微軟實驗室：知識生產商

信息時代，知識就是力量?？赡芎苌儆衅髽I能夠像微軟一樣真正明白這個道理，該公司每年支付約90億美元，用于研究和開發新技術。微軟研究院（Microsoft Research，簡稱MSR）是世界上最大的研究機構之一，全世界設有十幾個實驗室，研究人員近1 000名。有很多在計算機科學、物理學、數學等領域受到高度公認的專家及許多著名科學獎項獲得者都供職于微軟研究院，包括圖靈獎得主東尼·霍爾和詹姆斯·尼古拉·格雷、菲爾茲獎得主邁克爾·弗里德曼、沃爾夫獎得主拉茲洛·洛瓦什、麥克阿瑟研究員獎得主吉姆·布林以及戴克斯特拉算法獎得主萊斯利·蘭波特。

微軟歐洲實驗室坐落在德國亞?。ˋachen），不遠處就是世界著名的萊茵威斯特伐利亞研究所，40位研究人員在此工作，他們的任務是與德國乃至歐洲的客戶合作開發云計算產品，推動企業、政府機構和研究機構之間的合作，并最終為微軟招來生意。微軟歐洲高新技術實驗室（Advanced Technology Labs Europe，簡稱ATL歐洲）副主任沃爾夫岡·曼努瑟（Wolfgang Manousek）在CHIP的訪談中用一句話很好地介紹了他們所從事的事業：“當今世界，任何人想要變得強大，需要的不僅僅是知識，還要懂得如何通過電腦從數據中獲得知識，而微軟可以提供必要的工具?！?/p>

傳感器是感官、云是大腦

白發蒼蒼的沃爾夫岡·曼努瑟談笑風生地和我們談論著有關物聯網、機器學習、智能芯片和數據合并等當今的技術熱點，討論著床單作為傳感器如何區分睡眠障礙和夜間起來小便，介紹著導航設備與互聯網的連接對于交通規劃問題產生的沖擊，在曼努瑟對未來情景的設想當中，信息時代所有的一切理所當然地都應該連接起來，所有的信息都應該可以被利用起來。

云計算是微軟歐洲高新技術實驗室主要的研究項目，而云計算將在信息時代的未來發展遠景中扮演重要的角色。無論是智能網絡設備還是傳感器收集到的信息，都將傳輸到計算機中心（云計算）進行處理，前者就好像人的肌肉和感官細胞，而云則是大腦。

因而，云計算雖然只是曼努瑟以及他的團隊正在研究的許多新項目之一，但是它可能是最重要的一個。為了從行業、政府和研究機構中尋找最佳的機會發展客戶，作為頂級信息產業企業的微軟公司高新技術實驗室，最終選擇了將研究與行業結合在一起。按照曼努瑟的說法，最為關心的問題是：“我們是否可以通過我們的研究，解決客戶的問題？”這里所討論的問題主要涉及信息安全和數據分析領域。而在這些領域，最具有說服力的莫過于微軟能夠讓那些從未受到重視的數據成為財富。曼努瑟和他的團隊正在為此而努力，研究和評估更多數據處理的算法和設備，未來這些程序將可以用于處理世界上每一個角落的傳感器數據，并且這些程序將能夠自動調整以適應新的變化。可以預見，未來越來越多的人將喜歡曼努瑟以及他們團隊的產品。

自動學習和調整的風力發電機組

這并不是科幻小說，該項目負責人馬塞爾·蒂利在巨大的演示墻前為我們進行了演示。一個風力發電機組模型通過微軟歐洲高新技術實驗室的程序連接到一個智能電網中，天氣模擬器顯示著新的數據，工業電腦上一堆指示燈正閃爍著。突然，兩個風力發電機輕微地移動了一下，開始自動進行調節，這是由于接收到了工業控制電腦的指令，指令來自“計算云”中，它通過對電力消費習慣、模擬的風向和風力天氣信息計算生成控制指令。

微軟歐洲高新技術實驗室希望通過風力發電機組模型展現機器和傳感器如何能夠變得更智能。其背后的想法是，通過傳感器檢測每一個風力發電機的設備使用率、氣壓、溫度、發動機的振動，加上氣象資料、全國電力消費模式和其他盡可能多的相關數據，在云中嘗試找出數據之間的關聯性和規律。為此，微軟結合統計學方法和機器學習的方法，分析實時的數據流和歷史數據，從云中匯集的數據中提煉出有用的信息和改進的工作指令，并將其發送到控制風力發電機的電腦，盡早地根據氣象情況和電網的消費情況做出反應，例如增加功率和安排維護服務，并且讓系統根據計算的結果不斷地進行調整和完善。眾所周知，任何設備說明書上的基本配置參數不可能適合所有的應用環境，特別是對于風力發電機組這樣的設備來說更是如此。

