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第六章万物账本:物理世界的活化

在一个很热的晚上,澳大利亚某处偏远内陆地区的一根电线杆在8点整倒下来了。这对在维多利亚大沙漠边缘的一个以金矿为主业的老镇Laverton以外100英里的地方圈养了一些绵羊和牛的威廉和奥利维娅·芒罗来说是一个问题。1在这个夏天,气温经常会飙升到48.9℃摄氏度。他们的孩子Peter和Lois通过卫星链路完成学习,而这也是这个家庭在生病或出现紧急情况时用于与外界卫生服务联系的途径。虽然芒罗一家有一个后备发电机,但它不能长时间驱动水泵、通信和空调设备。总之,芒罗这一家人的生活完全依赖于可靠的能源。

在9小时后的黎明,电力公司派出了一个团队去寻找和修复倒下的电线杆。客户的投诉让公司对故障发生的地点有个大概的想法,但这个团队花费了超过一天的时间去识别、寻找和修复这条电线杆。同时,芒罗一家和附近的居民、商业和机构失去了电力和与外界通信的途径,这带来了极大的不便,还带来了经济损失和健康风险。在内陆地区,停电不只是让生活停摆,而是很危险的。为了让这些危害最小化,电力公司花费了很高的成本派遣检查员定期去检查庞大的电力网络,试图发现倒下或老化的电线杆。

想象一下若每根电线杆都是一个智能设备,那么它的维护工作就变得更安全、简单和廉价了。它可以对自身的状态进行汇报并传召相关人员进行替换或维修。无论是什么原因,若一根电线杆发生火灾或开始倾侧、倒下,它会实时生成一个事故报告并通知维修队带上合适的设备来到一个详细的地点进行修复。同时,这条电线杆可以将自己的任务重新指派给附近正常工作的电线杆。毕竟,它们是在同一个输电网中。公共事业公司可以更快速地为社区恢复电力供应,而无须现场勘查所需的庞大、持续费用。

为人们提供电力

这仅仅是一个开始。通过使用与物联网相关联的新兴软件和技术,我们可以将智能的元素逐渐地注入现有的基础设施里,如输电网也可以加入能够彼此通信的智能设备。想象一下,如果能够快速地创建一个全新的灵活、安全的网络,而且具备较低的成本,能够为新服务、更多参与者及更高经济价值的实现带来更多的机会。

这样的结构被称为网状网络(mesh network),即一个将电脑和其他设备直接连接到一起的网络。它们可以根据带宽条件、存储空间和其他能力自动进行重新配置,因此可以抵御故障和干扰。缺乏网络访问条件或可负担服务的社区可以使用网状网络维持基本的网络连接。网状网络是传统的机构、监管和控制从上到下的模型的替代方案;它们可以提供更高的隐私保护和安全性,因为信息流并不会经过一个中心机构。2

一些机构已经在将网状网络与区块链技术结合起来,以解决复杂的基础设施问题。美国的一家物联网公司Filament正在澳大利亚内陆地区进行一项实验,涉及一种名为“tap”的设备,可以用于电线杆上。这些设备可以直接在相互之间通信,距离最远可达10英里。由于电线杆之间的距离大概是200英尺,因此若当一根电线杆倒下时,上面的一个动作检测器就会通知200英尺外的另一根电线杆并告诉它“我有麻烦了”。如果另一根电线杆上的tap设备出于某些原因无法联系上,那么它会继续联系下一条电线杆,或者是联系下一根(最远可达10英里)能通过最近的互联网回程连接位置(120英里内)与公司联系的电线杆。

这个tap设备上有着可以持续20年的电池以及低能耗蓝牙技术,顾客可以将这个设备直接连接到他们的手机、平板设备或电脑上。这个tap设置内置了很多传感器,可以检测温度、湿度、光强度和声音,这样顾客就可以用来监测和分析一段时间内的状况,或许还能开发出预测性算法,从而预测一条电线杆的生命周期或即将发生的故障。顾客可以成为气象节点,或将这些数据作为一种信息服务,或将这些数据集在区块链上授权给另一个用户(如政府、广播公司、电线杆制造商或环保机构)。

Filament的商业模式是一个涉及了三方的服务模式:Filament、它的集成业务客户及公共事业公司。Filament拥有硬件;它的设备持续地监测电线杆的状况并汇报情况的改变——不管是倒塌、发生火灾,还是因为粉尘积聚或山林火灾烟雾所造成的故障。Filament将传感器数据流售卖给集成业务商,而集成业务商转卖给公共事业公司。

公共事业公司每月为这样的监测服务支付费用。这样的服务使得电力公司无须再进行成本极高的现场勘查工作。由于电线杆在极少数的情况下才会倒下来,电力公司也很少使用网状网络的实际通信能力,这样Filament可以将这些tap设备的多余能力部署给其他的用户。

“由于Filament拥有这些设备,我们可以将这个横跨大陆大部分地区的网络之上的闲置网络处理能力卖出去”,Filament的联合创始人及首席执行官埃里克·詹宁斯说道,“Filament可以与FedEx快递公司达成协议,通过我们在澳大利亚农村地区的网络让它们的中型卡车有能力实时地往总部发送遥感数据。我们将FedEx加入到智能合约的列表中,现在它们可以付款给每一个设备,让这些设备向他们发送数据”。3FexEd的司机们可以使用网状网络作为通信和车辆跟踪的手段,以在偏远地区指示预计的到达时间和各种故障情况。若故障情况发生了,网络就会向最近的维修工厂发出警报,让它们的维修队带上必需的零件和设备来到故障现场。

区块链技术是很重要的。这个物联网的应用依赖于万物账本(Ledger of Things)。成千上万的智能电线杆通过很多的传感器收集数据并将这些数据传递给其他设备(计算机或人),这个系统需要持续地追踪所有事物,这包括能够识别每一根独特的电线杆的能力,以确保其可靠性。

“如果没有身份的话,其他事情也没法实现了”,埃里克·詹宁斯说道,“区块链上的身份是物联网的核心。我们为每一个设备都创建了一条独立的通道。这条通道和身份随后会存储在比特币的区块链上(特定的位置是分配给了Filament)。就如比特币一样,它可以被发送到任何地址”。4区块链(及智能合约)也确保了设备的费用已经有人支付了,这样它们就可以继续工作。离开区块链支付网络的话,物联网就无法发挥功能,比特币在这其中是通用的事务语言。

