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作者：杨立中
塔努加·加努（Tanuja Ganu）
获奖年份： 2014
获奖时年龄： 31
获奖时职位： IBM印度研究院技术部门成员
获奖理由： 发明简单的装置让普通用户可以廉价、简便地监测印度不稳定的电网。
不论是战胜人类冠军的阿尔法狗，还是自动调节室内温湿度的智能恒温器，人工智能、大数据、物联网等高科技给人的第一印象总是“高大上”的。它们用超高的运算和分析能力，解决着人类之前不曾幻想可以解决的问题。然而，当地球上的二三十亿人憧憬着未来时，还有另外的数十亿人连最基本的生活服务都没法享受到。在基础设施建设十分落后的印度，频繁的停电几乎是无解的难题。年轻的印度科学家塔努加·加努把“高大上”的物联网技术封装进了nPlug——一个成本只有15美元，却可以预测何时会停电、自动规划家用电器用电时间的小盒子里，让“高大上”的科技接上了地气，为解决背景复杂又事关亿万人生计的印度停电问题提供了绝佳思路。
第二次工业革命之后，我们已经很难想象没有电力的生活。21世纪的今天，人类已经在讨论第四次工业革命，即更加清洁、环保的电力生产。然而，与此同时，一些发展中国家却还没有实现最起码的稳定电力供应，这其中就包括典型的发展中国家——印度。外界很难想象经济增长强劲的印度电力短缺的问题严重到了什么程度。作为世界上排名前五的发电大国，印度的人均用电量却不及世界人均用电量的三分之一、中国的五分之一，远远落后于绝大多数国家。印度的13亿人口中，有3亿人从来就没有用过电，而即便是有电网覆盖的地区，也随时面临着停电的威胁。印度最为现代化的首都新德里，每天停电好几次已是家常便饭。2012年7月末，印度更是出现了两次波及超过6亿人口的停电事故，严重程度为人类史上之最。世界银行的报告显示，因频繁停电造成的经济损失相当于印度国内生产总值（GDP）的7%，印度信息技术革命设计师之一的南丹·尼勒卡尼（Nandan Nilekani）曾如此调侃过：“停电被偶尔的供电打断了 [1] 。”
《麻省理工科技评论》曾以封面报道印度的能源困局。一方面是激增的人口，另一方面却是资金、技术、政策等层层阻碍
更令人无奈的是，如此严重的问题，解决起来却又十分麻烦。停电的背后，有着错综复杂的多方面因素。与想象中不同的是，印度的电力供应事实上是基本充足的。印度中央电力管理局（Central Electricity Authority） [2] 的数据显示，2016至2017财年，印度的电力供应不仅充足，还有着1%～3%的盈余。那为什么还会有电力短缺的现象发生呢？问题出在以下几个方面。①落后的电力设施：硬件设施落后使得供电部门难以提供稳定的供电电压和频率，用户实际接收到的电压很少是额定的230伏，而是在215～250伏剧烈波动。②严重的输电损耗：不稳定的电压和频率以及其他一些技术或非技术的原因，导致印度发出的电量中有30%损耗在了输电线路上，而世界的平均输变电损耗只有9%。③无比猖獗的盗电行为：由于停电频繁，更由于难以监管，印度的某些人喜欢从电线杆上为自己家偷偷拉一根线。曾有印度电视台统计，40%的用电户都不曾交费，这让电力公司连年亏损，无法通过增加投资改善电力设施。盗电行为造成的经济损失已高达印度GDP的1.5%，可每到选举时，地方政府却又总会为了选票而纵容盗电行为，从而让印度电力陷入资金、政策、规划、技术等多重因素交织的恶性循环。
面对如此复杂、严重的难题，从政府到供电企业一直都没有拿出很好的解决方案。于是，有钱人自备发电机，穷人只能逆来顺受。富起来的印度中产阶级已经买得起洗衣机和热水器了，但不稳定的电网让这些机器在来电时成为电网的新累赘，停电时彻底沦为摆设。一百多年前已经开始出现的电气化生活方式，至今都无法在印度的家庭普及。
