雖然傳說中有寶玉通靈、鎢盆說話的故事；古代有關于模擬鐘馗捉鬼的捕鼠機關人、①指南車上的“機關人”②的記載，但是，客觀世界中物是不具有智能的。物聯網能夠實現“隨時隨地，何人何物”的“互聯互通”，特別是實現社會生活與物質生產的遠程智能控制。實現這個目標的基礎是物聯網中物的智能化。而物理世界中的實體不具備智能條件，這就必須嵌入一個能夠“智能化”的小物件，如：洗衣機中的定時器、心臟患者具有遙測功能的起搏器等。這類小物件一般稱為“智能物件”（smart object）。這類“智能物件”的智能化正是物聯網的核心。因此，本文主要分析物聯網中“智能物件”智能化（intelligentize） 的內涵、智能生成共性核心機制及其需要解決的問題，從而為物聯網的“互聯互通”和遠程智能控制提供理論支持。
一、物聯網中“智能物件”的智能化由來、內涵構成及其主要功能
（一）“智能物件”的由來
雖然“智能物件”（smart object）出現有很長的歷史，如：我國古代的指南車上 “機關人”的發明等，但是，“智能物件”發展主要與計算機技術和通信技術的發展密切相關。當前人們經常提到的嵌入式系統、普適計算、移動計算、移動通信、遙測技術（telemetry）、計算機網絡等計算機技術、電話技術、無線電話等技術成就與“智能物件”密切相關。
“智能物件”引人注意和快速發展——21世紀的物聯網數字革命。20世紀經歷了兩次數字革命：第一次是人們發明了計算機并把它用于辦公和家庭；第二次是人們發明了因特網，并從根本上改變了人們同數字世界交互的方式。21世紀的物聯網數字革命將物理世界和數字世界連接起來。物理世界的實體在嵌入了必要的芯片和軟件等“智能物件”后，具備了一定的感知能力、計算能力和執行能力，成為“智能物體”。工業界預言：在未來十年里，基于物聯網 “智能物件”的數量將以10億為單位計數。因此，“智能物件”（smart object）的認識與了解是一個重要的問題。
（二）“智能物件”的內涵與構成
一般來說，智能物件可定義為：智能物件是裝備了傳感器或制動器、未處理器、通信裝置和電源等硬件與智能軟件的設備，如圖1。
智能物件的硬件主要包括傳感器或制動器、微處理器、通信裝置和電源等4個部分。
傳感器或制動器（感應器）：它們賦予智能物件與物理世界交互的能力。
通信設備：通常是一個帶有天線的無線收發器或有線接口，使得智能物件能夠將其傳感器讀取的數據傳輸給外界，并接收來自其他智能物件的數據，主要為智能物件提供通信能力。
微處理器：保證智能物件即使是在有限的速度和復雜度上，也能夠對傳感器捕獲的數據進行交換，運行智能物件軟件的微處理器，實現智能物件的智能功能。
電源：電源與各個部件相連，為智能物件的電路供電。最常用的電源就是電池，還有壓電式電源，通過將壓力轉換成電能供電，或者小型的太陽能電池，利用光能來供電。
智能物件的軟件是由微控制器上運行的軟件所決定的，運行的軟件與通用計算機運行的軟件類似，都使用操作系統。程序由編程語言通過編譯器將代碼編譯成微控制器可以運行的機器語言。當智能物件開啟時，微控制器運行軟件。由于功耗和成本的限制，與一般計算機相比，智能物件的內存明顯更小。智能物件的軟件有如下特點：一是操作系統程序小：比較計算機上的操作系統來說，智能物件操作系統更小，占用資源更少，大型的操作系統無法在智能物件上使用。二是操作系統簡單，由于這些操作系統用途更專一，它們的復雜度也明顯更小。三是不同環境下智能物件的軟件功能不一樣：對于通用計算機和智能物件，由于需求和限制不同，所以操作系統是不同的。
（三）“智能物件”的功能