社会能源:为街区提供能源

现在,除了电线杆外,想象一下你可以将电力系统里面的所有节点进行数字化,以创建一个全新的点对点能源生产和分配模式。每一个人可以参与到一个由区块链驱动的供电网络。在纽约州赞助的一个提高能源体系可靠性(哪怕是在极端天气的情况下)项目里,它们已经开始在布鲁克林Park Slope地区创建一个社区微电网了。当它建成后,这个微电网和它本地生产的电能将会在紧急情况时提供应急能力并为顾客降低成本,同时在社区中促进清洁的、可再生的电力、能源效率及能源储存选项的探索。

虽然校园内的微电网已经出现一段时间了,但它在居民区并不是很常见。北美的城市区大多数的房屋所有者、商业、政府和其他机构从固定的公共事业公司以固定的价格购买电力。现在,我们有不少坐落在本地的可再生的能源选项,如屋顶上的太阳能电池板。本地的公共事业公司会以批发价(通常会有不少的折扣)采购这个太阳能电池板生产的过剩电力。一个顾客可能就是在本地的能源生产者对面的房子里居住,但他们依然需要经过公共事业公司并为自己邻居生产的可再生能源支付完整的零售价。这是很荒谬的事情。

“现在的公共事业公司有一套命令和控制系统,由少数人去运营一个公共电网。与此不同的是,你可以设计让公共电网负责自身运营的机制”,罗山能源公司的联合创始人及负责人劳伦斯·奥尔西尼说道,“随着公共电网中的节点中的所有资产都帮助维护和运行这个电网,网络的恢复能力就更强了”。5这是一个通过在资产里嵌入智能合约及其它控制机制而实现的分布式的点对点物联网网络模型(如区块链模型)。6当一场飓风摧毁了输电杆塔或火灾损害了一个变电站,这个公共电网能够快速、自动地重新分配电力,以避免大规模的停电。

恢复能力并不是唯一的好处。在本地使用本地产出的电力比公共事业公司的大规模输电网要高效得多,后者需要在远距离传输电力,这样会带来电力的损耗。罗山能源公司正与当地的公共事业公司、社区领袖和技术合作伙伴一起创建一个市场,在里面,邻居们可以买卖具有环境价值的能源。“因此,你不需要付费给一个采购了可再生能源额度的能源服务公司,而是直接付费给那些真正地在生产出你家中所使用的电力的人,这样的模式是本地化的、绿色的,对你的街区来说也有环境上的意义。这看上去是更公平了,对吗?”劳伦斯·奥尔西尼说道。7是的!

如果你可以定位每一个这样的资产并为生产和消费分配一个区位价值,这样你就能创建一个实时的市场。根据劳伦斯·奥尔西尼所说的那样,你可以将多余的能源向也在生产可再生能源的邻居进行拍卖。这样做的话,你的社区可以通过点对点交易实现能源供应的可靠性。社区成员可以就实时微电网市场的规则达成共识,如时间段计费、最低价或最高价、离你最近的邻居的优先度或其他用于优化价格及实现最少浪费的参数。你将不需要整天坐在电脑前进行价格的设置或提出购买、售卖的提议。

未来的微电网将可以收集它们的计算能力所创造出来的热量,将东西加热,捕捉和储存这些热量,这样节点自己可以生成非常小额的电力,人们就能在家中的微电网使用这些电力了。将计算能力分配到社区的建筑物中并使用所产生的高温度去驱动供暖、热水和空调系统的方法,可以提高同样的能源的生产力。“我们的关注焦点是提高最大的效能。”劳伦斯·奥尔西尼说道。

随着本地化生成的可再生电能越来越多,物联网对固定的公共事业模式提出了挑战,这并不是很遥远的事情了。我们需要应对气候变化并准备好迎接极端气象条件所带来的挑战,特别是把海洋中的岛屿淹没的雨、让旱地变成沙漠的旱灾。现在,我们每年因沙漠化要失去1500万英亩的土地,情况最坏的是在撒哈拉以南非洲地区,在那里人们无法像位于澳大利亚内陆地区的芒罗一家那样负担水泵、空调或迁移的费用。8我们需要输电网络和引擎不再把能源和二氧化碳排放到大气层中。现在公共事业公司正在评估将物联网整合到其现有基础设施能所带来的好处(“智能电网”),若能连接到微电网将会带来一种全新的能源模式。公共事业公司、它们的工会、监管者和政策制定者及像罗山能源公司这样具有创新思维的新成员正在探索这样的新模式:首先在街区的层面生产、分配及使用电力,然后再到全世界。

计算机的进化:从大型主机到智能药丸

与我们的能源网络不一样的是,计算能力已经通过几个范式得以进化了。在20世纪50年代至60年代,大型计算机是主流,其中的代表有IBM、Wild “BUNCH”(Burroughs、Univac、国家现金出纳机公司、Control Data和Honeywell)。在20世纪70年代至80年代,微型计算机登上了舞台。Tracy Kidder在他的畅销书《新机器的灵魂》一书中预测了通用数据(Data General)的崛起。就如大型计算机的公司一样,这些公司中的大部分已经退出了该业务或消失了。谁还记得数字设备公司、Prime Computer、王安电脑、Datapoint或惠普、IBM的微型计算机?在1982年,IBM的硬件和微软的软件给我们带来了个人电脑的时代,而那时候苹果公司的Macintosh微型计算机还无法与其竞争。这就是时代的变迁。

通信网络也随着同样的技术进步而进化了。从20世纪70年代的早期开始,互联网(起源自美国的高级研究计划署网络ARPANET)进化到了它现时的状态——世界范围内的分布式网络,将超过32亿9的人口、商业、政府和其他机构连接在一起。计算机技术和网络技术然后又融合成了移动平板和手持设备。黑莓(Blackberry)在21世纪早期将智能手机商业化了,而苹果公司在2007年通过iPhone让智能手机流行化了。

