础,为环境、城市、产业的可持续建设提供理论、对策、实施方案、评估、规划以及整体解决方案的产业。

    (二)生态群落的自然物联

    1.自然界的物联现象

    任何生物都无法孤立地生活在自然界中,在原生的自然生态系统中,种群内部及群落之间存在着朴素的物联关系。蚂蚁觅食的过程是一个典型的生物物联案例。发现食物的蚂蚁会向环境释放一种信息素,在有效接收范围内的蚂蚁收到信息后会向食物集中,并以几种不同的路径返巢,在途中留下的信息素会为下一个赶往食源的蚂蚁指路,从而交替往返。较短的路径单位时间内通过的蚂蚁数量会大于长路径的蚂蚁通过数量,从而留下更多的信息素,因此使蚁群找到食物与巢穴之间的最短路径。弹性的工作分工使蚁群的空载路程变短以减少工作中的多余,从而提高效率。蚁群是在与环境交互的过程中,根据多样性与正反馈的行为规则,以信息素的释放为互联途径,以自组织体系为工作框架,高效实现物物相连,完成工作。草原上雄狮颈部漂亮的长鬃毛传递着王者的威严;枯叶蝶的外观迷惑着天敌;海豚与蝙蝠利用超声波通信与捕食;蚁后会分泌一种外激素来引诱工蚁为自己给养;棉花在受到虫害后会释放出造成昆虫吞咽和消化困难的化学物质,并会引导同伴作出防御准备;雄蜘蛛上网求偶时会拨动网丝,雌蜘蛛根据震动来判断是食物还是伴侣;等等。各种生物通过视觉、听觉、触觉、化学物质分泌、电信号等形式以自己的方式与外界保持着紧密的联系。

    2.自然物联的物理过程

    自然物联的物理过程实际上是生物之间、生物与环境之间信息的感知——信息的采集——信息的传递——信息的识别与处理——信息的利用——信息的存储与反馈的过程。自然中的信息表达是纷繁复杂的,人类正在努力读懂不同生物群体信息的真正含义,孔雀开屏不是为了博取喝彩和赞美,蜜蜂的各种舞蹈也不是随兴而起。也许信息本身并没有意义,重要的是被识别后达到信息发出者的目的,实现生态群落的稳定的平衡状态。

    3.自然物联与生物进化

    生物界的物联方式是根据自然选择演化而来的,每一种信息传递行为通常有着特殊的功能与进化过程。即便是从分子生物学角度观察,从自然的选择法则到物种的变异,再到种群的进化,同样是信息传递与表达甚至是改变的过程。自然界的物联推进了群落的进化。

    (三)物联网使零产业群落的运行成为可能

    零产业是社会自组织体系形成的牵引力,是人类生态社会机构体系的生存基础。零产业的成熟将协同各生产活动向生态平衡区域震荡,带动生态产业群落的形成,以物联网为纽带,优化各产业形态之间的连接方式。

    零产业是人类社会对生态系统自适应的保障力,物联网扩大了人类对生态的感知视野,使社会经济的发展在感知的状态下实现。零产业是建立在以物联网为基础的对生态信息的广泛感知之下,是在维护生态基础的前提下服务于人,零产业有利于调节人类社会对生态系统的适应能力,并为其提供基础保障。

    社会结构中反映了两个问题:人流与信息流。将零产业在运行当中形成的信息流和伴随人流产生的信息流,通过物联网反馈给社会和相应的社会管理部门。

    二 物联网

    (一)物联网简述

    物是指地球上存在的一切物质实体,物联网是按约定协议使物与物之间、物与人之间可进行信息互联、交换、反馈,对物可进行智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的网络。物联网通过各种物联技术和装置,实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程,采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息,与互联网结合形成一个巨大网络(见图1)。物联网是以人为核心,实现人