二十一世紀以來,科技領域與一個神經學領域的概念“大腦”出現了意想不到的融合,涌現出眾多前沿科技的大腦概念。從互聯網大腦,城市大腦,到谷歌大腦、百度大腦、訊飛超腦、360安全大腦、阿里ET大腦、騰訊超級大腦、滴滴大腦等等等等。
因為在神經學領域“大腦”有特定的含義,主要是腦的中樞神經高級部分,主導著生物體的智能活動,在這里大腦是腦的一部分,腦除去包含大腦,還包含小腦、間腦、腦干,以及延伸出來的神經纖維與神經末梢。一部分產業和企業大腦延用了生物學大腦的內涵,成為了產業級人工智能的一部分。
但另外一方面,包含互聯網大腦,城市大腦等科技概念中,大腦的內涵并不是特指神經學的大腦,而是“”巨大的,范疇廣泛”的類腦系統,類以于神經科學的腦概念,但是一種“大”腦。
科技領域大腦的兩種不同含義,對探究互聯網類腦模型,構建城市大腦,工業大腦等產業級智能系統時會帶來混淆和誤區,本文重點對這兩種大腦概念和外延性進行闡述。
1.第一種,“大腦“是神經學領域“大腦”概念的延伸
在神經學領域,生物腦尤其是人腦由大腦、小腦、間腦、腦干組成。其中:大腦是中樞神經系統的最高級部分,也是腦的主要部分,人類的大腦最為發達,是思維的器官,主導著機體內所有活動過程,并調整機體與周圍環境的平衡,因此大腦是高級神經活動的物質基礎。
當前產業界或企業界所提出的大腦概念,如谷歌大腦,百度大腦,工業大腦,一部分城市建設的城市大腦等主要對應了神經學的這個大腦含義,主要表達構建一個企業級,行業級或城市級的人工智能巨系統,對來自于企業,行業或城市感知傳入的各類信息進行綜合性處理,并作出判斷或決策,實現相關的管理需求。
2.第二種,大腦是指產業界形成的類腦復雜巨系統
2008年開始,在互聯網產業領域眾多新現象的啟發下,互聯網大腦模型被提出,含義是互聯網通過50年的演變,從網狀結構發展成為了類腦模型,因為互聯網涉及到的設備元素眾多,覆蓋的范疇極其龐大,因此互聯網的這個類腦模型被稱為互聯網”大”腦,在這里的“大“腦主要是指極其龐大或巨大的類腦結構。是包含了神經元網絡、中樞神經、感覺神經、運動神經、神經纖維、神經末梢、神經反射弧在內較為完整的神經系統體系概念。并不等同于神經學的大腦概念。
2015年,我們發表論文《基于互聯網大腦模型的智慧城市構建》明確提出了城市大腦的定義。提出城市的智慧化構建會伴隨著互聯網的類腦化進程,出現智慧城市的類腦化特征。城市大腦的兩個至關重要的特征是城市級神經元網絡和城市級云反射弧。
同樣的,城市大腦的“大“腦也是巨大的龐大的腦的概念,是互聯網大腦的子集,而不是神經科學里的大腦,因此,從2015年明確提出城市大腦定義時,并不認為城市大腦是一個城市級的AI巨系統或信息管理系統。
3.從互聯網“大”腦模型推出的城市“大“腦構建規范研究
從互聯網大腦的定義和互聯網大腦模型中,我們可以看到存在三個最重要的特征。根據這三個特征的深入分析可以為構建未來成熟的城市大腦提供理論基礎。
3.1,第一個標準:統一的神經元節點技術架構
根據統一的神經元節點技術架構,將人,物和軟件系統映射到城市大腦中,而且這類統一不單單只是城市內部的統一而且是不同城市之間的統一。如此一來才能確保城市大腦不會變為信息孤島。
與此同時依據神經元節點內部信息展示和功能模塊的不同,形成多元化的城市大腦神經元類別,實現復雜性和多元化的城市需求。
3.2,第二個標準:神經元人機雙智能控制,人類控制權最高
為了更好地確保城市大腦和互聯網大腦的高效,敏捷,自動運行,需要人工智能技術介入到每一個神經元節點上。
與此同時為了更好地實現城市大腦未來人類安全服務的目標,規定每一個神經元節點至少允許一個人類可以登錄進行控制,并且當產生決策沖突時,必須規定人類控制權最高。
3.3第三個標準:構建城市神經元之間的信息路由,實現城市云反射弧
城市大腦最終要為城市提供全方位的智能服務,這類服務的實現就需要城市中不同類別的神經元節點互相配合,根據處理城市問題或實現城市服務的需求,根據跨神經元節點的信息路由,實現城市級云反射弧。
4.結語
目前許多城市大腦項目更多的是在一個城市內部實現云端人工智能系統對城市交通、安防、物流、市政的管理和控制。但因為沒有統一的類腦神經元網絡架構,沒法將城市的人,物和系統很好的統一起來,也沒法在不同城市之間實現城市大腦的聯動,這造成 信息孤島狀況依舊明顯,未來城市大腦的迭代和升級會出現重復構建或發展瓶頸。
作為互聯網大腦模型的子集,城市大腦毋庸置疑會涉及到大量的前沿技術,如人工智能、云計算、大數據、邊緣計算、云機器人、5G、光纖技術等等等等。但這些技術并不是城市大腦的核心內容,而是實現上述三個城市大腦重要特征的支撐技術。