塔努加·加努便是在这样的环境中长大的。2010年，作为久负盛名的印度理工学院（Indian Institute of Technology，IIT）的研究生，塔努加·加努进入位于班加罗尔的IBM（国际商业机器公司）印度研究院，在刚成立不久的智慧能源组（Smarter Energy Group）当一名实习生。那时的IBM印度研究院正在开发一种插入式的用电数据收集仪，试图找出印度家庭在不同时段使用家用电器的习惯和规律。熟知数据挖掘与机器学习知识的塔努加·加努很快就在项目中崭露头角，负责分析收集到的数据，并开发出一种可以控制家用电器在整体用电需求较低——也就是不容易停电的情况下工作的算法。如此一来，用户只需设定“在下午2点前洗完衣服”，设备就可以自动让洗衣机避开早上8点到10点的用电高峰，提前或推后完成工作，从而避免洗到一半突然停电的麻烦，提高了居民的生活质量。而对于电网来说，如果大量用户都使用这套设备，就可以把相当一部分高峰时的用电负荷分配到低谷时段，在很大程度上降低输电设备负荷，缓解供电压力，在无须面对基础设施建设、盗电监管、用电政策等一系列问题的前提下有效解决印度的停电难题。
然而，IBM的研究人员很快就发现，他们的想法只是一厢情愿。这种常规的物联网、大数据技术思路需要庞大的数据中心提供计算和数据存储，因此，安装在家里的设备需要连接互联网，才能将收集到的数据上传服务器，再下载控制家用电器工作的指令。然而，印度只有11%的家庭可以连上互联网，就更不用说物联网设备常用的Wi-Fi了。而且，对于普通的印度用户来说，高性能处理器和双向通信设备也实在太昂贵。塔努加·加努意识到，常规的物联网、需求侧管理、大数据等技术，根本无法应用于缺乏计算和通信基础设施的印度。这是一个与硅谷、柏林、中关村完全不同的地区，如果要应用这些技术，印度的科技创新者必须走全新的路径。
夏季炎热的天气给供电带来了严重的挑战，但只有使基础设施、物联网、大数据等科技手段印度化，才能改善印度的电力状况
2011年，硕士毕业之后的塔努加·加努正式加入IBM印度研究院，终于和同事一起成功研发出了一种科技含量丝毫不低又十分接地气的智能设备，堪称物联网、大数据的印度化解决方案——nPlug。
nPlug是一个尺寸只有几厘米见方的小盒子。无须联网、更无须对印度糟糕的电力基础设施进行任何改变，也无须忧虑任何政策风险 [3] ，nPlug可以直接插在墙上的插座里，使用最廉价的硬件进行本地监测并分析线路中的电压与频率。与常规的物联网设备不同，塔努加·加努开发出了一套简单但有效的数据挖掘算法，让nPlug不必上传服务器，单靠自己的简单的运算能力（仅有128KB程序存储量的16位处理器和只有4MB的用户习惯存储器），就能准确预测用电需求和停电时间，管理家用电器。整个硬件的量产成本价不超过15美元，却可以突破资金、技术、政策等层层障碍，在不依赖任何其他通信、运算等基础设施的条件下，完成调节用电高峰的作用，缓解印度的停电困局。
“如果你的解决方案需要运算和通信，那对于发展中国家来说就不现实 [4] 。”塔努加·加努说。通过自己的努力，她将物联网、大数据、人工智能等国际上最新的技术成果，与印度的实际发展情况结合起来，向世人诠释了科技的另一种魅力：不仅可以“高大上”地拓展人类能力的边界，还可以接地气地解决生存和生活的难题；当一部分人已经朝着未来迈进的时候，帮助另一部分人尽可能地跟上时代越来越快的脚步。
参考文献
[1] NILEKANI N.Imagining India:The Idea of a Renewed Nation[M].Penguin Books,2010.
[2] Load generation balance load generation balance[J].Central Electricity Authority,2014,73:125.
[3] GANU T,SEETHARAM D P,ARYA V,et al.NPlug:An autonomous peak load controller[J].IEEE Journal on Selected Areas in Communications,2013,31(7):1205–1218.
[4] LAMONICA M.Tanuja Ganu,31[EB/OL].MIT Technology Review,2014(2014).https://www.technologyreview.com/lists/innovators-under-35/2014/inventor/tanuja-ganu/.