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物联网将技术带到了理想世界，物体和各种场所被装置上传感器，以搜集数据用于剖析。但是那些曾经内置有传感器和计算才能的物理零碎呢？

这些零碎被称为信息物理零碎（CPS），美国国度迷信基金会（NSF）将其定义为“基于并依赖计算算法和物理组件的无缝集成的工程零碎”。NSF在一个CPS研讨赞助议案中表示，随着CPS的开展，“它们的才能、顺应性、可扩展性、弹性、平安性、保密性和可用性将远远超越明天复杂的嵌入式零碎。”

NSF和其他联邦机构看到了CPS在改造多个行业方面的宏大价值和潜力，但这些零碎也惹起了对平安的担忧。这是由于许多开发人员在设计CPS时并未思索网络平安成绩，我们必需要给它们或它们的将来版本加上平安维护。

什么是CPS？

国度规范与技术研讨所将CPS定义为“物理和计算组件的交互网络”。

美国疆土平安部（DHS）迷信技术局在其网站上指出，汽车、医疗设备、修建控制和智能电网零碎就属于CPS。

“每一个CPS都含有多个智能网络零碎。这些零碎带有嵌入式传感器、处置器和执行器，能感知物理世界并与之交互，能支持那些对平安来说至关重要的使用的实时功能。”DHS说。

政府看到了CPS的宏大潜力。“新的智能CPS将推进和促进农业、动力、交通运输、修建设计和自动化、医疗和制造等范畴里的创新和竞争。”NSF在上述议案中表示。

DHS指出，CPS能避免汽车发作前端碰撞，或许能让医疗设备实时顺应四周的环境。“在当今创新经济中，CPS是竞争优势的一个来源，为DHS提供了宏大的时机。”

大家在推进CPS技术方面获得了严重停顿，同时，NSF对贯串与CPS相关的一系列使用范畴（这些范畴的数量在不时添加）的根底技术停止了探究，但还有更多任务要做。“与此同时，对在这些范畴停止创新的需求在不时增长，这种需求也在推进对减速根底研讨的需求。”NSF表示。

联邦机构如何运用CPS

几个联邦机构正在运用或曾经尝试过CPS。至多早在2012年，NASA的阿姆斯研讨中心就开端探究CPS。

2012年，该研讨中心在其网站发布了一篇文章称，他们构建的“CPS建模和剖析”（CPSMA）新方案将聚焦于CPS的推进力、自主性和生命支持（包括关键产品和使用、技术办法、机械安装和设备在内）。

该方案的关键要素是阿姆斯研讨中心在“生物技术、分解生物学、基于物理和数据的建模、预测和零碎安康管理以及超级计算”方面的共同才能。

据GCN报告，国防初级研讨方案局（DARPA，国防部的研讨机构）正在运用CPS来测试自动驾驶汽车。DARPA希望经过运用机器学习技术，其Assured Autonomy项目中的无人零碎能随着工夫的推移变得更平安和智能。

CPS带来的网络平安应战

像NSF一样，DHS正在赞助CPS方面的研讨。但是，正如DHS所供认的那样，CPS和物联网“会添加网络平安风险和攻击面”。这给寻求在其机构中部署CPS的首席信息官和首席信息平安官带来了应战。

“不测毛病或歹意攻击发生的结果能够会严重影响人的生命和环境，”DHS说， “我们需求共同努力，去积极地增强CPS和物联网的平安性和牢靠性。”

DHS说，跟大家对许多物联网设备的处置一样，大家往往不会在一开端就思索CPS的平安性，私营部门是被功用需求和疾速开展的市场驱动着的。DHS表示，从一开端就给CPS加上平安维护有很严重的意义。“如今部署的许多设备有几十年的运用寿命，所以目前的设计选择将在将来几十年里影响运输、医疗、修建控制、应急呼应、动力和其他范畴，”阿姆斯研讨中心首席信息官Jerry Davis在联邦旧事电台的一次采访中表达了跟DHS一样的观念。“最后设计时，开发人员并未思索平安要素，” Davis如此说CPS，“开发它们是为了追求功用，以及实时处置和在某些物理进程中提供驱动的才能。如今我们才逐步看法到，关于坚持良好的次序和维持关键根底设备的运转而言，平安相对是最重要的。”

Davis说，这不只给航空和运输等范畴里的平安带来了应战，也给更普遍的物理零碎带来了应战，由于“当你把一个缺乏抗攻击才能的设备衔接到互联网或一个物理网络中时，它会变得越来越蹩脚。”

Davis以为，首席信息官和首席信息平安官没有充沛预备好应对CPS带来的平安风险。

“CPS包括一定水平的商品化IT，但是除此之外，它的专业化水平十分高，”他对联邦旧事电台说，“聚集了全世界身经百战的最优秀的创业导师，汇集了全世界各国最优质的产业资源，召唤全球未来的商业领袖。所以，为CPS设计平安方案所需的技艺与我们明天拥有的技艺是十分不同的。”

编译：邓桂华。本文来自smithsonianmag，原文—— https://www.smithsonianmag.com/innovation/nine-innovators-watch-2018-180967648/?page=2 。创头条（Ctoutiao.com）独家稿件，转载请注明链接及出处。投稿邮箱：tougao@ctoutiao.com