探秘网红 Google 热气球,如何成为灾区救星

简评:Google 让全球联网的热气球最近大放异彩,这算是首次正式在公众前亮相,形象非常光明正义,在波多黎各的赈灾援救中扮演者重要的角色。同样是巨头的 Facebook 却被人喷成了狗,当然这是另一个故事了。

(注:X 实验室现在归属于 Google 母公司 Alphabet,为方便阅读全文使用旧称 Google)

上个月,美国的波多黎各遭到了强飓风艾尔玛的影响,各种基础设施包括通讯、电力系统都受到了严重的损失,灾民生活困难。

半个月过去了,基站还没有修复,通信还是一大难题,不过,这个问题最终还是让 Google 解决了。用的解决方案就是 Google 的热气球,对,就是你听说的那个要让全世界都连上 WIFI 的气球。

这算是这个项目首次的公开实际使用,可谓大放异彩!

Google 有个神秘的「X」实验室,这个实验室有八个计划项目,包括:

  • 无人飞机
  • 谷歌眼镜
  • Google Driverless Car(无人车)
  • Project Loon(联网热气球)
  • 人工神经网络语音识别
  • 电脑视觉
  • 事物网络(现实世界物体连接到网络的方法)
  • 长效电池(智慧手机)

热气球的项目就是「X 实验室」所孵化的,和其他 7 个项目一样,可谓充满想象力(疯狂),但真的能改变世界。

Project Loon 项目初衷

图片截自X实验室官网

大意:世界上一半以上的人口还不能接入互联网,这个项目打算把热气球放在接近大气层的太空边缘,来让全世界,特别是农村和片源山区的人们顺利联网。

官方简单易懂的宣传视频:

Project Loon 历史

自项目初始,就受到全世界的关注,因为这个想法过于疯狂,也过于大胆,大到不敢去想,连比尔·盖茨都觉得不靠谱,说有这钱还不如防疟疾。但是字母公司(Google)一直在稳健的推进着项目,让这个「痴人说梦」般的故事一步步成为现实,最近的波多黎各就是最好的证明。

  • 2008 年,Google 打算收购 Space Date 这家公司,这家公司把携带者基站的气球发射到距地面 32 公里的空中,为美国南部的卡车司机和石油公司提供网络连接,但后来收购不了了之。

  • 2011 年,Google 成立「X 实验室」,2013 年,实验室正式孵化 Project Loon 项目。

  • 2013 年 6 月在新西兰试点,2014 年 5 月在巴西试点,11 月破了热气球飞行时长的世界记录。

  • 2015 年,斯里兰卡全面覆盖(2017 年项目因为政策搁置),梵蒂冈覆盖,与印尼合作。

  • 2016 年 2 月,在波多黎各测试。

  • 2017 年 10 月 9 日,在波多黎各的飓风后,为灾区提供了通信支持。

原理

热气球的目标是发送和维护一个气球群落,为实地的用户提供互联网覆盖,他们的Autolaunchers 设备能够每 30 分钟安全地自动发送一个新的气球,发送到距地面 10 - 20 公里的平流层(几乎没有动物和航线)。自从项目开始以来,热气球的实验里程已经超过了 1900 万公里,气球在平流层高空可以持续 190 天(破了世界纪录)。

当地电信的高速互联网传输到距离最近的气球,在气球网络上传播(类似于一个中继放大器),然后把网络传送回地面,覆盖地上用户。现如今的热气球可在平流层之间超过 100 公里的距离互相传输数据,并提供高达 10Mbps 的连接速度,直接连接到 LTE 手机。

技术

★气球

热气球是精心打造的特质聚乙烯,气球摊开大概一个网球场大小,可以在平流层的 100 公里/小时、稍高紫外线和低至零下 90 度的温度下环境下安全运行 100 天以上,并能自动返航回地面。

热气球的制作,以及在各种极限条件下(零下 90°C)测试:

★设备组件

热气球上面携带的设备足够轻、也足够耐用、即使在平流层距地面 20 公里,也能够安心使用。所有的设备都是高效的,供电部分采取了太阳能的解决方案,白天充电夜晚供电。

收发器:从地面收发信号,气球之间彼此传输信号,将信号传至用户的 LTE 手机上。
太阳能面板:白天为设备供电并存出电能,晚上供电。
PARACHUTE(降落伞):在气球飞行结束时自动部署,以安全地返回地球。
飞行胶囊:控制和命令热气球系统的大脑。

设备发射
定制发射装置 Autolaunchers 可以大规模安全可靠,每 30 分钟发射一次气球。

★导航
热气球在地表距离 20 公里的平流层活动,远高于飞机,野生动物和各种天气事件的高度。

在平流层,风是分层的,每层的速度和方向都有所不同,为了让气球能够到到达不同的地方,Google 使用风向预测模型和决策算法,让每个气球线上或者向下,随风而动到达目标区域,从而实现该区域的网络覆盖。

★连接
Project Loon 与电信公司合作,将信号扩散至偏远的农村和地区,人们通过 LTE 能够随时随地连接网络。

就像一条线,电信把网络信号传送到附近的气球上,气球彼此之间传送信号,然后把信号输出到偏远地区。每个气球的覆盖面积为 5000 平方公里。

★回收
每个气球都用 GPS 来定位和跟踪,直接与当地空管局协调,将气球安全放置在人烟稀少的地区。当气球准备返航时,会释放气体,降落伞自动部署,受控指的降落至地面,然后团队在进行回收和再利用。

是救也是秀

美国各大科技公司纷纷加入波多黎各灾区的救援,不论是马斯克的特斯拉,还是扎克伯格的 Facebook,当然 Google 不能落下。

总之,Project Loon 一战成名。

Facebook 的 CEO 扎克伯格通过 Facebook的 VR 产品 Spaces,生成了波多黎各救灾活动的 360 度全景视频。在视频中,扎克伯格通过 VR 卡通形象对波多黎各救灾行动进行解说,而视频公开后,收到的却是大家的广泛抨击。Google 和 Facebook 的表现,从旁观者来看,其实都是借机为自己的产品打广告,Facebook的打广告方式在实施过程实在是有欠火候,而 Google 选择的方式却恰到好处。

Google 借一次应急措施来取得政府和公众的信任,前景光明。

小结

不作恶地改变世界,愿 Google 始终如一。

文章论点:
Alphabet X Lab - Project Loon
Project Loon - Wikipedia
Internet May Soon Return to Puerto Rico From Google's Loon

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