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智慧社会的产生、建设与未来,基于互联网大脑模型的研究

已有 611 次阅读 2018-4-23 12:40 |个人分类:互联网神经学|系统分类:科研笔记| 智慧社会, 互联网大脑

 

前言:随着2017年十九大提出建设智慧社会以来,智慧社会成为新的科技与人文研究热点,本文从智慧社会产生的背景、互联网大脑模型的提出,基于互联网大脑模型的智慧社会建设,6个与智慧社会、互联网大脑模型相关的课题等方面对智慧社会的产生、建设与未来进行了探讨。

作者:刘锋 计算机博士,《互联网进化论》作者

正文

2017年10月18日十九大在京胜利召开,十九大在报告中提到:“要贯彻新发展理念,建设现代化经济体系。突出技术创新,为智慧社会提供有力支撑。”

“智慧社会”作为建设创新型国家的重要组成部分,一经提出,即引起广泛关注。“智慧社会”为什么会在21世纪的第二个十年中提出,科技和社会的发展为“智慧社会”奠定了怎样的基础,支撑“智慧社会”运转的物质基础是什么,“智慧社会”的产生会在科学和管理上带来哪些新的课题?本文将就这些问题进行探讨。

应该说“智慧社会”的产生与互联网为代表的前沿科技爆发有密切关系,在科学研究和商业竞争两个车轮的推动下,泛互联网领域产生了TCP/IP,社交网络,电子商务,移动互联网,工业互联网等创新应用,以及谷歌、百度、阿里巴巴、腾讯、Facebook、亚马逊、英伟达、Mobilogix、Palantir等一大批科技巨头,从不同角度实现了整个人类社会的联网化和智能化。

一.智慧社会与互联大脑产生的历史背景

从科学史可以看到这样一个规律,每一次人类社会的重大技术变革都会导致新领域的科学革命,大航海时代使人类看到了生物的多样性和孤立生态系统对生物的影响。无论是达尔文还是华莱士都是跟随远航的船队才发现了生物的进化现象。

大工业革命使人类无论在力量的使用还是观察能力都获得的极大的提高。为此后100年开始的物理学大突破,奠定了技术基础。这些突破包括牛顿的万有引力,爱因斯坦的相对论,和众多科学家创建的量子力学大厦,这些突破都与”力“和”观测“有关。

互联网革命对于人类的影响已经远远超过了大工业革命。与工业革命增强人类的力量和视野不同,互联网极大的增强了人类的智慧,丰富了人类的知识。而智慧和知识恰恰与大脑的关系最为密切。互联网的技术突破使得人类处在新科学革命的前夜。

从1969年互联网诞生以来,人类从不同的方向在互联网领域进行创新,并没有统一的规划将互联网建造成什么结构,当时间的车轮到达2017年,随着人工智能,物联网,大数据,云计算,机器人,虚拟现实,工业互联网等科学技术的蓬勃发展,当人类抬起头来观看自己的创造的巨系统,互联网大脑的模型和架构已经越来越清晰。

应该说2017年19大提出的智慧社会,是对互联网为代表的前沿科技深刻影响人类社会的一次高屋建瓴的总结,也标明当互联网发展到一定程度,向人类社会各个领域和组成部分蔓延深入的结果。因此建设智慧社会不能忽视互联网的发展趋势和进化规律。作为前沿科技发展的最新架构-互联网大脑模型,在研究智慧社会形成和运转时,将是一个不容忽视的研究方向。

二。互联网大脑模型的产生和智慧社会的发展

我们知道互联网一般是指将世界范围计算机网络互相联接在一起的网际网络,在这基础上发展出覆盖全世界的全球性互联网络称互联网,即是互相连接一起的网络结构。

当互联网进入到21世纪以后,出现了爆发式增长,这其中包括2000年左右开始的社交网络,实现了人与人的信息通讯和社交沟通。

2009年开始的物联网建设,使得互联网网络除了连接计算机,也开始连接安放在土壤,机器,大楼,汽车中的温度传感器,图像摄像头和声音传感器。

到2010年,互联网中的服务器开始进一步集中,出现了政府,企业提供统一的存储,计算和传输的巨型服务器集群以及相关数据库、应用软件。这就是云计算的出现。

此后,移动互联网、工业4.0、工业互联网、大数据、人工智能不断涌现。互联网已经远远超出了原先的定义和绘制的模型架构。那么用一种什么样的新结构或新模型能够真正反映互联网的本质与核心,能够反映互联网的未来发展趋势。

