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宅家科普:万物互联CPS与AI未来融合

已有 775 次阅读 2020-2-15 12:22 |个人分类:物联网|系统分类:科普集锦| CPS, 物联网, 万物互联, 人工智能

                                              万物互联CPS与AI未来融合

     大自然是自然的万物互联,这种联系体现在人类认识到的自然规律,是地球生态的平衡、影响与演变。

     对更好生活的追求,是人造的万物互联。万物互联的本质,是信息,是所需信息的随时获取和即时满足。需要满足信息的是人。为实现更远信息的获取,产生了网络。通过网络的信息,产生了叠加效应:信息+信息=新的信息。

      因此,信息是感知的抽象,或者加工。而信息的进一步发展而获得独立,创造出物理世界的虚拟对映体:虚拟的物理世界。带来的最大好处是,虚拟的,反过来,会产生新的物理体,就好比,信息也是人脑中的想法,无非,它以新的形式存在于信息虚拟大脑中,并激发了新的想法--于是产生了新的信息,创造了新的世界。

      由此,CPS是人类对物理世界的类似人类思维的一种抽象信息加工的构架,就像一个人,大清早起来,发现屋子乱糟糟,产生想法,然后行动,动手收拾了房间,改变了他的物理生存环境。

      网络的产生,让更远距离的信息,到达眼前得到即时满足。但CPS系统中的信息,与其大脑中的想法产生了一段距离:就像你想打扫你的房间,已经想象到房间整理干净的模样,产生了一个愿景vision。但首先需要一个工具,比如扫把。

      CPS怎么获得各种信息呢?各类传感器、人类自己的传感器(眼睛、鼻子等),人类产生的各类信息。这些数据,或者说数字,让我们能够传递、接收和处理。但数据不是信息本身,只能大致的接近描述它。

      接下来的,是处理这些信息(数据)。显然,计算机是唯一可行的处理机器,最大的好处是这些机器不会感到累。CPS连接的物体越多,数据越多,除了繁忙的数据传递,大量信息造成网络拥堵,数据越来越大(大数据),机器难以应对,对大量数据的处理和存储,期望于各种各样分布式的云计算。

      但最为关键的麻烦在于,计算机处理的是数字,是对物理世界的映射,不是物理世界本身(当然,物理世界不数字化,无法实现数字层级的信息处理),而映射的扭曲、碎片支离、降维抽象导致的必要信息的丢失、噪音的加入等等,导致对有用信息的获取陷入困境:如果想得到更大范围的虚拟大脑的控制,就需要更大范围、更加细腻的感知信息,而更多更大范围的信息获取及获得,海量信息的叠加愈加模糊淹没了物理世界的真实性状,从而使虚拟大脑离开其初始的vision更远。

      于是,CPS似一匹脱缰的野马,不堪万物互联的重负:越来愈多的信息需要感知与互传,越来越多的物体需要立即进行干预与控制。CPS大脑的胃口或其Vision,开始体验到理想很丰满,现实很骨感。这其实,也正如人类,理想总是早于现实。

     AI的出现让CPS眼睛一亮,似乎在Vision与似海的信息(数据)的鸿沟中的找到一条垫板:AI处理数据,更加智能的处理数据,而不仅仅是在数据中心,比如云中心。AI类似智能的数据处理利器,可以活跃在信息获取(感知端)、信息传输(网络端)、信息的集中处理(云端)、信息应用(控制端)。

      至此,未来如果这些智能agent无处不在,CPS似乎看到了一些希望。但CPS仍然不能坐等理想实现,因为如果AI靠数据活着,难免有些死板,难以看到数据之外的景象。另外AI智能的代价是目前还靠拼命的算,而CPS未来更海量的数据,它未必能吃得消。何况,与CPS想要的快算,似乎还有段距离。而更高的算力,也许未来会依赖量子计算或者生物计算。但不论如何,CPS对AI的憧憬,未来的融合,应该难以避免。  



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1 郑永军

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