这其中相对来说较新颖和令人兴奋之处是这些设备的能力已经超越了被动式的监视、测量和通信(气象模型、交通模型)、传感探测和响应;它已经进化到可以根据预先定义的行事规则执行交易或任务。它们可以感知(温度的下降或交通堵塞)并进行响应(给火炉点火或延长绿灯时间);测量(动作、热量)和通信(应急服务);定位(爆裂的总水管)和通知(维修队);监视(位置,临近)和变化(方向);识别(你的存在)和瞄准(向你进行营销),以及实现其他的一些可能性。

这些设备可以是静态的(电线杆、树和管道)或动态的(衣服、头盔、车辆、宠物、濒危动物和药品)。护理人员正使用智能(或可食用)的电子药片以识别和记录病人的服药时间。一片皮肤贴布或覆盖物能够捕捉数据并测量心律、食物消耗量或其他因素并将此信息通过一个能够识别特征并给做出反馈的应用程序发送给医生、护工或病人自己。医药界很快将会使用类似的技术,用于特定癌症的定向给药、测量体温及其他生物指标。10

这些设备可以在相互之间进行通信——直接与计算机或数据库通信,或通过云端服务器进行,而且与人通信(向你发送一条短信息或拨打你的移动电话)。通过不断进化的机器智能和所收集的数据,这些设备正将数据的分析、特征的识别及趋势观察这些任务放到每一个人的手上。11产业里的术语“大数据”远远不足以描述现实世界将会产生的海量数据。据最保守的估计,今天100亿左右通过互联网连接起来的设备将会在2020年增加到250亿。12考虑到这是来自无限数量的设备,将其称为“无限数据”可能更合适。

那么,为什么我们还没有居住在智能家居里、驾驶智能汽车和使用智能药物?我们看到了6个主要障碍。其中一个是那些小题大做的应用程序和服务的推出。简单地说,早期的消费者物联网设备很少有带来实际价值的——除非你认为让你的烟雾探测器命令你的夜灯打电话给你的智能手机并给你发出火警警告算是一种价值。13

另一个障碍是来自高管们、产业协会和工会无法预见新的策略、商业模式和人们的角色,这主要是因为组织惰性、不情愿或无法去做这些事情。一些有创新精神的企业家已经根据这样的一些原则开发了新的商业模式(如让实体资产可以被识别、搜索、使用和付款),因此也对现有的市场带来了冲击(如Uber和Airbnb),不过其冲击相对来说还是很小的,而且依赖于一个公司及其APP充当中介的角色。

第三个障碍是对恶意黑客或其他安全漏洞会改变信息和行事规则并绕过安全机制控制设备从而带来潜在的灾难性后果的忧虑。

第四个障碍是“产品未来寿命”所带来的挑战,这对那些有着很长生命周期的资产来说是一个问题——这些资产的生命周期远比一个典型的应用程序或一个公司的要长得多。初创企业经常出现破产或将自身出售给更大规模的公司的情况。

第五个障碍是可扩展性。若要实现物联网的全面价值,我们必需能够与多个网络进行连接,这样它们才可以进行相互操作。

最后一个障碍是中心化数据库技术首要的挑战——它无法低成本地处理上万亿的实时交易。

若要解决这些障碍,万物联网需要有万物(机器、人、动物和植物)账本。

物联网需要万物账本

欢迎来到由万物账本驱动的万物联网——得益于区块链技术,在互联网中将会实现的分布式、可靠的、安全的信息分享、传感和自动执行动作及交易。技术专家和科幻小说作者一直在想象由与互联网相连的传感器所构成的无缝全球网络可以捕捉地球上的每一次事件、动作改变。通过无处不在的网络、持续进化的处理能力以及廉价、小型联网设备的不断出现,物联网的愿景越来越接近现实了。

记住中本聪对比特币区块链的设计是要确保每一个在线的比特币交易的完整性以及比特币这个货币的整体运作。通过在每一个节点上记录每一笔交易,然后与网络(区块链)中的每一个节点分享这个记录,我们可以快速、无缝地在点对点网络中验证交易。我们可以执行有价值的交易,在这个例子里是金融的交易,这种模式是自动化的、安全的、机密的,而且无须认识或信任网络上的每一个节点,或无须通过中介。万物账本对信任关系的依赖程度是很低的。

区块链技术让我们可以将相关的核心信息与智能设备关联在一起进行识别,并对其进行编程,使得它能够在预先定义的规则下执行动作,而无须担心错误、篡改或在澳大利亚内陆地区被关闭的风险。因为区块链是一个不可干预的账本,上面记录了网络中发生的所有数据的交换记录,这些记录在运行中不断进行积累,并由该特定网络中的协作节点进行维护,这样用户可以确保这些数据是准确的。

越来越多的技术公司认为区块链对释放物联网的潜力至关重要。大型、中心化计算机系统的始祖IBM恰恰开展了相关的研究。在一份题为《设备民主:拯救物联网的未来》的报告中,IBM指出了区块链的价值:

“在我们的去中心化物联网的愿景中,区块链是在发生互动的设备间促进交易处理和协作的一个框架。每一个设备管理着自己的角色和行为,这就带来了‘去中心化、自主运作的物件的联网’——因此走向了数字世界的民主化。设备可以自主地执行数字合约,如通过搜索自己的软件更新、验证节点的可信性、支付和交换资源及服务,从而与各个设备建立协议、支付和贸易关系。这让它们能够以自我维护的、自我服务的设备形式运行。”14

因此,区块链的使用开启了全新的商业模式,因为网络上的每一个设备或节点可以作为一个独立的微型商业主体运行(如低成本地分享电能或计算能力)。

“其他的例子有音乐服务或无人汽车”,智能钱包公司创始人迪诺·马克·安格里蒂斯说道,“我需要对每一秒的播放音乐或乘车的需求进行付费——从我的账户余额中扣去一分钱的几分之一。我不需要预先付很多钱,而且只需要为我使用的服务付费。供应商不必担心我不付款。你在传统的支付网络里无法实现这些事情,因为从你的信用卡上扣取一分钱的几分之一的手续费太高了”。15