2008年,科学院研究团队刘锋、彭庚等人参考神经科学的大脑架构,在《中国科技论文在线》发表论文《互联网进化的趋势与规律》,提出了互联网大脑的模型,用来阐述互联网发展的最新架构,此后刘锋,彭庚,刘颖,石勇等博士和教授形成的研究团队发表相关论文20余篇(包括SCI,EI,ISPT等),专著《互联网进化论》一部。

互联网大脑模型,就是互联网向与人类大脑高度相似的方向进化过程中,形成的类脑巨系统架构。互联网大脑架构具备不断成熟的类脑视觉、听觉、躯体感觉、运动神经系统、记忆神经系统、中枢神经系统、自主神经系统。互联网大脑通过类脑神经元网络将互联网各神经系统和世界各元素关联起来,互联网大脑在群体智慧和人工智能的驱动下通过云反射弧实现对世界的认知,判断,决策和反馈。下面我们就逐步分析智慧社会是如何通过互联网类脑智能巨系统的形成逐步成熟和完善的。(1)

我们在前文中提到“随着博客、社交网络、云计算、物联网、大数据、工业4.0、云机器等科学技术的蓬勃发展,互联网类脑架构也逐步清晰起来。智慧社会的提出和建设也与此有很大的关系”

下面,我们看一下科技的进步是如何推动互联网大脑这个类脑智能巨系统与智慧社会形成。

2004年,以博客,Web2.0,社交网络为代表的科技浪潮为互联网大脑(智慧社会)的神经网络奠定了基础。

2008年,以物联网为代表的科技浪潮为互联网大脑(智慧社会)的感觉神经系统奠定了基础

2009年,以云计算为代表的科技浪潮为互联网大脑(智慧社会)的中枢神经系统奠定了基础

2010年,以移动互联网,光纤,3G为代表的科技浪潮为互联网大脑(智慧社会)的神经纤维发育奠定了基础

2012年,以工业4.0,工业互联网为代表的的科技浪潮为互联网大脑(智慧社会)的运动神经系统奠定了基础

2013年,以大数据为代表的科技浪潮为互联网大脑(智慧社会)的智能发展奠定了数据基础

2015年,以人工智能为代表的科技浪潮为互联网大脑(智慧社会)各神经系统的激活和联动奠定了基础。

2017年开始,以互联网类脑巨系统为代表的科技浪潮为国家,城市,社会的全面智能化奠定了基础,一方面自然界和人类社会的各个组成元素不断链接到大社交网络中,人与人,人与物,物与物的交互和沟通,形成互联网(城市)云脑的神经网络发育基础。另一方面,来自交通、安全、金融、商业,政务,农业,矿产等各个领域不断通过云反射弧的方式,实现从感知到中枢神经处理再到反馈的类脑智能化问题处理过程。也正是在此基础上,智慧社会的提出恰逢其时。

2020年之后,以人类群体智慧和互联网人工智能为代表的两大智能方式在智慧社会的发展中不断融合和互补,形成互联网类脑巨系统的左右大脑架构,驱动智慧社会不断向前进化。

三.基于互联网大脑模型的智慧社会定义

在上述互联网大脑模型研究的基础上,本文提出智慧社会的定义:

智慧社会 就是整个人类社会因为互联网及其延伸产物云计算,大数据,物联网,工业互联网(工业4.0),云机器人,人工智能,边缘计算的爆发,形成的类脑巨系统架构驱动的社会组织模式,智慧社会依托互联网形成社会的类脑中枢神经系统,视觉神经系统,躯体感觉神经系统,听觉神经系统,运动神经系统,神经纤维,神经元网络,社会云反射弧等等结构。智慧社会通过类脑的神经元网络将社会各要素(包括但不仅限于人,AI系统,生产资料,生产工具)和自然各要素(包括但不仅限于河流,山脉,动物,植物,太空)链接起来,通过社会云反射弧实现实现对世界的认知,判断,决策、反馈和改造。

