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利用細菌生產清潔能源

責任編輯:zsheng |來源:企業網D1Net  2018-08-03 16:23:17 本文摘自:南方周末

從 19 世紀末 21 世紀初到現在,視頻監控市場曾伴隨著技術變革發生過一場「溫水煮蛙」式的行業洗牌。

彼時仍然是模擬攝像機的天下,涉及到模擬技術的專利牢牢把控在日本電子巨頭的手中,中國公司基本無計可施。

不過,面對已經在 20 世紀末開始冒頭的數字范式與網絡高清技術,模擬時代的王者們雖然采取了行動,但仍有些無動于衷,因為他們不愿放棄傳統模擬市場龐大需求帶來的豐厚利潤。

他們的這番認知直到 2013 年都是準確的:

根據中國公共安全網提供的數據顯示,2013 年模擬監控板塊仍然占據了 70% 的視頻監控市場。

但是在 2016 年,這個數字降到了 50% 以下;2018 年,根據

在科學研究領域,多數時候細菌是人類的友軍。它們常常會給科學家帶來意想不到的驚喜。與細菌合作,可能是人類未來清潔能源的出路之一。

微生物如何利用陽光、水和碳、氮等元素的細微差別似乎與現代生活脫節,但這些知識對于滿足人類不斷增長的能源需求卻是至關重要的。

自生物能源出現以來,微生物中的細菌就與之產生了千絲萬縷的聯系,無論是生物乙醇、生物柴油還是生物制氫,細菌都有份參與。所以,越來越多的人認為,未來的清潔能源和“碳中性”能源或許會依賴于將太陽的光能有效地轉化為燃料和電力的技術,與細菌合作,可能是未來清潔能源的出路之一。

吃掉陽光,產生燃料

細菌是敵也是友。在科學研究領域,多數時候細菌是人類的友軍。它們常常會給科學家帶來意想不到的驚喜。例如,細菌教會了我們如何利用二氧化碳制造綠色能源。

在植物光合作用的靈感下,科學家改造了細菌,讓細菌體內負責催化作用的酶裝備升級。在人工酶的幫助下,特定的細菌可以吸收陽光的能量,將二氧化碳轉化為碳氫化合物,進而用于制作燃料。加州大學歐文分校的分子生物學家Hu Yilin研究團隊發現了天然存在的固氮酶(如存在于Azotobacter vinelandii和Methanosarcina acetivorans細菌里的固氮酶)的合成版本。戰斗力升級的固氮菌,可以將二氧化碳轉化成碳氫化合物,包括甲烷、丙烷、丁烷和乙烯。

2016年,一個國際研究小組在《美國國家科學院院刊》(PNAS)上發文稱,已經設計出一種可以從空氣中吸收二氧化碳并將其轉化為燃料的細菌——R. palustris。這是逆向燃燒的過程,R. palustris細菌利用陽光產生甲烷和氫氣。在反應中,固氮酶起到了關鍵作用。這種酶在自然界中可以作為催化劑,使用三磷酸腺苷(ATP),幫助某些細菌將大氣中的氮氣轉化為活性氨,即氮還原或固氮。受固氮作用的啟發,研究人員想知道是否能調整這種固氮酶,讓它可以與其他穩定分子一起工作。研究小組改良R. palustris細菌后,細菌體內經過修飾的固氮酶不再具有固氮的作用,卻可以吃掉“陽光”,用二氧化碳作為它的起始物質,產生甲烷和氫氣。另一方面,在R.palustris中,新的工程固氮酶僅用一步,就可以將二氧化碳轉化為甲烷,簡化了反應過程。二氧化碳到甲烷的轉變發生在生物體中,也就是發生在環境溫度下,所以降低了生產生物燃料所需的能量。

當生物體捕捉光并在光合作用過程中制造食物時,科學家發現充斥著我們的海洋、覆蓋了全世界的潮濕表面的藍藻細菌也可以利用捕獲的光產生的能量來產生氫氣。一篇發表在《科學報告》(Scientific Report)上的文章稱,一種名為“藍綠藻”的藍藻細菌可以借助陽光生產氫氣,與R. palustris反應機理相同,藍藻細菌也是通過基因工程改造后的固氮酶的催化作用,完成了二氧化碳到氫氣的轉化。

在《科學美國人》(Scientific American)發布的2017年全球十大新興技術中,包含一項以陽光為食,在細菌的參與下,產生液體燃料的技術——仿生葉片。該技術利用太陽能電池產生的電能來電解水得到氫氣,再用氫氣來還原空氣中的二氧化碳得到方便易用的液體燃料。哈佛大學科學家模仿了樹葉的光合作用,在新型鈷-磷催化劑的作用下,讓“仿生樹葉”通過細菌參與的化合作用將二氧化碳轉化為有機物異丙醇,實現了能量的生成和儲存。

伊利諾伊大學的研究人員也在《科學》(Science)發文稱,他們同樣設計了一種“人工葉子”,只利用太陽光作為能源,就可以將大氣中的二氧化碳直接轉化為可用的碳氫化合物燃料。這種模仿植物吸收二氧化碳的技術,可用于為車輛提供動力的合成燃料。稍有不同的是,植物“吃掉”二氧化碳產生糖,而人工葉片“吃掉”二氧化碳后則是生成氫氣和一氧化碳的混合物,混合物可以直接燃燒,也可以轉化其他碳氫化合物燃料,例如柴油。

轉化二氧化碳

在尋找可再生燃料的過程中,細菌擁有超強的生產能力,它們可以激發人造酶,將二氧化碳轉化為碳氫化合物,而碳氫化合物可以用來制造燃料或塑料。

2016年,哈佛大學化學家丹尼爾·諾切拉(Daniel Nocera)研究團隊(上文提到的仿生葉片之一也是出自該團隊之手)在《科學》(Science)發表研究結果稱,他們改良得到一種名為Ralstoneutropha的基因工程細菌,它可以模仿植物葉片吸收二氧化碳和氫氣,產生三磷酸腺苷(ATP),再進一步ATP轉換生成酒精燃料。