多余的卧室、闲置的公寓或会议房间可以自己出租自己。专利技术可以自己为自己申请证书。我们的电子邮件可以对所收到的每一封垃圾邮件的发送者进行收费。你应该明白这个想法了。通过机器学习、传感器和机器人,自动运作的代理人可以管理以下的事物:我们的家居和办公楼、交互式销售和市场营销、公交车站的棚子、车流量及道路使用情况、废物收集和处理(垃圾桶与垃圾车交流)、能源系统、供水系统、内嵌或穿戴的医疗保健设备、库存、工厂与供应链。

WISeKey的首席执行官卡洛斯·莫雷拉认为产业区块链里有着巨大的机会。16WISeKey是一个位于瑞士的公司,研究领域包括身份管理、网络安全和移动通信,为手表和其他穿戴设备提供安全的交易处理能力,现在正向生产商和芯片制造商提供其信任模型,这种模型能为大量的物联网设备提供验证功能,并让它们通过互联网或其他网络进行通信。“我们现在正进入另一个世界,在那里信任是在物体的层面授权的。一个不被信任的物体将会自动被其他物体拒绝,而无须事先询问一个中心化的权力机构”,卡洛斯·莫雷拉说道,“这是未来几年可能会给流程处理带来深远影响的重大范式转型”。17

在这个新兴的世界,用户使用安全的身份验证和校验(还可能有公钥/私钥)与其他智能合约连接起来,然后与其他设备定义事务处理规则(如隐私性)而不是执行某个中心化节点或中介机构设定的规则。生产商可以将维护、所有权、访问权和责任转移给由自我维护的设备组成的社区,让物联网可以在将来得以发展,并节省基础设施成本,并精确到在每一个设备老化的时候替换它。

因此,区块链可以解决一个可持续的物联网面临的6大障碍。概括地说,万物账本有9个很好的网络特性:

可恢复性——自我纠错;没有单点失败的风险

处理能力强——可以处理数十亿的数据点和交易

实时性——全天候运作,数据实时流动

响应性——能够对变化的状况做出回应

极度的开放性——持续地根据新的输入而进化和改变

可再生——可以是多重用途的、重复利用及回收过的

简化性——成本和摩擦最小化,处理效率最大化

产生收入——创造新型的商业模式和机会

可靠性——确保数据完整性,参与者的可信性

我们为什么相信由区块链驱动的物联网有这样的巨大潜力呢?主要的原因是它能够让物理世界充满“生机”。一旦我们在区块链上为这些物体赋予“生命”,它们可以感知、响应、通信、和执行操作。根据智能合约的规则,资产可以搜索、寻找、使用和补偿其他的资产,从而让一个有着高度颠覆潜力的新市场成为可能,这就像之前互联网为人们和各种数字内容所提供的驱动作用一样。

对管理者、企业家和民间领袖来说有一个问题:你该如何利用这些新机会去执行改变和实现增长?你的组织将会如何响应对你现有运作模式来说不可避免的颠覆?你将如何与初创企业和协作组织的创新性新模式竞争?

在我们的生活中,更高的效率、改进的服务、降低的成本、提高了安全性和更好的结果充满着不少的实现机会,而我们可以通过将区块链的逻辑应用到物联网上的方式改善上述目标。我们开始了数字化革命的下一个主要阶段。英特尔公司的米歇尔·延斯利解释了她的公司正深入调查区块链革命的原因:“当个人电脑变得无处不在时,生产率达到了前所未有的水平。我们将那些个人电脑连接到一个服务器、数据中心或云服务器,让小型的初创企业可以方便地获取计算机资源,现在我们再次看到了飞速的创新和新型的商业模式”。18英特尔希望加速对各种模式的优劣及其中所存在的机会的理解过程。“我们可以预期这个技术将会带来一个全新的创新功能,能为各种新公司、新参与者提供驱动力。作为产业里的领导者之一,我们不能在这场对话中缺席”,她说道。19你可以想象一下将这些潜能应用到各种类型的商业上——其中的很多还未被互联网革命影响过。

12个颠覆的领域:物理世界的活化

让物理世界活动起来,这会产生什么可能性?与匹诺曹(《木偶奇遇记》主人公)不一样的是,我们并没有一个蓝衣仙女。(而且,与匹诺曹不一样的是,区块链不会撒谎。)不过,今天,现在我们有分布式账本技术,它将不仅会让通用电气的“带来美好生活”的口号成真,而且匹诺曹也无法对账本撒谎了。

我们还处于想象万物账本(嵌入到物联网中)各种可能性的早期阶段。直至今天,流行媒体关注的焦点还是消费类设备,不过万物账本在每一个领域都有潜在的应用。对潜在应用的分类和分组有着很多的方法,因为各种跨界的应用可以被归纳到超过一种类别里。例如,麦肯锡公司在它对物联网的分类里使用了集合的概念。20我们已经界定出万物账本中所存在的机会,并划分为12个主要的功能领域。这里面的特定的好处以及商业案例对每一个应用来说都是具体的。下面的类别分类描绘了其潜力及对现有的市场、参与者和商业模式可能带来的显著影响。

运输

在未来,你将可以召唤一台无人驾驶汽车并将你安全地送达目的地。它自己会选择最快的路径,避开施工地段,处理道路收费站相关事项并自己泊车。在交通堵塞的时候,你的车辆会计算出道路的通行率,这样你可以及时地到达目的地,而货运的管理者将会在所有的货物上使用基于区块链的物联网设备,以快速通过海关或其它所需的检查项目。这样,不会有条条框框的限制。清道车生产商Allianz可以将其市政设备装上迷你摄像头或传感器技术,以鉴别那些在纽约将车辆停泊在停车区的另一边并几天没有开走(如果它们无法自己开走)的情况,然后将传感器数据发送给交通警察,这就省下了书写实物的违规停车罚单的过程。或者,清道车自己可以在经过车辆的时候以比特币的形式直接从违规车辆中进行罚款,因为纽约州的运输部门到时候可以要求所有的车辆在纽约的5个区域进行注册,并保持一个与他们的车牌相对应的比特币钱包地址。在另一方面,无人驾驶汽车则可以感应到正在驶来的清道车并轻松地开走,以让清道车经过。