雖然“智能物件”在不同環境下，應用到物理世界的不同物體上，它們所發揮的功能各異，比如：模仿鴿眼的電子眼與模仿水母的超聲電子耳的功能不同；監視集裝箱溫度的智能物件與監視停車位的智能物件在功用上是有所差異的。但是，“智能物件”都有三個基本功能：與現實世界的交互能力、通信能力和智能處理信息能力。
傳感器和制動器與外部物理世界進行交互。“智能物件”通過傳感器從物理世界獲取信息，利用制動器（感應器）作用于物理世界，實現與現實世界的交互。傳感器感應外界變化，如：溫度傳感器、攝像頭設備等；制動器進行響應，如LED指示燈、用于高壓電源開關切換的繼電器等。
通信是智能物件發揮功效的基本要素。對于“智能物件”來說，“智能物件”的通信能力意義重大。在智能家庭中，當車庫門打開時意味著主人到家，控制車庫門的智能物件通過物聯網“告知”家庭其他智能物件“主人到家”的信息，而被告知的其他智能物件則可以打開家庭里的燈、暖氣等設備。智能物件的通信模式分為三種：一對一（one-to-one）、一對多（one-to-many）以及多對一（many-to-one）。每種通信模式適用于不同的情況，許多應用會將幾個模式組合起來使用。
智能處理信息能力是“智能物件”智能水平的集中表現。如何在體積小、功效低的基礎上發揮微處理器的信息智能處理分析能力是當前智能物件要解決的核心問題。普適計算（ubiquitous computing）、移動計算（mobile computing）、分布計算（distributing computing）都逐漸應用到微處理器中實現“智能物件”智能處理信息的能力。
二、“智能物件”的智能生成共性核心機制
探索人類智能的神奇，揭示人類思維奧妙，把人類的智慧能力移植（哪怕只是部分的移植）給機器，制造出能夠善解人意并能與人和諧合作的智能機器，是人類夢寐以求的事情。因此，研究探索“智能物件”的智能生成共性核心機制不僅是“讓物聯網飛起來”的核心問題，更是人類科學技術發展的目標。
不僅人類智能是一個奧密，人類關于智能的認識也是眾說紛紜③。無意于概念的爭論，這里引用鐘義信的一種相對公認的概念：智能，就是在給定問題、問題的環境約束和求解問題的目標前提下，有效地獲得相關信息、把信息提煉成為相應的知識和解決問題的策略、利用策略來解決問題，從而在滿足約束條件下成功地達到目的的能力。
智能不是神秘的東西，它是一種特殊物質的功能，是可以被逐漸認識的。機器（這里特指“智能物件”）本身不會自發產生智能，但它可以被賦予智能。正如人的智能有高有低，“智能物件”被賦予智能也有不同等級。但是所有“智能物件”一般具有智能生成共性核心機制。正如上述智能概念所述，智能是一種利用知識和信息來解決問題和達到目的的能力。這里以人的智能作為自然智能生成范例，智能生成過程可以圖2來描述。本文就是要利用機器人理論與人工智能理論來研究探索物的智能化以及物聯網下物的智能生成共性核心機制。
根據鐘義信的研究成果，智能的共性生成機制表現為“由信息到知識和由知識到智能的轉換機制”，它包括認知機制與行為機制兩個轉換機制，每個轉換機制又有兩個重要轉換環節。
（一）智能生成的認識機制
智能生成的認識機制是指“智能物件”的信息——知識的轉換機制，它包括“智能物件”信息獲取過程環節的由本體論信息到認識論信息轉換和認知環節的由認識論到知識的轉換。
轉換一：由本體論信息到認識論信息
“智能物件”信息獲取過程主要解決“在給定條件下獲得相關信息”的問題，也就是本體論信息轉換為認識論信息的問題。本體論信息是指事物對其運動狀態及其變化方式的自述；事物的認識論信息則是認識主體關于該事物運動狀態及其變化方式的表述，它包括語法信息、語義信息和語用信息。從本體論信息到認識論信息的信息轉換就是“智能物件”的信息獲取過程。