對于Ralstoneutropha的基因工程細菌,多數人可能不熟悉。相比之下,與人類相伴終生的大腸桿菌“知名度”更高,這種原本存在于人體腸道的常見細菌,后來被科學家發現居然是優良的二氧化碳轉換器。

2018年,為了解鎖新的碳捕捉技術,蘇格蘭鄧迪大學教授弗蘭克·薩金特(Frank Sargent)等開發了利用大腸桿菌將二氧化碳轉化為甲酸的方法,相關研究成果發表在《當代生物學》(Current Biology)上。在這個過程中大腸桿菌利用甲酸氫裂解酶催化轉化。研究同時發現,當大腸桿菌處于二氧化碳和氫氣混合環境中的壓力為10倍大氣壓力時,精確控制pH值,轉換效率會達到最佳狀態。與正常大氣壓相比,如果甲酸產量增加20倍,二氧化碳轉化效率可達100%。

2015年,法國原子能及可替代能源署、法國國家科研中心等機構的研究人員,發現了甲酸脫氫酶將二氧化碳轉化成甲酸的生物機制,研究成果發表在《自然通訊》(Nature Communications)上。研究選取大腸桿菌為目標菌群,這是因為在生物酶發生催化反應的時候,需要一種名為“輔因子”的非蛋白質化合物作為“激活”開關,激活生物酶。而在大腸桿菌中,一種含有鉬元素的輔因子是其“激活”開關,含鉬輔因子通過固定硫原子(脫硫)來實現二氧化碳到甲酸的轉化。之所以選擇大腸桿菌,是因為在大腸桿菌中含有一種特定的“伴侶蛋白”,它可以將無機狀態下不穩定的硫原子與含鉬輔因子緊緊地捆綁在一起。這樣一來,不管是性質不穩定的含鉬輔因子還是活性高的硫原子,都收起了“躁動的心”,乖乖地協作激活后續的催化反應。

丙烷是一種清潔能源,目前,丙烷的生產大都來自原油和天然氣冶煉的副產品。然而沒有生成丙烷的自然代謝途徑。生物丙烷是一種很好的替代化石燃料,它可以使用和現在同樣的基礎設施來生產從石油中提取的丙烷。英國和芬蘭的科學研究小組在《自然通訊》上發表研究結果稱,他們發現了一種特殊的生物途徑,能讓大腸桿菌將脂肪酸轉化成丙烷。研究人員通過一些酶(硫酯酶、CAR酶和脫甲基醛加氧酶)阻斷大腸桿菌中脂肪酸進入細胞膜的生物過程,并引導脂肪酸進入不同的生物途徑,最終開發出利用大腸桿菌制造丙烷的新技術。

除此之外,在航空航天領域,細菌也有用武之地。佐治亞理工學院與聯合生物能源研究院科學家通過轉基因工程改造細菌,讓它們能夠合成蒎烯,有望替代在導彈發射及其他航空領域使用的航空燃料JP-10。蒎烯是一種從樹木中提煉的化合物,經二聚化后生成蒎烯二聚體,蒎烯二聚體的能量密度和航空燃料JP-10類似。由于從石油中能夠提煉的JP-10供給有限,因此科學家努力尋找替代酶,將其插入大腸桿菌以產生蒎烯,以期將來能補充燃料的不足。

污水發電

人類借助細菌生產電的研究也已有多年的積累。“微生物燃料電池”就是用細菌產生的電化學梯度產生電能的技術。在一些研究中,科學家已經能成功地借助自然產生的細菌的能量,從工業廢水中產生大量的電能。

2016年,弗吉尼亞理工學院的研究人員發表在《科學報告》(Scientific Reports)上的一篇文章闡明了具有電化學活性的細菌產生能量的原理,并介紹了從廢棄物中獲取能源的可持續性運動。研究結果顯示,兩種特定基質(乳酸鹽基質和甲酸鹽基質)參與了細菌發電的過程。其中,乳酸鹽基質用于支持細胞生長,甲酸鹽基質在氧化后會釋放電子,用于發電。他們還發現,當兩種基質共同工作的時候產生的能量要多于單獨工作,所以也可以說是眾“菌”拾柴火焰多。不過污水里的有機物并不都是直接參與發電的過程,其中的一部分有機物被發電細菌當做食物,另外還有一些有機物則是作為導電介質而存在。

浙江大學能源工程學院教授成少安課題組早在2014年就“馴化”成千上萬個的細菌,讓它們利用污水進行發電。經過馴化的細菌,能夠持續地消耗廢水中的有機物,既清潔了廢水,又能發電,而且對環境來說是“零負擔”。不過,由于電流來自細菌體內新陳代謝產生的電子,所以細菌電池電量十分微弱。

人類并不是唯一利用電力的物種,現在看來,細菌也會“用電”,它們會產生像電線一樣從表面延伸出來的結構,從而將電子傳輸到很遠的地方。最近,美國國家航空航天局位于加州硅谷的艾姆斯研究中心的科學家們正在探索污水發電的現象,也許他們能夠利用這些特殊的細菌,在未來的太空任務中發揮重要作用——從發電到處理廢水或生產藥品。

中國產業信息網的粗略預估,模擬監控市場占有率將低于 30%。

伴隨著新技術產品逐漸掌控大局,舊勢力也許并沒有倒下,但像海康、大華一類的新一批安防巨頭卻迅速成長起來。

回看這段視頻監控市場的技術升級史,盡管不能完全將其與人工智能給安防市場帶來的新機會相提并論,但行業本身的屬性決定了某些歷史細節將重演。

譬如,擁有核心技術優勢與研發實力的公司將率先打入市場;