基础设施管理

很多专业人士会使用智能设备去监控人行道、铁路、电线杆和电线、管道、港口和其他公共和私营的基础设施的地点、完整性、年限及其他相关的因素,以快速、低成本和高效低监测状况、发现问题(如损坏或被破坏)并做出响应。这就是像Filament这样的公司的业务领域,它们利用可负担的科技去改造现有的基础设施,为其带来新的生命周期,而无须替换基础设施所需的巨额资金。Filament的埃里克·詹宁斯预计“超过90%的基础设施当前并没有被连接起来,若要将这些现有的设施都拆除并替换成全新的无线互联资产,显然是不现实的”。21

能源、垃圾和供水管理

已经装满了垃圾的垃圾桶说:“请派一辆车来运走我的垃圾。”渗漏的水管说:“把我修复吧。”围绕物联网展开的想像力带来的灵感,应该能启发产生许多新的儿童书籍。在发达国家和发展中国家,传统的公共事业公司可以使用基于区块链的物联网以实现追踪生产、分配、消费和收集。就如我们已经看到的那样,那些没有投入大量基础设施的新竞争者正计划用这些技术创建全新的市场和模式(如社区微电网)。

资源开采和农业

区块链也可以用于牛的溯源管理上,让农民可以追踪它的食物、给药记录及完整的健康历史。这个技术也可以帮助追踪昂贵的、高度定制化的设备,并让它在更广泛的地方能够及时地满足需要,并收回成本;也可以通过对标记安全设备的标记和自动化的检查清单(以确保设备被合适地使用)提高矿工和工人的安全度;通过对天气、土壤和农作物状况的监测进行灌溉、自动化收割或其他操作;基于历史上曾经出现的模式和结果,对“无限数据”进行分析从而发现新的资源或为农业生产的运作提出合适的建议。安装在土壤或树上的传感器可以帮助环境保护机构监测农民及其对土地的使用状况。

环境保护监测和应急服务

还记得之前提到过的自主运作的代理人BOB吗?BOB将会生活在一个充斥着气象探头的世界,并通过对重要的气象数据的收集和销售实现营利。这里的例子包括对空气质量和水质的监测并发出警报从而减少污染物水平或让人们留在室内;为应急人员检测危险的化学品或辐射源;监测雷击事件和山林火灾;安装地震和海啸的早期预警和警报系统;除了能够改善应急服务的响应时间和降低这些事件给人类所带来的风险,我们可以使用这些纵向数据提高我们对基础的趋势和模式的理解水平,在某些案例中发现预防性的措施,并提高我们的预测能力从而实现更早期的警报。

卫生保健服务

在卫生保健服务领域,专家们用数字化的技术去管理资产、医疗记录、库存,并为所有的设备和药物处理订单和支付的相关需求。今天,医院里面有不少可以审查这些服务的智能设备,不过很多的设备会与彼此之间进行通信,也没有考虑到在病人护理的过程中所涉及的隐私保护的重要性。基于区块链的物联网可以使用新出现的技术将这些服务连接到一起。正在开发的应用程序包括监护和疾病管理(如智能药物,跟踪生物体征和提供反馈的可穿戴设备)以及用于提供质量控制的水平。想象一下,一个人工髋关节或膝盖可以对自身的工作状况进行监测,并将工作状况的数据匿名地传输到生产厂商那里,以用于日后的改善,还可以与病人的医生沟通,如“是时候把我换掉了。”技术员们在无法采取必要措施确保设备的可靠性和准确性的情况下,就不能使用专用的设备了。新型的智能药物将可以在临床测试的时候对自己进行跟踪,并为自己的有效性和副作用提供相关的证据,而且无须担心有人篡改这些结果。

金融服务和保险

金融机构可以使用智能设备和物联网去追踪他们对实物资产的所有权并实现它们的追踪和溯源。数字货币让大小客户能够更快、更安全地对价值进行存储和传输,也能实现风险评估和管理。进一步思考,如果弱势群体实现他们有限的资产的追踪和分享(就如之前提到过的微电网的例子),那么他们是否就能赚到少量的现金、电力或其他“积分”?物品的主人将可以对贵重的物品、古董、首饰、博物馆展品及任何曾由苏士比拍卖行处理过或由劳合社(Lloyds)承保的物件进行标记。保险公司可以根据物件的位置和所处的环境调整保险费用——如果是在纽约大都会博物馆里的受控环境,则可以降低保险费用;如果是要运输到希腊,那么保险费用就会增加。这个物件将能够告知其他人它是否曾经在一个保险箱里或曾经在某个名人的脖子上。如果这个物件曾经戴在莲莎·露夏恩(好莱坞小天后)的脖子上而非安妮·哈撒韦(美国女影星)的,则它的保险费率将会有所提高。无人驾驶汽车将会有更低的保险费率,而它自己也能在事故现场根据传感器数据直接处理保险索赔事宜。

文档和其它记录的保存

就如我们解释过那样,实物资产可以转换为数字资产。所有与某个特定文件相关的文档可以被数字化并登载到区块链上,这包括专利、所有权、质保条款、检验证书、起源、更换日期、审批等,能够极大地提高数据的可得性和完整性,从而降低所有文书工作、存储和损耗的负担,并改善与该文档工作相关的流程。例如,一个汽车若在最近不能通过一场安全性检查、责任险已经过期、所有者没有交付违章停车罚单或交通违章相关的罚款,或是司机的驾驶证已经被暂停使用了,那么这辆车就无法启动了。货架上的物件会在过期后通知店铺经理。店铺经理们甚至可以对这些物件进行编程,让它们在接近有效期时自动降价促销。

建筑与房产

据估计,在美国的120亿平方英尺的商业地产当中,有65%是闲置的。22数字化的探头可以通过对实时发现、可用性和支付的支持为这些地产资源创建一个市场。商家们正在进入这个领域,并开发新型的服务模式以在下班时间出租这些空间。在晚上,你的会议室可以变成为街区的少年服务的教室或为本地某个初创企业的办公室。其他应用将会包括安保和访问控制、灯光、加热系统、制冷系统及废弃物和水资源管理。绿色建筑物将会在万物账本中运行。想象一下,电梯的使用率和建筑物通行人流量这些数据将对建筑师为公共和私人空间的设计方案有着什么样的参考意义?闲置的住宅空间可以通过万物账本将自己登记到市场中并进行商议,以帮助游客、学生、收容所的管理者及其他人寻找到能够满足需求的空间。这些构思可以应用到所有类型的住宅、宾馆、办公室、工厂、零售/批发及机构的地产。

