03.25 一文理解“泛城市大腦”的起源、定義與三個建設重點

一文理解“泛城市大腦”的起源、定義與三個建設重點

2010年以來除了谷歌、百度、阿里、騰訊、華為、360提出“大腦”系統之外,2015年之後,包括城市大腦、城市雲腦、城市超級大腦 、城市超腦、城市神經網絡等”泛城市大腦”概念也大量湧現。

這些新科技概念產生的背景、定義和未來趨勢究竟如何,學術和產業界認知並不統一,一部分企業和專家認為,城市大腦或泛城市大腦是一個AI巨系統,用來控制一個城市的智能化運轉,與真實的大腦無關,而另一種觀點認為城市大腦是綜合群體智慧和雲機器智慧的類腦智能巨系統,對於上述問題和爭論,本文將進行詳細闡述。

從21世紀科技發展趨勢看,以互聯網為核心的技術架構正在發生巨大變化 ,種種跡象表明經過50年的演化,互聯網正在從1969年聯網的4臺計算機的網絡結構發展成為21世紀的今天,鏈接了40億人類,數百億智能設備的類腦超級智能系統。2008年,我們第一次發表論文將這個互聯網的新架構稱為“互聯網大腦”模型【1】

一文理解“泛城市大腦”的起源、定義與三個建設重點

2008年以來,研究團隊發現包括社交網絡、5G移動通訊、物聯網、雲計算、大數據、人工智能、工業4.0、邊緣計算、區塊鏈、雲機器人等前沿技術的產生和爆發都與互聯網大腦模型的發育有關【2】。

互聯網的這一類腦化進程對人類的社會、經濟、科技、文化特別是城市建設都將產生重要影響。當互聯網類腦架構與企業的業務特徵結合時,就產生了谷歌大腦、百度大腦、訊飛超腦、阿里ET大腦,騰訊超級大腦、360安全大腦、華為EI智能體,當互聯網類腦架構與智慧城市建設結合時,就產生出諸如城市大腦、城市雲腦、城市超級大腦 、城市超腦,城市神經網絡等泛”城市大腦”概念。

一文理解“泛城市大腦”的起源、定義與三個建設重點

2015年2月,我們根據互聯網的類腦特徵與智慧城市結合,在程序員網站CSDN發表文章《基於互聯網大腦的智慧城市建設》,提出“城市大腦”的概念和定義【3】:

城市大腦就是城市建設伴隨著21世紀互聯網架構的類腦化過程,逐步形成自己中樞神經系統(雲計算),城市感覺神經系統(物聯網),城市運動神經系統(工業4.0,工業互聯網),城市神經末梢發育(邊緣計算),城市智慧的產生與應用(大數據與人工智能),城市神經纖維(5G、光纖、衛星等通訊技術)。

在上述城市類腦神經系統的支撐下,形成城市建設的兩大核心:第一是城市神經元網絡系統(城市大社交網絡),實現城市中人與人,人與物,物與物的信息交互。第二是城市大腦的雲反射弧,實現城市服務的的快速智能反應。雲機器智能和雲群體智慧是城市智慧湧現的核心動力。這樣基於互聯網大腦模型的類腦城市架構稱之為城市大腦。

2015年之後,泛城市大腦出現了突飛猛進的發展勢頭:在產業領域,2016年阿里提出阿里城市大腦,2017年,華為提出城市神經網絡,2018年,騰訊提出城市超級大腦,科大訊飛提出城市超腦。

在城市建設方面,從2016年,杭州、上海、北京、廣州等城市各自提出和開展了不同城市大腦建設方案,其中上海市開展了以建設城市神經元系統為重點的頂層方案。

在研究方面,我們分別在2017年管理科學藍皮書,2018年IEEE國際會議上發表論文,進一步闡述了城市大腦的建設框架,重點提出城市大腦並不是一個自動控制城市運轉的AI巨系統,而是一個聚合機器雲智能與人類群體智慧的類腦智能巨系統。在研究中我們也提出了城市大腦建設水平的評價標準-城市智商,指出通過對城市神經元網絡和城市雲反射弧的成熟度考察,可以評估一個城市的城市智商【4】。

人類群體智能與智能設備的機器智能將通過互聯網大腦架構形成自然界前所未有的超級智能。這個類腦的超級智能系統框架與智慧城市的建設結合,是“泛城市大腦”產生的根源。在具體實施中,有三個方面特別值得重點關注:

一文理解“泛城市大腦”的起源、定義與三個建設重點

第一個關鍵點是如何建設類腦神經元網絡的問題,是在應用軟件層還是在操作系統層建立,使之能夠將城市的人,機構、智能設備,城市設施,AI系統等鏈接起來。只有這樣才能將城市的信息有序流動起來,才能充分調動城市居民,政府領導和行業專家的群體智慧,也充分利用人工智能帶來的便利和效率。

第二個關鍵點是如何構建城市的雲反射弧問題,由於城市大腦的感覺神經系統,運動神經系統,中樞神經系統,神經纖維日益完善,於是傳感器,智能汽車、雲機器人、邊緣計算、雲計算、5G網絡、北斗/GPS等各種技術就可以聯合起來,形成雲反射為城市的需求做出及時、穩健的響應和處理。這些雲反射弧可以包括救火雲反射弧,急救雲反射弧,治安雲反射弧,消費雲反射弧,政務雲反射弧等等。不同城市因為經濟,文化,地域特徵不同,從而導致雲反射弧的種類也不可能完全相同,需要城市管理者深入研究並不斷髮掘。

第三個關鍵點是城市大腦避免成為信息孤島,也就是如何通過更高一層的互聯網大腦框架與其他城市形成技術聯動、需求聯動、人員聯動。從而參與到全球信息化進程的問題,從本質上說城市大腦是互聯網大腦的子系統,相當於互聯網大腦神經系統中的神經團,因此在建設城市大腦時需要考慮神經系統之間的協同效應,考慮城市神經反射弧可能跨越城市之間或國家之間發生,考慮城市的神經元網絡鏈接的不僅僅是一個城市的居民,也可能會鏈接國家或世界範圍與城市相關的人員,這樣才可以避免城市的智能化建設成為技術和信息孤島。

作者:劉鋒 互聯網進化論作者,計算機博士

【1】劉鋒,彭賡. 互聯網進化規律的發現與分析. 中國科技論文在線 [2008-09-24]. http://www.paper.edu.cn/releasepaper/content/200809-694.

【2】劉鋒.大腦爆發背後是50年互聯網架構重大變革.科學網[2018-9-25]http://blog.sciencenet.cn/blog-39263-1136902.html

【3】劉鋒.基於互聯網大腦架構的智慧城市建設探討.CSDN[2019.3.17].https://blog.csdn.net/zkyliufeng/article/details/43925795

【4】劉鋒,石勇,劉仿蕘.City Brain, a New Architecture of Smart City Based on the Internet Brain.IEEE CSCWD[2018-5-02].https://www.onacademic.com/detail/journal_1000040862619510_e24d.html


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