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【特性】CPS：人、機(jī)、物融合全靠它

CPS是一個新的概念，2005年才由美國科學(xué)院提出，2008年之后，美國才將CPS作為國家戰(zhàn)略性發(fā)展方向予以重視。CPS是一個結(jié)合計(jì)算領(lǐng)域以及傳感器(Sensor)和致動器(Actuator)裝置的整合控制系統(tǒng)。包含了無處不在的環(huán)境感知、嵌入式系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)通信和網(wǎng)絡(luò)控制等系統(tǒng)工程，使我們身邊的各種物體具有計(jì)算、通信、精確控制、遠(yuǎn)程協(xié)作和自組織功能，使計(jì)算能力與物理系統(tǒng)緊密結(jié)合與協(xié)調(diào)，在傳感器的幫助下，CPS接受并處理來自物理世界的大量數(shù)據(jù)，并將這些用于基于網(wǎng)絡(luò)的各種應(yīng)用和服務(wù)中，最終會這些服務(wù)和應(yīng)用會通過致動器反饋并影響實(shí)體世界。

目前已有某些領(lǐng)域出現(xiàn)似于CPS的電子控制綜合性系統(tǒng)，但目前這些系統(tǒng)通常都是嵌入式系統(tǒng)（Embedded System），嵌入式系統(tǒng)比較強(qiáng)調(diào)機(jī)器的計(jì)算能力，CPS則更為強(qiáng)調(diào)各個實(shí)體裝置和電腦運(yùn)算網(wǎng)絡(luò)的融合，CPS是借用技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)人的能力在時(shí)間、空間等方面的延伸，CPS的本質(zhì)就是人、機(jī)、物的融合。簡而言之，現(xiàn)在我們身邊常見的物體都是沒有感覺，沒有靈魂，不會思考，不會合作的死物，但CPS使我們的物理系統(tǒng)成為了活物，不僅賦予了物體以感覺，還賦予了其思考能力和協(xié)作能力，物理世界和數(shù)字世界將合二為一，其意義甚至超過了哥倫布發(fā)現(xiàn)新大陸，將從空間上和時(shí)間上深刻的改變?nèi)祟惿鐣?，從空間角度來說，CPS使得數(shù)字世界將不再僅僅是現(xiàn)實(shí)物理世界的映象，而將成為人類的新生存空間，這個空間遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越了現(xiàn)實(shí)物理世界，超越了物理距離，沒有邊界，一切物體都以光速聯(lián)系彼此；從時(shí)間上來說，CPS使得現(xiàn)實(shí)物理世界的發(fā)展速度向數(shù)字世界靠近，人類社會的發(fā)展速度將呈指數(shù)級別增長，未來歷史學(xué)家回眸過去時(shí)將不再使用公元前和公元后來斷代，而將使用前CPS時(shí)代和后CPS時(shí)代來研究人類的歷史。

CPS作為一種使能技術(shù)，將使眾多創(chuàng)新應(yīng)用成為現(xiàn)實(shí)，孕育了無數(shù)商業(yè)模式。CPS給人類社會帶來的深刻變化和挑戰(zhàn)應(yīng)該同其他重要的新技術(shù)放在一起檢視，比如CPS和人工智能，CPS和大數(shù)據(jù)，CPS和云計(jì)算，CPS和3D打印，CPS和可再生能源，CPS和電動汽車。但CPS給世界帶來最重要的貢獻(xiàn)卻鮮有人意識到，即摩爾定律將適用于實(shí)體世界。摩爾定律由英特爾創(chuàng)始人之一戈登•摩爾在50年前提出，摩爾提出，當(dāng)價(jià)格不變時(shí)，集成電路上可容納的晶體管數(shù)目，約每隔18個月便會增加一倍，性能也將提升一倍。換言之，每一美元所能買到的計(jì)算機(jī)性能，將每隔18個月翻兩倍以上?，F(xiàn)在，人類早已經(jīng)從晶體管時(shí)代進(jìn)入了芯片時(shí)代，目前正在往下一代計(jì)算技術(shù)時(shí)代邁進(jìn)，但長期以來，摩爾定律只適用于信息技術(shù)，也就是所謂的數(shù)字世界，而CPS則將會把物理世界也帶入摩爾時(shí)代。