大数据的介绍及案例分享(4)

2019-08-17 13:31

方法不太有效,因为有的零件并没有什么毛病就被换掉了。通过监测车辆的各个部位,UPS如今只需要更换需要更换的零件,从而节省了好几百万美元。有一次,监测系统甚至帮助UPS发现了一个新车的一个零件有问题,因此免除了可能会造成的困扰。

无独有偶,桥梁和建筑物上也被安装了传感器来监测磨损程度。大型化工厂和提炼厂也安装了传感器,因为一旦设备的某一个零件有问题,就只有在更换了零件之后生产才能继续进行。收集和分析数据的花费比出现停产的损失小得多。预测性分析并不能解释故障可能会发生的原因,只会告诉你存在什么问题,也就说它并不能告诉你引擎过热是因为什么,磨损的风扇皮带?没拧紧的螺帽?没有答案。

日本先进工业技术研究院的坐姿研究与汽车防盗系统

很少有人会认为一个人的坐姿能表现什么信息,但是它真的可以。当一个人坐着的时候,他的身形、姿势和重量分布都可以量化和数据化。日本先进工业技术研究所的教授和他的团队通过在汽车座椅下安装360个压力传感器以测量人对椅子施加压力的方式,把人体坐姿特征转化成了数据。这个系统能根据人体对座位的压力差异识别出乘坐者的身份,准确率高达98%。

这个研究并不愚蠢。这项技术可以作为汽车防盗系统安装在汽车上。有了这个系统之后,汽车就能识别出驾驶者是不是车主;如果不是,系统就会要求司机输入密码;如果司机无法准确输入密码,汽车就会自动熄火。

这一技术还可汇集事故发生前驾车者的姿势变化数据,分析坐姿与行驶安全的关系,在司机疲劳驾驶时发出警示或自动刹车。同时,这个系统不但可以发现

车辆被盗,还可以通过收集到的数据识别出盗贼的身份。

谷歌与甲型H1N1流感

2009年出现的甲型H1N1流感结合了导致禽流感和猪流感的病毒的特点,在短短几周之内迅速传播开来。当时没有研发出对抗这种新型流感病毒的疫苗。公共卫生专家能做的只是减慢它传播的速度。但要做到这一点,他们必须先知道这种流感出现在哪里。

美国,和所有其他国家一样,都要求医生在发现新型流感病例时告知疾病控制与预防中心(CDC)。但由于人们可能患病多日实在受不了了才会去医院,同时这个信息传达回疾控中心也需要时间,因此,通告新流感病例时往往会有一两周的延迟。而且,疾控中心每周只进行一次数据汇总。然而,对于一种飞速传播的疾病,信息滞后两周的后果将是致命的。这种滞后导致公共卫生机构在疫情爆发的关键时期反而无所适从。

在甲型H1N1流感爆发的几周前,互联网巨头谷歌公司的工程师们在《自然》杂志上发表了一篇引人注目的论文。它令公共卫生官员们和计算机科学家们感到震惊。谷歌通过观察人们在网上的搜索记录来预测冬季流感的传播:不仅是全美范围的传播,而且可以具体到特定的地区和州。而这种方法以前一直是被忽略的。谷歌保存了多年来所有的搜索记录,而且每天都会收到来自全球超过30亿条的搜索指令,如此庞大的数据资源足以支撑和帮助它完成这项工作。

发现能够通过人们在网上检索的词条辨别出其是否感染了流感后,谷歌公司把5000万条美国人最频繁检索的词条和美国疾控中心在2003年至2008年间季节性流感传播时期的数据进行了比较。

他们设立的系统唯一关注的就是特定检索词条的频繁使用与流感在时间和空间上的传播之间的联系。谷歌公司为了测试这些检索词条,总共处理了4.5亿个不同的数字模型。在将得出的预测与2007年、2008年美国疾控中心记录的实际流感病例进行对比后,谷歌公司发现,他们的软件发现了45条检索词条的组合,一旦将它们用于一个数学模型,他们的预测与官方数据的相关性高达97%。和疾控中心一样,他们也能判断出流感是从哪里传播出来的,而且他们的判断非常及时,不会像疾控中心一样要在流感爆发一两周之后才可以做到。

所以,2009年甲型H1N1流感爆发的时候,与习惯性滞后的官方数据相比,谷歌成为了一个更有效、更及时的指示标。

大数据预测早产儿病情

安大略理工大学的卡罗琳·麦格雷戈(Carolyn McGregor)博士和一支研究队伍与IBM一起和很多医院合作,用一个软件来监测处理即时的病人信息,然后把它用于早产儿的病情诊断。系统会监控16个不同地方的数据,比如心率、呼吸、体温、血压和血氧含量,这些数据可以达到每秒钟1260个数据点之多。