譬如,以這項新技術為突破口,一大批同類技術供應商及服務商會涌入市場;

再譬如,在技術門檻逐漸降低,技術基本應用進入到穩定期后,價格戰將隨時打響。

對照當下的 AI+ 安防市場,在人臉識別技術應用逐漸趨于成熟的同時,「價格戰」將再一次成為常規策略,這定會讓一批公司被淘汰出局。

此前曾有媒體報道,2018 年一些地方與人臉識別相關的標的案例,中標價低到連硬件成本都無法滿足。

這雖然不能充分證明市場現狀,但顯然價格戰的火苗早已在這批 AI+ 安防的公司中燃起。

但這一次,行業內人士并沒有無動于衷。因為安防市場的新一批創業大軍,分裂為兩股畫風完全不同的「新勢力」:

一方是被 VC 們寄予厚望、由各種名校博士與技術大牛組成的明星 AI 公司,他們先將一只腳邁入了安防市場;

而另一幫,則是由「安防老炮」集結而成的江湖人士,目標明確主攻這塊肥肉。

后者大多在安防產業里沉浮了十幾二十年,熟諳圈內工程商、運營商、集成商等等各類角色的運營模式與項目招標的運行流程,積累了豐厚的行業資源。

面對「雪亮工程」等新一輪建設浪潮背后潛藏的市場機遇,這群深諳市場游戲法的人覺得機不可失,最終一擼袖子創業單干,并召集了一批曾經有過業務交集的行業與技術人才。

「獵熊座」就屬于后者。

這家成立于 2015 年的安防服務公司,由于創始團隊大多擁有運營商背景,行事帶有 2B 行業典型的低調風格,鮮少對外發聲。

而截止 2018 年 7 月,他們在今年上半年就已經拿到了 3000 多萬銷售額的訂單,目前正在做 800 個小區的安防相關項目。

「我們已經保持了 3 年還算不錯的利潤率,現金流一直為正。」

以上業績數字出自創始人周偉之口,他是一個典型的行業老炮兒。

在先后任職中國聯通的銷售與公安業務產品經理后,周偉離職并參與了多家移動通信產品及互聯網安全檢控公司的創辦。也就是說,獵熊座并不是他唯一一家公司。

又根據天眼查提供的數據顯示,他目前擔任 17 家公司的法人或董事,可以被看作是一名成功的連續創業者。

在采訪中,周偉曾反復強調公司的定位——「獵熊座不是一家人臉識別公司,也不是一家大數據公司,而是一家有硬件生產能力的數據服務商」。

但實際上,如果從一些能搜集到的公司資料與業務案例來看,這家「安防數據服務商」的技術維度,已經找不到它與其他技術供應商及大數據公司「能做」與「不能做」之間的明顯差異:

基于 RFID 技術追蹤電動車軌跡。簡單說就是給電動車裝 RFID 射頻芯片,然后在一些道路上的監控攝像頭上裝設讀卡器,幫公安捕捉電動車行駛軌跡,主要目的是防盜。

把一個鎮上的各種攝像頭數據都匯集起來并進行整理。也就是說,在與公安簽署協議后,把各種攝像頭的圖像監控數據做統一整理,然后進行目標檢測并做結構化處理。

在給上海周浦做的案例中,做人臉比對,幫公安抓逃犯。

在小區內連通攝像頭并采集圖像數據,針對小區陌生人出入管理以及社區犯罪進行分析監控。

為了提升圖像的云端處理效率,將配置好的高算力服務器設備,以及可以給攝像頭在前端進行數據結構化處理的智能網關設備(減少傳輸的數據量)賣給公安或小區,實現所謂的「采集端化,比對云化」。

早在 2013 年,RFID 在安防領域的應用就已經普及開來,這項技術甚至稱得上是「古老」;

而人臉識別正確率達到多少百分比,視頻結構化以及「抓逃犯」等字眼,也幾乎是目前所有 AI 技術公司的「標配能力」;

甚至于在天眼查上,我們發現同類別的大大小小公司多達幾十家。

但在采訪過程中,他們展現出的一些有安防行業特性的「產品經理思維」(不知這是否與創始人做過公安業務產品經理有關)卻能夠給人一些啟發和思考。

譬如,他們表示不碰「攝像頭」,認為「這一點完全是從終端用戶需求出發」。

「本來這個市場就競爭慘烈了,而且有龍頭老大在。」周偉對此有自己的一些顧慮,

「反過來想,在跟上海有關公安部門溝通時,其實他們真正的問題不在于攝像頭,而是攝像頭的數據沒法用起來。

這還是 2016 年他們主動向我提出的一個要求,他們當時就抱怨數據沒法用啊,但從來沒對攝像頭本身有什么想法。

畢竟你一換攝像頭不可能整個城市的都換掉,通常一批一批的,所以攝像頭的版本一定是 『八國聯軍』,數據整合的環節很讓人頭疼。」

另外一點,則是「搞清楚你的合作伙伴想的是什么」。

通常在安防市場,技術公司很難單打獨斗,也不太可能直接去拿政府訂單。他們可能需要與當地集成商進行緊密合作,后者有資格參與項目競標。這基本是在一個地區「扎穩業務腳跟」的開始。

譬如在 2017 年 11 月,商湯科技與新疆安防集成商巨頭立昂技術宣布,雙方出資成立合資公司新疆湯立科技有限公司(商湯科技出資比例 51%,立昂技術出資比例 49%),共拓新疆智能安防市場。

