前言：本文是根据6月28日我在上海举办的2017（第六届）国际智慧城市峰会上的发言内容整理而成，本次峰会由中国城市科学研究会和同济大学共同主办。

2007年开始，我和科学院大学石勇，彭耿，刘颖等老师，发表论文提出互联网的进化发展问题，“互联网正在向着与人类大脑高度相似的方向进化，它将具备自己的视觉、听觉、触觉、运动神经系统，也会拥有自己的记忆神经系统、中枢神经系统、自主神经系统。并绘制了互联网云脑的架构图。

2008年11月6日，美国IBM总裁兼首席执行官彭明盛在纽约市外交关系委员会发表演讲《智慧地球：下一代的领导议程》。“智慧地球”的理念被明确的提出来，目标是让社会更智慧地进步，让人类更智慧地生存，让地球更智慧地运转。

在此基础上，智慧城市的概念孕育而生，并在此后的8年里，成为中国城市建设的的目标并得到大力推进。智慧城市就是运用信息和通信技术手段感测、分析、整合城市运行核心系统的各项关键信息，从而对包括民生、环保、公共安全、城市服务、工商业活动在内的各种需求做出智能响应。其实质是利用先进的信息技术，实现城市智慧式管理和运行，进而为城市中的人创造更美好的生活，促进城市的和谐、可持续成长。

一.用互联网云脑架构详解智慧城市若干重要应用和概念

从本质上讲智慧地球和智慧城市还是互联网发展到一定程度，向城市建设蔓延和深入的结果。因此建设智慧城市就不能忽略互联网的发展趋势和进化规律。在探讨城市神经反射弧之前之前，我们首先解析在智慧城市建设中最重要的组成部分云计算，物联网，大数据，人工智能，边缘计算，工业4.0,机器人等之间究竟是什么关系

1.物联网是互联网云脑的感觉神经系统

因为物联网重点突出了传感器感知的概念，同时它也具备网络线路传输，信息存储和处理，行业应用接口等功能。而且也往往与互联网共用服务器，网络线路和应用接口，使人与人（Human ti Human ,H2H），人与物（Human to thing，H2T）、物与物（ Thing to Thing,T2T）之间的交流变成可能，最终将使人类社会、信息空间和物理世界融为一体

2.工业4.0或工业互联网本质上是互联网云脑运动神经系统的萌芽，

互联网中枢神经系统也就是云计算中的软件系统控制工业企业的生产设备，家庭的家用设备，办公室的办公设备，通过智能化，3D打印，无线传感等技术使的机械设备成为互联网大脑改造世界的工具。同时这些智能制造和智能设备也源源不断向互联网大脑反馈大数据数，供互联网中枢神经系统决策使用

3.云计算是互联网云脑的中枢神经系统

在互联网虚拟大脑的架构中，互联网虚拟大脑的中枢神经系统是将互联网的核心硬件层，核心软件层和互联网信息层统一起来为互联网各虚拟神经系统提供支持和服务，从定义上看，云计算与互联网虚拟大脑中枢神经系统的特征非常吻合。在理想状态下，物联网的传感器和互联网的使用者通过网络线路和计算机终端与云计算进行交互，向云计算提供数据，接受云计算提供的服务。

4.大数据是互联网人工智能热潮产生的基础

随着博客、社交网络、以及云计算、物联网等技术的兴起，互联网上数据信息正以前所未有的速度增长和累积。互联网用户的互动，企业和政府的信息发布，物联网传感器感应的实时信息每时每刻都在产生大量的结构化和非结构化数据，这些数据分散在整个互联网网络体系内，体量极其巨大。这些数据中蕴含了对经济，科技，教育等等领域非常宝贵的信息。这就是互联网大数据兴起的根源和背景。

5.互联网人工智能是互联网云脑智慧和智能产生的动力源泉

1992年日本第五代计算机计划的无果而终，随后人工神经网络热在20世纪90年代初退烧，人工智能领域再次进入“AI之冬”。这个冬季如此的寒冷与漫长，直到2006年加拿大多伦多大学教授Geoffrey Hinton提出”深度学习“算法，情况才发生转变。这个算法是对20世纪40年代诞生的人工神经网络理论的一次巧妙的升级，它最大的革新是可以有效的处理庞大的数据。这一特点幸运的与互联网结合。由此引发了2010年以来新的一股人工智能热潮。人工智能从此进入一个新的时代--互联网人工智能时代，基于互联网海量的“大数据”和每时每刻与现实世界的信息交互，2014年开始，百度大脑，讯飞大脑，阿里大脑等互联网人工智能系统也纷纷涌现，不断创造出新的领域和记录。

6.边缘计算是互联网云脑系统的神经末梢

边缘计算可以看做是互联网云脑（大脑）发育过程中互联网神经末梢不断发育的结果，边缘计算为代表的智能感受器和效应器在网络的边缘进行初步和简单的数据，信息处理。它们的出现不是为了替代互联网的中枢神经系统（云计算），而是与云计算互为备份，互为依托，增加整个互联网云脑（大脑）的鲁棒性。在有良好网络条件的情况下，云端能减少本地端的计算任务，也能够完成信息储备能力及数据实时共享。当网络线路和云端计算量受限时，边缘计算和雾计算可以独立进行信息处理，但最终当线路联通后，边缘计算和雾计算还是要把相关信息传输到云端（互联网中枢神经系统），实现不同边缘设备的信息共享和交互。

二 基于互联网云脑架构的智慧城市建设

从以上研究可以看出智慧城市作为互联网与城市建设结合的样本，一方面会继承互联网大脑架构的基本原理，也就是说智慧城市作为完整的体系，应该有自己的城市中枢神经系统（云计算建设），城市感觉神经系统（物联网建设），城市运动神经系统（工业4.0建设），城市神经末梢发育（边缘计算），城市智慧的产生与应用（大数据与人工智能建设）。

智慧城市建设的基本体系依然是互联网大脑架构的缩小版，但其关键核心却是城市神经元或城市神经元网络的建设，我们知道人类大脑中最重要的结构是神经元，正是由于神经元的链接，互动才产生了智慧，同样智慧城市只有找到和建设好自己的神经元，神经网络，其他所有的一切要素（包括云计算，物联网，工业4.0.大数据，人工智能）才有基础。

那么这个城市神经元，城市神经网络将如何建设呢？答案是大社交网络的生成和大社交网络与城市的结合，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，

这个大社交网络与智慧城市紧密的结合是智慧城市能否建设成功的关键，也就是说智慧城市的每个要素，无论是居民，企业，政府机构，路灯，车辆，工场，都要以城市神经元的方式加入到智慧城市的大社交网络，这些城市神经元的互动，聚合，链接将成为城市变成智慧城市的关键点。城市中枢神经系统（云计算建设），城市感觉神经系统（物联网建设），城市运动神经系统（工业4.0建设），城市智慧的产生与应用（大数据与人工智能建设）的产生而是以此为基础才能真正运转起来。综上所述，基于互联网云脑架构的智慧城市云脑示意图如下图所示：

三。基于互联网云脑的7种城市神经反射弧和应用场景