工厂管理——物件构成的工厂

全球工厂需要一个全球的万物账本,即工业区块链。工厂管理者将会使用智能设备监测生产线、仓库库存、配送、质量和其他需要监察的事项。整个产业可能会采用这个账本的手段极大地提高供应链管理这类流程的效率。像飞机和铁路机车这样的大型、复杂的机械设备是由几百万个零部件组成的。飞机引擎或动车的每一个零部件都可以安装上传感器,用于在需要故障修复时发送警报。想象一下,一辆火车在开往巴尔的摩至长滩的途中可以在到达长滩的三天前就通知当地的维修人员,让他们准备好一个重要的新零部件。传感器甚至可以发布一个招标启示,并接受为该零部件提出的价格最低、交货期最短的提议,其效率与成本相对于通用电气、Norfolk Southern及其他大型公司的运作有着极大的优势。还有一个更明显的趋势,就是从汽车到灯泡再到创可贴的生产商都在探讨如何能够将智能芯片植入它们的产品或其中的零部件里,并监测、手机和分析使用过程中产生的数据。通过这些数据,它们可以提供自动升级、预测客户需求和提供新的服务,实际上是在从产品提供商转化为持续的、基于软件模式的服务商。

家居管理

感到寂寞吗?你是可以跟你的房子说话的。你自己的房子和各种产品、服务正在进入一个让家居能够实现自动化、远程监测的市场。这些服务比保姆摄像头实现的功能更多,包括了访问控制、温度调节、灯光控制,最终可能是控制你家里所有的物件。虽然“智能家居”的普及速度相对来说还是比较慢的,但如苹果、三星和Google这样的公司正在寻求简化其安装和运作的方法。BCC研究公司发表的报告指出,“美国的家居自动化市场预计会从2014年的69亿美元市值到达2019年的103亿美元市值,这个增长过程将会是稳定的、长期的。”23

零售商和销售

当你在逛街的时候,你的移动设备会告诉你,“你喜欢的衣服在GAP这家店里有货了”。你进入这家店后,适合你的尺寸的这件衣服已经在等待你了。在你试穿这件衣服后,你扫描一下就可以完成付款了。不过你还有其他事情等着去做,所以这件衣服会被在你回家前自动送到你家中。除了运作效率和环境监控外,在顾客走路或开车经过商店的时候,零售商可以根据他们的地点、人群分类、已知的兴趣和购买历史自动地为他们提供个性化的产品和服务——前提是这些顾客在区块链上将自己的身份“黑盒子”的特定信息的访问权开放给这些零售商。

经济上的收益

在这个章节中,我们引用了一些关于基于区块链的分布式物联网在多个层面(个人、组织、产业、社会)所能提供的潜在收益。通过点对点网络(而不是人或中心化的中介应用程序)对流程进行重新设计及自动化改造,能够带来很多好处,其中的一些如下:

·速度(端对端自动化)

·降低成本(把将近乎无限的数据发送到大型的中心化处理设施时引发的成本;能够去除高成本的中介机构)

·增加收入、效率和/或生产力(重新使用过剩的资源)

·提高效率(内置检查清单和其他协议以降低人为错误所带来的影响)

·提高安全性和正直性(随着信任机制直接被设计为网络架构的一部分,人和人之间的信任并不是必需的)。

·降低系统失效的风险(消除瓶颈,内置能够抵御风险的特性)。

·降低能源消耗(网络所需的能源能够被其所提高的效率和降低的损耗、动态定价和反馈机制所抵消)。

·提高隐私保护水平(中介无法跳过或忽略在区块链中设定的规则)。

·提高对基础模式和流程及机会的认识,并通过对“无限的数据”的收集和分析改善这些事项。

·加强对不同事件的预测能力,不管是负面的(极端天气、地震、每况愈下的健康状况),还是正面的(种植农作物的最佳时间,采购模式等)。

分布式的开放模式意味着物联网可以在公司退出或生产商破产时还能继续由自己运行下去。当系统的设计将互操作性考虑进去后,将可以连接到不同的物联网中,这样能释放出更高的价值。24

这些好处依赖于分布式(去中心化)网络和移除中心(如命令和控制)或其他中介(如清算所或管理应用程序)。当这些新的中介出现后,其他机构将会感到有“绕过”或移除它们的压力。埃里克·詹宁斯认为,“人们会尽可能消除让自己感到不适的事情,这样会导致孤岛效应、集中化和中心化。这些人的短期收益对每一个人都是长期的损失”。他说道,“物联网应该是完全地去中心化的,里面的设备可以自主地运作,直接发现彼此并建立安全的通信,最终可以在机器与机器之间直接向对方支付价值”。25

IBM商业价值研究院进行了一项研究,探讨了基于区块链的物联网所能够带来的五项主要的“颠覆性方向”及其让我们更好地利用实物资产的潜力。26IBM对物联网显然是有商业上的兴趣的,而它对其商业价值的关注也是很有帮助的。

首先,这个研究院注意到这种新的网络会让用户快速地对可用的实物资产(如闲置的存储空间或计算机性能)进行搜索、访问和支付等操作。资产的供应和需求进行彼此的匹配。因为我们可以在线评估风险及信用并及时取回结果,这样我们可以对信用和风险进行重新定价,从而降低这方面的成本因素。系统和设备的自动运作能够改善运作效率。最后,公司可以实时地通过数字化集成价值的链进行众包、协作及与商业伙伴之间实现优化和协调。

简而言之,你有机会创造一个在概念上更简单、更高效的市场。你可以访问之前无法访问的资产,进行实时定价,并且降低风险。当基础设施就绪后,准入门槛就降低了(如只开发一个应用程序),而且持续的耗费相对来说会更低(如不会再有第三方服务费了)。它极大地降低了传输资金所需的成本,降低了拥有银行账户、获得信用及进行投资的准入门槛。它甚至可以支持微付款的渠道,将按照分钟收费的服务在每一分钟进行付费。