也就是說,除了安防終端用戶,集成商也能算得上是技術公司的「大客戶之一」。

而獵熊座也不例外,除了上海地區,他們在各地都需要通過合作伙伴來推進業務。甚至于在推進智慧小區這類項目上,周偉認為更多是取決于集成商的態度。

「很多時候要看集成商推不推你的產品,這是很關鍵的。而且集成商有個缺點是壓貨壓的厲害。他們是不可能給你貨到付款的,除非你產品夠牛逼。

一般情況下,他會先讓你送 10 臺設備過來試一下,然后跟你講價格能不能便宜一些,先付你 20%~30% 的定金,項目結束才能拿到全款。」

但是,如果技術公司與集成商建立了良好的合作關系,產品和服務打下了好口碑,那么很有可能多家集成商都使用你這一套軟硬件方案。

因此,作為技術解決方案提供商,在某種程度上要「憂集成商之憂」。

而讓集成商有所顧慮的則主要是三個維度:利潤、項目完成率以及你的方案可部署性。

「利潤一定是他最先考慮的問題,這除了涉及到他自己的利益,你給的價格高低也決定了他在投標中是不是有競爭力。」周偉認為這是集成商關心的頭等大事。

「而項目完成率是指他需要預估整個項目的難度以及完整進度。完不成他肯定不敢做這件事。」

至于「方案的可部署性」,則是指技術方要全力配合集成商,因為集成商是不會做方案的。

「廠商不懂做方案,你幫它寫;他也不懂這些新技術,你要幫他弄;還有商務和售后,你都要考慮怎么去實施和維護。」周偉甚至在招聘銷售職位時都會提一個要求——必須懂標書,也會寫標書。

很顯然,集成商最關心的利潤與技術解決方案的成本直接掛鉤,這意味著軟硬件供應商不可避免要降低自己的產品成本,來確保集成商會優先考慮自己。

「我們一臺做人臉比對 GPU 服務器能同時處理前端攝像機 1350 路的圖像監控,實時進行 1.17 毫秒實時比對,每路處理價格義已經降到了千元級別,」

周偉向我們透露了目前業內包括各種人臉識別公司的主流報價:「現在 1 路人臉識別(指比對)的報價,起碼都幾萬以上。但我們差不多能做到它的十分之一以內。」

周偉的話印證了這個市場在某些領域已進入價格戰階段。

不過,雖然中小企業往往靠低價格取勝,但大企業在這個時候往往會憑借規模效應做出相同的舉動。

周偉并沒有否認這個觀點,他透露,已經有傳統巨頭推出了新的高路數服務器,把給集成商的價格降到了每路千元級別。

但他駁斥了有媒體報道的「即便虧本也要把項目拿到,以便豐富案例」的做法。

「這種情況是存在,畢竟現在目前是一個跑馬圈地的時代,都想先去搶占市場。

但對于普通創業公司來說,本身沒融過多少資,沒那么多錢揮霍,必須要保證現金流為正。

所以我們的成本與定價之間必須留有調整空間,必須先保證是賺錢的。」

目前,獵熊座正在制定更加詳細的定價手冊,而同一件產品或方案的價格將會有兩個——一個是公開報價,另一個則是渠道報價,為集成商留出一定的空間來。

智能網關,對前端攝像機進行本地化圖像處理

至于「項目完成進度」與「方案的可部署性」,既表明你這套軟硬件的交貨與裝配時間有嚴格的限制,也意味著這套設備必須要標準化,易上手。

此前曾有拿到某獨角獸產品的集成商抱怨,由于他們的方案不太易操作,理解起來有點麻煩,所以要招專業人才組建產品團隊,專門「應付」這些產品。

這個事實在某種程度上似乎印證了周偉的「產品經理思維」:

「各地的集成商,非常熟悉當地市場,實施能力和落地能力都很強。但是他們研發能力比較弱,對新技術并沒有深入了解。

所以我們要把產品做的相對標準化,最好是『傻瓜式』的,你直接把插頭插上去。然后對方說:『通了嗎』,你說『通了』,把 IPD(集成開發模式)輸進去,OK,結束了。」

「根據以往的經驗,我們不能把集成商的施工人員當作懂服務器代碼的研發型技術人員;

要把他們當作只會簡單安裝、調試的工程人員,然后再去設計我們這套人臉識別系統。」

根據周偉的描述,目前獵熊座的技術團隊可做到在兩小時內,用三臺服務器與前端智能網關將整個區域部署完畢。

「我們第一期在做的 800 個小區,還會提供三年的服務。這些小區主要集中在一級城市,每個小區(處理)4~10 路不等,這是我們目前重點在做的項目,速度比較快。」

總的來說,每家活過三年的公司或多或少都會有自己的「獨門武藝」。

但包括獵熊座在內,很多借著人工智能這股東風成立的安防新技術公司,仍然停留在「數據處理」和「反饋」階段,還沒有觸及到「深度分析」這一更深層次的服務上。

因此,對于所有在這個領域的同類公司而言,在盡可能降低產品成本的同時,如果想擺脫「價格 PK」的束縛,不僅僅是去尋找新的應用場景,還要去圍繞現有業務進行技術升級,并拓展邊界應用:

「你看那么多圖像監控,它的硬件已經在了,但是數據都在里面存著,太浪費了。圍繞數據可以做的事情實在太多,我們還是要繼續從這些數據中尋找金礦,用 AI 也好,其他技術手段也好,從上到下打通數據服務。

譬如,從技術升級方面考量,我們正在轉移到數據的深層分析上來,特別是智慧小區的這類項目;

而從市場來看,民用安防市場的非硬件業務也是一個突破口,譬如我都已經連結小區了,為何不能將目標瞄準在小區用戶身上呢?