基本上，這是每一個控制論專家的夢想，通過環狀的反饋回路不斷地自動校正系統。讓機器完成所有工作的同時，還要能夠完成得最好。然而，風力發電機組的模擬器僅是一個例子，根據蒂利的介紹，這種技術可以適用于許多工業、科學等其他的流程，只是操作的數據流不同而已。那么，類似的技術如何在實踐中加以應用呢？蒂利說：“通過我們的StreamInsight平臺，一個公司改良了其生產線的公差范圍。在使用該系統之前，舊系統為了不放過一個有缺陷的零部件，近乎吹毛求疵地檢測零部件。而現在“好”和“壞”之間的差異被明確地定義，生產系統的效率得到了極大的提高。毫無疑問，這應該歸功于微軟集成了StreamInsight的云服務。除此以外，在計算機中心我們使用麥克風來監控硬盤的狀態，我們的云應用已經學會了什么樣的聲音表示設備的壽命即將終結，并可以規劃一個合適的時間進行設備更換。”

這些例子表明，云中的數據挖掘技術，可以優化生產流程，適用于各種工業、科研和管理部門。不過，這顯然需要使用微軟的系統解決方案。根據項目總監蒂利的介紹，他們的風力發電機組模型從控制器到云應用程序使用的都是微軟的技術。

一個錯誤將毀掉整個系統

微軟歐洲科學技術實驗室副主任沃爾夫岡·曼努瑟說：“我們已經向很多中小企業介紹了我們的云服務，他們的興趣極大?！蔽④浀募夹g可以為企業提供更多的控制能力和生產效率。而且，監測和控制生產主要通過工業電腦或者電腦化的控制設備，這些設備許多都運行Windows Embedded，因此，遷移到云是簡單的，唯一的問題是對于安全的顧慮。

客戶希望知道，如何防止他人讀取或篡改數據？怎么識別傳輸錯誤的數據？曼努瑟認為，一個錯誤或有問題的操作可能會毀掉整個系統，因此業內人士擔心工業間諜或者系統缺陷會產生嚴重負面影響并不是沒有道理的。由于軟件等原因導致生產中斷并不是什么新鮮事，而能夠接觸和操作系統的人是否可能出于某種目的而人為地修改數據，也是必須要防范的問題。

因此，MSR專門設有研究項目，致力于增強數據流訪問的安全保護措施，讓系統變得更強大、更能夠應對各種錯誤。微軟實驗室目前所要做的是做好準備，努力讓新技術變得更值得信任，因為大規模的應用還沒有開始。不過，MSR云計算的應用將很快進入生活中的各個領域，除了家中的互聯網電視和收集各種數據所需的傳感器，冰箱也將連接智能電表，充分發揮智能電網的節能與控制優勢。汽車的行駛和停放也可以通過云進行控制，在接近停車點前即可確定停車位。曼努瑟說：“越來越多的信息將會交匯在一起，幫助系統做出最佳的決策?！?/p>

上述應用中云起到了組織和分析的核心作用，如果將云看作是由電子神經組成的大腦，那么在系統借助傳感器運作時，我們將更多的數據交給它，它就會變得更強大。如果一切順利，云計算將被廣泛應用于各種領域，而在科學領域，云計算的表現已經相當好了，歐洲基于云計算基礎設施的虛擬化多學科環境項目（VENUS-C項目）目前已經完成，歐洲的研究人員和企業可以更輕松地將他們的復雜計算任務外包到云。30個先導項目已經啟動，目前的用戶分別來自生物信息學、系統生物學、醫藥開發、土木工程、公民保護與緊急事件處理、科學數據等領域。在希臘地震期間，需要進行森林大火風險安全性評估，這項工作以往需要花費幾個小時，而現在通過云計算只需要幾分鐘即可完成。在云的支持下，所有的人都相當于擁有了一個小型的超級電腦。

有效利用知識就是力量

曼努瑟說：“現在我們都在討論大型數據集和大量數據源的處理，但是在數量巨大的數據中找到相關的信息并不是一件簡單的事情，而是一門藝術。”根據MSR歐洲實驗室研究人員的介紹：“數據中可供挖掘的潛力，隨著數據數量和多樣性的增加而增加。因而，組合和分析不同來源的數據，有可能獲得更準確的結果，甚至是新的結果?！?/p>

不過，要有效地處理數量龐大的數據并不是易事，很快數據增長的速度將超過可用的寬帶。到2015年，約150億“嵌入式設備”將連接到互聯網，到2020年這些設備的數量大約會增加到400億，除了大部分智能手機和移動電腦以外，還有各種類型的傳感器也將連接到互聯網中。如何解決各種設備與云應用程序的通信以及數據分析流量增長的問題呢？據MSR歐洲實驗室的研究人員介紹，他們發現了一種簡單的解決方法，那就是讓設備預先對數據進行收集和分類，只有在必要時才發送指定的數據到云中，由云精確地確定設備運行的參數。也就是說由各種終端設備負責基本的操作，而數據中心將負責精密加工。這將為我們爭取到更多的時間，以應對新的數據時代更巨大的挑戰。未來，我們有更多的知識，而且，更重要的是我們知道如何有效地利用知識。