万物账本让“分布式资本主义”成为可能,而不只是现在的重新分配式的资本主义。这还仍然不是为所有人带来的自由,但我们可以根据我们作为个人、公司和社会的价值观去塑造这些市场并将这些价值观编码到区块链中,如使用可再生能源的激励机制、首先使用来自我们邻居的资源、遵守价格上的承诺并保护隐私等价值观。简而言之,随着我们分享的越多,在物联网之上的万物账本就推动了物质世界,使得物质世界更人性化。就如IBM所说的,“在宏观经济的层面,我们都是物联网所创造的未来的赢家,虽然不同的产业将会感受到不同的混合效应”。27麦肯锡全球研究所指出物联网的经济价值一直被低估了;在2025年所有的物联网应用的经济价值(包括消费者盈余)可以达到11.1万亿规模。28这能够在我们当前的全球GDP(当前是超过100万亿)之上增加10%的规模。这具有很重要的意义。

《数字经济》中创造了一个名为“网络化智能”的术语,指的是网络的智能程度要超出网络中最聪明的节点。就如我们解释过的那样,第一代的互联网在某种程度上降低了交易成本。通过很多创新性的商业模式,我们有了更快的供应链、市场营销的新方式及大规模的点对点协作(如Linux和Wikipedia)。区块链技术将会加速这个过程。物联网正在稳步向前,而这些潮流将会加速。

未来: 从Uber到Suber

在这章里面我们已经涵盖了很多基础的内容。现在我们可以将创新的路线放到一个场景中。

考虑一下像Uber和Lyft这样的服务聚合者。Uber是一个基于手机应用程序(APP)的车辆分享网络,那些愿意搭载其他人的司机将能收取到一定费用。若要使用Uber,你需要下载Uber的应用程序,创建一个账号,并将你的信用卡信息提供给Uber。当你使用这个应用程序发出打车的请求时,它会让你选择需要的车辆类型并在地图上标记你的位置。这个应用程序会向顾客随时通知可用的车辆资源及潜在司机的位置。在车程结束后,Uber会自动从你信用卡中扣款。如果你不想支付默认的小费数额,你需要在Uber网站的账单设置中进行更改。29Uber应用程序背后的开发和运营工作是由Uber有限公司负责的,它会从每一段车程所支付的费用中收取一定的分成。

这听上去是不错的,特别是在出租车资源较为短缺的城市里。不过Uber的服务包含着一系列的问题和危险信号。它已经出现过司机账户被入侵的例子了,另外车程会出现突然的高价,而乘客甚至曾经面对过司机鲁莽驾驶及被其性骚扰或袭击的事情。30另外,Uber也在追踪用户的每一项操作,并将部分信息释放给交通部门以进行交通状况的研究。除了这些以外,司机们创造了相当多的价值,但他们只能得到其中的一部分。

现在,让我们想象一下如果在区块链上的一个分布式应用程序上,Uber这样的模式会带来什么样的用户体验呢?迈克·赫恩是Google的前雇员,他从Google辞职并全职进行比特币的开发,并在2013年的图灵节上发布了一个基于比特币技术的另类实现方案。31迈克·赫恩将这个网络称为“TradeNet”(交易网),并描述了在比特币的帮助下这个系统是如何让人们可以开始依赖无人驾驶汽车的。

它的工作方式如下。大部分人并不拥有汽车,但会与其他人共享汽车。在芝加哥,梅利莎通过SUber(可以看成是基于区块链的超级Uber)。这些可以租用的车辆开始自动地张贴广告,梅利莎的节点对其进行评分并根据她所选择的条件将结果展示给他。梅利莎还将她愿意为最快的路径支付的费用考虑进去了(如更高价的收费车道)。

同时,约翰是一个SUber车辆的持有者(这与大多数用户不一样),它的无人驾驶汽车正在将他送达工作单位,它识别出各种泊车的选项(公共和私有的空间),选择好一个停车位置后就通过自主运作的泊车市场将这个位置保留下来并进行支付。因为约翰预先定义的参数总是包括离目的地步行距离10分钟的最低价位置,他通常会遵循他的车辆的第一个决定。底层的泊车数据库同时也包含了与特定泊车规则相关的信息,如特定的街道、特定的日期、每天中的不同时间、泊车位置是有遮盖的还是露天的,以及位置的所有者是否设置了一个最低价等。这些都运行在一个分布式的点对点平台上,将多个应用程序连接起来,因此其中没有中心化的公司在充当订单的中介或参与手续费的分享。这不会存在波动极大的定价机制及意外的费用。

这个模式的显著之处并非无人驾驶汽车本身,因为无人驾驶汽车将会是很平凡的东西了,可能比想象中所需的普及时间还更短。其显著之处在于,这些车辆将会是完全地自主运作的代理人,可以赚取自己的经费,为自己的燃料和维修任务付款,获得自己的汽车保险,在出现碰撞时自己商量责任的划分,并在没有人类控制的情况下运作(“开车”)——除了在它们需要与某些组织或人在法庭上处理法律问题时。

SUber的管理员应该将车辆的协议编程到区块链上,以遵守所有的交通规则、选择最直接、最快或最廉价的路径,并遵守其关于所接受价格的承诺,这些都是运作所需的条件。司机们在首次往SUber系统上登记信息时,可以要求车辆注册必要的文档,这包括安全检查和保险相关的文档,而系统将会永久性地保留这些记录,以确保所需的复验、保险和执照更新等事项能够顺利进行。传感器可以监测车辆总体的“健康状况”,在合适的维修店预约时间,并预先订购任何必需的零件。由于车辆是无人驾驶的,因此乘客并不会碰到讽刺、态度倾向、性别歧视、种族主义或其它形式的人类特有的歧视或堕落的问题。这些都是在后台进行的,在物件之间进行的,是由一个自主运作的应用程序所驱动的。司机们这样就能创建一个基于区块链的合作社(就如前面章节讨论过的那样),他们在这个模式中能够获得几乎是所创造财富的全部份额。至于像梅利莎和约翰这样的用户,只会得到便利,而没有各种麻烦事。这还有什么不好的地方吗?

虽然互联网降低了搜索和协调的成本,但区块链上的数字货币(如比特币)才将让我们能够降低商议、签订合约、管理和执行这些合约的成本。我们将可以通过商议获得最佳的条约并从任何接受比特币支付的实体(包括一辆无人驾驶的出租车)获得所承诺的货物或服务。Uber这类的业务将怎么与之竞争呢?