再說,比起項目制的一次性收費,做小區的服務商這個角色,從長遠來看,客戶關系會維系的更長久,收益也會更多。」

價格戰不可避免,但技術新貴,應該向狡猾的老炮們討經驗

關鍵字:能源生產

本文摘自:南方周末

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利用細菌生產清潔能源

責任編輯:zsheng |來源:企業網D1Net  2018-08-03 16:23:17 本文摘自:南方周末

從 19 世紀末 21 世紀初到現在,視頻監控市場曾伴隨著技術變革發生過一場「溫水煮蛙」式的行業洗牌。

彼時仍然是模擬攝像機的天下,涉及到模擬技術的專利牢牢把控在日本電子巨頭的手中,中國公司基本無計可施。

不過,面對已經在 20 世紀末開始冒頭的數字范式與網絡高清技術,模擬時代的王者們雖然采取了行動,但仍有些無動于衷,因為他們不愿放棄傳統模擬市場龐大需求帶來的豐厚利潤。

他們的這番認知直到 2013 年都是準確的:

根據中國公共安全網提供的數據顯示,2013 年模擬監控板塊仍然占據了 70% 的視頻監控市場。

但是在 2016 年,這個數字降到了 50% 以下;2018 年,根據

在科學研究領域,多數時候細菌是人類的友軍。它們常常會給科學家帶來意想不到的驚喜。與細菌合作,可能是人類未來清潔能源的出路之一。

微生物如何利用陽光、水和碳、氮等元素的細微差別似乎與現代生活脫節,但這些知識對于滿足人類不斷增長的能源需求卻是至關重要的。

自生物能源出現以來,微生物中的細菌就與之產生了千絲萬縷的聯系,無論是生物乙醇、生物柴油還是生物制氫,細菌都有份參與。所以,越來越多的人認為,未來的清潔能源和“碳中性”能源或許會依賴于將太陽的光能有效地轉化為燃料和電力的技術,與細菌合作,可能是未來清潔能源的出路之一。

吃掉陽光,產生燃料

細菌是敵也是友。在科學研究領域,多數時候細菌是人類的友軍。它們常常會給科學家帶來意想不到的驚喜。例如,細菌教會了我們如何利用二氧化碳制造綠色能源。

在植物光合作用的靈感下,科學家改造了細菌,讓細菌體內負責催化作用的酶裝備升級。在人工酶的幫助下,特定的細菌可以吸收陽光的能量,將二氧化碳轉化為碳氫化合物,進而用于制作燃料。加州大學歐文分校的分子生物學家Hu Yilin研究團隊發現了天然存在的固氮酶(如存在于Azotobacter vinelandii和Methanosarcina acetivorans細菌里的固氮酶)的合成版本。戰斗力升級的固氮菌,可以將二氧化碳轉化成碳氫化合物,包括甲烷、丙烷、丁烷和乙烯。

2016年,一個國際研究小組在《美國國家科學院院刊》(PNAS)上發文稱,已經設計出一種可以從空氣中吸收二氧化碳并將其轉化為燃料的細菌——R. palustris。這是逆向燃燒的過程,R. palustris細菌利用陽光產生甲烷和氫氣。在反應中,固氮酶起到了關鍵作用。這種酶在自然界中可以作為催化劑,使用三磷酸腺苷(ATP),幫助某些細菌將大氣中的氮氣轉化為活性氨,即氮還原或固氮。受固氮作用的啟發,研究人員想知道是否能調整這種固氮酶,讓它可以與其他穩定分子一起工作。研究小組改良R. palustris細菌后,細菌體內經過修飾的固氮酶不再具有固氮的作用,卻可以吃掉“陽光”,用二氧化碳作為它的起始物質,產生甲烷和氫氣。另一方面,在R.palustris中,新的工程固氮酶僅用一步,就可以將二氧化碳轉化為甲烷,簡化了反應過程。二氧化碳到甲烷的轉變發生在生物體中,也就是發生在環境溫度下,所以降低了生產生物燃料所需的能量。

當生物體捕捉光并在光合作用過程中制造食物時,科學家發現充斥著我們的海洋、覆蓋了全世界的潮濕表面的藍藻細菌也可以利用捕獲的光產生的能量來產生氫氣。一篇發表在《科學報告》(Scientific Report)上的文章稱,一種名為“藍綠藻”的藍藻細菌可以借助陽光生產氫氣,與R. palustris反應機理相同,藍藻細菌也是通過基因工程改造后的固氮酶的催化作用,完成了二氧化碳到氫氣的轉化。

在《科學美國人》(Scientific American)發布的2017年全球十大新興技術中,包含一項以陽光為食,在細菌的參與下,產生液體燃料的技術——仿生葉片。該技術利用太陽能電池產生的電能來電解水得到氫氣,再用氫氣來還原空氣中的二氧化碳得到方便易用的液體燃料。哈佛大學科學家模仿了樹葉的光合作用,在新型鈷-磷催化劑的作用下,讓“仿生樹葉”通過細菌參與的化合作用將二氧化碳轉化為有機物異丙醇,實現了能量的生成和儲存。

伊利諾伊大學的研究人員也在《科學》(Science)發文稱,他們同樣設計了一種“人工葉子”,只利用太陽光作為能源,就可以將大氣中的二氧化碳直接轉化為可用的碳氫化合物燃料。這種模仿植物吸收二氧化碳的技術,可用于為車輛提供動力的合成燃料。稍有不同的是,植物“吃掉”二氧化碳產生糖,而人工葉片“吃掉”二氧化碳后則是生成氫氣和一氧化碳的混合物,混合物可以直接燃燒,也可以轉化其他碳氫化合物燃料,例如柴油。

轉化二氧化碳

在尋找可再生燃料的過程中,細菌擁有超強的生產能力,它們可以激發人造酶,將二氧化碳轉化為碳氫化合物,而碳氫化合物可以用來制造燃料或塑料。

2016年,哈佛大學化學家丹尼爾·諾切拉(Daniel Nocera)研究團隊(上文提到的仿生葉片之一也是出自該團隊之手)在《科學》(Science)發表研究結果稱,他們改良得到一種名為Ralstoneutropha的基因工程細菌,它可以模仿植物葉片吸收二氧化碳和氫氣,產生三磷酸腺苷(ATP),再進一步ATP轉換生成酒精燃料。

