劉鋒：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(tǒng)之外，2015年之后，包括城市大腦、城市云腦、城市超級大腦 、城市超腦、城市神經(jīng)網(wǎng)絡等”泛城市大腦”概念也大量涌現(xiàn)。

這些新科技概念產(chǎn)生的背景、定義和未來趨勢究竟如何，學術(shù)和產(chǎn)業(yè)界認知并不統(tǒng)一，一部分企業(yè)和專家認為，城市大腦或泛城市大腦是一個AI巨系統(tǒng)，用來控制一個城市的智能化運轉(zhuǎn)，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云機器智慧的類腦智能巨系統(tǒng)，對于上述問題和爭論，本文將進行詳細闡述。

從21世紀科技發(fā)展趨勢看，以互聯(lián)網(wǎng)為核心的技術(shù)架構(gòu)正在發(fā)生巨大變化 ，種種跡象表明經(jīng)過50年的演化，互聯(lián)網(wǎng)正在從1969年聯(lián)網(wǎng)的4臺計算機的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)發(fā)展成為21世紀的今天，鏈接了40億人類，數(shù)百億智能設備的類腦超級智能系統(tǒng)。2008年，我們第一次發(fā)表論文將這個互聯(lián)網(wǎng)的新架構(gòu)稱為“互聯(lián)網(wǎng)大腦”模型【1】

2008年以來，研究團隊發(fā)現(xiàn)包括社交網(wǎng)絡、5G移動通訊、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能、工業(yè)4.0、邊緣計算、區(qū)塊鏈、云機器人等前沿技術(shù)的產(chǎn)生和爆發(fā)都與互聯(lián)網(wǎng)大腦模型的發(fā)育有關【2】。

互聯(lián)網(wǎng)的這一類腦化進程對人類的社會、經(jīng)濟、科技、文化特別是城市建設都將產(chǎn)生重要影響。當互聯(lián)網(wǎng)類腦架構(gòu)與企業(yè)的業(yè)務特征結(jié)合時，就產(chǎn)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(lián)網(wǎng)類腦架構(gòu)與智慧城市建設結(jié)合時，就產(chǎn)生出諸如城市大腦、城市云腦、城市超級大腦 、城市超腦，城市神經(jīng)網(wǎng)絡等泛”城市大腦”概念。

2015年2月，我們根據(jù)互聯(lián)網(wǎng)的類腦特征與智慧城市結(jié)合，在程序員網(wǎng)站CSDN發(fā)表文章《基于互聯(lián)網(wǎng)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(lián)網(wǎng)架構(gòu)的類腦化過程，逐步形成自己中樞神經(jīng)系統(tǒng)（云計算），城市感覺神經(jīng)系統(tǒng)（物聯(lián)網(wǎng)），城市運動神經(jīng)系統(tǒng)（工業(yè)4.0，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)），城市神經(jīng)末梢發(fā)育（邊緣計算），城市智慧的產(chǎn)生與應用（大數(shù)據(jù)與人工智能），城市神經(jīng)纖維（5G、光纖、衛(wèi)星等通訊技術(shù)）。

在上述城市類腦神經(jīng)系統(tǒng)的支撐下，形成城市建設的兩大核心：第一是城市神經(jīng)元網(wǎng)絡系統(tǒng)(城市大社交網(wǎng)絡），實現(xiàn)城市中人與人，人與物，物與物的信息交互。第二是城市大腦的云反射弧，實現(xiàn)城市服務的的快速智能反應。云機器智能和云群體智慧是城市智慧涌現(xiàn)的核心動力。這樣基于互聯(lián)網(wǎng)大腦模型的類腦城市架構(gòu)稱之為城市大腦。

2015年之后，泛城市大腦出現(xiàn)了突飛猛進的發(fā)展勢頭：在產(chǎn)業(yè)領域，2016年阿里提出阿里城市大腦，2017年，華為提出城市神經(jīng)網(wǎng)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(jīng)元系統(tǒng)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(fā)表論文，進一步闡述了城市大腦的建設框架，重點提出城市大腦并不是一個自動控制城市運轉(zhuǎn)的AI巨系統(tǒng)，而是一個聚合機器云智能與人類群體智慧的類腦智能巨系統(tǒng)。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(jīng)元網(wǎng)絡和城市云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(lián)網(wǎng)大腦架構(gòu)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(tǒng)框架與智慧城市的建設結(jié)合，是“泛城市大腦”產(chǎn)生的根源。在具體實施中，有三個方面特別值得重點關注：

第一個關鍵點是如何建設類腦神經(jīng)元網(wǎng)絡的問題，是在應用軟件層還是在操作系統(tǒng)層建立，使之能夠?qū)⒊鞘械娜?，機構(gòu)、智能設備，城市設施，AI系統(tǒng)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(diào)動城市居民，政府領導和行業(yè)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(gòu)建城市的云反射弧問題，由于城市大腦的感覺神經(jīng)系統(tǒng)，運動神經(jīng)系統(tǒng)，中樞神經(jīng)系統(tǒng)，神經(jīng)纖維日益完善，于是傳感器，智能汽車、云機器人、邊緣計算、云計算、5G網(wǎng)絡、北斗/GPS等各種技術(shù)就可以聯(lián)合起來，形成云反射為城市的需求做出及時、穩(wěn)健的響應和處理。這些云反射弧可以包括救火云反射弧，急救云反射弧，治安云反射弧，消費云反射弧，政務云反射弧等等。不同城市因為經(jīng)濟，文化，地域特征不同，從而導致云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并不斷發(fā)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(lián)網(wǎng)大腦框架與其他城市形成技術(shù)聯(lián)動、需求聯(lián)動、人員聯(lián)動。從而參與到全球信息化進程的問題，從本質(zhì)上說城市大腦是互聯(lián)網(wǎng)大腦的子系統(tǒng)，相當于互聯(lián)網(wǎng)大腦神經(jīng)系統(tǒng)中的神經(jīng)團，因此在建設城市大腦時需要考慮神經(jīng)系統(tǒng)之間的協(xié)同效應，考慮城市神經(jīng)反射弧可能跨越城市之間或國家之間發(fā)生，考慮城市的神經(jīng)元網(wǎng)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范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(shù)和信息孤島。