四.基于互联网大脑模型的智慧社会建设

基于互联网大脑模型的智慧社会的建设中,涉及到类脑智能巨系统的躯体感觉神经系统,中枢神经系统,运动神经系统,大数据建设,人工智能建设等,除此之外更为重要的两个结构是类脑神经元网络和云反射弧,我们下面一一进行阐述。

1.互联网大脑的躯体感觉神经系统将构成智慧社会的世界感知系统,由分布在城市,工厂,乡村,人体,自然界的各种传感器组成,这些传感器包括热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元件等等。这些传感器把人类社会和自然界的各种信息源源不断的传送到网络空间,供互联网大脑的其他组成部分使用,传感器不断通过微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化进行进化,它不仅促进了传统产业的改造和更新换代,更是智慧社会具有感知能力的基础。

2.互联网大脑的云计算是智慧社会中枢神经系统的萌芽,它通过服务器,网络操作系统,神经元网络(大社交网络),大数据和基于大数据的人工智能算法对智慧社会的各个组成部分进行统一的信息,数据和智能处理,目前包括阿里云,腾讯云,亚马逊云,谷歌云等正在向这个方向发展。

3.互联网大脑的大数据建设将智慧城市各神经系统在运转过程中传输和积累的有价值信息。这些信息分别来自自然界传感器、居民的生活,企业的运转,政府的管理过程中产生的信息,也来自城市的建筑大楼,交通车辆,甚至是分布在城市土壤,空气,水域中的传感器传来的信息,这些数据是智慧城市产生智慧的基础。

4.互联网大脑的工业4.0和工业互联网是智慧社会的运动神经系统发育,这将是智慧社会未来非常庞大的组成部分,包括智能驾驶,云机器人,无人机,3D打印、智能制造等等,他们通过延展运动和机械操作,帮助智慧社会的居民和管理者完成智慧社会的运行和建设。

5.互联网大脑的边缘计算建设是智慧社会神经末梢的发育和成长,将人工智能技术和包含了人工智能技术的芯片与分布在城市的传感器,摄像头,智能终端,智能汽车,智能制造设备,楼房建筑,工业机器人等等地方,目标是使智慧社会的的感觉神经系统,运动神经系统的末梢控制变得更为智能和健壮。

6.互联网大脑的移动通讯建设是智慧社会纤维种类的丰富,让居民,企业,政府机构更为便捷,更不受地域限制的链接到互联网大脑中。这需要对社会中的通讯运营商不断进行技术升级和基础设施建设,如移动通讯的技术从3G到4G到5G的发展。互联网大脑的神经纤维建设是保证智慧社会运转的重要保证,是连接智慧社会成为一个整体,确保智慧社会云反射弧即使准确运转的关键。

7.人工智能建设是智慧社会提升智慧的催化剂和灵魂,人工智能不仅仅通过算法如深度学习,机器学习与云计算,大数据,机器人,智能设备结合,也运用到智慧社会的神经末梢,神经网络和智能终端中。譬如AI传感器,AI手机,AI智能生产设备,AI用户助理等等。

互联网大脑的核心架构除了互联网中枢神经系统,视觉神经系统,听觉神经系统,躯体感觉神经系统,运动神经系统的描述外。有两个最为重要的核心分别是:类脑神经元网络和云反射弧,它们也是未来智慧社会建设的物理基础与核心。

1.关于智慧社会的类脑神经元网络问题:

我们知道,神经网络是大脑中最重要的结构和功能。动物机体是一个极为复杂的有机体,各器官、系统的功能不是孤立的,它们之间互相联系、互相制约,实现这一需求就需要生物体有统一的神经网络系统。

互联网的类脑神经元网络是由传统的社交网络发育而成,一直以来,社交网络被认为就是互联网上人与人的交互社区。但随着物联网,云计算,大数据等新现象的出现,社交网络的形态也必将发生改变。当物联网,工业4.0,工业互联网与社交网络融合时,每一栋大楼,每一辆汽车,每一个景区,每一个商场,每一个电器,每个智能程序都会在SNS网站上开设账号,自动的发布自己实时的信息,并与其他”人“,和“物”进行交互.社交网络的定义将不再仅仅是人与人的社交,而是人与人,人与物,物与物的范围更大的社交网络.我们可以称为“大社交网络”(Big SNS)),也就是互联网类脑神经元网络的构成。

