海洋對人類而言,不僅擁有大量石油、天然氣和魚類資源,而且還是國際貿易的重要渠道和潛在能源,例如潮汐和洋流。然而,由於水下環境的複雜性和水下設備的昂貴,構建智能海洋要比構建智慧城市困難得多。
水下物聯網是什麼?
水下物聯網(Underwater Internet of Things, UIoT),是一種具有自我學習和智慧運算的智能網絡,藉由有線或無線通信、感測、監視和識別水下物體,包括自動水下車輛、智能傳感器、水下通信技術和水下路由協議等等物件,將感知海洋特徵的各種技術架連起來,實為構建智能海洋的關鍵要素。
與IoT陸基環境相比,海洋環境複雜性使得UIoT水下網絡拓撲易受破壞。因此,需要人工智慧來優化網絡拓撲,以及通過雲運算、霧運算,讓UIoT建設成更為強健的水下網絡。UIoT採用大量異構設備,例如水下節點、水面艦艇和水下機器人,並產生大量水下感知數據。從這些數據中提取知識時,需要使用雲運算和霧運算,以進行快速且準確的複雜計算。
發展智能海洋的技術
UIoT當前挑戰與未來研究,包括雲運算、霧運算和人工智慧的相結合。雲運算,是一種基於網際網路的運算方式,通過這種方式,共享的軟硬體資源和資訊,可按需求供給各種電腦終端和其他裝置,進而使用服務商提供的電腦基建作運算和資源。
另一方面,霧運算或霧聯網,則是使用最終用戶終端裝置或連接最終用戶裝置的邊緣裝置,以分散式協作架構,進行資料儲存(不同於將資料集中儲存在雲端資料中心),或進行分散式網路封包傳輸通信(不同於透過網際網路骨幹路由),是一種相關分散式的控制或管理。
台灣四面環海,地緣戰略重要,發展智能海洋刻不容緩。展望未來,應該精進UIoT相關技術,如海洋學、水下傳感器技術、水下多模式通信技術、混合網絡、協作運算、霧運算、雲運算、人工智慧等,以實現智能海洋及海洋立國的願景。
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