在明显感染症状出现的24小时之前,系统就能监测到早产儿细微的身体变化发出的感染信号。麦格雷戈博士说:“你无法用肉眼看到,但计算机可以看到。”这个系统依赖的是相关关系,而不是因果关系。它告诉你的是会发生什么,而不是为什么发生。这正是这个系统的价值!提早知道病情,医生就能够提早治疗,也能更早地知道某种疗法是否有效,这一切都有利于病人的康复。

惊人的是,麦格雷戈博士的大数据分析法能发现一些与医生的传统看法相违背的相关关系。比如说她发现,稳定的生命体征表明病人发生了严重的感染。这

很奇怪,因为医生一般认为恶化的疼痛才是全面感染的征兆。你可以想象,以前医生都是下班的时候看看婴儿床旁边的记录本,觉得病情稳定了,也就下班回家了。只有半夜护士的紧急电话才让他们知道大事不好了,他们的直觉犯了大错误。数据表明,早产儿的稳定不但不是病情好转的标志,反而是暴风雨前的宁静,就像是身体要它的器官做好抵抗困难的准备。但是我们也不太确定,我们不知道具体原因,只是看到了相关关系。这需要海量的数据并且找出隐含的相关性才能发现。但是,大数据挽救了很多生命,这是毫无疑问的。

医疗方面

比较有意思的是医疗方面的大数据,其中讲得比较多的是“量化自我”,它是通过一种非干预的手段,把一些所谓的医疗传感器放到我们的身边,比如我们戴一个腕表、一枚戒指、一个耳塞、一副眼镜等,通过这些设备我们可以了解自己的心跳、血压情况,甚至包括我们体表的健康状况,从而对一些大病(如癫痫等)进行早期预测。同样,如果我们给一个小孩子使用小儿床垫,通过这个床垫上的压力与湿度传感器分析,我们可以很早地判断这个小孩子有没有比较严重的打鼾或者睡姿不正确等问题。因为严重的打鼾容易造成小孩在三、四岁的时候智力发育低于同龄人,现在通过这个床垫的传感器分析就可以及早地发现并加以治疗。针对慢性病人、老年人同样也有一些类似的辅助工具。

在健康方面,比如利用移动终端的手机,加上APP软件,外载的手表,就可以实时监测自己的心跳、呼吸,医生通过这些数据就可以了解你的健康状况。大卫介绍说。美国Fitbit公司近期就推出了一款免费的苹果手机应用,用户可用于记录食物和液体摄入量,从而跟踪其活动水平和营养摄入情况,通过分析这些

数据可以很好的控制体重。

在线教育

现在在线教育逐渐流行起来,如著名的在线教育公司Coursera,已经和普林斯顿、伯克利、宾夕法尼亚大学等30多所大学合作,在互联网上免费开放大学课程。也就是说,如今这些学校的一些课程,可以实现全球几十万人同步学习。分布在世界各地的学习者不仅可以在同一时间实时听取同一位老师的授课,还和在校生一样,做同样的作业、接受同样的评分和考试。一些学校,甚至开始投资建设自己的智能网络学习平台,2012年5月,哈佛大学与麻省理工学院就宣布,将投入6000万美元建设一个智能学习平台,并向全世界免费开放。

不难想象,这种智能化学习平台将会带来的革命性影响。学校,曾经是最重要的教育资源,好的学校更是稀缺性的资源。由于这种智能型学习平台的普及,在不远的将来,名校将人人可上,也就是说,对中国这种教育资源还相对匮乏的国家来说,如果应对得当,资源匮乏的问题可以很快得到缓解。

这种智能网络学习平台的崛起,在美国引起了广泛的关注和激烈的讨论。其中的原因,是因为这个平台已经不是一个镜头、一段录像那么简单,而是能提供“行为评价和诱导”的智能平台。例如,通过记录鼠标的点击,计算机能够记录你在一张幻灯片上停留的时间,判别你在答错一道题之后有没有回头复习,统计你在网上提问的次数、参与讨论的多少,发现不同的人对不同的知识点的不同反应,从而总结出哪些知识点需要重复或强调,哪种陈述方式或学习工具最有效等等规律。再根据这些规律和分析,对学习者的学习行为进行自动的提示、诱导和评价,以弥补没有老师面对面交流指导的不足。


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