對于Ralstoneutropha的基因工程細菌,多數人可能不熟悉。相比之下,與人類相伴終生的大腸桿菌“知名度”更高,這種原本存在于人體腸道的常見細菌,后來被科學家發現居然是優良的二氧化碳轉換器。

2018年,為了解鎖新的碳捕捉技術,蘇格蘭鄧迪大學教授弗蘭克·薩金特(Frank Sargent)等開發了利用大腸桿菌將二氧化碳轉化為甲酸的方法,相關研究成果發表在《當代生物學》(Current Biology)上。在這個過程中大腸桿菌利用甲酸氫裂解酶催化轉化。研究同時發現,當大腸桿菌處于二氧化碳和氫氣混合環境中的壓力為10倍大氣壓力時,精確控制pH值,轉換效率會達到最佳狀態。與正常大氣壓相比,如果甲酸產量增加20倍,二氧化碳轉化效率可達100%。

2015年,法國原子能及可替代能源署、法國國家科研中心等機構的研究人員,發現了甲酸脫氫酶將二氧化碳轉化成甲酸的生物機制,研究成果發表在《自然通訊》(Nature Communications)上。研究選取大腸桿菌為目標菌群,這是因為在生物酶發生催化反應的時候,需要一種名為“輔因子”的非蛋白質化合物作為“激活”開關,激活生物酶。而在大腸桿菌中,一種含有鉬元素的輔因子是其“激活”開關,含鉬輔因子通過固定硫原子(脫硫)來實現二氧化碳到甲酸的轉化。之所以選擇大腸桿菌,是因為在大腸桿菌中含有一種特定的“伴侶蛋白”,它可以將無機狀態下不穩定的硫原子與含鉬輔因子緊緊地捆綁在一起。這樣一來,不管是性質不穩定的含鉬輔因子還是活性高的硫原子,都收起了“躁動的心”,乖乖地協作激活后續的催化反應。

丙烷是一種清潔能源,目前,丙烷的生產大都來自原油和天然氣冶煉的副產品。然而沒有生成丙烷的自然代謝途徑。生物丙烷是一種很好的替代化石燃料,它可以使用和現在同樣的基礎設施來生產從石油中提取的丙烷。英國和芬蘭的科學研究小組在《自然通訊》上發表研究結果稱,他們發現了一種特殊的生物途徑,能讓大腸桿菌將脂肪酸轉化成丙烷。研究人員通過一些酶(硫酯酶、CAR酶和脫甲基醛加氧酶)阻斷大腸桿菌中脂肪酸進入細胞膜的生物過程,并引導脂肪酸進入不同的生物途徑,最終開發出利用大腸桿菌制造丙烷的新技術。

除此之外,在航空航天領域,細菌也有用武之地。佐治亞理工學院與聯合生物能源研究院科學家通過轉基因工程改造細菌,讓它們能夠合成蒎烯,有望替代在導彈發射及其他航空領域使用的航空燃料JP-10。蒎烯是一種從樹木中提煉的化合物,經二聚化后生成蒎烯二聚體,蒎烯二聚體的能量密度和航空燃料JP-10類似。由于從石油中能夠提煉的JP-10供給有限,因此科學家努力尋找替代酶,將其插入大腸桿菌以產生蒎烯,以期將來能補充燃料的不足。

污水發電

人類借助細菌生產電的研究也已有多年的積累。“微生物燃料電池”就是用細菌產生的電化學梯度產生電能的技術。在一些研究中,科學家已經能成功地借助自然產生的細菌的能量,從工業廢水中產生大量的電能。

2016年,弗吉尼亞理工學院的研究人員發表在《科學報告》(Scientific Reports)上的一篇文章闡明了具有電化學活性的細菌產生能量的原理,并介紹了從廢棄物中獲取能源的可持續性運動。研究結果顯示,兩種特定基質(乳酸鹽基質和甲酸鹽基質)參與了細菌發電的過程。其中,乳酸鹽基質用于支持細胞生長,甲酸鹽基質在氧化后會釋放電子,用于發電。他們還發現,當兩種基質共同工作的時候產生的能量要多于單獨工作,所以也可以說是眾“菌”拾柴火焰多。不過污水里的有機物并不都是直接參與發電的過程,其中的一部分有機物被發電細菌當做食物,另外還有一些有機物則是作為導電介質而存在。

浙江大學能源工程學院教授成少安課題組早在2014年就“馴化”成千上萬個的細菌,讓它們利用污水進行發電。經過馴化的細菌,能夠持續地消耗廢水中的有機物,既清潔了廢水,又能發電,而且對環境來說是“零負擔”。不過,由于電流來自細菌體內新陳代謝產生的電子,所以細菌電池電量十分微弱。

人類并不是唯一利用電力的物種,現在看來,細菌也會“用電”,它們會產生像電線一樣從表面延伸出來的結構,從而將電子傳輸到很遠的地方。最近,美國國家航空航天局位于加州硅谷的艾姆斯研究中心的科學家們正在探索污水發電的現象,也許他們能夠利用這些特殊的細菌,在未來的太空任務中發揮重要作用——從發電到處理廢水或生產藥品。

中國產業信息網的粗略預估,模擬監控市場占有率將低于 30%。

伴隨著新技術產品逐漸掌控大局,舊勢力也許并沒有倒下,但像海康、大華一類的新一批安防巨頭卻迅速成長起來。

回看這段視頻監控市場的技術升級史,盡管不能完全將其與人工智能給安防市場帶來的新機會相提并論,但行業本身的屬性決定了某些歷史細節將重演。

譬如,擁有核心技術優勢與研發實力的公司將率先打入市場;