互联网的类脑神经元网络是由社交网络发育而成,无论是世界范围的个人用户、企业、政府机构、路灯、车辆、工场,各种智能设备,智能程序都要以神经元的方式加入到智慧社会的神经元网络中,这些类脑神经元的互动,聚合,链接将使智慧社会真正变得更为智慧。它也是后续探讨的云反射弧能够正常运转的基础。

2.关于智慧社会的云反射弧:

神经反射现象是人类神经系统最重要的神经活动之一,也是生命体智能的重要体现,与人体的神经反射弧相对应,

云神经反射弧作为互联网与人工智能结合的产物,是智慧社会的未来发展中将起到非常重要的作用。从实践上看,总共有9种不同种类的云反射弧,这些云反射弧的成熟依赖与互联网与人工智能技术的进一步结合。

云反射弧的建设反应出智慧社会在提供各种智慧相关服务,处理各种问题过程中的种类和反应速度,云反射弧的种类越多,反应速度越快,其智慧程度也会越高。例如包括安防云反射弧,金融云反射弧,交通云反射弧,能源云反射弧,教育云反射弧,医疗云反射弧、旅游云反射弧、零售云反射弧。。。。

无论是在互联网的内部虚拟世界,还是在现实世界,在完成云反射弧时,都存在如何发现和选择最优路径的问题,解决这个问题,涉及到图论,互联网节点布局,通讯线路,传感器等等方面,在类脑智能巨系统的中枢神经系统的调度下,通过选择最优的路径,从而实现云反射弧的快速,有效和稳定的执行。

云反射弧路径问题关系到互联网内部的信息传递和现实世界的物质传递,根据完成功能的距离不同,解决这个问题,涉及到图论,互联网节点布局,通讯线路,传感器等等方面通过选择最优的路径,从而实现云反射弧的快速,有效和稳定的执行。每一种又分为4种类型。在研究互联网大脑的云反射弧路径问题时,需要将他们结合起来综合研究,分析如何在互联网内部和现实世界中寻找合适的反射弧路径,为完成任务提供支持。

.互联网类脑智能巨系统与智慧社会的最新进展

2018年以来,互联网类脑智能巨系统与行业的结合,出现越来越多的范例,例如2018年1月30日上海加强城市管理精细化“三年行动计划”中提到“上海将加强城市管理“神经末梢”建设,打造感知敏捷、互联互通、实时共享的“神经元”系统;深化智慧治理,以城市网格化综合管理信息平台为基础,构建城市综合管理信息平台,推进“城市大脑”建设。”

2017年年底前百度研究院院长林元庆成立Aibee(爱笔智能),建设行业综合大脑,旨在用多项AI技术,如深度识别、人脸识别、语音交互、多轮交互、大数据分析、三维空间重建等,帮助传统行业提升整体效率。

2018年1月26日,智慧交通峰会上,滴滴正式发布了智慧交通战略产品“交通大脑”,与交管部门合作,用AI的决策能力解决交通工具与承载系统之间的协调问题。

六,基于互联网大脑模型的智慧社会6个研究课题

1.智慧社会的两个智慧中心,AI+云计算与群体智慧+社交网络的形成与相互关系

2.如果处理智慧社会云反射弧的理论建设问题,包括智慧社会的云反射弧有多少种类,云反射弧在运转时,如何在互联网虚拟空间和现实世界中选择最优的路径

3.如何建设互联网类脑智能巨系统的中枢神经系统,包括人工智能技术的应用,大数据的汇聚,系统安全问题,中枢神经系统的所有权和控制权问题

4.如何在智慧社会建设中,规划智能传感器的安装,分布和维护工作,涉及到的芯片技术,AI技术,通讯技术有哪些,涉及的隐私权问题、信息公开度问题和信息安全问题等

5.如何在智慧社会建设中,规划联网的机器人,智能设备,智能工厂,智能汽车,智能无人机等与互联网大脑模型运动神经有关的系统建设问题,包括新技术的应用,对劳动力的替代,智能设备对社会带来的潜在安全问题等。

6.研究智慧社会建设与互联网大脑模型的顶层基础理论建设问题,包括人工智能,社会学,脑科学,科技哲学,管理学,经济学等如何交叉为智慧社会建设提供理论支持




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1 赵克勤

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