轉換二：由認識論到知識的轉換
“智能物件”認知環節主要解決如何從信息提煉知識的問題。事物的認識是認識主體關于事物運動狀態及其變化規律的表述。信息經過規律化提煉才能夠成為知識。從信息提煉知識的過程，就是“從具體現象到抽象規律”的去偽存真的歸納過程，即從同類事物的大量具體“狀態變化方式”經過歸納處理，抽象出反映其中“狀態變化規律”的過程。“智能物件”認知環節獲取的知識有形式化知識、內容性知識和價值性知識。
（二）智能生成的行為機制
智能生成的行為機制是指“智能物件”的信息——行為的轉換機制，它包括“智能物件”決策環節由知識到策略的轉換和執行環節由策略到智能行為的轉換。
轉換一：由知識到策略的轉換
“智能物件”在決策環節主要解決知識如何轉換成策略的問題。知識僅是關于事物的規律性認識，而策略則是根據在目標的引導下把知識激活為求解問題的對策。
轉換二：由策略到智能行為的轉換
“智能物件”在執行環節主要解決如何把策略轉換為執行的問題，因為智能不僅是智能的生成過程，更重要的是智能應用的過程，只有把智能策略轉換成智能行為，才能使實際問題得到真正的解決。
三、物聯網中“智能物件”的智能化需要關注的問題
任何新生事物的發展都不是一帆風順的，都會碰到各種各樣的問題，物聯網“智能物件”的智能化過程同樣有技術性與非技術性的挑戰。這里只是簡單提出，以引起關注，從而促進物聯網事業的發展。
（一）“智能物件”的能耗、體積大小、成本問題
“智能物件”一般是嵌入式系統，都被希望如吹風機、汽車窗戶中隱藏的電動機一樣隱藏在所嵌入的實體中，都要求是體積小的物件。但是，“智能物件”的維持智能化過程的電源一般都希望能夠持續、穩定，有的甚至時間長度是年、十年等生命周期，它又要求“智能物件”的體積大。當然，成本問題是越低越好。因此，對“智能物件”的材料、能耗、體積大小、成本是在物聯網建設中需要認真解決的實際問題。
（二）“智能物件”通信暢通中的網絡化、標準化問題
物聯網中通信暢通是“智能物件”智能生成的關鍵保障。“智能物件”本難于相互聯系，它們必須通過網絡進行相互溝通。因此，“智能物件”的網絡化便是個首要問題。同時，由于“智能物件”數量眾多，是個海量級的數量，同時，因為所處環境與應用性質不同，“智能物件”呈現差異性狀態。“智能物件”通信暢通存在網絡化、標準化的問題。
“智能物件”的通信主要是解決如何加入網絡，特別是因特網。“智能物件”內部構件與數量、“智能物件”形成的網絡結構與機制、“智能物件”網絡的規模與穩定性，特別是“智能物件”網絡與因特網聯接中網絡協議（internet protocol， IP）如何由傳統的IPv4過渡到IPv6等都是“智能物件”網絡化需要考慮與解決的問題。同時，物聯網中感知層、網絡層、應用層所涉及的大量數據必須通過相應的接口按統一的標準來進行連接，這些技術標準、數據和信息的管理標準、應用標準都是“智能物件”通信暢通中的難點之一。
（三）“智能物件”智能化過程中交互與協同的智能控制問題
“智能物件”智能化是物聯網建設的基點與核心。但是，基于感應層、網絡層、應用層“智能物件”智能化過程并不是一個自發完成的過程，它存在著許許多多“人—機—物”三要素之間的交互作用過程，這就需要進行協同的控制。而且，這個協同的控制必須是一個由人或“智能物件”或計算機共同協同的智能控制過程。因此，必須對“人—機—物”控制模式、“人—機—人” 控制模式、“物—機—物”控制模式、“物—機—人”控制模式等進行智能化，同時，探索它們之間的協同智能控制。這些都是當前面臨的主要問題。