譬如,以這項新技術為突破口,一大批同類技術供應商及服務商會涌入市場;

再譬如,在技術門檻逐漸降低,技術基本應用進入到穩定期后,價格戰將隨時打響。

對照當下的 AI+ 安防市場,在人臉識別技術應用逐漸趨于成熟的同時,「價格戰」將再一次成為常規策略,這定會讓一批公司被淘汰出局。

此前曾有媒體報道,2018 年一些地方與人臉識別相關的標的案例,中標價低到連硬件成本都無法滿足。

這雖然不能充分證明市場現狀,但顯然價格戰的火苗早已在這批 AI+ 安防的公司中燃起。

但這一次,行業內人士并沒有無動于衷。因為安防市場的新一批創業大軍,分裂為兩股畫風完全不同的「新勢力」:

一方是被 VC 們寄予厚望、由各種名校博士與技術大牛組成的明星 AI 公司,他們先將一只腳邁入了安防市場;

而另一幫,則是由「安防老炮」集結而成的江湖人士,目標明確主攻這塊肥肉。

后者大多在安防產業里沉浮了十幾二十年,熟諳圈內工程商、運營商、集成商等等各類角色的運營模式與項目招標的運行流程,積累了豐厚的行業資源。

面對「雪亮工程」等新一輪建設浪潮背后潛藏的市場機遇,這群深諳市場游戲法的人覺得機不可失,最終一擼袖子創業單干,并召集了一批曾經有過業務交集的行業與技術人才。

「獵熊座」就屬于后者。

這家成立于 2015 年的安防服務公司,由于創始團隊大多擁有運營商背景,行事帶有 2B 行業典型的低調風格,鮮少對外發聲。

而截止 2018 年 7 月,他們在今年上半年就已經拿到了 3000 多萬銷售額的訂單,目前正在做 800 個小區的安防相關項目。

「我們已經保持了 3 年還算不錯的利潤率,現金流一直為正。」

以上業績數字出自創始人周偉之口,他是一個典型的行業老炮兒。

在先后任職中國聯通的銷售與公安業務產品經理后,周偉離職并參與了多家移動通信產品及互聯網安全檢控公司的創辦。也就是說,獵熊座并不是他唯一一家公司。

又根據天眼查提供的數據顯示,他目前擔任 17 家公司的法人或董事,可以被看作是一名成功的連續創業者。

在采訪中,周偉曾反復強調公司的定位——「獵熊座不是一家人臉識別公司,也不是一家大數據公司,而是一家有硬件生產能力的數據服務商」。

但實際上,如果從一些能搜集到的公司資料與業務案例來看,這家「安防數據服務商」的技術維度,已經找不到它與其他技術供應商及大數據公司「能做」與「不能做」之間的明顯差異:

基于 RFID 技術追蹤電動車軌跡。簡單說就是給電動車裝 RFID 射頻芯片,然后在一些道路上的監控攝像頭上裝設讀卡器,幫公安捕捉電動車行駛軌跡,主要目的是防盜。

把一個鎮上的各種攝像頭數據都匯集起來并進行整理。也就是說,在與公安簽署協議后,把各種攝像頭的圖像監控數據做統一整理,然后進行目標檢測并做結構化處理。

在給上海周浦做的案例中,做人臉比對,幫公安抓逃犯。

在小區內連通攝像頭并采集圖像數據,針對小區陌生人出入管理以及社區犯罪進行分析監控。

為了提升圖像的云端處理效率,將配置好的高算力服務器設備,以及可以給攝像頭在前端進行數據結構化處理的智能網關設備(減少傳輸的數據量)賣給公安或小區,實現所謂的「采集端化,比對云化」。

早在 2013 年,RFID 在安防領域的應用就已經普及開來,這項技術甚至稱得上是「古老」;

而人臉識別正確率達到多少百分比,視頻結構化以及「抓逃犯」等字眼,也幾乎是目前所有 AI 技術公司的「標配能力」;

甚至于在天眼查上,我們發現同類別的大大小小公司多達幾十家。

但在采訪過程中,他們展現出的一些有安防行業特性的「產品經理思維」(不知這是否與創始人做過公安業務產品經理有關)卻能夠給人一些啟發和思考。

譬如,他們表示不碰「攝像頭」,認為「這一點完全是從終端用戶需求出發」。

「本來這個市場就競爭慘烈了,而且有龍頭老大在。」周偉對此有自己的一些顧慮,

「反過來想,在跟上海有關公安部門溝通時,其實他們真正的問題不在于攝像頭,而是攝像頭的數據沒法用起來。

這還是 2016 年他們主動向我提出的一個要求,他們當時就抱怨數據沒法用啊,但從來沒對攝像頭本身有什么想法。

畢竟你一換攝像頭不可能整個城市的都換掉,通常一批一批的,所以攝像頭的版本一定是 『八國聯軍』,數據整合的環節很讓人頭疼。」

另外一點,則是「搞清楚你的合作伙伴想的是什么」。

通常在安防市場,技術公司很難單打獨斗,也不太可能直接去拿政府訂單。他們可能需要與當地集成商進行緊密合作,后者有資格參與項目競標。這基本是在一個地區「扎穩業務腳跟」的開始。

譬如在 2017 年 11 月,商湯科技與新疆安防集成商巨頭立昂技術宣布,雙方出資成立合資公司新疆湯立科技有限公司(商湯科技出資比例 51%,立昂技術出資比例 49%),共拓新疆智能安防市場。