不过这个场景并不是到这里就结束了。植入到城市基础设施的智能设备将会改善交通运行状况(基于交通流考虑不同的车道方向、不同的定价和自动化的交通信号管理),从而进一步地降低能源的耗费和各种成本。区块链可以实现车辆(不管是有人驾驶还是无人驾驶的)及基础设施的安全控制,如接近警报和自动刹车,以及防盗和禁止无资格的或酒醉的司机开车。还有,城市将会使用传感器去辅助交通基础设施的管理,这包括基础设施和车队的资产管理、监控铁道和人行道的状况、生成维修计划和预算并在需要的时候派遣维修队。

这些系统的结合是真正强大的地方,如智能汽车在智能的基础设施里运作。共享的车辆依然会有对人类司机的需求,但自主运作的车辆将会通过内置的导航和安全系统在城市的街道上通行,并会经常与智能的基础设施互动,从而寻找和支付加速车道或停车位,或寻找一条首选的路径。这就如上面的商业地产的例子那样,资源经常处于闲置状态,得不到充分利用,而无人驾驶汽车的可得性、可负担性及可靠性将会极大地降低私家车的保有量。

技术公司或汽车公司并不会是搭建这套系统的主导者。这些系统在理论上可以被单一的城市运输管理当局开发、控制、运作和管理,但事实上不太可能用这个方案。SUber将更可能作为一个开放、共享的交通平台的形式实现其进化和创新,而这个平台之上本地企业、社区组织、政府、营利组织(若通过无人驾驶的车队所赚取的收入)、共享的合作社(如一个邻里组织投资了10台车辆,并使用SUber的应用程序进行保留了分享)、公共服务(如在一条需求较高的路径上维护和运营一辆火车或快车)或社会性企业(如非营利组织可以投资SUber的积分,这样它们的客户就可以在需要交通工具的时候使用这些积分了)都可以开发和引入各种应用程序。

这些事情可能会先在具有以下特征的辖区出现:已经有各种独立的交通方式的(如铁路、公路、自行车、步行)辖区,有着明显交通问题的辖区(如交通堵塞),以及有着遵守交通规则的良好传统的人群所居住的辖区。这或许它可能会在“greenfield”的城市开发中,与技术公司和汽车公司合作以寻找它们应用项目的试验台。如果其他的道路使用者不能被隔离开来(在不同的交通通道上)、不能被预测(如路上的动物)或不能被控制(如分心的行人),那么涉及无人驾驶汽车的场景可能就会没那么成功(甚至是很危险的)。

Suber的场景是越来越可行了。这样的应用程序将有可能在未来几年出现并在长期逐步地解决我们的交通需求。今天,本地的出租车和豪华轿车组织已经在多个城市对抗Uber,而各个城市政府正在努力地平衡顾客对可负担出行选项的要求与公共安全和出租车执照管理的冲突,即使Uber这样的新模式看上去已经是无可避免了。为什么不关注一下交通部门的发展方向如何并设计最能满足城市需要的解决方案呢?这就如在我们假设的SUber场景中芝加哥所做的事情一样。

用智能物件的世界改变你的未来

在这一章中,我们看到了在几乎是我们生活中的每一个角落都存在的难以置信的机会,这包括(或许特别是)在未被数字化革命的第一波影响过的领域。同时,这些机会给现有的商业及营商方式带来了挑战。

关键问题

作为一个管理者,你为什么应该同时做等号两边的事情——实现新机会的同时将所带来的威胁降到最低。无论你是在公共、私营或社会部门的管理者,你有一些未被充分利用的实物资产可以用于实现更多的价值吗?你意识到为物联网开发产品和技术所带来的最大效率与机会吗?进入这个经济体的新竞争者会通过发明新的“基于app的商业模式”抢走你的客户并降低你的收入吗,而这些商业模式本来就应该先由你去部署的?

新价值

你的实物资产是什么?你如何能够将其增强并为你的组织或社区带来更多的价值?你建立了一个自主运作的网络并对其设置了运作参数,若你有一些现实世界的空间、机器、库存或其它资产可以进行标记、监视并赋予活力,你可以将这些资产作为这个网络的一部分以降低成本或增加价值吗?你能嵌入、升级传感器并对其进行编程,从而将其作为大型网络的一部分而实现更多的功能和价值吗?你能从物联网中收集到新的信息并改善你对未来的计划和分析吗?

新商业模式

基于你能够通过网络收集的这些新功能和数据,有什么新的产品和服务能够在其之上实现?若你的信息和资产对他人是有价值的,那么你能通过它获取收入吗(如出租闲置的高价值设备)?商家对信息的价值进行关注并不是什么新鲜事了(还记得Sabre和美国航空公司吗?),但在目前有一些信息的价值还是被忽略了。

机会

你能将你的网络与其他的连接在一起从而实现更高的价值吗?或许是作为一个点对点供应链或配送和销售渠道的一部分?作为一个产业,会有什么可以共享的流程和功能可以通过区块链进行自动化改造吗?你有在使用建立在开放标准并通过国际协作进行审查的技术来实现这种互操作性吗?

威胁

你当前正在为一个市场提供服务,而新来的竞争者会在这个市场内使用他们的基于物联网的新商业模式去进攻哪方面的业务?例如,如果汽车、个人消费品或定制设备的一次性销售模式不再流行,进化成依赖于你与该设备的持续连接之上的新服务模式,对你和你的客户来说这会产生持续的价值吗?你能用你现有的技能、资源、基础设施和顾客忠诚度去设计新的基于物联网的商业模式,从而作为一个新的颠覆者加入市场吗?

商业案例

这些机会的耗费和好处是什么?对你的机构来说它能在哪个地方发挥真正的价值?你是在解决一个实际的商业问题或需求还是只是寻求最新的技术?可以与一个牵头的客户共同开发一个概念验证产品吗?

战略规划

根据麦肯锡咨询所说的,“管理层将要处理三种挑战:组织失调、技术互操作性、分析障碍及更高的网络安全风险”32。我们会在这个列表中加入第四个主要挑战,即内建一个隐私与激励机制计划,包括一开始就引入适当的保护机制。IT和商业运作应该如何适应物联网?你应该将机构的哪个部分及哪些商业领袖考虑进来?