也就是說,除了安防終端用戶,集成商也能算得上是技術公司的「大客戶之一」。

而獵熊座也不例外,除了上海地區,他們在各地都需要通過合作伙伴來推進業務。甚至于在推進智慧小區這類項目上,周偉認為更多是取決于集成商的態度。

「很多時候要看集成商推不推你的產品,這是很關鍵的。而且集成商有個缺點是壓貨壓的厲害。他們是不可能給你貨到付款的,除非你產品夠牛逼。

一般情況下,他會先讓你送 10 臺設備過來試一下,然后跟你講價格能不能便宜一些,先付你 20%~30% 的定金,項目結束才能拿到全款。」

但是,如果技術公司與集成商建立了良好的合作關系,產品和服務打下了好口碑,那么很有可能多家集成商都使用你這一套軟硬件方案。

因此,作為技術解決方案提供商,在某種程度上要「憂集成商之憂」。

而讓集成商有所顧慮的則主要是三個維度:利潤、項目完成率以及你的方案可部署性。

「利潤一定是他最先考慮的問題,這除了涉及到他自己的利益,你給的價格高低也決定了他在投標中是不是有競爭力。」周偉認為這是集成商關心的頭等大事。

「而項目完成率是指他需要預估整個項目的難度以及完整進度。完不成他肯定不敢做這件事。」

至于「方案的可部署性」,則是指技術方要全力配合集成商,因為集成商是不會做方案的。

「廠商不懂做方案,你幫它寫;他也不懂這些新技術,你要幫他弄;還有商務和售后,你都要考慮怎么去實施和維護。」周偉甚至在招聘銷售職位時都會提一個要求——必須懂標書,也會寫標書。

很顯然,集成商最關心的利潤與技術解決方案的成本直接掛鉤,這意味著軟硬件供應商不可避免要降低自己的產品成本,來確保集成商會優先考慮自己。

「我們一臺做人臉比對 GPU 服務器能同時處理前端攝像機 1350 路的圖像監控,實時進行 1.17 毫秒實時比對,每路處理價格義已經降到了千元級別,」

周偉向我們透露了目前業內包括各種人臉識別公司的主流報價:「現在 1 路人臉識別(指比對)的報價,起碼都幾萬以上。但我們差不多能做到它的十分之一以內。」

周偉的話印證了這個市場在某些領域已進入價格戰階段。

不過,雖然中小企業往往靠低價格取勝,但大企業在這個時候往往會憑借規模效應做出相同的舉動。

周偉并沒有否認這個觀點,他透露,已經有傳統巨頭推出了新的高路數服務器,把給集成商的價格降到了每路千元級別。

但他駁斥了有媒體報道的「即便虧本也要把項目拿到,以便豐富案例」的做法。

「這種情況是存在,畢竟現在目前是一個跑馬圈地的時代,都想先去搶占市場。

但對于普通創業公司來說,本身沒融過多少資,沒那么多錢揮霍,必須要保證現金流為正。

所以我們的成本與定價之間必須留有調整空間,必須先保證是賺錢的。」

目前,獵熊座正在制定更加詳細的定價手冊,而同一件產品或方案的價格將會有兩個——一個是公開報價,另一個則是渠道報價,為集成商留出一定的空間來。

智能網關,對前端攝像機進行本地化圖像處理

至于「項目完成進度」與「方案的可部署性」,既表明你這套軟硬件的交貨與裝配時間有嚴格的限制,也意味著這套設備必須要標準化,易上手。

此前曾有拿到某獨角獸產品的集成商抱怨,由于他們的方案不太易操作,理解起來有點麻煩,所以要招專業人才組建產品團隊,專門「應付」這些產品。

這個事實在某種程度上似乎印證了周偉的「產品經理思維」:

「各地的集成商,非常熟悉當地市場,實施能力和落地能力都很強。但是他們研發能力比較弱,對新技術并沒有深入了解。

所以我們要把產品做的相對標準化,最好是『傻瓜式』的,你直接把插頭插上去。然后對方說:『通了嗎』,你說『通了』,把 IPD(集成開發模式)輸進去,OK,結束了。」

「根據以往的經驗,我們不能把集成商的施工人員當作懂服務器代碼的研發型技術人員;

要把他們當作只會簡單安裝、調試的工程人員,然后再去設計我們這套人臉識別系統。」

根據周偉的描述,目前獵熊座的技術團隊可做到在兩小時內,用三臺服務器與前端智能網關將整個區域部署完畢。

「我們第一期在做的 800 個小區,還會提供三年的服務。這些小區主要集中在一級城市,每個小區(處理)4~10 路不等,這是我們目前重點在做的項目,速度比較快。」

總的來說,每家活過三年的公司或多或少都會有自己的「獨門武藝」。

但包括獵熊座在內,很多借著人工智能這股東風成立的安防新技術公司,仍然停留在「數據處理」和「反饋」階段,還沒有觸及到「深度分析」這一更深層次的服務上。

因此,對于所有在這個領域的同類公司而言,在盡可能降低產品成本的同時,如果想擺脫「價格 PK」的束縛,不僅僅是去尋找新的應用場景,還要去圍繞現有業務進行技術升級,并拓展邊界應用:

「你看那么多圖像監控,它的硬件已經在了,但是數據都在里面存著,太浪費了。圍繞數據可以做的事情實在太多,我們還是要繼續從這些數據中尋找金礦,用 AI 也好,其他技術手段也好,從上到下打通數據服務。

譬如,從技術升級方面考量,我們正在轉移到數據的深層分析上來,特別是智慧小區的這類項目;

而從市場來看,民用安防市場的非硬件業務也是一個突破口,譬如我都已經連結小區了,為何不能將目標瞄準在小區用戶身上呢?

再說,比起項目制的一次性收費,做小區的服務商這個角色,從長遠來看,客戶關系會維系的更長久,收益也會更多。」

價格戰不可避免,但技術新貴,應該向狡猾的老炮們討經驗

關鍵字:能源生產

本文摘自:南方周末

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